DE10162720A1 - Absperrventil - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Absperrventil mit: DOLLAR A - einem Gehäuse (1), das einen Strömungskanal (1a) umschließt, der sich von einer ersten Anschlussöffnung (7) zu einer zweiten Anschlussöffnung (8) im Wesentlichen entlang einer Längsachse (6) des Absperrventils erstreckt; DOLLAR A - einem Torpedokörper (5), der im Strömungskanal (1a) angeordnet ist und der an seinem inneren Umfang eine zylindrische erste Dichtfläche (13) aufweist; DOLLAR A - 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; DOLLAR A - einer ersten Dichtung (10) zur Abdichtung der zylindrischen Außenfläche (12) des Kolbens (9) gegenüber der ersten Dichtfläche (13); DOLLAR A - einer Betätigungseinrichtung zur Verschiebung des Kolbens (9) in Axialrichtung der ersten Dichtfläche (13); DOLLAR A - einer im Gehäuse (1) angeordneten weiteren Dichtfläche (14), die in einer Stellung des Kolbens (9) diesen in Axialrichtung dichtend umschließt; DOLLAR A - einer weiteren Dichtung (11) zur Abdichtung des Kolbens (9) gegenüber der weiteren Dichtfläche (14). DOLLAR A Ein einfacher Aufbau und eine sichere Funktion werden dadurch erreicht, dass sowohl die erste Dichtung (10) als auch die zweite Dichtung (11) fest mit dem Kolben (9) verbunden sind und diesen in Umfangsrichtung umschließen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Absperrventil, mit:

• - einem Gehäuse, das einen Strömungskanal umschließt, der sich von einer ersten Anschlussöffnung zu einer zweiten Anschlussöffnung im We­ sentlichen 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 Dichtflä­ che anliegt;
• - einer ersten Dichtung zur Abdichtung der zylindrischen Außenfläche des Kolbens gegenüber der ersten Dichtfläche;
• - einer Betätigungseinrichtung zur Verschiebung des Kolbens in Axialrich­ tung der ersten Dichtfläche;
• - einer im Gehäuse angeordneten weiteren Dichtfläche, die in einer Stel­ lung des Kolbens diesen in Axialrichtung dichtend umschließt;
• - einer weiteren Dichtung zur Abdichtung des Kolbens gegenüber der weiteren 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 Sperrkör­ per auf einen entsprechenden Dichtsitz gedrückt wird. Der Vorteil von Kolben­ schieberventilen 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 wer­ den, was insbesondere bei Hochdruckanwendungen 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 mengenmäßig zu regulieren.

Die EP 0 230 849 A 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, größere und aufwändigere Dichtungen vorzusehen, was bei der be­ grenzten Wandstärke des Torpedokörpers schwierig ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Absperrventil anzugehen, das auch für Anwen­ dungen mit höchsten Drücken und bei Temperaturen von bis zu 550°C bei einfa­ chem Aufbau zuverlässig arbeitet.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass sowohl die erste Dichtung als auch die zweite Dichtung fest mit dem Kolben verbunden sind und diesen in Umfangsrichtung umschließen. Auf diese Weise kann ohne Vergrößerung von an­ deren Bauteilen eine relativ große Dichtung eingesetzt werden. Dabei handelt es sich vorzugsweise um in Axialrichtung vorgespannte Graphitdichtungen. Außer­ dem wird die Herstellung des Ventlis wesentlich vereinfacht, und es kann ein vollständiger Druckausgleich dargestellt werden. Die Richtungen bestehen aus Paketen von Graphitplatten, die auf einem metallischen Träger aufgebracht sind.

Das erfindungsgemäße Ventil wird beispielsweise in Kraftwerken oder Erdgassta­ tionen 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.

Eine sichere Funktion wird dadurch erreicht, dass die erste Dichtung in allen Stellungen des Kolbens an der ersten Dichtfläche anliegt. Strömungstechnisch besonders günstig ist es dabei, wenn die zweite Dichtung in einer Stellung des Kolbens an der ersten Dichtfläche anliegt.

Eine besonders begünstigte Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass die Betätigungseinrichtung als Kurbelbetrieb ausgebildet ist, der eine Betätigungs­ welle aufweist, an der eine Kurbel befestigt ist, die mit dem Kolben in Wirkver­ bindung steht. Eine konstruktiv besonders günstige Lösung wird dabei dann er­ reicht, 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 zentrisch 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, die durch die Mittelpunkte der ersten Anschlussöff­ nung zu der zweiten Anschlussöffnung gebildet ist. Dadurch kann ein geringer Druckverlust bei der Durchströmung des geöffneten Ventils erzielt werden.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Ventils kann dadurch kostengünstig er­ folgen, dass das Gehäuse und der Torpedokörper als einstückig ausgeführte Schweißkonstruktion ausgebildet sind.

In der Folge wird die Erfindung anhand der in der Figur dargestellten Ausfüh­ rungsvariante näher erläutert. Die Figur zeigt ein erfindungsgemäßes Ventil im Längsschnitt.

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 Torpedo­ körper 5 gehalten, der im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist, wobei die Achse 6 des Torpedokörpers 5 zentrisch durch eine erste und eine zweite An­ schlussöffnung 7 bzw. 8 in den Flanschen 2 bzw. 3 hindurchgeht. In dem Torpe­ dokörper 5 ist ein Kolben 9 in Axialrichtung beweglich angeordnet, an dessen zylindrischer Außenfläche 12 eine erste Dichtung 10 und eine weitere 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 weitere Dichtung 11 ist jedoch in der mit ausgezo­ genen Linien dargestellten Stellung des Kolbens 9 in dem Torpedokörper 5 ange­ ordnet und liegt nur in der mit unterbrochenen Linien dargestellten Stellung, d. h. bei geschlossenem Ventil an einer im Gehäuse 1 angeordneten weiteren Dichtflä­ che 14 an, um die Abdichtung zu gewährleisten.

In dem Kolben 9 ist eine zentrale Öffnung 15 vorgesehen, die mit dem Innen­ raum des Torpedokörpers 5 in Verbindung steht, um den Druckausgleich zu ge­ währleisten. 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 Betäti­ gungswelle 20 verdreht werden, die in einem Fortsatz 21 des Gehäuses 3 gela­ gert 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.

Claims (10)

1. Absperrventil mit:
einem Gehäuse (1), das einen Strömungskanal (1a) umschließt, der sich von einer ersten Anschlussöffnung (7) zu einer zweiten Anschlussöffnung (8) im Wesentlichen entlang einer Längsachse (6) des Absperrventils er­ streckt;
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 ers­ ten Dichtfläche (13) anliegt;
einer ersten Dichtung (10) zur Abdichtung der zylindrischen Außenfläche (12) des Kolbens (9) gegenüber der ersten Dichtfläche (13);
einer Betätigungseinrichtung zur Verschiebung des Kolbens (9) in Axial­ richtung der ersten Dichtfläche (13);
einer im Gehäuse (1) angeordneten weiteren Dichtfläche (14), die in ei­ ner Stellung des Kolbens (9) diesen in Axialrichtung dichtend umschließt;
einer weiteren Dichtung (11) zur Abdichtung des Kolbens (9) gegenüber der weiteren Dichtfläche (14),
dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die erste Dichtung (10) als auch die zweite Dichtung (11) fest mit dem Kolben (9) verbunden sind und die­ sen in Umfangsrichtung umschließen.

2. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtung (10) in allen Stellungen des Kolbens (9) an der ersten Dichtfläche (13) anliegt.

3. Absperrventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, dass die zweite Dichtung (11) in einer Stellung des Kolbens (9) an der ersten Dichtfläche (13) anliegt.

4. Absperrventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, dass die Betätigungseinrichtung als Kurbeltrieb ausgebildet ist, der eine Betätigungswelle (20) aufweist, an der eine Kurbel (19) befestigt ist, die mit dem Kolben (9) in Wirkverbindung steht.

5. Absperrventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kol­ ben (9) mit einer Steuerplatte (17) verbunden ist, die mit einem Gleitstein (18) in Eingriff steht, der an der Kurbel (19) vorgesehen ist.

6. Absperrventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, dass im Kolben (9) zentrisch eine Öffnung (15) vorgesehen ist, durch die der Innenraum des Torpedokörpers (5) mit dem Strömungskanal (1a) in Verbindung steht.

7. Absperrventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, dass der Torpedokörper (5) konzentrisch zu einer Achse (6) des Ab­ sperrventils ist, die durch die Mittelpunkte der ersten Anschlussöffnung (7) zu der zweiten Anschlussöffnung (8) gebildet ist.

8. Absperrventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, dass das Gehäuse (1) und der Torpedokörper (5) als einstückig aus­ geführte Schweißkonstruktion ausgebildet sind.

9. Absperrventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, dass die zylindrische Außenfläche (12) des Kolbens (9) sowohl an der ersten Dichtfläche (13) als auch an der zweiten Dichtfläche (14) anliegt.

10. Absperrventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich­ net, dass die Dichtungen (10, 11) aus vorgespannten Graphitplatten aufge­ baut sind.