AT410360B - Absperrventil - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft ein Absperrventil, mit - einem Gehäuse, das einen Strömungskanal umschliesst, der sich von einer ersten 
Anschlussöffnung zu einer zweiten Anschlussöffnung im Wesentlichen entlang einer 
Längsachse des Absperrventils erstreckt; - einem Torpedokörper, der im Strömungskanal angeordnet ist und der an seinem inneren 
Umfang eine zylindrische erste Dichtfläche aufweist ; - einem Kolben, der beweglich in dem Torpedokörper angeordnet ist und der mit einer zylindrischen Aussenfläche dichtend an der ersten Dichtfläche anliegt; - einer ersten Dichtung zur Abdichtung der zylindrischen Aussenfläche des Kolbens gegen- über der ersten Dichtfläche;

   - einer Betätigungseinrichtung zur Verschiebung des Kolbens in Axialrichtung der ersten 
Dichtfläche, - einer im Gehäuse angeordneten zweiten Dichtfläche, die in einer Stellung des Kolbens diesen in Axialrichtung dichtend umschliesst; - einer zweiten Dichtung zur Abdichtung des Kolbens gegenüber der zweiten Dichtfläche. 



   Ein solches Absperrventil wird auch als axiales Kolbenschieberventil bezeichnet, da bei geschlossenem Ventil die Abdichtung in der Art eines Kolbens erfolgt. Im Gegensatz dazu erfolgt bei einem Sitzventil die Abdichtung, indem ein Sperrkörper auf einen entsprechenden Dichtsitz gedrückt wird Der Vorteil von Kolbenschieberventilen besteht darin, dass der Kolben in der geschlossenen Stellung nicht gegen einen Anschlag gefahren wird, dessen Stellung sich durch thermische Ausdehnung verändern kann, sondern dass ein Bereich von Stellungen vorliegt, innerhalb dessen das Ventil geschlossen ist. Dadurch kann ein unbeabsichtigtes Öffnen des Ventils zufolge von Temperaturschwankungen verhindert werden. Weiters kann auf diese Weise ein vollständiger Druckausgleich dargestellt werden, was insbesondere bei Hochdruckanwen- dungen wesentlich ist, um geringe Stellkräfte zu erreichen.

   Ein solches Ventil ist nicht nur zum Absperren geeignet, sondern kann in gleicher Weise auch als Regelventil eingesetzt werden, um einen Fluidstrom zu regulieren. 



   Die EP 0 230 849 A1 zeigt ein solches Kolbenschieberventil, bei dem ein Kolben in einem Torpedokörper in Axialrichtung beweglich geführt ist. Die Abdichtung des Kolbens gegenüber dem Torpedokörper erfolgt durch eine Dichtung, die an der Innenwand des Torpedokörpers befestigt ist. 



  Ein solches Ventil arbeitet so lange zufriedenstellend, als die Druckunterschiede zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite nicht allzu gross sind und nicht allzu hohe Temperaturen vorliegen. Bei höheren Drücken und Temperaturen ist es jedoch erforderlich, es grössere und aufwändigere Dichtungen vorzusehen, was bei der begrenzten Wandstärke des Torpedokörpers schwierig ist. 



   Aus der US 6,029,691 A ist ein Kolbenschieberventil bekannt, das durch axiale Verschiebung des Kolbens betätigt wird. Ein Dichtelement ist dazu vorgesehen, in der geschlossenen Stellung des Ventils eine Abdichtung gegenüber einer konischen Fläche zu gewährleisten. Dieses Dichtelement ist seinem Umfang etwas kleiner als die Führungsfläche, in der der Kolben gleitet. 



  Dadurch ergibt sich in der geöffneten Stellung des Ventils ein Totraum im Bereich des Dichtelementes, der bei stark verschmutzten oder aggressiven Medien bei geöffnetem Ventil Anlass zu Problemen geben kann, wenn sich Feststoffe hier absetzen. 



   Aufgabe der Erfindung ist es, ein Absperrventil anzugeben, das auch für Anwendungen mit höchsten Drücken und bei Temperaturen von bis zu 550 C bei einfachem Aufbau zuverlässig arbeitet. 



   Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass sowohl die erste Dichtung als auch die zweite Dichtung in einer der vollständigen Öffnung des Ventils entsprechenden Stellung fest mit dem Kolben verbunden sind und diesen in Umfangsrichtung umschliessen. Auf diese Weise kann ohne Vergrösserung von anderen Bauteilen eine relativ grosse Dichtung eingesetzt werden. Dabei handelt es sich vorzugsweise um in Axialrichtung vorgespannte Graphitdichtungen. Ausserdem wird die Herstellung des Ventils wesentlich vereinfacht, und es kann ein vollständiger Druckausgleich dargestellt werden. Die Dichtungen bestehen aus Paketen von Graphitplatten, die auf einem metallischen Träger aufgebracht sind.

   Durch die erfindungsgemässe Lösung ist es möglich, die Probleme des Absetzens von Feststoffen zu vermeiden und eine sichere Funktion des Ventils zu gewährleisten. 

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   Das erfindungsgemässe Ventil wird beispielsweise in Kraftwerken oder Erdgasstationen für Arbeitsdrücke von 100 bar bis 300 bar und Temperaturen bis zu 550 C eingesetzt, wobei das Strömungsmedium Wasserdampf oder Erdgas sein kann. Dabei sind Nennweiten von 65 mm bis über 1000 mm problemlos abdeckbar. 



   Für die sichere Funktion ist es wichtig, dass die erste Dichtung in allen Stellungen des Kolbens an der ersten Dichtfläche anliegt. Strömungstechnisch besonders günstig ist es dabei, dass die zweite Dichtung in einer Stellung des Kolbens an der ersten Dichtfläche anliegt, wie dies oben beschrieben ist. 



   Eine besonders begünstigte Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass die Betätigungseinrichtung als Kurbeltrieb ausgebildet ist, der eine Betätigungswelle aufweist, an der eine Kurbel befestigt ist, die mit dem Kolben in Wirkverbindung steht. Eine konstruktiv besonders günstige Lösung wird dabei dann erreicht, wenn der Kolben mit einer Steuerplatte verbunden ist, die mit einem Gleitstein in Eingriff steht, der an der Kurbel vorgesehen ist. Ein solcher Mecha- nismus ist besonders robust und braucht gegenüber dem Medium nicht gekapselt oder abgedichtet zu werden. 



   Eine besonders begünstigte Ausführungsvariante der Erfindung sieht im Kolben zentnsch eine Öffnung vor, durch die der Innenraum des Torpedokörpers mit dem Strömungskanal in Verbindung steht. Auf diese Weise kann ein vollständiger Druckausgleich in einfacher Weise erzielt werden. 



   Insbesondere ist es günstig, wenn der Torpedokörper konzentrisch zu einer Achse des Absperrventils ist, wobei die Achse durch die Mittelpunkte der ersten Anschlussöffnung zu der zweiten Anschlussöffnung gebildet ist. Dadurch kann ein geringer Druckverlust bei der Durch- strömung des geöffneten Ventils erzielt werden. 



   Die Herstellung des erfindungsgemässen Ventils kann dadurch kostengünstig erfolgen, dass das Gehäuse und der Torpedokörper als einstückig ausgeführte Schweisskonstruktion ausgebildet sind 
In der Folge wird die Erfindung anhand der in der Figur dargestellten Ausführungsvariante näher erläutert. Die Figur zeigt ein erfindungsgemässes Ventil im Längsschnitt. 

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Claims (8)

1. Das Absperrventil besteht aus einem Gehäuse 1, an dessen Enden ein erster Flansch 2 und ein zweiter Flansch 3 angeordnet sind, zwischen denen sich ein Strömungskanal 1a erstreckt. In dem Gehäuse 1 ist über Rippen 4 ein Torpedokörper 5 gehalten, der im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist, wobei die Achse 6 des Torpedokörpers 5 zentrisch durch eine erste und eine zweite Anschlussöffnung 7 bzw. 8 in den Flanschen 2 bzw. 3 hindurchgeht In dem Torpedokörper 5 ist ein Kolben 9 in Axialrichtung beweglich angeordnet, an dessen zylindrischer Aussenfläche 12 eine erste Dichtung 10 und eine zweite Dichtung 11 vorgesehen sind, die aus Graphitplatten aufgebaut sind. Die Dichtungen 10,11 werden durch einen Ring 9a, der über Schrauben 9c vorgespannt ist, und eine Hülse 9b in Axialrichtung gepresst.

   Die erste Dichtung 10 liegt in allen Stellungen des Kolbens 9 dichtend an einer zylindrischen ersten Dichtfläche 13 im Inneren des Torpedokörpers 5 an. Die zweite Dichtung 11 ist jedoch in der mit ausgezogenen Linien dargestellten Stellung des Kolbens 9 in dem Torpedokörper 5 angeordnet und liegt nur in der mit unterbrochenen Linien dargestellten Stellung bei geschlossenem Ventil an einer zweiten Dichtfläche 14 im Gehäuse 1 an, um die Abdichtung zu gewährleisten. In dem Kolben 9 ist eine zentrale Öffnung 15 vorgesehen, die mit dem Innenraum des Torpedokörpers 5 in Verbindung steht, um den Druckausgleich zu gewährleisten. Der Kolben 9 ist fest mit einer Steuerplatte 17 verbunden, die im Torpedokörper 5 in Längsrichtung geführt ist.

   In die Steuerplatte 17 greift ein Gleitstein 18 ein, der an einer Kurbel 19 vorgesehen ist, um die Steuerplatte 17 und damit den Kolben 9 zu verschieben. Die Kurbel 19 kann über eine Betätigungswelle 20 verdreht werden, die in einem Fortsatz 21 des Gehäuses 1 gelagert ist und durch eine Dichtung 22 abgedichtet ist Das erfindungsgemässe Ventil besitzt einen einfachen Aufbau und ist robust und langlebig Insbesondere ist das Ventil wenig anfällig gegenüber Verschmutzung PATENTANSPRÜCHE: 1.

   Absperrventil mit: - einem Gehäuse (1), das einen Strömungskanal (1a) umschliesst, der sich von einer <Desc/Clms Page number 3> ersten Anschlussöffnung (7) zu einer zweiten Anschlussöffnung (8) im Wesentlichen entlang einer Längsachse (6) des Absperrventils erstreckt ; - einem Torpedokörper (5), der im Strömungskanal (1a) angeordnet ist und der an seinem inneren Umfang eine zylindrische erste Dichtfläche (13) aufweist; - einem Kolben (9), der beweglich in dem Torpedokörper (5) angeordnet ist und der mit einer zylindrischen Aussenfläche (12) dichtend an der ersten Dichtfläche (13) anliegt; - einer ersten den Kolben (9) aussen umgebenden Dichtung (10) zur Abdichtung der zylindrischen Aussenfläche (12) des Kolbens (9) gegenüber der ersten Dichtfläche (13), wobei die Dichtung (10) in allen Stellungen des Kolbens (9) an der ersten Dichtfläche (13) anliegt;

   - einer Betätigungseinrichtung zur Verschiebung des Kolbens (9) in Axialrichtung der ersten Dichtfläche (13); - einer im Gehäuse (1) angeordneten zweiten Dichtfläche (14), die in einer Stellung des Kolbens (9) diesen in Axialrichtung dichtend umschliesst ; - einer zweiten den Kolben (9) aussen umgebenden Dichtung (11) zur Abdichtung des Kolbens (9) gegenüber der zweiten Dichtfläche (14); dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Dichtung (11) in einer der vollständigen Öffnung des Ventils entsprechenden Stellung des Kolbens (9) an der ersten Dichtfläche (13) anliegt.
2. 2. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsein- nchtung als Kurbeltrieb ausgebildet ist, der eine Betätigungswelle (20) aufweist, an der eine Kurbel (19) befestigt ist, die mit dem Kolben (9) in Wirkverbindung steht.
3. 3. Absperrventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (9) mit einer Steuerplatte (17) verbunden ist, die mit einem Gleitstein (18) in Eingriff steht, der an der Kurbel (19) vorgesehen ist.
4. 4 Absperrventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Kolben (9) zentrisch eine Öffnung (15) vorgesehen ist, durch die der Innenraum des Torpedokörpers (5) mit dem Strömungskanal (1a) in Verbindung steht.
5. 5. Absperrventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Torpedokörper (5) konzentrisch zu einer Achse (6) des Absperrventils ist, wobei die Achse (6) durch die Mittelpunkte der ersten Anschlussöffnung (7) zu der zweiten Anschluss- öffnung (8) gebildet ist
6. 6. Absperrventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) und der Torpedokörper (5) als einstückig ausgeführte Schweisskonstruktion ausgebildet sind.
7. 7 Absperrventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische Aussenfläche (12) des Kolbens (9) in einer geschlossenen Stellung des Ventils sowohl an der ersten Dichtfläche (13) als auch an der zweiten Dichtfläche (14) anliegt
8. 8 Absperrventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungen (10,11) aus vorgespannten Graphitplatten aufgebaut sind HIEZU 1 BLATT ZEICHNUNGEN