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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Absperrventil mit einem Ventilgehäuse mit einer Eingangsöffnung, einer Ausgangsöffnung, eine die beiden Öffnungen verbindende durchgehende Ausnehmung und eine weitere Ventilgehäuseanschlussausmehmung, einem Ventiloberteil mit einem Spindelführungselement, das in der Ventilgehäuseanschlussausnehmung angeschlossen ist und in dem ein drehbares auf ein Ventilverschlusselement einwirkendes Spindelelement zum Öffnen oder Schließen des Absperrventil angeordnet ist, und ersten druckhaltenden Dichtmitteln zwischen dem Ventilgehäuse und dem Ventiloberteil, die durch eine im oberen Endbereich der Ventilgehäuseanschlussausnehmung nach außen sich erweiterten umlaufenden geneigten Dichtfläche und ein am Spindelführungselement umlaufend vorhandene an der geneigten Dichtfläche dichtend anliegende Dichtkante beziehungsweise Dichtnase gebildet werden.
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STAND DER TECHNIK
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Ein Absperrventil der Anmelderin bezeichnet als ”Absperrventil mit NPT-Anschlussventil, der Baureihe H354” ist bekannt, weist die oben genannten Merkmale auf und ist in 6 schematisch in einer Stirnansicht dargestellt. Dieses Absperrventil 10.1 besitzt ein Ventilgehäuse 12 mit einer Eingangsöffnung 14 und einer Ausgangsöffnung 16, wobei beide Öffnungen 14, 16 mit einer durchgehenden Ausnehmung 18 verbunden sind. Oberseitig weist das Absperrventil 10.1 eine Ventilgehäuseanschlussausnehmung 32 auf, in die ein Ventiloberteil 20 dichtend eingeschraubt ist. Das Ventiloberteil 20 weist ein Spindelführungselement 22 auf, das mit einem endseitigen Außengewinde in ein Innengewinde der Ventilgehäuseanschlussausnehmung 32 eingeschraubt ist. Oberseitig ist an das Spindelführungselement 22 über eine Spindelmutter 24 ein innenseitig vorhandenes Spindelelement vorhanden, dass auf ein Ventilverschlusselement einwirkt, mit dem die durchgehende Ausnehmung 18 verschlossen oder geöffnet werden kann. Die Anschlussrichtung ist in 6 mit A bezeichnet. Das Spindelelement kann über einen Drehhebel 46 oder ein Drehrad in Drehrichtung D um die Anschlussachse A gedreht werden, wodurch die Längsbewegung des Ventilverschlusselements erfolgt. Das Spindelführungselement 22 weist in seinem der Oberseite des Ventilgehäuses 12 zugewandten Endbereich eine Sechskantformkontur zum Ansetzen eines Werkzeugs auf. Nach dem Einschrauben des Spindelführungselements 22 in die Ventilgehäuseanschlussausnehmung 32 wird zur Sicherung gegen Verdrehen ein Steckkerbstift 48 oberseitig in das Ventilgehäuse 12 eingesteckt. Die in das Spindelführungselement in Anschlussrichtung A eingeschraubte Spindelmutter 24 ist mit einer Befestigungsmutter 38 gesichert.
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Zur druckhaltenden Abdichtung des Ventiloberteils 20 gegenüber dem Ventilgehäuse 12 weist die Ventilgehäuseanschlussausnehmung 32 in ihrem oberen Endbereich eine umlaufende geneigte Dichtfläche 34 auf, die sich entgegen der Anschlussrichtung A nach außen hin erweitert. Das Ventiloberteil 20, beziehungsweise das Spindelführungselement 22 weist eine umlaufende Dichtkante 36 auf, die bei an dem Ventilgehäuse 12 angeschlossenen Ventiloberteil 20 umlaufend dichtend an der geneigten Dichtfläche 34 anliegt. Da das Ventiloberteil 20 und das Ventilgehäuse 12 in der Regel aus Metall besteht, liegt hier eine metallische Kontaktdichtung vor, die sich in vielen Einsatzfällen bewährt hat.
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Derartige Absperrventile werden beispielsweise bei Ölförderanlagen eingesetzt und sind in vielen Fällen einer aggressiven Atmosphäre (Meerwasser, Hitze) ausgesetzt, so dass die Gefahr besteht, dass die Dichtfunktion im Laufe der Zeit nachlässt oder gar funktionsunfähig wird.
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Die druckhaltende erste Abdichtung wird in solchem Einsatz häufig nicht durch Korrosion vom Medium innerhalb des Absperrventils beschädigt, sondern durch Korrosion außerhalb des Absperrventils, aufgrund einer aggressiven Atmosphäre.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Ausgabe beziehungsweise das technische Problem zugrunde, ein Absperrventil der eingangs genannten Art anzugeben, das in aggressiver Atmosphärenumgebung eine dauerhaft zuverlässige Dichtfunktion gewährleistet, das wirtschaftlich hergestellt werden kann, eine einfache Bedienung ermöglicht und ein kompakten Aufbau aufweist.
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Das erfindungsgemäße Absperrventil ist durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der von dem unabhängigen Anspruch 1 direkt oder indirekt abhängigen Ansprüche 2 bis 10.
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Das erfindungsgemäße Absperrventil zeichnet sich demgemäß dadurch aus, dass zweite nicht druckhaltende Dichtmittel vorhanden sind, das Spindelführungselement eine umlaufende nach außen vorspringende Vorsprungeinheit aufweist, deren Unterseite auf der Oberseite des Ventilgehäuses anliegt und die zweiten nicht druckhaltenden Dichtmittel zwischen der Unterseite der Vorsprungeinheit und der Oberseite des Ventilgehäuses angeordnet sind.
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Durch das Vorsehen einer in einfacher Art und Weise anzuformenden umlaufenden Vorsprungeinheit, deren Unterseite bei angeschlossenem Ventiloberteil mit der Oberseite des Ventilgehäuseeine Dichtmittelaufnahme ermöglicht, wodurch die dazwischen angeordneten zweiten Dichtmittel die Dichtsicherheit bedeutend erhöhen und die Dichtfunktion über wesentlich längere Zeiträume auch bei aggressiver Atmosphäre gewährleistet wird. Die Oberseite kommt dabei nicht in direkten Kontakt mit der Unterseite, da sonst die Verpressung der ersten drucktragenden Dichtung statisch überbestimmt wäre. Die druckhaltende erste metallische Abdichtung wird somit durch das zweite Dichtmittel vor der aggressiven Atmosphäre geschützt. Gleichzeitig weist das gesamte Absperrprofil nahezu denselben kompakten Aufbau auf wie das bekannte Absperrventil und ist in derselben einfachen Art und Weise zu bedienen und zu montieren.
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Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Absperrventils zeichnet sich dadurch aus, dass das zweite Dichtmittel als umlaufende Ringeinheit, insbesondere als O-Ringeinheit, ausgebildet ist.
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Als Material für das zweite Dichtmittel kann bevorzugt Elastomer-Material oder Kunststoffe wie hochbeständiges Polytetrafluorethylen-Material (PTFE) eingesetzt werden, was eine langanhaltende und zuverlässige Dichtfunktion gewährleistet.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung, die eine wirtschaftliche Herstellung und eine dauerhaft zuverlässige Dichtfunktion gewährleistet, zeichnet sich dadurch aus, dass die zweiten Dichtmittel zumindest bereichsweise in einer an der Unterseite des Spindelführungselements eingeformte Nut und/oder in einer an der Oberseite des Ventilgehäuses eingeformte Nut angeordnet sind.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung, die eine einfache Handhabung bei der Montage gewährleistet, zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorsprungeinheit eine außenseitig umlaufende Formschlusskontur zum Ansetzen eines Werkzeuges aufweist, wobei eine besondere Ausgestaltung sich dadurch auszeichnet, dass die Formschlusskontur als Sechskantumfangskontur ausgebildet ist.
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Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die zweiten Dichtmittel auch druckhaltend ausgeführt sind.
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Das Absperrventil kann als manuell oder motorisch betätigbares Ventil ausgebildet sein.
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Um aggressiven Medien dauerhaft standzuhalten, ist das Ventilgehäuse und das Ventiloberteil bevorzugt aus korrosionsbeständigen Werkstoffen, beispielsweise Edelstahl ausgebildet.
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Weitere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung ergeben sich durch die in den Ansprüchen ferner aufgeführten Merkmale sowie durch die nachstehend angegebenen Ausführungsbeispiele. Die Merkmale der Ansprüche können in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, insoweit sie sich nicht offensichtlich gegenseitig ausschließen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
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1 schematische Seitenansicht quer zur Durchflussrichtung gesehen eines ersten Ausführungsbeispiels eines Absperrventils mit ersten und zusätzlich vorhandenen zweiten Dichtmitteln,
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2 schematische Stirnansicht des Absperrventils gemäß 1 in Durchflussrichtung gesehen,
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3 schematische hälftige Seitenansicht und hälftige Schnittdarstellung des Ventiloberteils gemäß dem Absperrventil der 1 und 2, wobei in der rechten Detailschnittdarstellung zusätzlich ein Ausschnitt des angrenzenden Ventilgehäuses dargestellt ist,
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4 schematische Stirnansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Absperrventils mit Anschlüssen an das Ventilgehäuse in drei vertikal zueinander angeordneten Anschlussrichtungen und dem Einsatz erster und zweiter Dichtmittel zwischen dem Ventilgehäuse und dem Ventiloberteil,
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5 schematische Schnittdarstellung des Details A gemäß 4 und
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6 schematische Stirnansicht in Durchflussrichtung eines Absperrventils gemäß dem Stand der Technik mit teilweise Schnittdarstellung (Detail B).
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WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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In den 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Absperrventils 10 dargestellt, das prinzipiell denselben Aufbau aufweist wie das im Stand der Technik bekannte Absperrventil 10.1 gemäß 6, das bereits in der Beschreibungseinleitung beschrieben ist. Gleiche Bauteile tragen dasselbe Bezugszeichen und werden nicht nochmals erläutert.
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Der wesentliche Unterschied zu dem bekannten Absperrventil 10.1 gemäß 6 besteht darin, dass im Bereich der Sechskantformkontur des Spindelführungselements 22 diese eine umlaufende, überstehende Vorsprungeinheit 42 aufweist, deren Unterseite mit der Oberseite des Ventilgehäuses 12 im angeschlossenen Zustand nahezu zur Anlage kommt. Im Bereich zwischen der Unterseite des Spindelführungselements 22 und der Oberseite des Ventilgehäuses 12 sind zweite Dichtmittel 40 vorhanden, die im Ausführungsbeispiel als in einer Nut 44 der Unterseite des Spindelführungselements 22 bereichsweise angeordnete Ringeinheit ausgebildet sind. Die Ringeinheit ist im Ausführungsbeispiel als O-Ring ausgebildet. Als Material für die zweiten Dichtmittel kann je nach anstehenden Druck- und Temperaturverhältnissen Elastomer-Material oder Kunststoffe wie zum Beispiel Polytetrafluorethylen-Material (PTFE) eingesetzt werden.
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In 3 ist das Ventiloberteil 20 und dessen Innenleben näher dargestellt. Ebenso die Ausbildung und Anordnung der zweiten Dichtmittel 40 (letzteres siehe auch in der Darstellung gemäß 5).
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Innerhalb der Spindelmutter 24 ist ein in einem Gewinde kämmendes Spindelelement 26 vorhanden, das um die Anschlusslängsrichtung A drehbar (D) ausgebildet ist. Unterseitig ist an das Spindelelement 26 das Ventilverschlusselement 28 verschiebemäßig gekoppelt angeschlossen, das von einer Stopfbuchse 30 und einem Dichtelement 30a umgeben ist und in seinem unteren Endbereich eine Kegelstumpfkontur aufweist, mittels derer die durchgehende Ausnehmung 18 bedarfsweise geschlossen oder geöffnet werden kann.
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Insgesamt sind zwei Dichtmittel vorhanden. Das erste Dichtmittel wird gebildet durch die geneigte Dichtfläche 34 im oberen Endbereich der Ventilgehäuseanschlussausnehmung 32 in Verbindung mit der an dem Spindelführungselement 22 angeformten überstehenden Dichtkante 36, die im angeschlossenen Zustand mit der geneigten Dichtfläche 34 dichtend zur Anlage kommt. In der Nachbarschaft der Dichtkante 36 ist zusätzlich in die Unterseite der Vorsprungeinheit 42 des Spindelführungselements 22 eine nach außen versetzte umlaufende Nut 44 eingeformt, in der das zweite Dichtmittel 40 bereichsweise angeordnet ist, das im angeschlossenen Zustand mit der gegenüberliegenden Oberseite des Ventilgehäuses 12 dichtend zur Anlage kommt. Dadurch wird durch einfache Maßnahmen die Dichtqualität deutlich erhöht, so dass das Absperrventil 10, insbesondere im Einsatz in einer aggressiven Atmosphäre, deutlich längere Standzeit aufweist. Die ersten druckhaltenden Dichtmittel sind somit vor der aggressiven Atmosphäre geschützt. Gleichzeitig ist das Absperrventil 10 wirtschaftlich herstellbar, einfach montierbar und in der Handhabung sehr einfach.
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Die 4 zeigt ein Absperrventil 10.2 mit einem prinzipiell ähnlichen Aufbau wie das Absperrventil 10 gemäß den 1 und 2, jedoch mit dem Unterschied, dass das Absperrventil als 3-Wege-Ventil ausgebildet ist, mit Öffnungen an dem Ventilgehäuse 12 auf allen vier Seiten, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß 4 auf der rechten und linken Seite ebenfalls ein Ventiloberteil 20, 50 angeschlossen ist und an den Öffnungen eine Anschlusseinheit 50 vorhanden ist. Das Ventiloberteil 50 weist hier eine Steckschlüsselbetätigung auf.
