DE1122790B

DE1122790B - Elastic wedge for gate valve with two plates connected by a centrally arranged web

Info

Publication number: DE1122790B
Application number: DER25828A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Alfred Kreuz
Original assignee: Rheinische Armaturen und Maschinenfabrik Albert Sempell
Current assignee: Sempell GmbH
Priority date: 1959-06-27
Filing date: 1959-06-27
Publication date: 1962-01-25

Description

Elastischer Keil für Absperrschieber mit zwei durch einen zentrisch angeordneten Steg verbundenen Platten Die Erfindung betrifft einen Keil für einen Absperrschieber, bei dem zwei Platten durch einen zentrisch angeordneten Steg elastisch miteinander verbunden sind.Elastic wedge for gate valves with two through one centric arranged web connected plates The invention relates to a wedge for a Gate valve in which two plates are elastic thanks to a centrally arranged web are connected to each other.

Wird ein Absperrschieber bei mehr oder minder mit einer Flüssigkeit gefülltem Gehäuseinnenraum geschlossen, d. h. das absperrende Teil in die Dichtungen des Gehäuses eingefahren, so steigt der Innendruck im Gehäuse des Schiebers bei einer Aufheizung und damit verbundenen Temperaturerhöhung um ein berechenbares Maß an. Dieser unerwünschte Druckanstieg ist seit Jahrzehnten bekannt und hat schon in der letzten Zeit zu schwerwiegenden Zerstörungen geführt. Abb.3 zeigt die Gesetzmäßigkeit, wonach der Innendruck der eingeschlossenen Flüssigkeitsmenge im Schiebergehäuse bei Temperaturerhöhung ansteigt. Als Parameter wurde in diesem Diagramm ein Füllungsgrad aufgetragen. Der Füllungsgrad gibt in Prozent die Flüssigkeitsfüllung des Schiebergehäuseinnenraumes auf den gesamten Innenraum bezogen in kaltem Zustand an. Ist das Innere des Schiebergehäuses z. B. vollkommen mit einer kalten Flüssigkeit gefüllt, d. h., der Füllungsgrad beträgt 100%, so genügt schon eine geringe Temperaturerhöhung, um anomal hohe Drücke im Schiebergehäuseinnenraum zu erzeugen. Der Innendruck steigt dabei so lange, bis durch eine Verformung eine Undichtigkeit nach außen entsteht.Becomes a gate valve when more or less with a liquid filled housing interior closed, d. H. the shut-off part in the seals of the housing is retracted, the internal pressure in the housing of the slide increases heating and the associated temperature increase by a calculable amount at. This undesirable pressure increase has been known for decades and has been has recently led to serious destruction. Fig.3 shows the law, after which the internal pressure of the amount of liquid enclosed in the valve body increases with temperature increase. A degree of filling was used as a parameter in this diagram applied. The degree of filling indicates the liquid filling of the valve body interior as a percentage based on the entire interior when cold. Is the inside of the valve body z. B. completely filled with a cold liquid, i.e. i.e., the degree of filling is 100%, a slight increase in temperature is enough to avoid abnormally high pressures in the Generate valve housing interior. The internal pressure rises until a deformation creates a leak to the outside.

In Abhängigkeit vom Verschlußteil des Schiebers kann man folgende Möglichkeiten unterscheiden. Der sogenannte Balkenschieber mit parallelen Gehäusesitzflächen dichtet nur einerseits ab und steht auf der dem Druck zugewandten Seite mit der Rohrleitung in Verbindung. In seinem Gehäuse kann keine Druckerhöhung stattfinden. Andererseits mangelt dieser Ausführung der Vorteil des Keilschiebers, unabhängig vom Druck des Mediums über die Keilwirkung Dichtdrücke zwischen den Sitzflächen auszuüben.Depending on the closure part of the slide, the following can be used Differentiate possibilities. The so-called bar slide with parallel housing seats seals only on one side and is on the side facing the pressure with the Pipeline in connection. No pressure increase can take place in its housing. On the other hand, this version lacks the advantage of the wedge slide, regardless from the pressure of the medium via the wedge effect sealing pressures between the seat surfaces exercise.

Beim Keilschieber mit starrem Keil behält bei steigendem Innendruck im Gehäuse der Keil starr sein Maß, während die Dichtflächen des Gehäuses dagegen ihren Abstand vergrößern und undicht werden.The wedge gate valve with a rigid wedge retains when the internal pressure increases in the housing the wedge is rigid, while the sealing surfaces of the housing against it increase their distance and become leaky.

Der Keilplattenschieber oder der Parallelplattenschieber, bei dem zwei Dichtplatten z. B. über ein kugelförmiges Zentnerstück abgestützt sind, bleibt in seinen Sitzflächen auch bei anomalem Druckanstieg dicht, da die Platten vom hohen Innendruck auf die gegenüberliegenden Gehäusedichtflächen gedrückt werden. Dieser Schieber ist gefährdet.The wedge-plate valve or the parallel-plate valve in which two sealing plates z. B. are supported by a spherical centner piece, remains tight in its seat even in the event of an abnormal increase in pressure, since the plates of the high Internal pressure are pressed onto the opposite housing sealing surfaces. This Slide is at risk.

Der Schieber mit elastischem Keil - zwei Platten durch einen Steg verbunden - bleibt bei den bekannten Ausführungen bei anomal steigendem Innendruck in seinen Sitzflächen ebenfalls dicht und ist gefährdet. Der Vorteil des elastischen Keiles ist es, daß er sich den notwendigen Fertigungstoleranzen zwischen den Keilflächen des Keiles und den Keilflächen der Gehäusesitze elastisch anpaßt. Bei erhöhtem Innendruck im Schiebergehäuse, z. B. durch Aufheizung, wirkt die Elastizität des Keiles in umgekehrter Richtung. Durch die auf der Innenseite liegenden Wirkflächen der Platten des Keiles wird der elastische Keil nach außen auf die Sitzflächen des Gehäuses gedrückt und verformt sich.The slide with an elastic wedge - two plates through a web connected - remains in the known designs with abnormally increasing internal pressure also tight in its seat and is endangered. The advantage of the elastic It is wedge that he has the necessary manufacturing tolerances between the wedge surfaces of the wedge and the wedge surfaces of the housing seats adjusts elastically. With increased internal pressure in the valve body, e.g. B. by heating, the elasticity of the wedge acts in reverse direction. Due to the active surfaces of the panels on the inside of the wedge, the elastic wedge is pushed outwards onto the seat surfaces of the housing pressed and deformed.

Eine bekannte Ausführung eines elastischen Keiles sieht eine elastische Verbindung der Platten derartig vor, daß die spindelseitigen Teile der Platten weniger nachgiebig gehalten sind. Weiterhin ist die Ausführung eines elastischen Keiles bekannt, bei der durch mehrere Verbindungsstege die Platten in verschiedenen Achsen verschieden nachgiebig sind. Eine weitere Ausführung benutzt einen vollen Steg, der in Spindelachsrichtung, jedoch oberhalb des Plattenmittelpunktes, liegt. Alle diese elastischen Keile sind in ihrer elastischen Wirkung unsymmetrisch und werden bei überhöhtem Innendruck im Schiebergehäuse wahrscheinlich durch diese Unsymmetrie undicht. Die exzentrische Anordnung dieser Verbindungsstege wirkt sich aber beim Abdichten mit normalem Druck besonders bei größeren Hochdruckschiebern nachteilig aus. Der abzudichtende hohe Druck, der die eine Seite der Abdichtplatte gleichmäßig belastet, versucht die exzentrisch abgestützte Platte zu kippen oder zu verformen. Die Dichtigkeit derartiger Keile ist sehr viel schwieriger zu erzielen und benötigt einen weitaus größeren Keildruck durch die Betätigungsspindel als bei einer zentrisch abgestützten Platte.A known embodiment of an elastic wedge sees an elastic one Connection of the plates in such a way that the spindle-side parts of the plates are less are held resilient. Furthermore, the execution of an elastic wedge known, in which the plates in different axes by several connecting webs are differently compliant. Another version uses a full bridge, which lies in the direction of the spindle axis, but above the center of the plate. All these elastic wedges are asymmetrical in their elastic effect and become in the case of excessive internal pressure in the valve body, this is likely due to this asymmetry leaky. The eccentric arrangement of these connecting webs affects the Sealing with normal pressure is disadvantageous, especially with larger high-pressure gate valves the end. The high pressure to be sealed, which is applied evenly to one side of the sealing plate loaded, the eccentrically supported plate tries to tilt or to deform. The tightness of such wedges is much more difficult to achieve and requires a much greater wedge pressure through the actuating spindle than with a centrally supported plate.

Es werden auch noch verschiedene andere Möglichkeiten angewandt, um gefährdete Schieber abzusichern. Bei einem Schieber, der immer nur in einer Richtung abdichten muß, kann man die dem Druck zugewandte Dichtseite des absperrenden keilförmigen Keiles derart durchbohren, daß eine Verbindung zum Gehäuseinnenraum entsteht. Damit dichtet der Schieber nur noch in einer Richtung ab wie der beschriebene Balkenschieber. Bei dem so durchbohrten absperrenden Teil, z. B. einem elastischen Keil, ist aber weiterhin die Wirkung vorhanden, daß es zusätzlich zur Dichtpressung durch die Kraft des Innendruckes eine Dichtkraft aus der Keilwirkung erfährt. Eine weitere Möglichkeit zur Absicherung eines solchen Schiebergehäuses gegen erhöhten Innendruck kann durch ein Sicherheitsventil oder eine Reißscheibe erfolgen. Diese Ausführungen verteuern aber die Anlage und komplizieren den Einbau und die Wartung. Eine derartige Ausführung ist unter Schutz gestellt. Die zuerst beschriebene Möglichkeit der Durchbohrung bei Schiebern, die nur einerseits abdichten müssen, kompliziert ebenfalls den Einbau, da die Durchflußrichtung nicht verwechselt werden darf und somit dieser Schieber nicht narrensicher ist. Eine weitere bekannte Absicherungsmöglichkeit besteht darin, den Innenraum des Schiebers mit einem Wechselventil zu beiden Seiten der anschließenden Rohrleitung zu verbinden. Diese Ausführung ist ebenfalls aufwendig und macht, je nach welcher Seite der Schieber abdichten soll, eine Betätigung des Wechselventils notwendig.Various other possibilities are also used in order to to secure endangered gate valves. With a slide that only ever works in one direction must seal, the pressure-facing sealing side of the shut-off wedge-shaped Drill through the wedge in such a way that a connection to the interior of the housing is created. In order to the slide only seals in one direction like the bar slide described. In the so-pierced shut-off part, for. B. an elastic wedge, but is the effect still exists that it is in addition to the sealing pressure by the force of the internal pressure experiences a sealing force from the wedge effect. One more way to protect such a valve housing against increased internal pressure can by a safety valve or a tear disk. These versions make them more expensive but the plant and complicate the installation and maintenance. Such a design is under protection. The first described possibility of piercing in the case of valves that only have to seal on one side, also complicates the installation, because the direction of flow must not be confused and thus this slide is not foolproof. Another well-known protection option is to the interior of the slide with a shuttle valve on both sides of the subsequent Connect pipeline. This execution is also complex and makes, depending to which side the slide should seal, an actuation of the shuttle valve necessary.

Trotz dieser Schwierigkeiten besteht weiterhin der Wunsch, ein elastisches keilförmiges absperrendes Teil zu verwenden, einmal um Fertigungstoleranzen auszugleichen, zum anderen um eine zusätzliche Dichtkraft durch die Keilwirkung zu erhalten.Despite these difficulties, there is still a desire for an elastic to use wedge-shaped shut-off part once to compensate for manufacturing tolerances, on the other hand to obtain an additional sealing force through the wedge effect.

Um nun bei einem elastischen Keil, bei dem die ohne Zweifel günstigste kraftschlüssige Verbindung der beiden Keilplatten durch einen Steg in zentrischer Anordnung verwendet wird, genügende Sicherheit gegen den anomalen Druckanstieg im Innern des Schiebergehäuses zu erreichen, sind erfindungsgemäß zusätzlich zu diesem zentrischen Steg ein oder mehrere Verbindungsglieder exzentrisch angeordnet. Vorzugsweise besteht dieses exzentrische Verbindungsglied aus einem Anker, der beim Normalbetrieb die elastische Verformung des Keiles nach innen nicht behindert, dagegen aber bei erhöhtem Innendruck die elastische Verformung des Keiles nach außen örtlich verhindert.To now with an elastic wedge, which is undoubtedly the cheapest frictional connection of the two wedge plates by a web in the center Arrangement is used, sufficient security against the abnormal pressure rise in the Achieving the inside of the valve housing are, according to the invention, in addition to this central web one or more connecting links arranged eccentrically. Preferably this eccentric link consists of an anchor, which during normal operation does not hinder the elastic deformation of the wedge inwards, but it does increased internal pressure locally prevents the elastic deformation of the wedge towards the outside.

Das System dieses Keiles wird an Hand der beschriebenen Abbildungen erklärt.The system of this wedge is illustrated by the illustrations explained.

Abb. 1 zeigt einen geschlossenen Schieber, dessen elastischer Keil oder dessen elastisch verbundene Keilplatten durch die Spindelkraft in die keilförmigen Sitzflächen des Gehäuses gedrückt sind. Der Keil liegt auf den kreisringförnrigen Sitzflächen des Gehäuses auf und wird durch die auftretenden Reaktionskräfte zusammengedrückt. Die Belastung des Keiles und des Innengehäuses kann durch einen normalen Innendruck des Mediums überlagert werden. Diese zusätzliche normale Beanspruchung wird nicht im folgenden berücksichtigt. Bei dieser Beanspruchung wirkt der Keil elastisch und legt sich den fertigungsbedingten Unebenheiten und Winkelfehlern der Keilneigung an. Der als Beispiel eingezeichnete Anker a behindert das Zusammendrücken des Keiles nicht. Die zweite Belastungsart entsteht durch Flüssigkeitsfüllung und Aufheizung nach Abb. 2. In diesem Fall steigt der Innendruck im Schiebergehäuse anomal an und weitet das Gehäuse. Die Gehäusesitzflächen vergrößern ihren Abstand, die auf der Innenseite liegenden Wirkflächen der Platten des elastischen Keiles werden ebenfalls von dem hohen Innendruck beaufschlagt, so daß sich der Keil normalerweise aufweitet und den Gehäusesitzflächen folgt. Die Anpressung innerhalb der Sitzflächen steigt dabei an, so daß die Dichtigkeit immer mehr gewährleistet ist. Der erfindungsgemäße Keil ist nun in seiner Symmetrie dadurch gestört, daß er den Dichtflächen des Gehäuses bei der Aufweitung des Gehäuses bei übermäßig hohem Innendruck nicht auf dem ganzen Umfang folgen kann. Das System ist durch den Anker a dargestellt, der die Aufweitung des Keiles in diesem Falle am untersten Punkt des Umfanges verhindert. Die Sitzfläche des Keiles kann daher dort der sich unter dem erhöhten Innendruck weiter wegbewegenden Sitzfläche des Gehäuses nicht mehr folgen, so daß an der Umfangsstelle, an der der Anker angeordnet ist, der Sitz undicht wird.Fig. 1 shows a closed slide, its elastic wedge or its elastically connected wedge plates into the wedge-shaped ones by the spindle force Seat surfaces of the housing are pressed. The wedge rests on the circular ring-shaped Seats of the housing and is pressed together by the reaction forces that occur. The load on the wedge and the inner housing can be caused by normal internal pressure of the medium are overlaid. This additional normal stress will not considered below. With this load, the wedge acts elastic and the production-related unevenness and angle errors of the wedge inclination settles at. The anchor a shown as an example prevents the wedge from being compressed not. The second type of load arises from liquid filling and heating according to Fig. 2. In this case, the internal pressure in the valve body rises abnormally and expands the housing. The housing seats increase their distance, which is on the The active surfaces of the plates of the elastic wedge located on the inside are also acted upon by the high internal pressure, so that the wedge normally expands and follows the housing seating surfaces. The pressure within the seating area increases at the same time, so that the tightness is more and more guaranteed. The inventive Wedge is now disturbed in its symmetry that it has the sealing surfaces of the housing not on the whole when expanding the housing with excessively high internal pressure Scope can follow. The system is represented by the anchor a, which is the expansion of the wedge prevented in this case at the lowest point of the circumference. The seat of the wedge can therefore move further away under the increased internal pressure Seat of the housing no longer follow, so that at the peripheral point where the Anchor is arranged, the seat is leaking.

Abb. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Der eigentliche krafttragende Verbindungssteg liegt zentrisch, während die gewünschte Störung des Systems durch einen weiteren exzentrisch angeordneten elastischen Steg bewirkt wird.Fig. 4 shows another embodiment. The real force-bearing one The connecting web lies centrally, while the desired disturbance of the system through a further eccentrically arranged elastic web is effected.

Die beispielhaft skizzierten Schiebergehäuse werden sich bei erhöhtem Innendruck oben mehr weiten als an der unteren Sitzpartie. Es wäre in diesem Falle daher vorteilhafter, den exzentrisch angeordneten Anker oder Steg ebenfalls oben vorzusehen.The valve housing sketched as an example will increase with increased Expand internal pressure more at the top than at the lower part of the seat. It would be in this case therefore more advantageous to also have the eccentrically arranged anchor or web at the top to be provided.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Wedge with two centrically arranged by one Web-connected plates for gate valves, characterized in that in addition one or more connecting links are arranged eccentrically.

2. Wedge according to claim 1, characterized in that an anchor is provided as the eccentric connecting member is.

3. Wedge according to claim 1, characterized in that an elastic web is provided as the eccentric connecting member. Considered publications: German Patent Nos. 1055 906, 972 826, 841385; French Patent No. 1159 834; USA. Pat. No. 1552 614th