DE19510709A1

DE19510709A1 - Absperrarmatur für Rohrleitungen mit zum Schalten druckentlastbaren Sitzringen

Info

Publication number: DE19510709A1
Application number: DE1995110709
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl Ing Mertsch
Original assignee: RAUTENKRANZ INT HERMANN
Current assignee: RAUTENKRANZ INT HERMANN
Priority date: 1995-03-15
Filing date: 1995-03-15
Publication date: 1996-09-26
Anticipated expiration: 2015-03-16
Also published as: DE19510709C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Absperrarmatur, insbe sondere für Rohrleitungen, mit einem Gehäuse mit unterschiedlichen Druckräumen, in dem ein schalt bares Absperrorgan angeordnet ist, welches mit Sitzringen gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist.

Derartige Absperrarmaturen, wie sie beispielsweise aus der DE 38 19 301 C2 bekannt sind, dienen dazu, Rohrleitungen, beispielsweise zum Ferntransport von Erdgas oder Erdöl, erforderlichenfalls ab schnittsweise absperren zu können. In diesen Rohr leitungen herrscht üblicherweise ein relativ hoher Druck, der einen entsprechend hohen Anpreßdruck der Sitzringen gegen das Absperrorgan, beispiels weise ein Kugelküken oder eine Absperrplatte, er zeugt. Je höher die Anpreßdrucke der Sitzringe auf die Dichtflächen des Absperrorgans sind, um so hö her sind die zum Schalten erforderlichen Schalt kräfte; hohe Schaltkräfte aber erfordern hohe Schaltenergien und entsprechend leistungsstark und aufwendig ausgelegte Schaltantriebe.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ab sperrarmatur der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die mit relativ geringen Schaltkräften geschaltete werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die während des Schaltens auf den Sitzringen lastende Druck kraft über wahlweise ansteuerbare Druckleitungen reduzier- oder umkehrbar ist, wobei es bei einer bevorzugten Ausführung vorgesehen ist, daß den Sitzringen ein die Druckleitungen wahlweise an steuerndes Drucksteuerventil zugeordnet ist, sowie daß die die Druckräume des Gehäuses ansteuernden Drucksteuerventile von der das Absperrorgan schal tenden Energiequelle ansteuerbar sind.

Durch diese Maßnahmen wird eine Absperrarmatur ge schaffen, bei der zum Schalten des Schaltorgans die Sitzringe von den Dichtoberflächen abgehoben, zumindest aber der auf den Sitzringen lastende, aus der Rohrleitung kommende Anpreßdruck wesent lich verringert werden kann. Durch die Verringe rung des Anpreßdruckes bleibt die Dichtwirkung der Sitzringe gegenüber dem Absperrorgan durchaus im ausreichenden Maße erhalten und das Absperrorgan, sprich das Küken oder die Schieberplatte, läßt sich relativ leicht schalten. Die zum Schalten er forderliche Schaltantriebe können dadurch wesent lich verkleinert und die aufzuwendende Schaltener gie wesentlich geringer werden. Ebenso wird der Verschleiß zwischen den Sitzringen und der Dichtoberfläche des Absperrorgans verringert und dadurch die Lebensdauer der gesamten Armatur ver längert.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in den übrigen Unteransprüchen beschrieben. Die Erfindung ist an hand eines Ausführungsbeispieles in der beiliegen den Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend nä her beschreiben; es zeigt:

Fig. 1 die schematische Darstellung des Sitzringes einer Absperrarmatur, mit druckentlastenden Druckansteuerungsmit teln;

Fig. 2 die schematische Darstellung eines Absperrorgans nach der Fig. 1, mit ge teiltem, zum Einbau des Kükens ver schwenkbarem, balligen Sitzring.

Die in der Fig. 1 schematisch dargestellte Ab sperrarmatur 10 besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 16 in dem ein Absperrorgan, beispielsweise ein Kugelküken 11, drehbar angeordnet ist. Das Ku gelküken 11 ist mittels einander gegenüberlie genden Sitzringen 12, von denen nur einer darge stellt ist, in dem Gehäuse 16 gegenüber der als Pfeil angedeuteten Rohrleitung 18 abgedichtet. Der Sitzring 12 wird von einer Anpreßfeder 19 in An preßlage gehalten.

Der Sitzring 12 weist radial außen eine Außenober fläche 28 mit einem Dichtdurchmesser 25 auf, der zugleich einen ersten Druckraum 31 bildet. Axial außen ist der Sitzring 12 mit einem gegenüber sei nem Dichtdurchmesser 25 radial nach innen abge setzten axial äußeren freien Sitzringende 26 ver sehen, wobei der Dichtdurchmesser 25 größer als der Dichtdurchmesser 24 des axial äußeren freien Sitzringendes 26 ist.

Die Rohrleitung 18 ist als ein Druckraum zu be trachten, in dem eine Druckkraft herrscht, die bis zu dem mit einem O-Ring 15a abgedichtete axial äu ßeren freien Sitzringende 26 wirkt. Der O-Ring 15a dichtet das axial äußere freie Sitzringende 26 mit dem kleineren Durchmesser 24 gegenüber dem Gehäuse 16 ab.

An seinem vorderen freien Ende 27 ist der Sitzring 12 mit einem Dichteinsatz in Form eines Dicht ringes 13 versehen, der auf der Kükenoberfläche 14 dichtend anliegt. Der mittlere Dichtdurchmesser 30 des Dichtringes 13 ist dabei größer als der kleine Dichtdurchmesser 24 des axial äußeren freien Sitz ringendes 26, aber kleiner als der große Dicht durchmesser 25 des Sitzringes 12 im Bereich seiner Außenoberfläche 28.

Die von der Druckkraft in der Rohrleitung 18 be aufschlagbare Ringfläche des Dichtdurchmessers 30 am Dichtring 13 ist größer als die Ringfläche der Dichtdurchmessers 24 am axial äußeren freien Sitz ringendes 26 und entsprechend größer ist auch die Kraftwirkung.

Durch den Dichtring 13 wird eine einen zweiten Druckraum darstellende Kaverne 17 gegenüber der Rohrleitung 18 abgeteilt. Der Sitzring 12 und da mit die Kaverne 17 ist im Bereich seines Dicht durchmessers 25 an seiner Außenoberfläche 28 mit dem zweiten O-Ring 15 gegenüber dem Gehäuse 16 ab gedichtet.

Dem Sitzring 12 ist ein externes Drucksteuerventil 20 zugeordnet, mit dem der Druck aus der Rohrlei tung 18 wahlweise auf die jeweilige Seite des Sitzringes 12 gefördert werden kann. Dem Druck steuerventil 20 ist dazu eine Druckleitung 22 zu geordnet, mit der der über eine Druckleitung 23 von der Rohrleitung 18 kommende Druck in den Druckraum 31 durchgeleitet werden kann. Dadurch entsteht ein Druckausgleich. Die Druckleitung 21 zur Kaverne 17 ist dabei abgesperrt.

Die druckbeaufschlagbare Fläche des Sitzringes 12 ist aufgrund des größeren Dichtdurchmessers 25 im Bereich der Kaverne 17 größer als an dem vorderen freien Sitzringende 27 mit dem Dichtdurchmesser 30. Dadurch wird der Sitzring 12 an die Kükenober fläche 14 geschoben und der Sitzring 12 dichtet gegenüber dem Küken 11.

Die Druckräume 17 und 31 des Gehäuses 16 können auch über ein Rückschlagventil 20a miteinander verbunden werden. Dazu können die Druckleitungen 21 und 23 über eine Bypassleitung 32 miteinander verbunden sein, in der das Rückschlagventil 20a vorgesehen ist.

Zum Schalten des Kükens 11 kann der aus der über die Druckleitung 22 von der Rohrleitung 18 kom mende Druck abgesperrt werden. Die Druckleitungen 21 und 23 werden miteinander und damit der Druck raum 31 mit der Kaverne 17 verbunden. Die Außen oberfläche 28 des Sitzringes 12 ist mit dem O-Ring 15 gegenüber dem Gehäuse 16 abgedichtet und weist den größten Durchmesser auf. Der Druck aus der Rohrleitung 18 wirkt dadurch hier auf die Dicht durchmesser 24 und 30 des Dichtringes 13. Da der Dichtdurchmesser 30 größer als der Dichtdurchmes ser 24 ist, wird der Sitzring 12 von den Küken 11 weggeschoben und das Küken 11 läßt sich sehr leicht schalten.

Bei der in der Fig. 2 dargestellten Ausführung sind die Sitzringe 12a radial außen ballig ausge bildet, um sie zum Einbau des Kükens 11 bei einem sog. Top-Entry-Kugelhahn 10 nach außen schwenken zu können.

Der gezeigte Sitzring 12a ist axial außen in einem Ringkolben 29 schwenkbar und mittels eines O-Rin ges 15b gegenüber diesem abgedichtet. Auch hier kann der in der Rohrleitung 18 herrschende Druck von dem Drucksteuerventil 20 über die Druckleitun gen 21, 22 und 23 unterschiedlich in die Druck räume 31 und/oder 17 geleitet werden. Der Anpreß druck des Sitzringes 12a kann dadurch den jeweili gen Erfordernissen entsprechend aufgebaut oder verringert werden.

Bezugszeichenliste

10 Absperrarmatur
11 Absperrorgan/Kugelküken
12, 12a Sitzring
13 Dichtring
14 Kükenoberfläche
15, 15a, 15b O-Ring
16 Gehäuse
17 Kaverne
18 Rohrleitung
19 Anpreßfeder
20 Drucksteuerventil
20a Rückschlagventil
21 Druckleitung (Kaverne)
22 Druckleitung (Gehäuse)
23 Druckleitung (Sitzring)
24 Dichtdurchmesser, klein
25 Dichtdurchmesser, groß
26 freies Sitzringende, axial außen
27 Sitzringende, axial innen
28 Außenoberfläche
29 Ringkolben
30 Dichtdurchmesser, mittel
31 Druckraum
32 Bypassleitung

Claims

1. Absperrarmatur, insbesondere für Rohrleitungen, mit einem Gehäuse mit unterschiedlichen Druckräumen, in dem ein schaltbares Absperrorgan angeordnet ist, welches mit Sitzringen gegenüber dem Gehäuse abge dichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die wäh rend des Schaltens auf den Sitzringen (12) lastende Druckkraft über wahlweise ansteuerbare Druckleitun gen (21, 22, 23) reduzier- und/oder umkehrbar ist.

2. Absperrarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß den Sitzringen (12) ein die Drucklei tungen (21, 22, 23) wahlweise ansteuerndes Druck steuerventil (20) zugeordnet ist.

3. Absperrarmatur nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksteuerventil (20) von dem das Absperrorgan (11) schaltenden Kückenschalt zapfen synchron ansteuerbar ist.

4. Absperrarmatur nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzringe (12) zwei unter schiedliche Dichtdurchmesser (24, 25) aufweisen, die zwangsgeschaltet wechselseitig mit Druck beauf schlagbar sind.

5. Absperrarmatur nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckräume (17, 31) des Ge häuses (16) über ein Rückschlagventil (20a) mitein ander verbindbar sind.

6. Absperrarmatur nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Sitzringen (12) und dem Gehäuse (16) gebildeten Druckräume (17, 31) durch externe Drucksteuerventile (20, 20a) ansteuerbar sind.

7. Absperrarmatur nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksteuerventile (20, 20a) von der das Absperrorgan (11) schaltenden En ergiequelle betätigbar sind.

8. Absperrarmatur nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtdurchmesser (30) des Dichtringes (13) größer als der Dichtdurchmesser (24) des axial äußeren freien Sitzringendes (26) aber kleiner als der Dichtdurchmesser (25) des Sitzringes (12) ist.

9. Absperrarmatur nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckleitungen (21, 23) über eine Bypassleitung (32) miteinander verbindbar sind und das Rückschlagventil (20a) in der By passleitung (32) vorgesehen ist.