DE19801480A1 - Ventil mit Faltenbalg - Google Patents

Description

Die Neuerung bezieht sich auf ein Ventil für den Einsatz in Anlagen für aggressive und toxische Medien, wo der im Gehäusehals gekammerte und geführte Faltenbalg die nach außen führende untere Spindel gasdicht umschließt und an seinem oberen Ende durch eine umlaufende durchgewurzelte Rund naht mit dem Gehäuseoberteil und an seinem unteren Ende durch eine umlaufende Kehlnaht mit der Spindel dicht verschweißt ist, und durch die nachgeschaltete Sicherheitsstopfbuchse können der Faltenbalg und die Schweißnähte nach außen überwacht werden.

Durch die Vorgaben aus der Technischen Anordnung Luft in Bezug auf Faltenbalgventile mit nachgeschalteter Sicherheitsstopfbuchse sind die unterschied­ lichsten Lösungen bekannt.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil mit Faltenbalg für das Durchströmen, Regulieren und Drosseln von toxischen und aggressiven Medien, wie zum Beispiel Chlor oder Phosgen zu entwickeln, das den neuesten Sicherheits­ anforderungen Rechnung trägt. Die Erfindung geht von bekannten Ventilen mit Faltenbalg aus, die mittels Spindel und Antriebe unterschiedlichster Bauart betätigbar sind. Die Erfüllung der gestellten Aufgabe, wird dadurch erreicht, daß neuerungsgemäß der Faltenbalg an seinem oberen Ende durch eine innenliegende, röntgenfähige Schweißnaht mit dem Gehäuseoberteil dicht verschweißt ist. Dadurch wird neuerungs­ gemäß gegenüber herkömmlichen Lösungen erreicht, daß alle Faltenbalganschlußteile, die druckbeaufschlagt sind, nicht zur Ventilaußenseite führen und die Verbindungsnaht mit dem Gehäuseoberteil zerstörungsfrei geprüft werden kann.

Neben dem Faltenblag sind die obere und untere Verbindungsnaht zu den Anschlußteilen zu der Ventilaußenseite durch eine nachgeschaltete Sicherheits­ stopfbuchse kontrollierbar. Zusätzlich kann neuerungsgemäß zwischen dem Faltenbalg und der nachgeschalteten Sicherheitsstopfbuchse eine externe Leckageüberwachung angebracht werden, die besonders bei extrem toxischen Medien eine eintretende Leckage sofort signalisiert. Durch die Kammerung und die Führung des Faltenbalges über das untere Anschlußteil dem Führungsring im Gehäusehals ist der Faltenbalg vor dem direkten Medienangriff, Druck und Temperatur geschützt.

Der Führungsring verfügt über zusätzliche Freiflächen damit bei Revisionszwecken der Kammerungsraum und der Faltenbalg mittels eines geeigneten Spülmediums gereinigt werden kann. Da bekannterweise eine 100%-ige Neutralisierung im eingebauten Zustand nicht möglich ist, kann neuerungsgemäß das Gehäuseoberteil mit dem daran befindlichen Faltenbalg einfach demontiert werden, durch Lösen der Verbindung mit dem Gehäuse, und alle relevanten Teile sind sofort einsehbar. Das Gehäuseoberteil kann zur endgültigen Beseitigung von Medienrückständen an nicht mediumberührten Bauteilen gehalten oder in einer Vorrichtung eingespannt werden.

Der Faltenbalg ist nicht mit dem Kegel verschweißt. Dadurch können Be­ gleiterscheinungen der Strömung in der Regulier- oder Drosselstellung, wie z. B. Schwingungen infolge von Kavitation, nicht auf den Faltenbalg übertragen werden, die zu einem frühzeitigen Verschleiß des Faltenbalges führen würden. Desweiteren können durch die Wahl der Verschraubung des Kegels mit der Spindel ohne größeren Aufwand die Kegel gewechselt werden und so ein Absperrventil zum Regulierventil oder umgekehrt umfunktioniert werden. Der tief angeordnete Führungsring unterstützt zusätzlich eine sehr gute gleichmäßige Regulierung. Durch die gute Führung wird ein zentrisches Eintauchen des Kegels in den Sitz erreicht. Das ist ein besonderer Vorteil für angetriebene Ventile, da dadurch Kraftverluste durch Form- und Lageabweichungen oder durch zusätzliche Reibung vermieden werden.

Obgleich die untere Spindel lose im Gehäuseoberteil geführt ist, kann sie dennoch nur eine Hubbewegung ausführen, da diese durch eine Kupplung mit der oberen Spindel verbunden ist, in der die Drehbewegung in eine geradlinige umgewandelt wird. Eine Torsionsbeanspruchung des Faltenbalges wird dadurch vermieden und zusätzlich wird die Kupplung zwischen den Säulen geführt und ist somit gegen Verdrehung gesichert. Durch die Kupplung wird die absolute Trennung der Drehbewegung erzielt, die die obere Spindel ausführt. Die Ausrüstung des Ventils mit einer Kupplung gestattet eine einfache Nachrüstung der Armatureneinheit mit einem Antrieb.

Die obere Spindel wird in einer besonders behandelten Brücke geführt die eine leichte Betätigung ermöglicht und keine zusätzliche Schmierung erfordert, wodurch das Ventil wartungsfrei ist.

Weitere Ausgestaltungen des neuerungsgemäßen Ventiles mit Faltenbalg werden in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Fig. 1 zeigt das Ventil im Schnitt. Das einteilige Gehäuse 1 mit dem strömungsgünstigen ausgebildeten Innenraum wird in Pfeilrichtung bei geöffnetem Verschlußorgan vom Medium durchströmt. Die Schnittdarstellung zeigt das Ventil im geschlossenen Zustand. Der Eintrittskanal 1.1 und der Austrittskanal 1.2 des Ventils sind parallel zueinander auf einer Achse angeordnet. Die Absperrung, Regulierung oder Drosselung des Medienflusses erfolgt mittels des als konischen Kegel 2 ausgebildeten Dichtorgans. Im geschlossenen Zustand des Ventils liegt der Kegel 2, auf der ebenfalls konischen Sitzfläche die eine andere Neigung als der Kegel besitzt, durch eine Linienberührung dicht auf.

Zum Öffnen des Ventils kann der Kegel 2 mittels der unteren Spindel 7 und der oberen Spindel 10, die durch eine Kupplung 8 verbunden sind, geradlinig in Pfeilrichtung bewegt werden. Die Kupplung 8 wird in den Säulen 12 geführt und ist somit gegen Verdrehen gesichert. Der Kegel 2 wird an der unteren Spindel 7 in einer Vertiefung mittels einer Kegelschraube 2.1, einen zweigeteilten Ring 2.2 und einer Sicherung 2.3 befestigt.

Durch die Wahl dieser Verbindung kann der Kegel 2 einfach gewechselt werden, falls negative strömungsbedingte Begleiterscheinungen zum frühzeitigen Verschleiß an den Dichtflächen führen, oder der Absperrkegel durch einen Regelkegel ersetzt werden soll.

Das Gehäuse 1 ist oberhalb des Kegels 2 halsförmig verlängert und bildet den Kammerteil 1.3 für den Faltenbalg 3. Die untere Spindel 7 wird durch diesen nach außen geführt. Der Gehäusehals 1.4 schließt mit dem Gehäusedeckelflansch 1.5 als Verbindungsteil zum Gehäuseoberteil 4 ab.

In dem Gehäusedeckelflansch 1.5 ist ein runder Rücksprung 1.6 für die Einlage der Dichtung 18 vorgesehen. Die Dichtung 18 wird durch den Vorsprung 4.1 am Gehäuseoberteil gekammert und ist somit vor dem direkten Angriff der Betriebs­ parameter geschützt.

Die obere Spindel 7 wird gegenüber dem Produktraum mit dem sie umgebenden mehrwandigen Faltenbalg 3 aus Metall abgedichtet. Der mehrwandige Faltenbalg 3 ist an seinem oberen Ende durch eine umlaufende durchgewurzelte Rundnaht 3.1 mit dem Gehäuseoberteil 4 und an seinem unteren Ende dem Führungsring 3.3 durch eine umlaufende Kehlnaht 3.2 mit der unteren Spindel 7 dicht verschweißt.

Auf den Rücksprung des Gehäusedeckelflansches 1.5 mit der einliegenden Deckel­ dichtung 18 wird das Gehäuseoberteil 4, mit der integrierten nachgeschalteten Sicherheitsstopfbuchse 15 als Sekundärabdichtung für die untere Spindel 7 aufgesetzt, in der je nach Medienverträglichkeit die erforderlichen Dichtungsringe eingelegt werden, und kann mittels Schraubenbolzen 16 und Muttern 17 im Bereich des Gehäuse­ deckelflansches und des Gehäuseoberteilflansches befestigt werden. Bei besonders toxischen, aggressiven oder brennbaren Medien kann das Gehäuse 1 mit dem Gehäuseoberteil 4 dicht verschweißt werden.

In der Durchführung 4.3 für die untere Spindel ist die obere Spindelführung vorhanden. Darunter befindet sich ein größerer Durchmesser mit der konisch angedrehten Rückdichtung, mit der die untere Spindel 7 mit der konischen Verjüngung bei Öffnung des Ventils am Ende der Hubbewegung anliegt. Die lineare oder oszilliernde Bewegung der untere Spindel 7 ist zum Vorteil für die Lebensdauer der Dichtungsringe und verursacht nur geringe Reibkräfte.

Die über der nachgeschalteten Sicherheitstopfbuchse 15 mit den darin befindlichen Dichtringen angeordnete Stopfbuchsbrille 6 ist mit einem äußeren O-Ring 38 zur Sicherheitsstopfbuchse und einen inneren Abstreifring 37 zur unteren Spindel 7 ausgerüstet. Dadurch wird das Eindringen von Wasser in die Sicherheitsstopfbuchse 15 und eventuell in den Faltenbalginnenraum vermieden, um somit korrosionsbegünsti­ gende Begleiterscheinungen zu vermeiden. Die Stopfbuchsbrille 6 wird mittels Schrauben 14 und Muttern 13 mit einem vorgegebenen Anzugsmoment am Gehäuse­ oberteil 4 befestigt, und dichtet das Ventil bei defektem Faltenbalg 3 bis nach außen ab. An der aus dem Gehäuseoberteil 4 herausgeführten unteren Spindel 7 wird die obere Spindel 10 mittels einer Kupplung 8, die aus zwei Teilen besteht, durch anziehen zweier Schrauben befestigt.

In der Kupplung 8 ist eine Trennwand vorhanden, wodurch eine Übertragung der rotierenden Bewegung der oberen Spindel 10 auf die untere Spindel 7 nicht möglich ist. Zusätzlich wird die Kupplung 8 zwischen den Säulen 12 zur Sicherung gegen Ver­ drehen geführt. Diese Kupplung 8 dient zusätzlich als Stellungsanzeige für das Ventil. Die Säulen 12 werden an dem Gehäuseoberteil 4 und an der Brücke 9 mit Muttern 9.1 befestigt.

In den Säulen 12 ist die Markierung für die Auf-/Zu-Position des Ventils gekennzeichnet. In der Brücke 9 wird die untere Spindel 10 geführt. Die Materialpaarung von der Brücke 9 und der Schraubspindel 10 ist so gewählt, daß eine Leichtgängigkeit und Wartungs­ freiheit der Bewegungsteile gegeben ist. Dieses Ventil ist mit einem Handrad 11 zur Durchführung der Auf-/Zu-Bewegung ausgerüstet.

Fig. 2 zeigt das Ventil im Schnitt mit der angebrachten externen Leckageüber­ wachung 90 die zwischen dem Faltenbalg und der nachgeschalteten Sicher­ heitsstopfbuchse angebracht ist.

Claims (4)

1. Ventil mit Faltenbalg für aggressive und toxische Medien, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg die nach außen führende untere Spindel gasdicht umschließt und an seinem oberen Ende durch eine im Gehäuse befindliche umlaufende Rundnaht mit dem Gehäuseoberteil und an seinem unteren Ende durch eine umlaufende Kehlnaht mit der unteren Spin­ del dicht verschweißt ist, und durch die nachgeschaltete Sicherheits­ stopfbuchse können der Faltenbalg und die Schweißnähte nach außen überwacht werden.

2. Ventil mit Faltenbalg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zwischen Faltenbalg und Sicherheits­ stopfbuchse oberhalb der Rückdichtung der Anschluß einer externen Leckageüberwachung für den Faltenbalg möglich ist und somit bei besonders toxischen Medien ein Frühwarnsystem einsetzbar ist.

3. Ventil mit Faltenbalg nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenblag im Gehäuse gekammert und über das untere Ende durch einen an zwei Seiten abgeflachten Führungsring im Gehäuse geführt wird und somit gegen Ausknicken und Abweichungen von der Achse gesichert ist.

4. Ventil mit Faltenbalg nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Gehäuse und Gehäuseoberteil herausgeführte Ende der unteren Spindel durch eine Kupplung mit der oberen Spindel verbunden ist, die in einer oberflächenvergüteten Brücke geführt wird. Die Kupplung und die oberflächenvergütete Brücke ermöglichen eine leichte Betätigung und erfordern keine zusätzliche Schmierung, wodurch das Ventil wartungsfrei ist.