DE102006036609A1

DE102006036609A1 - Absperrarmatur

Info

Publication number: DE102006036609A1
Application number: DE200610036609
Authority: DE
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Valmet Flow Control Oy
Priority date: 2006-08-04
Filing date: 2006-08-04
Publication date: 2008-02-07
Also published as: WO2008015006A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Absperrarmatur (1) mit einem Gehäuse (2) und einer in dem Gehäuse (2) im Wesentlichen rechtwinklig zur Durchströmungsrichtung (4a; 4b) drehbar angeordneten Absperrscheibe (3), die in einer Sperrstellung einen ersten Druckraum (11a) von einem zweiten Druckraum (11b) absperrt, wobei das Gehäuse (2) und die Absperrscheibe (3) einander zugewandte Dichtflächen aufweisen und wobei im Bereich der Dichtflächen eine Dichteinrichtung (13) angeordnet ist. Zur Lösung der Aufgabe, mit geringem Bauaufwand eine Absperrung in beiden Strömungsrichtungen und Druckrichtungen zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Dichteinrichtung (13) ein elastisches Profildichtelement (14) aufweist, das bei in dem ersten Druckraum (11a) anstehendem Druck eine Abdichtung gegenüber dem zweiten Druckraum (11b) und bei in dem zweiten Druckraum (11b) anstehendem Druck eine Abdichtung gegenüber dem ersten Druckraum (11a) ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Absperrarmatur mit einem Gehäuse und einer in dem Gehäuse im wesentlichen rechtwinklig zur Durchströmungsrichtung drehbar angeordneten Absperrscheibe, die in einer Sperrstellung einen ersten Druckraum von einem zweiten Druckraum absperrt, wobei das Gehäuse und die Absperrscheibe einander zugewandte Dichtflächen aufweisen und wobei im Bereich der Dichtflächen eine Dichteinrichtung angeordnet ist.
Derartige Absperrarmaturen werden in Rohrleitungen zur Absperrung von flüssigen oder gasförmigen Medien bei Temperaturen von –220°C bis +200°C und Drücken von bis zu 150 bar eingesetzt. Bekannte Absperrarmaturen sind mit einer Dichteinrichtung versehen, die lediglich in einer Durchströmungsrichtung und somit einer Druckrichtung eine wirksame Abdichtung der Absperrarmatur ermöglicht. Bei Anwendungsfällen, in denen eine Absperrung der Rohrleitung in beiden Durchströmungsrichtungen und beiden Druckrichtungen erforderlich ist, sind somit zwei Absperrarmaturen erforderlich, die jeweils in eine Richtung abdichten. Durch das Vorsehen von zwei Absperrarmaturen ergibt sich jedoch ein hoher Platzbedarf und ein hoher Bauaufwand mit entsprechend hohen Herstellkosten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Absperrarmatur der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die mit geringem Bauaufwand eine Absperrung in beiden Strömungsrichtungen und Druckrichtungen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Dichteinrichtung ein elastisches Profildichtelement aufweist, das bei in dem ersten Druckraum anstehenden Druck eine Abdichtung gegenüber dem zweiten Druckraum und bei in dem zweiten Druckraum anstehenden Druck eine Abdichtung gegenüber dem ersten Druckraum ermöglicht. Erfindungsgemäß ist somit die Absperrarmatur mit einer als elastisches Profildichtelement ausgebildeten Dichteinrichtung versehen, wobei das Profildichtelement in beiden Strömungsrichtungen und Druckrichtungen eine sichere Absperrung des ersten Druckraumes von dem zweiten Druckraum ermöglicht. Für die betriebssichere Absperrung der Rohrleitung in beiden Strömungsrichtungen und Druckrichtungen ist somit lediglich eine erfindungsgemäße Absperrarmatur erforderlich, wobei mit geringem Platzbedarf und geringen Herstellkosten eine Absperrung der Rohrleitung in beiden Strömungs- und Druckrichtungen erzielbar ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Profildichtelement eine der Absperrscheibe zugewandte Dichtlippe auf, die mit einer Federeinrichtung in Richtung der Absperrscheibe beaufschlagbar ist. Mit einer federbelasteten, mit der Absperrscheibe in Wirkverbindung bringbaren Dichtlippe kann auf einfache Weise bei in der Sperrstellung befindlichen Absperrscheibe eine Abdichtung des ersten Druckraumes von dem zweiten Druckraum erzielt werden, wobei durch die Federeinrichtung bei drucklosem oder druckgleichem ersten und zweiten Druckraum eine sichere Abdichtung erzielt wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist an der Dichtlippe eine Steuerfläche ausgebildet, die von dem in dem zweiten Druckraum anstehenden Druck beaufschlagt ist und die Dichtlippe in Richtung der Absperrscheibe beaufschlagt. Mit zunehmendem im zweiten Druckraum anstehenden Druck kann somit durch eine Beaufschlagung der Dichtlippe in Richtung der Absperrscheibe eine erhöhte Dichtkraft erzeugt werden.
Zweckmäßigerweise ist das Profildichtelement in einem mit dem Gehäuse in Wirkverbindung stehenden Zwischenring angeordnet, wobei das Profildichtelement zur Abdichtung des zweiten Druckraumes gegenüber dem Zwischenring mit einer weiteren Dichtlippe versehen ist. Mit einer weiteren Dichtlippe kann der zweite Druckraum gegenüber dem Zwischenring auf einfache Weise abgedichtet werden und somit Leckagen vom zweiten Druckraum über den Zwischenring zum ersten Druckraum wirksam vermieden werden.
Die weitere Dichtlippe ist bevorzugterweise mittels der Federeinrichtung in Richtung des Zwischenringes beaufschlagbar, wodurch eine sichere Abdichtung des zweiten Druckraumes zum Zwischenring auch bei geringem im zweiten Druckraum anstehenden Druck erzielbar ist.
Sofern an der weiteren Dichtlippe eine Steuerfläche ausgebildet ist, die von dem in dem zweiten Druckraum anstehenden Druck beaufschlagbar ist und die Dichtlippe in Richtung des Zwischenringes beaufschlagt, kann auf einfache Weise mit zunehmendem, im zweiten Druckraum anstehenden Druck eine erhöhte Dichtkraft erzielt werden.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Profildichtelement zur Abdichtung des ersten Druckraums gegenüber dem Zwischenring mit zumindest einer weiteren Dichtlippe versehen ist. Hierdurch können auf einfache Weise Leckagen vom ersten Druckraum über den Zwischenring zum zweiten Druckraum wirksam vermieden werden.
Zweckmäßigerweise ist weitere Dichtlippe mittels einer weiteren Federeinrichtung in Richtung des Zwischenringes beaufschlagbar. Mit der Federeinrichtung kann eine ausreichende Dichtkraft und somit eine wirksame Abdichtung erzeugt werden, wenn der erste Druckraum drucklos oder druckgleich ist.
Sofern an der weiteren Dichtlippe eine Steuerfläche ausgebildet ist, die von dem in dem ersten Druckraum anstehenden Druck beaufschlagbar ist und die Dichtlippe in Richtung des Zwischenringes beaufschlagt, kann auf einfache Weise mit zunehmendem, im ersten Druckraum anstehenden Druck eine erhöhte Dichtkraft erzielt werden.
Ein einfacher Aufbau des Profildichtelements ist erzielbar, wenn das Profildichtelement mit einer im Querschnitt kreisförmigen Ausnehmung versehen ist, in der die Federeinrichtung angeordnet ist. Durch eine derartige Anordnung der Federeinrichtung kann ebenfalls auf einfache Weise erzielt werden, dass die Federeinrichtung mit der Dichtlippe und der weiteren Dichtlippe in Wirkverbindung steht.
Zweckmäßigerweise besteht die Federeinrichtung und/oder die weitere Federeinrichtung aus Edelstahl, wodurch auf einfache Weise eine für verschiedene Medien geeignete und korrosionsbeständige Federeinrichtung zur Verfügung gestellt werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das Profildichtelement aus PTFE. Hierdurch kann auf einfache und kostengünstige Weise ein elastisches Profildichtelement zur Verfügung gestellt werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigt
1 eine erfindungsgemäße Absperrarmatur in einem Längsschnitt und
2 die Absperrarmatur in einer vergrößerten Darstellung.
In der 1 ist eine erfindungsgemäße, beispielsweise als Doppel-Exzenter-Absperrscheibe, ausgebildete Absperrarmatur 1 in einem Längsschnitt gezeigt, wobei lediglich die bezüglich der Längsachse L obere Schnitthälfte dargestellt ist. Die Absperrarmatur 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem eine Absperrscheibe 3 senkrecht zu den Durchströmungsrichtungen 4a, 4b drehbar gelagert ist. In der 1 ist die Absperrscheibe 3 in der Sperrstellung gezeigt. Die Absperrscheibe 3 ist mittels einer geteilten Antriebswelle 5 um eine Drehachse 6 drehbar gelagert. In geöffneter Stellung ist die Absperrarmatur 1 in Durchströmungsrichtungen 4a, 4b von Medium durchströmbar.
Die Absperrarmatur 1 weist einen Absperrscheibensitz 7 auf, der zwischen dem Gehäuse 2 und der Absperrscheibe 3 ausgebildet ist.
Der Absperrscheibensitz 7 ist an einem Zwischenring 8 ausgebildet, der von – wie aus der 2 ersichtlich ist – ringförmigen Bauteilen 8a, 8b, 8c gebildet ist, die miteinander in Wirkverbindung stehen und mittels als Befestigungsschrauben ausgebildeten Befestigungsmitteln 9 an dem Gehäuse 2 befestigt sind. In einer nutförmigen Ausnehmung des Bauteils 8a ist ein U-förmiges Ventilsitzelement 10 angeordnet, das in der geschlossenen Stellung mit der Absperrscheibe 3 in Wirkverbindung steht und den Absperrscheibensitz 7 bildet.
In der geschlossenen Stellung der Absperrarmatur 1 sperrt die Absperrscheibe 3 einen ersten Druckraum 11a von einem zweiten Druckraum 11b ab.
Die Bauteile 8b und 8c weisen – wie aus der 2 ersichtlich ist – jeweils eine nutförmige Ausnehmung 12a, 12b auf, die miteinander in Verbindung stehen und einen Aufnahmeraum für eine Dichteinrichtung 13 bilden, die als elastisches Profildichtelement 14 ausgebildet ist und mittels der dem ersten Druckraum 11a anstehenden Druck eine Abdichtung gegenüber dem zweiten Druckraum 11b und bei in dem zweiten Druckraum 11b anstehenden Druck eine Abdichtung gegenüber dem ersten Druckraum 11a ermöglicht.
Mittels als Flachdichtungen ausgebildeten Dichtungseinrichtungen 30a, 30b, 30c, 30d sind die den Zwischenring 8 bildenden Bauteile 8a, 8b, 8c gegeneinander und gegenüber dem Gehäuse 2 abgedichtet.
Das Profildichtelement 14 ist mit einer der Absperrscheibe 3 zugewandten Dichtlippe 15 versehen, die mit einer Federeinrichtung 16 in Richtung der Absperrscheibe 3 beaufschlagbar ist. Die Federeinrichtung 16 ist hierbei in einer im Querschnitt kreisringförmigen Ausnehmung des Profildichtelements 14 angeordnet und ist als kreisringförmige Spiralfeder ausgebildet.
Das Profildichtelement 14 ist mit einer weiteren Dichtlippe 17 versehen, mittels der der zweite Druckraum 11b gegenüber dem Zwischenring 8 abdichtbar ist. Die Dichtlippe 17 ist hierbei in der nutförmigen Ausnehmung 12b des Bauteils 8c angeordnet und als Teil der die Federeinrichtung 16 aufnehmenden Ausnehmung des Profildichtelements 14 ausgebildet. Die Dichtlippe 17 ist mittels der Federeinrichtung 16 in Richtung des Zwischenringes 8 beaufschlagbar.
Zur Abdichtung des ersten Druckraumes 11a gegenüber dem Zwischenring 8 ist das Profildichtelement 14 mit Dichtlippen 18a, 18b versehen. Die Dichtlippen 18a, 18b sind in der Ausnehmung 12a angeordnet, wobei die Dichtlippe 18a einer Seitenfläche und die Dichtlippe 18b der weiteren Seitenfläche der Ausnehmung 12a zugeordnet ist. Mittels einer weiteren Federeinrichtung 19, die zwischen den Dichtlippen 18a, 18b angeordnet ist, sind die Dichtlippen 18a, 18b in Richtung der entsprechenden Seitenfläche der Ausnehmung 12a beaufschlagt.
Eine Seitenfläche der Dichtlippe 15 ist als Steuerfläche 20 ausgebildet, die von dem im zweiten Druckraum 11b anstehenden Druck beaufschlagbar ist und die Dichtlippe 15 in Richtung der Absperrscheibe 3 beaufschlagt.
Die Innenseite der Dichtlippe 17 bildet eine Steuerfläche 21, die von dem im zweiten Druckraum 11b anstehenden Druck beaufschlagt ist und die Dichtlippe 17 in Richtung der Ausnehmung 12b beaufschlagt.
Die Ausnehmung 12a steht auf nicht mehr dargestellte Weise mit dem ersten Druckraum 11a in Verbindung. Die Innenflächen der Dichtlippen 18a, 18b bilden hierbei Steuerflächen 22a, 22b, die von dem im ersten Druckraum 11a anstehenden Druck beaufschlagt sind und die Dichtlippen 18a, 18b in Richtung der Seitenflächen der Ausnehmung 12a beaufschlagen.
Zwischen dem Ventilsitzelement 10 und dem Dichtelement 13 ist ein Ringraum 25 ausgebildet, der über eine in dem Bauteil 8b angeordnete Verbindungsbohrung 26 und eine weitere in dem Gehäuse 2 ausgebildete, nicht mehr dargestellte Verbindungsbohrung mit einem Anschluss für ein Sperrmedium bzw. Spülmedium in Verbindung steht.
Bei einer Abdichtung in Strömungs- bzw. Druckrichtung 4a, wobei im ersten Druckraum 11a ein höherer Druck als im zweiten Druckraum 11b ansteht, wird die Absperrscheibe 3 von dem im ersten Druckraum 11a anstehenden Druck in Richtung des Ventilsitzbauteils 10 und in Richtung der Dichtlippe 15 beaufschlagt, die von der Federeinrichtung 16 in Richtung der Absperrscheibe 3 beaufschlagt ist. Mit zunehmendem Druck im ersten Druckraum 11a wird hierbei eine zunehmende Dichtkraft erzeugt. Die Abdichtung des ersten Druckraumes 11a gegenüber dem Zwischenring 8 erfolgt mittels der Dichtlippen 18a, 18b, die von der Federeinrichtung 19 und dem an den Steuerflächen 22a, 22b anstehenden Druck im ersten Druckraum in Richtung der Seitenflächen der Ausnehmung 12a beaufschlagt sind, wodurch ebenfalls mit zunehmendem, im ersten Druckraum 11a anstehenden Druck eine zunehmende Dichtkraft erzielt wird.
Bei einer Abdichtung in Strömungs- bzw. Druckrichtung 4b, wobei im zweiten Druckraum 11b ein höherer Druck als im ersten Druckraum 11a ansteht, wird die Dichtlippe 15 von der Federeinrichtung 16 und dem an der Steuerfläche 20 anstehenden Druck im zweiten Druckraum 11b in Richtung der Absperrscheibe 3 beaufschlagt. Durch diese Druckbeaufschlagung der Dichtlippe 15 über den an der Steuerfläche 20 anstehenden Druck im zweiten Druckraum 11b kann somit mit zunehmenden im zweiten Druckraum 11b anstehenden Druck eine zunehmende Dichtkraft erzeugt werden. Die Abdichtung des zweiten Druckraumes 11b gegenüber dem Zwischenring 8 erfolgt mittels der Dichtlippe 17, die von der Federeinrichtung 16 und dem an der Steuerfläche 21 anstehenden Druck des zweiten Druckraumes 11b in Richtung der Seitenfläche der Ausnehmung 12b beaufschlagt ist. Mit zunehmendem, im zweiten Druckraum 11a anstehenden Druck kann somit ebenfalls eine zunehmende Dichtkraft erzielt werden.
Mit der erfindungsgemäßen, als elastisches Profildichtelement 14 ausgebildeten Dichteinrichtung 14 kann somit in beiden Druck- und Strömungsrichtungen 4a, 4b eine sichere Abdichtung der Absperrarmatur 1 erzielt werden. Für die Abdichtung einer Rohrleitung in beiden Druck- und Strömungsrichtungen ist hierbei lediglich eine erfindungsgemäße Absperrarmatur 1 erforderlich, wodurch sich für die Absperrung der Rohrleitung in beiden Druck- und Strömungsrichtungen ein geringer Herstellaufwand und Platzbedarf ergibt.

Claims

Absperrarmatur mit einem Gehäuse und einer in dem Gehäuse im wesentlichen rechtwinklig zur Durchströmungsrichtung drehbar angeordneten Absperrscheibe, die in einer Sperrstellung einen ersten Druckraum von einem zweiten Druckraum absperrt, wobei das Gehäuse und die Absperrscheibe einander zugewandte Dichtflächen aufweisen und wobei im Bereich der Dichtflächen eine Dichteinrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichteinrichtung (13) ein elastisches Profildichtelement (14) aufweist, das bei in dem ersten Druckraum (11a) anstehenden Druck eine Abdichtung gegenüber dem zweiten Druckraum (11b) und bei in dem zweiten Druckraum (11b) anstehenden Druck eine Abdichtung gegenüber dem ersten Druckraum (11a) ermöglicht.
Absperrarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Profildichtelement (14) eine der Absperrscheibe (3) zugewandte Dichtlippe (15) aufweist, die mit einer Federeinrichtung (16) in Richtung der Absperrscheibe (3) beaufschlagbar ist.
Absperrarmatur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Dichtlippe (15) eine Steuerfläche (20) ausgebildet ist, die von dem in dem zweiten Druckraum (11b) anstehenden Druck beaufschlagt ist und die Dichtlippe (15) in Richtung der Absperrscheibe (3) beaufschlagt.
Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Profildichtelement (14) in einem mit dem Gehäuse (2) in Wirkverbindung stehenden Zwischenring (8) angeordnet ist, wobei das Profildichtelement (14) zur Abdichtung des zweiten Druckraumes (11b) gegenüber dem Zwischenring (8) mit einer weiteren Dichtlippe (17) versehen ist.
Absperrarmatur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Dichtlippe (17) mittels der Federeinrichtung (16) in Richtung des Zwischenringes (8) beaufschlagbar ist.
Absperrarmatur nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der weiteren Dichtlippe (17) eine Steuerfläche (21) ausgebildet ist, die von dem in dem zweiten Druckraum (11b) anstehenden Druck beaufschlagbar ist und die Dichtlippe (17) in Richtung des Zwischenringes (8) beaufschlagt.
Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Profildichtelement (14) zur Abdichtung des ersten Druckraum (11a) gegenüber dem Zwischenring (8) mit zumindest einer weiteren Dichtlippe (18a; 18b) versehen ist.
Absperrarmatur nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Dichtlippe (18a; 18b) mittels einer weiteren Federeinrichtung (19) in Richtung des Zwischenringes (8) beaufschlagbar ist.
Absperrarmatur nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der weiteren Dichtlippe (18a, 18b) eine Steuerfläche (22a; 22b) ausgebildet ist, die von dem in dem ersten Druckraum (11a) anstehenden Druck beaufschlagbar ist und die Dichtlippe (18a; 18b) in Richtung des Zwischenringes (8) beaufschlagt.
Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Profildichtelement (14) mit einer im Querschnitt kreisförmigen Ausnehmung versehen ist, in der die Federeinrichtung (16) angeordnet ist.
Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (16) und/oder die weitere Federeinrichtung (19) aus Edelstahl besteht.
Absperrarmatur nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Profildichtelement (14) aus PTFE besteht.