DE1931270A1 - Absperrventil - Google Patents

Description

• Absperrventil Die Erfindung bezieht sich auf ein Absperrventil mit einem im Ventilgehäuse angeordneten Sitz und einer daran anpreßbaren Schließscheibe. Der Ersatz der unbrauchbar gewordenen Dichtung der Schließscheibe solcher Absperrventile erforderte bisher ein Außerbetriebsetzen derjenigen Einrichtung, an welche das Absperrventil angeschlossen ist, und eine anschließende teilweise Demontage desselben. Mit der Erfindung ist nunmehr ein Ventil geschaffen, das für das Instandsetzen der Schließscheibe nicht außer Betrieb gesetzt zu werden braucht.
• Das erfindungsgemäße Absperrventil ist dadurch gekennzeichnet, daß im Ventilgehäuse zwei bewegliche Schließscheiben vorgesehen sind, die getrennt auf denselben Sitz preßbar sind, wobei das Gehäuse mindestens eine verschließbare Öffnung zur Entfernung einer der Scheiben aufweist, während die andere Schließscheibe auf den Sitz gedrückt ist.
• Normalerweise sperrt das Absperrventil mittels der durch die öffnung entfernbaren Schließscheibe. Wenn diese Scheibe unbrauchbar geworden ist, dann schließt das Absperrventil mittels der zweiten Scheibe und die erste, abOenatzte Scheiben kann ersetzt werden. Der anschließende Schließvorgang des Ventils geschieht dann wieder mit der neuen Schließscheibe.
• Die Erfindung ist besonders bei Ventilen mit Vorteil anwendbar, welche mit einer wenig elastischen Dichtung beispielsweise aus Metall oder Polyamid, ausgestattet sind. In diesem Fall beträgt die Funktionsdauer des Ventils zwischen zwei Dichtungswechseln namlich lediglich einige hundert oder sogar nur einige zehn Betätigungen.
• Beträgt die mittlere Lebensdauer einer Schließscheibe etwa hundert Betätigungen, dann ermöglicht die Reservescheibe 10 000 Betätigungen, ohne daß der Betrieb unterbrochen werden muß.' Die Anzahl der Betatigungen ohne Betriebsunterbrechung wird dann unendlich, wenn das Ventil eine zweite verschließbare Öffnung aufweist, welche den Austausch der Reservescheibe ohne Betriebsunterbrechung ermöglicht.
• Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den beigefügten Unteransprüchen hervor.
• Nachstehend sind einige Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Absperrventils anhand der beigefügten Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Darin zeigen: Fig. 1 die Ansicht des Längsschnitts durch ein Ventil in schematischer Wiedergabe; Fig. 2 die Ansicht des Längsschnitts durch eine andere .Ausführungsform in schematischer Darstellung; Fig. 3 die Ansicht des Längsschnitts durch eine weitere AusfiErungsform in schematischer Wiedergabe; Fig. 4 die Ansicht des X ngs.chnitts lurch ein Ventil mit pneumatischer Anpressung der einen oder der anderen Schließscheibe auf den Ventilsitz; Fig. 5 die Ansicht des Längaschnitts durch eine andere Ausführungsform des Ventils nach Fig. 4; Fig. 6 die Ansicht eines Längsschnitts durch ein Ventil, welcher die Organe zur pneumatischen Bewegung der Schließscheiben verdeutlicht; Fig. 7 die Ansicht des Querschnitts durch ein Ventil mit magnetischer Scheibenbewegung; Fig. 8 die Ansicht des Querschnitts entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 9 durch eine weitere Ausführungsform; und Fig. 9 die Ansicht des Längsschnitts durch das Ventil nach Fig. 8.
• Das in Fig. 1 dargestellte Ventil ist zwischen zwei Leitungen 1 und 2 eingeschaltet. Es weist ein kreuzförmiges Gehäuse 3 auf, dessen Arme jeweils im Querschnitt dem quert schnitt der Leitungen 1, 2 entsprechen. Der Arm Da ist an seinem Ende mit einem Flansch 4a zur Befestigung des Gehäuses 3 an der Leitung 1 versehen. Außerdem ist er mit einem inneren Sitz 5 ausgestattet. Im gegenüberliegenden Arm 3b ist ein freier Kolben 6 und eine nur schematisch angedeutete Vorrichtung 7 angeordnet, welche mit Hilfe des Kolbens 6 eine .Schließscheibe 8a oder 8b auf den Sitz 5 drückt. Der Arm 3c weist an seinem Ende einen Flansch 4c auf, mit den das Gehäuse 3 an der Leitung 2 befestigt ist. Desgleichen ist der Arm 3d an seinem Ende mit einem Flansch 4d versehen, ar welchem ein Deckel 9 ciht befestigt ist. Das Gehäuse 3 ist vorzugsweise aus dünnen, miteinander verschweißten Rohren aus elastisch verformbarem Material hergestellt. Diese Gehäuseausgestaltung und der freie Kolben ermöglichen einen Ausgleich derjenigen gegenseitigen Versetzungen von Sitz und Kolben, welche durch thermische Verformungen erfolgen, die eine Folge der Erwärmungscyclen auf über 3000C sind, denen das Ventil normalerweise ausgesetzt ist.
• Wie erwähnt, weist das Ventil zwei Schließscheiben 8a und 8b auf, welche jeweils auf den Sitz 5 gedrückt werden können und in Führungen 34 mit Spiel gleitend gelagert sind.
• Die Führungen 34 können einfach aus elastischen Metallfäden 34a (Fig. 8) bestehen, welche parallel auf der Innenwand des Rohres gespannt und mit geeignetem Abstand durch eine an jedem Fadenende vorgesehene Schweißverbindung befestigt sind.
• Diese Fäden erlauben die Schließscheiben 8a und 8b einzustellen, ohne daß sie mit dem Sitz 5 oder dem Kolben 6 in Berührung kömmen, und sie vermitteln durch elastische Reaktion in querrichtung die zum Lösen der Scheibe nach einer längeren Erwärmung in geschlossener Stellung erforderliche Kraft. Wenn das Ventil offen ist, dann befindet sich die Scheibe 8a im Arm 3c des Gehäuses 3, die Scheibe 8b dagegen im gegenüberliegenden Arm 3d. Das Strömungsmittel fließt dann frei zwischen den Flanschen 4c und 4a durch den zwischen dem Sitz 5 und dem Kolben 6 befindlichen freien Raum. Um diese Strömung zu erleichtern, kann der Kolben 6 hohl sein und Öffnungen 9 aufweisen, wie dargestellt, so daß das Strömungsmittel vom Flansch 4c zum ,Flansch 4a auch durch Hindurchströmen durch den Kolben 6 gelangen kann.
• Zum Schließen des Ventils wird die Schließscheibe 8b auf den Sitz 5 gebracht und mittels des Kolbens 6 darauf gedrickt. Das Cffnen geschieht umgekehrt, indem die Scheibe 8b vom Kolben 6. entlastet und in das Innere des Arms 3c des Ventilgehäuses 3 zurückbewegt wird.
• Die Schließ- und Öffnungsvorgange können beim Ventil solange wiederholt-werden, wie die Schließscheibe 8b in gutem Zustand ist.
• Wenn die Schließscheibe 8b ermüdet und zu ersetzen ist, dann wird zum Schließen des Ventils die Scheibe 8a auf den Sitz 5 gedrückt. Dann wird bei abgeschalteter an die Leitung 1 angeschlossener Vorrichtung der Deckel 9 gelöst und die Scheibe 8b durch eine neue Scheibe ersetzt,'worauf der Deckel 9 wieder befestigt wird. Bei der folgenden Öffnung wird die a c Scheibe 8# in den Arm 3# zurückgeführt. Die weiteren Schliessungen des Ventils werden mittels der neuen Scheibe 8b vorgenommen, bis zu deren vollständigem Verschleiß.
• Fig. 2 zeigt eine Variante des Ventils nach Fig. 1, bei welcher die Scheibe 8a ebenfalls ersetzt werden kann, wenn sie verschlissen ist9 so daß die Zahl der möglichen Ventilbetätigungen, also die Ventillebensdauer, unbegrenzt ist. Auf dem Flansch 4c ist ein Ventilhilfsgehäuse 10 befestigt. Die koaxialen Arme 10a und 10b des Gehäuses 10 sind mit Flanschen 11a und lib ausgestattet, welche zur Befestigung eines Deckels 12 bzw. des Gehäuses 10 am Gehäuse 3 dienen, Der dritte Arm 10c weist einen Flansch 11c zum Anschluß der Bettung 2 auf.
• Auf diese Weise kann die Schließscheibe 8a nach Entfernung des Deckels 12 ersetzt werden, wobei die Entfernung des Deckels 12 nach dem Schließen des Ventils mit Hilfe der Scheibe 8b erfolgt.
• Dasselbe ist bei der Ausführungsform nach Fig. 3 der F'jii, bei welcher jeder der Arme 3c und 3d durch einen Deckel 12 bzw. 9 verschlossen ist. Das Ventilgehäuse ist mit einem Zusatzarm 3e ausgestattet, welcher sich senkrecht zur Ebene der anderen vier Arme erstreckt und gegenüber dem Kolben 6 in des Innere des Gehäuses mündet, d.h. oberhalb der Bewegungsebene der Schließscheiben 8a und 8b. Dieser Arm 3e endet in einem Flansch 4e, an den die Leitung 2 angeschlossen ist. Die Scheibe 8a oder 8b kann also ausgetauscht werden, wenn der Deckel 12 bzw. 9 entfernt ist.
• Die Vorrichtungen zum Anpressen des Kolbens 6 auf die Scheibe 8a oder 8b bzw. zum Bewegen der Schließscheiben 8a und 8b können sehr unterschiedlich sein.
• Als Vorrichtung zum Beaufschlagen des Kolbens kann eine Schraubspindel vorgesehen sein, welche mittels einer elastischen Membran abgedichtet ist. Wird jedoch eine Metalldichtung verwendet, dann ist die erforderliche Verschiebung des Kolbens 6 verhältnismäßig gering, in der Größenordnung von 1 mm, was die Verwendung von sehr viel vorteilhafteren pneumatischen oder hydraulischen Vorrichtungen erlaubt.
• Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist daher eine pneumatische Presse vorgesehen, bestehend aus einer festen, mit dem Gehäuse 3 verbundenen Flatte 13 und aus einer beweglichen, mit dem Kolben 6 verbundenen latte 14, wobei der Raum zwischen den Platten 13 und 14 an eine Druckmittelzuführleitung 15 angeschlossen ist. Die Platten 13 und 14 sind durch eine Dichtung oder einen Balg 16 miteinander verbunden, der vorzugsweise torusförmig ausgebildet ist, da festgestelltermaßen diese Form gegeniber hohen Drücken und Ermüdung sehr viel widerstandsfähiger ist als die üblichen ziehharmonikaförmigen Balge.
• Fig. 5 zeigt eine Variante des Ventils nach Fig. 4, welche einen direkten Durchgang hat. Bei diesem Ventil weist die feste platte 13 eine zentrale Öffnung 17 auf, welche mittels eines Rohres 18 mit einem Anschlußflansch 13 verbunden ist. Die bewegliche Platte 14 und der holmen E stnd ebenfL{.s mit einem zentralen Kanal 20 versehen. Die beiden Platten sind durch eine äußere Dichtung 21 und eine innere Dichtung 22 miteinander verbunden. Im dargestellten Beispiel sind die bewegliche Platte und der Kolben einstückig ausgebildet, sie können jedoch auch getrennte Teile sein, die miteinander verbunden sind.
• Wenn die zur Abdichtung zwischen der Scheibe 8a oder 8b und dem Sitz 5 sowie zwischen dieser Scheibe und dem Kolben 6 verwendeten Dichtungen aus sehr hartem und wenig verformbarem Material, beispielsweise aus Metall bestehen, dann müssen die beiden Flächen, zwischen denen jede Dichtung eingepreßt wird, sehr genau parallel zueinander hergestellt und geführt sein.
• Bei einer pneumatischen Betätigung des Kolbens 6, wie in Fig. 4 und 5 dargestellt, kann die Parallelität der beiden Flächen bei der Herstellung dadurch verwirklicht werden, daß ein Distanzkeil eingelegt wird, welcher die Lage der Flächen vor dem Verschweißen des Kolbens 6 mit der Platte 14 bestimmt.
• Trotzdem kann diese Parallelität im Laufe des Betriebes gestört werden, und zwar durch Verformungsrückstände des pneumatischen Balges 16 oder durch Dilationsrückstände,hervorgerufen durch die aufeinanderfolgenden Erwarmungen.
• Der Aufbau des Ventilgehäuses aus miteinander im Kreu:: verschweißten Rohren erlaubt es, diese Gefährdung der Parallel lität u vermeiden. Unter der Wirkung der Schlie½kraft nehmen nämlich die die Arme 3c und 3d bildenden Rohre einen Im mesentlichen ellirtischen Querschnitt an, so daß die Flächen der Sitze sich versetzen. Wenn die Schließscheibe, die zwischen ihnen angeordnet ist, eben und von gleichmäßiger Starke Ist, und wenn die beiden Sitzebenen miteinander dann einen bestimmten Winkel einschließen, wenn sie mit er Scheibe In Berührung kommen, dann hat die Verformung des Ventilgehäuses unter der Einwirkung der Schließkraft als erstes die Wirkung, die fehlende Parallelität zu beseitigen, und dann die Wirkung, die für eine korrekte Dichtheit erforderliche vollkommene Berührung mit der Schließscheibe zu erlauben. Für ein gutes Arbeiten des Ventils genügt es, darauf zu achten, daß die Verformungen des Ventilgehäuses im elastischen Bereich bleiben, was ohne Schwierigkeiten durch geeignete Wahl der Wandstärke des.
• bei der Ventilherstellung verwendeten Rohres bewerkstelligt werden kann.
• Beispielsweise kann bei einem Rohr aus nichtoxydierendem Stahl für ein Ventil, bei einem Innendurchmesser des Rohres von etwa 50 mm, die landstarke zwischen 1,5 und 2,5 mm gewahlt werden, so daß die Belastung der Schließscheibe eine elastische Verformung zwischen 5/100 und 5/10 hervorruft, und zwar mit der Hypothese eines Höchstdruckes von etwa 2 Tonnen auf den Sitz.
• Versuche haben gezeigt, daß eine Deformation (Versetzung des SItzes in Richtung der Druckbeaufschlagung) zwischen 1 und 2710 mm die besten Ergebnisse bringt.
• Was die Vorrichtungen zur Verschiebung der Schließscheiben 8a und Bb anbetrifft, so können sie beispielsweise als klassischer Schraubspindelmechanismus oder als pneumatische oder hydraulische, mittels eines Metallbalges abgedichtete Vorrichtung ausgebildet sein.
• In Fig. 6 ist daher die Schließscheibe 8b mit einer Stange 23 verbunden, welche-selbat auf der ebenen Fläche eines -etallbalges 24 befestigt ist. Der Kanal der Öffnung dieses Balges ist dicht an einer Platte 25 befestigt, welche am Flansch 4d befestigt und von einer Bohrung durchsetzt ist, die an eine Bettung 26 angeschlossen ist, welche wahlweise mit einer Druckmittelquelle oder mit einer Vakuumsenke verbunden werden kann.
• Außerdem trägt die Reserveschließscheibe 8a auf ihrer der Scheibe 8b zugewandten Seite eine Klammer 27, in welche die Scheibe 8b einschnappen kann, und zwar mit Nasen 28, wenn sie genügend weit zurückgeschoben wird. Stattdessen kann die Klammer auch an der Scheibe 8b vorgesehen sein und an der Scheibe 8a angreifen. Die Länge der Klammer ist im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Gehäuses 3, so daß sie die Stellung der Scheibe 8a genau bestimmt. Die Scheibe 8a kann in ihrer Bereitschaftsstellung mittels eines Riegels 29 festgelegt werden? welcher von Hand betätigbar und mittels einer elastischen Membran 30 abgedichtet ist.
• Um die Scheibe 8a in Betrieb zu nehmen, ist lediglich die Scheibe 8b bis zum Einrasten in die Klammer 27 zurückzuschieben, die Scheibe 8a zuentriegeln und das Scheibenpaar 8a, 8b zur Platte 25 hin zu verschieben.
• Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 besteht die Scheibe 8a oder 8b aus einer nichtoxydierenden, magnetischen Legierung, das Ventilgehäuse 3 dagegen aus einer nichtoxydierbaren unmagnetischen Legierung. Die Scheibe kann also mittels eines äußeren Magneten 31 verschoben werden. Liegt die Scheibe in einer senkrechten Ebene, dann hängt sie gewissermaßen am Magneten. Die Scheibe ist vorzugsweise mit einem bestimmten Spiel, beispielsweise von etwa 0,5 mm, im Gehäuse 3 eingebaut, so daß sie bei der Mitnahme durch den Magneten 31 ohne Reibung an der Gehäusewandung abrollt und der Bewegung des Magneten mit sehr großer Genauigkeit f.olgt.
• Jeder der Magnete 31 kann auf beliebige Art und Weise verschoben werden, beispielsweise mittels einer Schraubspindel oder einer Zahnstange. Wenn jedoch die Presse 7 pneumatisch betätigbar ist, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 6, dann ist es vorteilhaft, auch die Magneten 31 pneumatisch zu bewegen.
• Bei der in Fig. 8 und 9 dargestellten Äusführungsform sind daher die beiden Magneten 31 in einem pneumatischen Zylinder 32 mit vier tuftzufuhrleitungen 33a, 33b, 33c und 33d angeordnet.

Claims (12)

Ansprüche

1. Absperrventil mit einem im Gehäuse angeordneten Sitz und ner daran anpreßbaren, beweglichen Schließscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß im Ventilgehäuse (3) eine zweite bewegliche Schließscheibe vorgesehen ist, wobei die beiden Scheiben (8a und 8b) getrennt auf den Sitz (5) preßbar sind und das Gehause (3) mindestens eine verschließbare Öffnung zur Entfernung einer der Scheiben (8a und 8b) aufweist, während die andere Schließscheibe (8a oder 8b) auf den Sitz (5) gedrückt ist.

2. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) mit zwei verschließbaren Öffnungen zur Entfernung der Scheiben (8a und 8b) ausgestattet ist, wobei jeder Öffnung eine bestimmte Scheibe (8a bzw. 8b) zugeordnet ist.

3. Absperrventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da@ das Ventilgehäuse (3) reuzfvirmig ausgebildet ist, wobei die beiden Schließscheiben (8a und, 8b) in zwei koaxialen Armen (c und 3d) des Gehäuse (3) beweglich sind, von denen mindestens einer eine verschlieübare ffnung zur vntfernung der Scheiben (8a bzw. 8b) aufweist, und wobei ferner das Gehäuse (3) aus dünnen, miteinander verschweißten Rohren aus elastisch verformbarem Material gebildet ist.

4. Absperrventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden koaxialen Arme (c und 3d) mit einem Anschlußflansch (4c) für eine Leitung (2) versehen ist, während einer der be den anderen arme (3 und 3b) einen Anschlußflansch (4a) für die abzusperrende Leitung (1) und den inneren Sitz (5) für die eine bzw. andere Schließscheibe (8a bzw. 8b) aufweist.

5. Absperrventil nach. Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichniet; daß jeder der die Scheiben (8a und 8b) enthaltenden. Arine (3c bzw 3c, 10 und 3d) mit einer verschließbaren Öffnung versehen ist, wobei einer der beiden anderen Arme (3a und 3b) einen Anschlußflansch (4a) für die abzusperrende Leitung (1) und den inneren Sitz (5) für die eine bzw. andere Scheibe (8a bzw. 8b) aufweist, und wobei ferner das Gehäuse (3 bzw. 3, 10) mit einem zusätzlichen Arm (3e bzw. 10c) ausgestattet ist, welcher den Anschlußflansch (4e bzw. 11c) für die Leitung (2) aufweist.

6. Absperrventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Zusatzarmes (10c) in einer zur Achse des mit der abzusperrenden Leitung (1) verbundenen Armes (3a) parallelen Ebene liegt.

7. Absperrventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Zusatzarmes (3e) in derselben Ebene verläuft, in welcher auch die Achse des mit der abzusperrenden Leitung (1) verbundenen Armes (3a) liegt, wobei die beiden besagten Achsen rechtwinklig zueinander verlaufen.

8. Absperrventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein freier Kolben (6) vorgesehen ist, welcher eine der Schließscheiben (8a und 8b) auf den Sitz (5) drückt und husrichtungsmängel kompensiert.

9. Absperrventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Kolben (6) im Gehäuse (3) durch eine elastische Membran geführt ist.

10. Absperrventil -nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Organe zum Kuppeln der beiden Schließscheiben (8a und 8b) miteinander vorgesehen sind.

11. Absperrventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Scheiben (8a oder 8b) als Kupplungsorgan mit einer Klammer (27) versehen ist, in welche die andere Scheibe (8b bzw. 8a) einrasten kann.

12. Absperrventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließscheiben (8a und 8b) in Führungen gleitend gelagert sind, welche aus gespannten elastischen Metallfäden (34a) gebildet sind.