-
Die
Erfindung betrifft ein deckelloses Hochdruckventil, welches in einer
mehrteiligen Bauart ausgeführt
ist und in Kraftwerken und in verschiedenen Industrieanlagen im
Hochdruckbereich Anwendung findet.
-
Armaturen,
so auch Ventile, werden je nach Verwendungszweck als Schmiedeteil,
als Gußteil oder
auch als Schweißteil
hergestellt, wobei im Hochdruckbereich vorrangig Armaturen/Ventile
zum Einsatz kommen, deren Gehäuse
gegossen oder geschmiedet sind.
-
Die
Verwendung von Ventilen im Hochdruckbereich bedingt nicht nur eine
hochbelastbare Ausbildung der Armaturengehäuse, sondern auch die Elemente
zur Abdichtung derartiger Ventile müssen so ausgeführt sein,
daß sie
einmal den hohen Belastungen gerecht werden, andererseits eine gute
Abdichtung und Zugänglichkeit
gegeben ist.
-
Unter
Beachtung dieser Bedingungen unterscheidet man in zwei Funktionsbaugruppen
von deckellosen Ventilen.
-
Eine
der Funktionsbaugruppen besteht aus dem Ventilgehäuse mit
Gehäusesitz
und einer Kegelspindel, die durch den Grundring, die Stopfbuchse und
durch die Stopfbuchsbrille geführt
und nach außen
abgedichtet ist. Die zweite Funktionsbaugruppe faßt einen
auf dem Ventilgehäuse
aufgesetzten Aufsatz mit einer entsprechenden Gewindebuchse, in der
das Gewindeteil der Spindel Aufnahme findet und in dieser beweglich
angeordnet ist. Die Spindel ist mit einem Handrad oder Antrieb versehen,
so daß die Spindel über deren
Betätigung
in Bewegung gesetzt wird, wobei durch das Gewinde die Drehbewegung
in eine Hubbewegung umgesetzt wird, so daß die Kegelspindel höhenverstellt
werden kann, in Öffnungsstellung,
Schließstellung
oder Zwischenstellung.
-
So
sind Ventile in zweiteiliger Bauart allgemein bekannt, die sich
jedoch in der Ausführung
dahingehend unterscheiden, daß einmal
der Aufsatz auf das Ventilgehäuse
aufgeschraubt oder mittels eines Bajonett-Verschlusses mit dem Gehäuse verbunden
ist.
-
Dies
bedeutet, dass deckellose Ventile bereits aus dem Stand der Technik
bekannt sind, wobei diese deckellosen Ventile mit dem jeweiligen
Aufsatz in ihrer Ausbildung sehr kompliziert sind, weitestgehend
mit dem Aufsatz als komplettes Teil ausgebildet sind, was den Montage-,
aber insbesondere den Demontageaufwand bei eventuellen Reparaturen
und Nacharbeiten wesentlich erschwert.
-
Eine
derartige Bauart für
Armaturen ist mit der
DE
32 46 446 A1 bekannt geworden, die eine Bajonett-Verbindung
insbesondere für
den Grundkörper und
den Bügel
einer Armatur beschreibt, bei denen der Armaturenkörper mit
dem Bügel
durch Stopfbuchsenschrauben verbunden ist und der Körper sowie
der Bügel
Segmente für
eine Bajonett-Verbindung aufweisen. Diese sind so ausgebildet, daß die Gewindelöcher für die Stopfbuchsenschrauben
in der oberen Stirn der Muffe des Bügels angeordnet sind und der untere
Teil der Stopfbuchsenschrauben auf der oberen Fläche des Körpersegmentes abgestützt ist.
-
Derartige
Verbindungen von Aufsätzen
von Armaturen sind bezüglich
ihrer Anfertigung und Montage sowie Demontage sehr zeit- und kostenaufwendig,
da der Grundkörper
des Aufsatzes und die dem Aufsatz zugewandte Seite des Armaturengehäuses, welche
vorwiegend als Gußteil
oder Schmiedeteil ausgeführt
sind, aufwendigen mechanischen Bearbeitungen unterzogen werden müssen.
-
Ein
bekannter Nachteil dieser Konstruktion besteht darin, daß durch
Korrosionserscheinungen die Demontage des Aufsatzes erschwert wird
(Festrostung).
-
Bekannt
sind auch Deckelventile, welche mit einem Säulenaufsatz ausgebildet sind.
-
So
beschreibt die
DE
298 09 529 U1 ein Deckelventil mit Säulenaufsatz, bei dem der Stopfbuchseinsatz
zum Ventilgehäuse
verschweißt
ist, wodurch die Funktion eines Deckelventils begründet wird.
-
Diese
Bauart eines Ventils ist u. a. für
Faltenbalgventile entwickelt worden, wo der Balg in dem hochgezogen
Mittelteil des Ventils Aufnahme findet.
-
Derartige
Ventile finden überwiegend
Einsatz in Bereichen bei Nenndrücken
zu bis 160 bar und die feste Verbindung, die Schweißverbindung des
Stopfbuchseneinsatzes zum Ventilgehäuse ist erforderlich, um bei
Undichtheit des Faltenbalges ein Ausströmen von Medien aus dem Ventil
zu verhindern.
-
Die
Schweißverbindung
des Stopfbuchseinsatzes zum Ventilgehäuse erfüllt hier die Deckelfunktion,
so daß es
sich bei dieser Ausbildung des Ventils um kein deckelloses Ventil
handelt und es einer mechanischen Bearbeitung bedarf, um bei einem
derartige Ventil im Reparaturfall die Zugänglichkeit der Innenteile zu
erreichen.
-
Ein
solcher Öffnungsvorgang
führt dann
zur Beschädigung
des jeweiligen Ventils, bzw. es bedarf erheblicher Nacharbeiten
zur Herstellung der Funktionsfähigkeit
eines derart geöffneten
Ventils, da ja die feste Schweißverbindung
zwischen Stopfbuchseneinsatz und Ventilgehäuse erst beseitigt und dann wieder
hergestellt werden muss.
-
Herausgestellt
werden muss, dass die beschriebene Lösung für deckellose Ventile nicht
zum Einsatz kommen kann, da diese Lösung darauf abzielt, den Stopfbuchseinsatz
zum Ventilgehäuse
zu verschweißen,
um eine zusätzliche
Abdichtung zu erreichen. Demgegenüber stehen deckellose Ventile, bei
denen die Stopfbuchspackungen mittels vorgesehener Stopfbuchsbrille
verspannt werden, ohne dass eine feste Verbindung zum jeweiligen
Ventilgehäuse hergestellt
werden muss.
-
So
wurde ein deckelloses Hochdruckventil geschaffen, welches mit einem
mehrteiligen Säulenaufsatz
ausgerüstet
ist, welcher so geschaffen ist, daß dieser Säulenaufsatz für Ventile
ohne Deckel und ohne deckellosen Ventileinsatz verwendet werden
kann und durch die Mehrteiligkeit des Säulenaufsatzes gesichert ist,
daß eine
leichte Montage und Demontage sowie eine gute Abdichtung des gesamten
Hochdruckventiles gewährleistet
ist.
-
Gemäß der Erfindung
besteht der mehrteilige Säulenaufsatz
aus mindestens zwei tragenden Stützen,
die gehäuseseitig
im oberen Flansch vom Ventilgehäuse
und in der gegenüberliegenden
Seite in einem Kopf mit Gewindebuchse Aufnahme finden und sowohl
zum Flansch des Ventilgehäuses
als auch zum Kopf verspannt werden.
-
In
bevorzugter Ausführung
erfolgt die Verbindung der Stützen über Schraubverbindungen,
wobei die Verbindung zum Flansch des Ventilgehäuses so erfolgt, daß die Säulen mit
ihren Gewindeansätzen
in Innengewinden des Flansches eingeschraubt und zusätzlich durch
einen Schweißpunkt
verdrehgesichert werden. Die Verbindung der Stützen zum Kopf erfolgt über Gewindezapfen
der Stützen,
die den Kopf durchgreifen, auf denen Muttern aufgesetzt werden,
mittels denen die Verbindung zur Gewindebuchse hergestellt wird.
-
Die
Gewindebuchse ist dabei so gestaltet, daß diese das Gewindeteil der
in das Hochdruckventil eingesetzten Spindel aufnimmt, wobei bei
geteilter Spindel das Endstück
der Gewindespindel mit einem entsprechenden Vierkant zur Aufnahme
eines Stellrades bzw. mit einem Mitnehmer zur Aufnahme eines Stellantriebes
ausgebildet ist, so daß bei
Drehbewegung des Stellrades eine Höhenverstellung der Spindel
im Hochdruckventil erfolgt. Bei einteiliger Spindel ist die Gewindebuchse
drehbar angeordnet, während die
Spindel nicht drehbar ist.
-
In
bevorzugter Ausführung
ist die Spindel zweiteilig als eine sogenannte gekuppelte Spindel ausgeführt, die über eine
Kupplung die Gewindespindel und die Kegelspindel miteinander verbunden sind,
wobei die Kupplung selbst zwischen den Stützen des Aufsatzes geführt ist.
Hiermit wird erreicht, daß sich
im Bereich der Stopfbuchse nur eine schiebende Bewegung der Kegelspindel
vollzieht. Ein weiterer Vorteil der geteilten Spindel ist eine verringerte Längenänderung
infolge Temperatureintrag. Dieser „Temperaturbruch" bewirkt eine zuverlässigere
Abdichtung.
-
Das
Verschließen
des Ventiles zur Atmosphäre,
konkret gesagt, die Abdichtung der Spindel erfolgt durch die Stopfbuchspackung,
die mittels einer Stopfbuchsbrille axial zum Ventilgehäuse über Schraubverbindungen
verspannt wird.
-
Mit
nachfolgendem Ausführungsbeispiel
soll die Erfindung näher
erläutert
werden.
-
Die
dazugehörige
Zeichnung zeigt in
-
1:
die Gesamtansicht eines deckellosen Hochdruckventils in einer Schnittdarstellung,
-
2:
eine Prinzipskizze der Teile des Säulenaufsatzes
-
3:
das Ventilgehäuse
in einer Draufsicht
-
Der
Gesamtaufbau eines deckellosen Hochdruckventils ohne Ventileinsatz
ergibt sich aus der Gesamtansicht gemäß der 1.
-
Das
Hochdruckventil besteht dabei aus dem Ventilgehäuse 2 mit dem angeschmiedeten
Flansch 3, wobei neben der Schmiedeausführung, wie hier gezeigt, daß Hochdruckventil
auch als ein Gußteil ausgeführt sein
kann. Der Flansch 3 ist dabei so ausgebildet, daß er zur
Aufnahme des Säulenaufsatzes dient,
welcher aus mindestens zwei Stützen 1,
dem Kopf 18 mit Gewindebuchse 4 und den zugehörigen Verschraubungen
besteht, ferner dient der Flansch 3 zur Aufnahme der Stiftschrauben
für die
Stopfbuchsbrille und ist zu diesem Zweck mit entsprechenden Innengewinden 19 ausgeführt. (3)
-
Die
Stützen 1 sind
dabei im weitesten Sinne als Gewindestützen ausgebildet, die endseitig
Gewindeansätze 5 aufweisen, über die
die Stützen 1 einmal
zum Flansch 3 des Ventilgehäuses 2 verschraubt
werden und zum anderen über
die Schrauben 12 zum Kopf 18, sowie zur Gewindebuchse 4, die
unmittelbar im Kopf 18 ausgebildet oder in diesem fest
eingebunden ist.
-
Der
Flansch 3 des Ventilgehäuses 2 ist
mit entsprechenden Bohrungen 16 und Innengewinden 13 ausgebildet,
in denen die Stützen 1 mit
ihren unteren Ansätzen 15 und
den unteren Gewindezapfen 5 Aufnahme finden. (3)
-
Im
oberen Bereich besitzen die Stützen 1 gleichfalls
einen Gewindezapfen 5, mit dem die Stützen 1 die Bohrungen 17 des
Kopfes 18 durchgreifen und oberhalb des Kopfes 18 mittels
der Schrauben 12 verspannt und befestigt werden. (1 und 2)
-
In
dem Ventilgehäuse 2 findet
die Spindel 6 Aufnahme, wobei der untere Teil der Spindel 6 mit
einem Absperr-, Drossel- oder Regulierkegel 14 ausgebildet
ist, über
den ein Absperren bzw. Öffnen
des Ventildurchganges erfolgt.
-
Die
Spindel 6 ist ferner in einer Stopfbuchse 9 geführt, welche
mit Stopfbuchspackungen 10 ausgebildet und in der Mittelbohrung
des Ventilgehäuses 2 angeordnet
ist. Dies in der Art und Weise, daß die Stopfbuchse 9 mit
den Stopfbuchspackungen 10 auf einem Grundring 11 abgestützt werden,
welcher in der Mittelbohrung des Ventilgehäuses 2 auf einem Ansatz 21 aufliegt.
Dieser Grundring 11 stützt
die Stopfbuchspackungen 10 mit der Stopfbuchse 9 im Ventilgehäuse 2,
welche oberhalb durch die Stopfbuchsbrille festgehalten und verspannt
werden. Dies erfolgt über
Schraubverbindungen in den Innengewinden 13, die die Stoffbuchsbrille
zum Flansch 3 des Ventilgehäuses 2 verspannen.
(3)
-
Neben
der Lagerung und Führung
der Spindel 6 wird mittels der Stopfbuchse 9 und
der Stopfpackungen 10 eine Abdichtung des Ventilgehäuses 2 zur
Atmosphäre
gewährleistet.
-
Aus
der 1 ergibt sich ferner, daß bei einer bevorzugten Ausführungsform
die Spindel 6 als eine zweigeteilte Spindel, einer sogenannten
gekuppelten Spindel, ausgeführt
ist, deren beiden Teile in einer Kupplung 8 befestigt und über eine
Gleitscheibe funktionsbedingt miteinander verbunden sind.
-
Das
obere Spindelteil, die Gewindespindel 22, besitzt ein Außengewinde,
welches im Innengewinde der Gewindebuchse 4 des Kopfes 18 umläuft, und
ferner ist diese Gewindespindel 22 mit entsprechenden Aufnahmen
ausgebildet, beispielsweise mit einem Vierkant bzw. einem Mitnehmer,
um die Betätigungselemente
in Form eines Steuerrades 7 oder Stellantriebes aufnehmen
zu können.
-
Das
untere Teil der Spindel 6 ist als eine Kegelspindel 20 mit
einem Absperr-, Drossel- oder
Regulierkegel 14 ausgebildet.
-
Neben
des Einsatzes einer zweigeteilten Spindel besteht auch die Möglichkeit,
einteilige Spindeln oder auch Schubstangen zum Einsatz zu bringen.
-
Bei
der Verwendung einer zweigeteilten Spindel 6 ist die Kupplung 8 so
gestaltet, daß die
Kegelspindel 20 und Gewindespindel 22 fest, allerdings drehbeweglich,
in der Kupplung 8 gelagert sind.
-
Ferner
ist die Kupplung 8 so ausgebildet, daß sie mit an ihren Seitenteilen
ausgebildeten Aussparungen, der Form der Stützen 1 angepaßt, zwischen
den Stützen 1 geführt wird
und gleichfalls eine seitliche Stützung erhält.
-
In
der 2 sind zur besseren Übersicht nochmals die einzelnen
Bauelemente des Säulenaufsatzes
dargestellt.
-
Gezeigt
ist, dass die Stützen 1 mit
Gewindezapfen 5 ausgebildet sind und in diesem Bereich Führungsansätze 15 besitzen,
die im eingebauten Zustand in entsprechende Bohrungen 16 vom Flansch 3 und
vom Kopf 18 eingreifen, mit diesen eine formschlüssige Verbindung
bilden, somit dem Aufsatz eine zusätzliche Führung und eine sehr hohe Torsionsfestigkeit
geben.
-
Über ihre
unteren Gewindezapfen 5 werden die Stützen 1 in das Innengewinde 13 des
Flansches 3 eingeschraubt. Die obere Befestigung der Stützen 1 erfolgt
mittels des Kopfes 18 mit der Gewindebuchse 4,
indem der Kopf 18 auf die Säulen 1 derart aufgesetzt
wird, dass die oberen Gewindezapfen 5 die Bohrungen 17 des
Kopfes 18 durchgreifen und mittels Muttern 12 verschraubt
werden. Im eingebauten Zustand sind die Stützen 1 über ihre
oberen Führungsansätze 15 in
den Bohrungen 16 des Kopfes 18 eingesetzt und
positioniert.
-
Das
so geschaffene deckellose Hochdruckventil, also ein Hochdruckventil
mit einem deckellosen Ventileinsatz, sichert eine leichte Montage
und gewährleistet
gleichfalls eine sehr gute Demontage desselben, da die funktionsbestimmenden
Verbindungen als lösbare
Schraubverbindungen ausgebildet sind.
-
Dies
ist insbesondere für
Wartungsarbeiten von Vorteil, wenn beispielsweise der Kegel 14 und sein
Sitz im Ventilgehäuse 2 kontrolliert
und gegebenenfalls nachgearbeitet werden müssen.
-
Zu
diesem Zweck wird im drucklosen Zustand des Ventils das Stellrad 7 bzw.
der Mitnehmer entfernt, die Schrauben 12 gelöst, die
Verbindung der beiden Spindelhälften
in der Kupplung 8 aufgehoben, so daß der obere Teil entnommen
werden kann.
-
Nach
Lösen der
Schraubverbindung 13 – 3 – kann auch
die Stopfbuchsenbrille entfernt und der untere Teil der Spindel 6 ,
die Kugelspindel 20 mitsamt Stopfbuchse 9 und
Stopfbuchspackung 10 und Grundring 11 aus dem
Ventilgehäuse 2 entfernt
werden. Nun besteht die Möglichkeit,
das Innere des Ventilgehäuses
zu reinigen und eventuell auch nachzuarbeiten und gleichfalls ist
die Möglichkeit
gegeben, die Spindel 6 auszuwechseln oder nachzuarbeiten.
-
Die
Verbindung des unteren und oberen Teils der Spindel 6 innerhalb
der Kupplung 8 erfolgt derart, dass bei Drehbewegung der
Gewindespindel 22 diese Drehbewegung innerhalb der Kupplung 8 in
eine nicht drehende Vertikalbewegung des unteren Teiles der Spindel 6,
der Kegelspindel 20, umgesetzt wird, welche, je nach Drehrichtung
des Stellrades 7 bzw. des Stellantriebes, sich nach oben
oder nach unten bewegt und somit das Hochdruckventil schließt oder öffnet.
-
Neben
der guten Montage- und Demontagemöglichkeiten des deckellosen
Hochdruckventils ist ferner dessen kostengünstige Herstellung zu nennen und
ein wesentlicher Vorteil liegt darin, dass derart ausgebildete deckellose
Hochdruckventile in Anlagen bei einem herrschenden Nenndruck von
bis zu 630 bar eingesetzt werden können, wobei bei Einsatz derartiger
Hochdruckventile der sehr geringe Ersatzteilbedarf gleichfalls von
Vorteil ist.