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Absperrschieber Die Erfindung bezieht sich auf einen Absperrschieber
mit einem Dichtungsring im Gehäuse, der am Ende der Einfahrbewegung in eine flüssigkeitsdichte
Lage zwischen dem Ventilsitz und der Schieberplatte hydraulisch gepreßt wird, wobei
der Dichtungsring in einer Ringnut in einem der relativ zueinander bewegten Teile
angeordnet ist und einen flüssigkeitsgefüllten Ringraum begrenzt.
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Bei bekannten Absperrventilen dieser Art wird der Anpreßdruck auf
die Dichtung mit Hilfe besonderer Druckkolben ausgeübt, die beim Bewegen des Schiebers
in seine Schließlage durch die Schieberverstelleinrichtung betätigt werden und Druckflüssigkeit
über Verbindungskanäle hinter die Dichtungen pressen. Diese Absperrventile haben
den Nachteil, daß ihre Herstellung relativ teuer ist, da sie genau gebohrte Zylinderbohrungen,
eingepaßte Kolben und das Bohren besonderer Verbindungskanäle zwischen den Zylindern
und den Dichtungsräumen erforderlich machen. Dabei besteht die Gefahr, daß sich
die Verbindungskanäle verstopfen. Außerdem sind die hydraulischen Systeme zur Ausübung
des Drucks auf die Dichtun-en nicht sicher abgedichtet, da zwischen Kolben und Zylinder
Druckflüssigkeit aus den Systemen als Leckflüssigkeit entweichen kann.
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Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Ab-
sperrventil
der erwähnten Art zu schaffen, das wesentlich billi-er herzustellen ist, das ebenfalls
eine vollkommene Abdichtung im geschlossenen Zustand ergibt und bei dem keine Leckverluste
im hydraulischen Drucksystem für die Dichtungen auftreten können und daher einen
gleichmäßigen Anpreßdruck der Dichlringe gegen eine Schieberplatte gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird unter Vermeidung der vorstehend -enannten Nachteile
bekannter Absperrschieber dieser Art erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß der flüssigkeitsgefüllte
Ringraum geschlossen ist und der Dichtungsring im unteren Teil einen in die Bahn
der Schieberplatte ragenden Ansatz hat, der mit einem Anschlag im Gehäuse zusammenwirkt,
dergestalt, daß das Material des Ansatzes in den Ringraum ausweicht, wenn der Ansatz
durch ein Schließen der Schieberplatte deformiert und der Dichtungsring so in die
Dichtstellung zwischen dem Ventilsitz und der Schieberplatte gepreßt wird.
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Bei dieser Ausbildung des Ventilschiebers gemäß der Erfindun- entfallen
also besondere Druckzylinder und Verbindungskanäle zu den Dichtungssitzen. Der Ringraum
kann dabei in an sich bekannter Weise im Innern des Dichtungsringes angeordnet sein,
so daß das Problem einer besonderen Abdichtung zwischen dem Außenrand der Dichtung
und der Wandung der Nut, in welche der Dichtungsring eingesetzt ist, entfällt. Der
Ansatz ist zweckmäßig einstückig mit dem Dichtungsring ausgebildet, der vorzugsweise
in einer im stationären Ventilsitz befindlichen Nut angeordnet ist.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 eine Vorderansicht eines Absperrventils gemäß der Erflndung,
F i g. 2 einen senkrechten Schnitt nach Linie 2-2 der F i -. 1
in größerem Maßstab als diese, F i g. 3 und 4 Schnitte entsprechend F i
g. 2 zur Darstellung der Abdichtmittel in entspanntem und betätigtem Zustand,
und zwar in größerem Maßstab als F i g. 2, F i g. 5 einen Teilschnitt
entsprechend F i g. 3
durch eine abgewandelte Ausführungsform.
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Gemäß F i g. 1 und 2 weist das Absperrventil oder der Absperrschieber
einen Schieberkörper 10 auf, der einen kreisförmigen Durchgang
11 zum Durchfluß eines Fludes hat. Am Schieberkörper können Flansche 12 und
13 von Leitungen 14 und 15 angeschraubt sein, wobei entsprechende
Dichtringe 16 so eingelegt sind, daß der Fluß des Fludes zwischen der Leitung
15 und der Leitung 14 durch das öffnen oder Schließen des Schiebers gesteuert
wird.
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In F i g. 1 und 2 wird der Schieber in beinahe geschlossenem
Zustand gezeigt. Die bewegliche Schieberplatte 19 erstreckt sich quer über
den Durchgang 11 und hat eine abgerundete untere Kante, die gegen den Boden
des runden Durchgangs 11 anliegen kann und mit diesem zusammenpaßt, so daß
der Durchgang vollkommen geschlossen wird. Um die Bewegung und die Führung der Schieberplatte
zwischen
der offenen und der geschlossenen Stellung zu gestatten,
ist eine Hülse 20 als Teil des Schieberkörpers 10
vorgesehen. Diese Hülse
hat einen Kanal 21, der sich quer zur Achse des Durchgangs 11 erstreckt und
durch den sich das obere Ende der Schieberplatte 19
hindurch erstreckt. Die
Schieberplatte 19 erstreckt sich außerdem durch eine Stopfbüchsenbaugruppe
22 und ist mit ihrem oberen Ende durch einen Bügel 23
an dem unteren Ende
einer Hubspindel 24 befestigt. Diese Hubspindel wirkt mit einer Mutter
25 zusammen, die in einem stationären Gestell 26 drehbar angeordnet
und mit einem Handrad 28 verbunden ist. Durch Drehen des Handrades
28 in der einen oder anderen Richtunc, wird mit Hilfe der Mutter
25 die Hubspindel 24 angehoben und abgesenkt und hierdurch die Schieberplatte
19 in Richtung ihrer Schließ-oder Offenstellung relativ zum Durchgang
11 bewegt.
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Trotzdem sich die Schieberplatte 19 gemäß F i g. 2 in
senkrechter Richtung bewegt, kann kein Leckfluß aus dem Schieberkörper über den
Kanal 21 erfolgen. Die Stopfbüchsenbaugruppe22 weist eine umgekehrte Stopfbüchse
29 auf, die ein Stopfbüchsen- und Dichtmaterial 30 enthält, das durch
die oberen Kanten. 21 a
der Hülse 20 zusammengepreßt wird, wenn die Stopfbüchse
29 durch die Muttern 33 nach unten angezogen wird, die ihrerseits
auf am Schieberkörper befestigten Gewindebolzen 31 aufgeschraubt sind. Durch
das Zusammendrücken des Dichtmaterials 30
umfaßt dieses die Schieberplatte
19 dicht, daß letztere sich frei auf und ab bewegen kann.
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Im Hauptdurchgang des Schieberkörpers 11 ist ein Ventilring
34 angeordnet, der am Schieberkörper befestigt oder mit diesem einstückig sein kann.
Der Ventilring hat eine Sitzfläche 35, die quer zum Durchgang 11 und
gegenüber der einen Seitenfläche der Schieberplatte 19 angeordnet ist, wenn
letztere in ihre Schließstellung abgesenkt ist. Da die normale Flußrichtung oder
der Druckabfall durch den Schieber dem in F i g. 2 dargestellten Pfeil entspricht,
so drückt der in der Leitung 15 vorhandene Druck bei geschlossenem Schieber
die Schieberplatte 19 gegen die Sitzfläche 35.
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Die Sitzfläche 35 unterstützt dabei noch die Führung der Schieberplatte
19, wenn die letztere in senkrechter Richtung bewegt wird, so daß ihr unteres
Ende stets ungefähr an der gleichen Stelle des unteren Teils des Ventilringes anliegt.
Diese Führung wird ebenfalls durch eine Vielzahl von Ansätzen 36
verbessert,
die im Abstand voneinander an der Innenseite des Schieberkörpers 10 innerhalb
des Durchgangs 11 entlang dem Umfang angeschweißt sind, um so Führungsflächen
37 zu bilden. Diese Führungsflächen 37 sind auf der gemäß F i
g. 2 rechten Seite der Schieberplatte 19 angeordnet. Aus F i
g. 1 ergibt sich, daß die untersten Führungsansätze 36 auf einer Rippe
38 angeformt sind, die am Boden des Durchgangs angeordnet ist und sich über
einen Bogen erstreckt, der erheblich kleiner als 180' ist. Der Zweck dieser
Rippe 38 ergibt sich noch aus der nachfolgenden Beschreibung.
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Wenn die Schieberplatte 19 so angeordnet ist, daß sie zwischen
einer offenen und geschlossenen Stellung relativ zum Durchgang 11 bewegt
werden kann, so ergibt sich üblicherweise keine absolut dichte Ab-
sperrung,
um einen Leckfluß von der Leitung 15 zur Leituncr 14 zu verhindern, wenn
die Schieberplatte 19 vollkommen geschlossen ist. Der Abstand zwischen der
Sitzfläche 35 und den Führungsflächen 37
der Ansätze ist etwas größer
als die Stärke der Schieberplatte 1.9, so daß letztere eine gewisse Bewegungsfreiheit
aufweist. Die Bearbeitung der Teile und ihr Zusammenbau, beispielsweise durch Schweißen,
ergibt normalerweise eine Konstruktion, bei der nach der bisherigen Beschreibung
ein gewisser Leckfluß noch vorhanden ist, wenn die Schieberplatte in vollkommen
geschlossener Stellung ist.
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Der beschriebene und dargestellte Absperrschieber ist mit einem Mittel
versehen, um eine absolute Ab-
dichtung gegen einen Leckfluß zu erzielen,
wenn die Schieberplatte 19 in ihrer geschlossenen Lage ist, und zwar ohne
Rücksicht auf eine lose Passung der betreffenden Teile. Um diese Abdichtwirkung
zu erzielen, ist im Ventilring 34 eine Nut 40 vorgesehen, wobei diese Nut in der
Sitzfläche 35 so definiert ist, daß sie sich in einer Richtung parallel zur
Achse des Durchgangs 11 erstreckt und auf die benachbarte Oberfläche 19a
des Absperrgliedes zu öffnet.
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Die Nut 40 ist in ihrer Form ringförmig, d. h., sie erstreckt
sich vollständig um den Durchgang 11
herum, so daß die Schieberplatte
19 in voll geschlossenem Zustand mit dem offenen Teil der Nut in Dekkung
kommt.
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Innerhalb der Nut 40 ist ein Dichtungsring 41 aus deformierbarem,
federndem Material, wie beispielsweise Gummi, angeordnet. Dieser Dichtungsring kann
durch einen Klebstoff in seiner Lage gehalten werden und hat eine äußere Oberfläche
42, die normalerweise bündig mit der Sitzfläche 35 ist. Der Dichtungsring
41 ist so ausgebildet und in der öffnung der Nut 40 angeordnet, daß er zusammen
mit den inneren Wänden der Nut einen geschlossenen Ringraum 44 bildet, wie in den
F i g. 2 bis 4 dargestellt ist.
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Dieser geschlossene Ringraum ist nach seiner Füllung mit einer inkompressiblen
Flüssigkeit oder einem halbfesten Stoff, der die Druckübertragungseigenschaften
der üblichen Flüssigkeiten hat, vollständig abgedichtet. Die hier verwendete Flüssigkeit
kann beliebiger Art sein. Beispielsweise kann irgendeine Flüssigkeit, wie Wasser
oder Öl, die das Material des Dichtungsringes 41 nicht beschädigt, verwendet
werden.
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F i g. 3 zeigt den Zustand des Dichtungsringes 41, wenn die
Schieberplatte 19 etwas aus ihrer voll geschlossenen Lage zurückgezogen ist.
Damit ergibt sich kein Festkleben oder eine reibende Abnutzung zwischen dem Dichtungsring
41 und der Schieberplatte 19, wenn die letztere zwischen ihren oberen und
unteren Stellungen hin- und herbewegt wird.
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Um eine positive Abdichtwirkung zu erzielen, wenn die Schieberplatte
19 ganz abgesenkt ist, ist ein deformierbarer, federnder Ansatz 45 um einen
Teil des Durchgangs 11 herum angeordnet, und zwar so, daß er durch die Kante
der Schieberplatte 19 deformiert wird, wenn die letztere ihre voll geschlossene
Lage erreicht. Wie dargestellt, kann der Ansatz 45 ein Teil des Dichtungsringes
41 sein, wobei sich dieser Ansatz über einen Bogen von weniger als 180'
um
den Dichtungsring 41 herum erstreckt und von dem Dichtungsring und aus der Nut 40
heraus so vorsteht, daß er unterhalb des Randteiles 19b der Schieberplatte
19 liegt, wenn die letztere sich auf ihre i voll geschlossene Lage gemäß
F i g. 3 zu bewegt. Wenn bei dieser Anordnung die Schieberplatte
19 in ihre Endstellung (F i g. 4) abgesenkt wird, so wird der Ansatz
45 durch die Kante 19b der Schieberplatte
19 deformiert,
durch die benachbarte Rippe 38 an der gemäß der Zeichnung rechten Seite gehalten
und damit nach innen gedrückt, um so die benachbarten Teile des Dichtungsringes
41 zu derformieren. Damit wird der untere Teil des Ringraumes 44 (F i
g. 4) in seinem Volumen reduziert, und der Flüssigkeitsdruck innerhalb dieses
Raumes wird erheblich erhöht. Hierdurch wird weiterhin der Dichtungsring 41 nach
außen aus der Nut heraus deformiert und kommt in eine dichte Abdichtberührung (bei
42 in F i g. 4 angedeutet) zwischen den normalerweise getrennten Oberflächen
42 und 19a des Dichtungsringes 41 und der Schieber latte 19.
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C P Wenn die Schieberplatte 19 gemäß F i g. 4
ganz geschlossen ist wird ihre untere Kante vor allen Dingen durch den Ansatz 45
federnd abgefangen und damit gegen eine Abnutzungsberührun' - mit dem Ventilring
34 am Boden des Durchgangs 11 abgefedert. Fernerhin wird die untere Kante
19b der Schieberplatte 19
gegen jeglichen Leckfluß um diese Kante herum
durch die federnde flexible Art des Ansatzes 45, der unter Druck steht, abgedichtet.
Weiterhin dient diese Zusaminenpressung des Ansatzes 45 dazu, um über die hydraulische
Wirkung der Flüssigkeit 44 den Dichtungsring 41 so zu betätigen, daß er sich nach
außerhalb der Nut 40 ausdehnt und so in eine feste Abdichtberührung mit der Schieberplatte
kommt. Hierdurch ergibt sich also eine sehr einfache Schieberkonstruktion, die ein
positives Abdichtmittel hat, das automatisch durch die Bewegung der Schieberplatte
zwischen ihrer völlig geschlossenen oder teilweise offenen Stellung betätigt wird.
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Ein weiterer wichtiger Vorteil ergibt sich aus der Konstruktion des
oben daraestellten Abdichtmittels. Wenn die Schieberplatte 19 geöffnet wird
und ein Flud durch die Leitungen 15, 1.4 (F i g. 2) fließt, so können
sich Fremdkörper am Boden des Durchgangs 11 ansammeln, besonders deshalb,
weil die Sitzfläche 35 einen Vorsprung bildet, der dem Fluß des Fludes entgegensteht.
Wenn die Schieberplatte 19 wiederholt in die Schließstellung bewegt wird,
so werden diese Fremdkörper und besonders faserhaltige Bestandteile derselben zusammengepreßt
und am Boden des Durchgangs 11 verdichtet, wodurch sich eine Ansammlung bilden
kann, die ein Schließen der Schieberplatte verhindert. Eine derartige nachteilige
Ansammlung von Fremdmaterial wird durch die Abdichtmittel verhindert. Falls sich
Fremdmaterial am Oberteil des Ansatzes 45 ansammelt und die Kante der Schieberplatte
19 nach unten gegen derartiges Fremdmaterial bewegt wird, so hebt sich der
Ansatz 45 federnd an, wenn die Schieberplatte 19 wieder angehoben wird. Hierdurch
ereribt sich die Tendenz, daß das Fremdmaterial auf e gerissen und aufgebrochen
wird, das vorher zwischen der Schieberplatte und dem Ansatz zusammengepreßt war,
so daß es nun durch den Fluß durch den Schieber wec, ewaschen werden kann. Damit
kann eine ständige Zusammenpressung und eine Ansammlung von Fremdmaterial am Boden
des Ventilsitzes nicht mehr eintreten, weil der Ansatz 45 gewährleistet, daß irgendein
durch das Schließen der Schieberplatte angesammeltes Fremdmaterial beim nächsten
öffnen der Schieberplatte wieder weggewaschen wird. In F i g. 5 ist eine
abgewandelte Konstruktion der Abdichtmittel dargestellt. wobei jedoch im wesentlichen
die ' gesamte Schieberkonstruktion der oben beschriebenen entspricht. Der
Schieberkörper 10, der Durchgang 11, die Schieberplatte
19, der Ventilring 34 und die Nut 40 sind die gleichen Teile, wie sie in
Verbindung mit F i g. 1 bis 4 beschrieben sind.
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Nach F i g. 5 ist jedoch ein flexibler Dichtungsring
50 in der Nut 40 angeordnet, der die Nut ausfüllt. Der Ring 50 hat
einen Ringraum 51, der mit einer eingeschlossenen Flüssigkeit gefüllt ist.
Dieser mit einem Flud gefüllte Ring 50 kann für sich allein hergestellt und
in einfacher Weise beim Zusammenbau des Schiebers in die Nut 40 eingesetzt und dort
durch Haltemittel, beispielsweise Klebstoff, gehalten werden. Vom unteren Teil des
Ringes 50 aus erstreckt sich ein Ansatz 52, der in seiner Art und
seinem Zweck dem Ansatz 45, wie oben beschrieben, entspricht. Wenn die Schieberplatte
19 voll zum Zusammendrücken des Ansatzes 52 abgesenkt ist, so wird
der Unterteil des Ringes 50 so zusammengepreßt daß die im Raum
51 vorhandene Flüssigkeit den Ring in eine feste Abdichtberührung mit der
Schieberplatte preßt.