CH660409A5

CH660409A5 - SLIDE VALVE WITH SEPARATE SEALING DEVICE.

Info

Publication number: CH660409A5
Application number: CH424082A
Authority: CH
Inventors: Friedrich Tinner
Original assignee: Cetec Ag
Priority date: 1982-07-12
Filing date: 1982-07-12
Publication date: 1987-04-15
Also published as: GB2123532A; GB2123532B; GB8318852D0; FR2529989B3; DE8319787U1; FR2529989A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schieberventil, mit einem Schiebergehäuse und darin vorgesehener Durchströmöffnung, einem quer zu dieser Öffnung zwischen einer Öffnungs- und einer Schliessstellung bewegbaren, als Ventilteller ausgebildeten Ventilschieber und mit einer Dichtungseinrichtung für den Ventilteller. The present invention relates to a slide valve, with a slide housing and throughflow opening provided therein, a valve slide designed as a valve plate and movable across this opening between an open and a closed position, and with a sealing device for the valve plate.

Bekannte Schieberventile sind meist als sogenannte Keilschieber ausgerüstet. Bei derartigen Ventilen besteht die eigentliche Ventilmechanik mehr oder weniger aus festen Platten, die recht oft in deren Mitte durch ein Gelenk beweglich gehalten sind. Known gate valves are usually equipped as so-called wedge gate valves. In such valves, the actual valve mechanism consists more or less of solid plates, which are quite often held movably in the middle by a joint.

Andere bekannte Schieberventile verfügen meist über eine Ventilmechanik, bestehend aus einem Ventilteller, der die Dichtung trägt, einem Gegenteller zur Abstützung auf der der Ventilsitzseite gegenüberliegenden Gehäuseseite und einer Schliessmechanik zwischen beiden Platten, bestehend aus Kniehebeln, Rollen- oder Kugelmechanismen. Solche Schieber haben den Nachteil, dass die eigentliche Ventilmechanik relativ viel Platz benötigt und schwer ist, was wiederum die Schliesszeit des Schiebers im Hinblick auf die relativ grossen zu bewegenden Massen beeinträchtigt. Im weiteren hat die Schliessmechanik immer den kompletten Differenzdruck aufzunehmen. Other known slide valves usually have a valve mechanism, consisting of a valve plate that carries the seal, a counter plate for support on the side of the housing opposite the valve seat side and a closing mechanism between the two plates, consisting of toggle levers, roller or ball mechanisms. Such slides have the disadvantage that the actual valve mechanism requires a relatively large amount of space and is heavy, which in turn impairs the closing time of the slider with regard to the relatively large masses to be moved. Furthermore, the locking mechanism always has to absorb the complete differential pressure.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein Schieberventil vorzuschlagen, welches die Nachteile der bekannten Ventile zumindest weitgehend vermeidet. The purpose of the present invention is now to propose a slide valve which at least largely avoids the disadvantages of the known valves.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Schieberventil der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäss so ausgebildet, dass die Dichtungseinrichtung ein die Durchströmöffnung ringförmig umgebendes Element aufweist, welches auf seiner dem Ventilteller zugewandten Stirnseite die wirksame Dichtung trägt und an seinem anderen Ende mit einem an einem Gehäuseteil befestigten Balgelement verbunden ist und dass eine Betätigungsvorrichtung vorgesehen ist, um das ringförmige Element mit der Dichtung gegen den Ventilteller und diesen bei niedrigem Differenzdruck gegen eine Sitzfläche anzudrücken. To achieve this object, a slide valve of the type mentioned at the outset is designed in accordance with the invention in such a way that the sealing device has an element which surrounds the throughflow opening in a ring, which carries the effective seal on its end face facing the valve plate and is connected at its other end to a bellows element fastened to a housing part and that an actuating device is provided in order to press the annular element with the seal against the valve plate and, at a low differential pressure, against a seat surface.

Bei einem solchen Ventil ist vorzugsweise die Durchströmöffnung durch das Gehäuse mit Hilfe eines Führungsrohrs unter Belassung eines Querspaltes für den Ventilteller ausgebildet. Das die wirksame Dichtung tragende ringförmige Element umgibt dabei das genannte Führungsrohr in einer Umfangskammer des Gehäuses. In such a valve, the throughflow opening is preferably formed through the housing with the aid of a guide tube, leaving a transverse gap for the valve disk. The annular element carrying the effective seal surrounds the said guide tube in a peripheral chamber of the housing.

Vorzugsweise ist das Ventil dabei so ausgebildet, dass das Führungsrohr als Verlängerung eines Endflansches ausgebildet ist. The valve is preferably designed such that the guide tube is designed as an extension of an end flange.

Das Ventil kann auch so ausgebildet sein, dass das Führungsrohr als Teil eines zwischen zwei Endflanschen angeordneten Einsatzstückes ausgebildet ist. The valve can also be designed such that the guide tube is formed as part of an insert piece arranged between two end flanges.

Dank den beiden vorgenannten Konstruktionen kann die Dichtungseinrichtung jederzeit zu Kontroll- oder Reparaturzwecken aus dem Gehäuse demontiert werden. Bei geeigneter Konstruktion kann ein Ausbau ohne Demontage des Schiebers erfolgen. Thanks to the two aforementioned constructions, the sealing device can be removed from the housing at any time for inspection or repair purposes. With a suitable construction, removal can take place without dismantling the slide.

Das genannte Balgelement besteht bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus Metall oder Kunststoff und weist vorzugsweise eine eigene Rückstellkraft auf, die so bemessen ist, dass sich das die Dichtung tragende ringförmige Element selbsttätig vom Dichtungssitz löst, sobald die Betätigungsvorrichtung in eine entsprechende Betriebsstellung gebracht wird. In a preferred exemplary embodiment, the named bellows element consists of metal or plastic and preferably has its own restoring force which is dimensioned such that the annular element carrying the seal is automatically released from the seal seat as soon as the actuating device is brought into a corresponding operating position.

Bei einer weitern bevorzugten Ausführungsform ist dabei die Betätigungsvorrichtung für die Dichtungseinrichtung in der Schliessstellung verriegelbar. In a further preferred embodiment, the actuating device for the sealing device can be locked in the closed position.

Im Gegensatz zu bekannten Schieberventilen kann das Ventil gemäss der vorliegenden Erfindung mit einem Teller von nur einigen Millimetern Dicke ausgerüstet werden und daher sehr schnell bewegt werden. Dies gestattet wiederum die Absperrung der Durchströmöffnung in sehr viel kürzerer Zeit. In contrast to known slide valves, the valve according to the present invention can be equipped with a plate only a few millimeters thick and can therefore be moved very quickly. This in turn allows the flow opening to be shut off in a much shorter time.

Die erfindungsgemässe Konstruktion kann wesentlich leichter konzipiert werden, da die Ventilmechanik Differenzdruckkräfte nur dann übertragen muss, wenn sie in geringem Mass auftreten. Liegt nämlich das ringförmige Element mit der Dichtung am Ventilteller an, spielt es keine Rolle, ob der Teller seinerseits am Führungsrohr oder an der diesem gegenüberliegenden Sitzfläche anliegt, da Abdichtung des Ventils zwischen der Dichtung des ringförmigen Elements und dem Ventilteller erfolgt. Nur wenn die Kräfte der Ventilmechanik diejenigen übersteigen, welche aufgrund des Differenzdrucks auf dem Ventilteller lasten, wird letzterer durch das ringförmige Element verschoben. Die Ventilmechanik hat also nur die für zuverlässige Anpressung der Dichtung des ringförmigen Elements an den Ventilteller notwendigen Kräfte zu liefern. The construction according to the invention can be designed much lighter, since the valve mechanism only has to transmit differential pressure forces if they occur to a small extent. If the annular element with the seal rests on the valve plate, it does not matter whether the plate in turn rests on the guide tube or on the seat surface opposite it, since the valve is sealed between the seal of the annular element and the valve plate. Only if the forces of the valve mechanism exceed those which are loaded on the valve plate due to the differential pressure, is the latter displaced by the annular element. The valve mechanism therefore only has to deliver the forces necessary for reliably pressing the seal of the annular element onto the valve disk.

Die erfindungsgemässe Konstruktion erlaubt zudem ohne weiteres, den Ventilteller aus anderen Materialien als Metall, The construction according to the invention also allows the valve disk to be made of materials other than metal,

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zum Beispiel aus Glas, auszuführen, was für bestimmte Anwendungen von Vorteil sein mag. for example made of glass, which may be advantageous for certain applications.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von zwei Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch etwas näher erläutert. Es zeigt: The invention is explained in more detail below on the basis of two exemplary embodiments with reference to the drawing. It shows:

Fig. 1 einen Ausschnitt aus dem Querschnitt durch ein Schieberventil nach der Erfindung, und Fig. 1 shows a detail from the cross section through a slide valve according to the invention, and

Fig. 2 einen ähnlichen Ausschnitt aus einer Variante des Ventils nach Fig. 1. FIG. 2 shows a similar section from a variant of the valve according to FIG. 1.

Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Ventil besteht aus einem Schiebergehäuse 1, an dessen einem Ende ein Einsatzflansch 2 vorgesehen ist. Dieser Flansch 2 bildet mit dem Gehäuse 1 eine Einheit. Der Flansch 2 weist eine ins Gehäuse nach innen ragende Verlängerung, nämlich ein Führungsrohr 3, auf. Zwischen dem inneren Stirnende des Führungsrohres 3 und dem Gehäuseteil 4 ist ein relativ enger Spalt für den Ventilteller 5 vorgesehen. Der Ventilteller 5 kann aus Metall oder Glas usw. bestehen. Je nach Differenzdruck wird der Teller 5 vor Verriegelung der Ventilmechanik entweder auf der Sitzfläche 4a des Gehäuseteils 4 oder auf der inneren Stirnfläche des Führungsrohres 3 aufliegen. The valve shown schematically in Fig. 1 consists of a slide housing 1, at one end of which an insert flange 2 is provided. This flange 2 forms a unit with the housing 1. The flange 2 has an extension projecting into the housing, namely a guide tube 3. A relatively narrow gap for the valve plate 5 is provided between the inner end of the guide tube 3 and the housing part 4. The valve plate 5 can be made of metal or glass, etc. Depending on the differential pressure, the plate 5 will rest either on the seat 4a of the housing part 4 or on the inner end face of the guide tube 3 before the valve mechanism is locked.

Zur Herstellung einer Abdichtung des Ventiltellers 5 ist in einer ausliegenden Kammer 6 des Ventilgehäuses eine Dichtungseinrichtung angeordnet, welche im wesentlichen aus einem ringförmigen Halteelement 7 für den eigentlichen Dichtungsring 8 besteht. Dieser Haltering 7 weist, wie bereits erwähnt, am einen Stirnende den Dichtungsring 8 auf, während er am anderen Ende über ein Balgelement 9 mit dem Gehäuse 1 bzw. mit dem Flansch 2 verbunden ist. Das Balgelement 9 besteht aus Metall oder Kunststoff und ist vorzugsweise selbstrückstellend, d.h. mit entsprechenden Federelementen ausgerüstet, derart, dass der Haltering 7 ohne Einwirkung äusserer Kräfte in eine Stellung zurückgezogen wird, in welcher er nicht gegen den Ventilteller 5 anliegt. To produce a seal for the valve plate 5, a sealing device is arranged in an exposed chamber 6 of the valve housing, which essentially consists of an annular holding element 7 for the actual sealing ring 8. As already mentioned, this retaining ring 7 has the sealing ring 8 at one end, while at the other end it is connected to the housing 1 or to the flange 2 via a bellows element 9. The bellows element 9 is made of metal or plastic and is preferably self-resetting, i.e. equipped with appropriate spring elements, such that the retaining ring 7 is retracted into a position in which it does not bear against the valve disk 5 without the action of external forces.

Der Dichtungsring bzw. die Dichtung 8 besteht üblicherweise aus einem Elastomer oder einem Plastomer. Unter bestimmten Bedingungen sind als Werkstoff für die Dichtung 8 auch metallische Werkstoffe möglich. The sealing ring or the seal 8 usually consists of an elastomer or a plastomer. Under certain conditions, metallic materials are also possible as the material for the seal 8.

Mittels einer nicht dargestellten Betätigungsvorrichtung (Mechanik oder Hydraulik etc.) kann bei eingefahrenem Ventilteller 5 der Haltering 7 mit der Dichtung 8 soweit gegen den Ventilteller gedrückt werden, dass die Dichtung 8 wirksam abdichtend am Teller 5 anliegt. By means of an actuation device (mechanics or hydraulics, etc.), not shown, when the valve plate 5 is retracted, the retaining ring 7 with the seal 8 can be pressed against the valve plate to such an extent that the seal 8 is effectively sealing against the plate 5.

Sind dabei die auf den Ventilteller aufgrund eines vom Gehäuseteil 4 her wirkenden Differenzdrucks einwirkenden Kräfte grösser als diejenigen der Ventilmechanik, bleibt der Teller auch in Schliessstellung des Ventils in seiner an das Führungsrohr anliegenden Position. Durch den Spalt zwischen Sitzfläche 4a und Teller 5 hindurchtretendes Medium gelangt zwar in die Kammer 6, kann jedoch von dort nicht entweichen. Sind die auf den Ventilteller aufgrund des Differenzdrucks wirkenden Kräfte kleiner als diejenigen der Ventilmechanik, gelangt der Teller auf jeden Fall durch Druck If the forces acting on the valve plate due to a differential pressure acting from the housing part 4 are greater than those of the valve mechanism, the plate remains in its position in contact with the guide tube even when the valve is in the closed position. Medium passing through the gap between the seat surface 4a and the plate 5 enters the chamber 6, but cannot escape from there. If the forces acting on the valve plate due to the differential pressure are smaller than those of the valve mechanism, the plate will definitely come through pressure

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der Dichtung 8 zur Anlage an die Sitzfläche 4a. Dort wird er von dieser derart gestützt, dass die Dichtung mit der zum Abdichten erforderlichen Kraft von der Ventilmechanik an ihn angepresst werden kann. the seal 8 to rest on the seat 4a. There it is supported by it in such a way that the seal can be pressed against it by the valve mechanism with the force required for sealing.

Der Vorteil dieser Konstruktion liegt darin, dass zum Dichtschliessen des Ventils lediglich eine Kraft, entsprechend der erforderlichen Dichtkraft, der Federkonstante des Balges und allfälliger auf den Federbalg wirkender Differenzkräfte aufzubringen ist. Diese Schliessmechanik funktioniert nahezu unabhängig von dem auf dem Teller wirkenden Differenzdruck des Durchströmmediums, sei dies nun ein Gas, eine Flüssigkeit oder eine auf dem Teller liegende Charge eines festen Materials. The advantage of this design lies in the fact that only a force corresponding to the required sealing force, the spring constant of the bellows and any differential forces acting on the bellows has to be applied to tightly close the valve. This locking mechanism works almost independently of the differential pressure of the flow medium acting on the plate, be it a gas, a liquid or a batch of solid material lying on the plate.

Bei der gezeigten Konstruktion liegt der Ventilteller 5 in einem sehr engen Spalt zum Ventilgehäuse. Dies erleichtert insbesondere die Verwendung des Schiebers für Schüttgüter. In the construction shown, the valve plate 5 lies in a very narrow gap to the valve housing. This particularly facilitates the use of the slide for bulk goods.

Die Ventilsitzdichtung setzt immer ohne schädliches Reiben auf dem Ventilteller 5 auf. Bei auftretenden hohen Differenzdrücken, gleichgültig auf welcher Seite, stützt sich der Ventilteller 5 zuerst immer auf dem Gehäusesitz 4a oder auf dem Ende des Führungsrohres 3 auf. The valve seat seal is always on the valve plate 5 without damaging rubbing. When high differential pressures occur, irrespective of which side, the valve disk 5 is always first supported on the housing seat 4a or on the end of the guide tube 3.

Wie aus Fig. 1 der Zeichnung ersichtlich ist, kann der Flansch 2 jederzeit zu Kontroll- oder Reparaturzwecken aus dem Gehäuse entfernt werden. Dazu ist es erforderlich, dass das Schieberventil aus der Installation, d.h. aus dem Rohrsystem demontiert wird. As can be seen from Fig. 1 of the drawing, the flange 2 can be removed from the housing at any time for control or repair purposes. This requires that the slide valve be removed from the installation, i.e. is dismantled from the pipe system.

Dies kann bei der Konstruktion des Ventils nach Fig. 2 vermieden werden, wie nachstehend noch eingehender erläutert wird. Bei dieser Konstruktion kann der Haltering 10 mit der Dichtung 11, dem Balgelement 12 und dem das Ganze tragenden und führenden Einsatzstück 13 nach Entfernung des Gehäusedeckels 14 seitlich aus dem Ventilgehäuse herausgezogen werden. Bei dieser Konstruktion sind die vorgenannten Bauteile 11-14 zwischen zwei ebenfalls zum Gesamtgehäuse gehörenden Endflanschen 15 und 16 montiert. Der Ventilteller 17 ist dabei auf dieselbe Weise montiert wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1. This can be avoided in the construction of the valve according to FIG. 2, as will be explained in more detail below. In this construction, the retaining ring 10 with the seal 11, the bellows element 12 and the insert 13 carrying and guiding the whole can be pulled out laterally from the valve housing after removal of the housing cover 14. In this construction, the aforementioned components 11-14 are mounted between two end flanges 15 and 16 which also belong to the overall housing. The valve disk 17 is mounted in the same way as in the embodiment according to FIG. 1.

Zum Ventilteller 5 bzw. 17 sei nochmals erwähnt, dass dieser im wesentlichen aus einer dünnen, für den Betriebsoder Differenzdruck berechneten Platte besteht. Regarding valve disk 5 or 17, it should be mentioned again that this essentially consists of a thin plate calculated for the operating or differential pressure.

Dieser Ventilteller 5 wird über einen Linear- oder Pendelmechanismus in bzw. aus der Schliessstellung bewegt. This valve plate 5 is moved into or out of the closed position via a linear or pendulum mechanism.

Der Mechanismus, sei dies nun eine mechanische, elek-tropneumatische oder hydraulische Betätigungsvorrichtung, ist an sich bekannt und wird hier nicht näher dargestellt. The mechanism, be it a mechanical, electro-pneumatic or hydraulic actuation device, is known per se and is not shown in detail here.

Sobald der Ventilteller 5 bzw. 17 die geschlossene Ventilendstellung erreicht hat, wird der Haltering 7 bzw. 10 durch mechanische, pneumatische oder hydraulische Elemente derart bewegt, dass die Dichtung 8 bzw. 11 auf den Ventilteller 5 bzw. 17 und letzterer bei geringem Differenzdruck auf den Ventilsitz des Gehäuses gepresst wird. Die Schliessmechanik ist vorzugsweise so vorgesehen, dass sie in der geschlossenen Ventilendstellung mechanisch verriegelt bleibt, d.h. dass das Ventil auch bei Ausfall von Steuerenergie in dieser Stellung verharrt. As soon as the valve plate 5 or 17 has reached the closed valve end position, the retaining ring 7 or 10 is moved by mechanical, pneumatic or hydraulic elements in such a way that the seal 8 or 11 on the valve plate 5 or 17 and the latter at a low differential pressure the valve seat of the housing is pressed. The closing mechanism is preferably provided so that it remains mechanically locked in the closed valve end position, i.e. that the valve remains in this position even if control energy fails.

3 3rd

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10 10th

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

660409 PATENT CLAIMS

1. slide valve, with a slide housing and throughflow opening provided therein, a valve slide designed as a valve plate and movable transversely to this opening between an open and a closed position, and with a sealing device for the valve plate, characterized in that the sealing device (7-9; 10- 12) has an element (7; 10) which surrounds the throughflow opening in an annular manner and which carries the effective seal (8; 11) on its end face facing the valve plate (5; 17) and at its other end with one on a housing part (2; 13 ) attached bellows element (9; 12), and that an actuating device is provided to press the annular element (7; 10) with the seal against the valve disc (5; 17) and this against a seat surface (4a) at low differential pressure .

2. Slide valve according to claim 1, characterized in that the flow opening through the housing is formed with the aid of a guide tube (3; 13) while leaving a transverse gap for the valve plate (5; 17).

3. Slider valve according to claim 2, characterized in that the annular element (7; 10) carrying the effective seal (8; 11) is arranged surrounding the said guide tube in a peripheral chamber (6) of the housing.

4. Slider valve according to claim 2, characterized in that the guide tube is designed as an extension (3) of an end flange (2).

5. slide valve according to claim 2, characterized in that the guide tube (13) is formed as part of an insert between two end flanges (15; 16).

6. Slide valve according to claim 1, characterized in that the bellows element (9; 12) consists of metal or plastic.

7. Slide valve according to claim 1, characterized in that the restoring force of the bellows element (9; 12) is dimensioned such that the annular element (7; 10) carrying the seal (8; 11) automatically releases from its closed position as soon as the Actuating device is brought into a corresponding operating position.

8. Slide valve according to claim 1, characterized in that the actuating device for the sealing device can be locked in the closed position.