DE2063036C3

DE2063036C3 - Absperrarmatur wie Absperrschieber oder Absperrventil

Info

Publication number: DE2063036C3
Application number: DE19702063036
Authority: DE
Inventors: Carl Heinz Dipl.-Ing. 4050 Moenchengladbach Haefele
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-12-22
Filing date: 1970-12-22
Publication date: 1981-09-10
Also published as: DE2063036B2; DE2063036A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Absperrarmatur wie Absperrschieber oder Absperrventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein in dieser Weise ausgebildeter Absperrschieber ist aus der DE-AS 11 86 711 bekannt

Bei Absperrarmaturen bringt die Erzielung und Aufrechterhaltung einer vollflächigen gegenseitigen Anlage der beiden Sitzflächen auf der Abflußseite unter allen Betriebsbedingungen besondere Probleme mit sich. Ist keine vollflächige Anlage vorhanden, besteht infolge der sehr hohen einseitigen Belastung beispielsweise durch den Druck des Betriebsmediums die Gefahr von unzulässig hohen Flächenpressungen und in ungünstigen Fällen auch die Gefahr der Entstehung von Leckstellen. Zusätzliche Belastungen ergeben sich bei einem Absperrschieber durch die Keilwirkung der im allgemeinen keilförmig ausgebildeten Absperrplatte und bei einem Absperrventil durch die Kraftwirkung der Spindel. Es sind Fälle aus der Praxis bekannt, in denen unter der Einwirkung der Gesamtbelastungen Durchbiegungen an der Absperrplatte bzw. am Ventilkegel aufgetreten sind. Bei einem Absperrschieber können überhöhte Flächenpressungen an den Sitzflächen zusätzlich die Ursache für das sogenannte Fressen an den überbeanspruchten Sitzflächen sein, womit zwangsläufig eine vorzeitige Zerstörung verbunden ist

Eine nicht einwandfreie gegenseitige Anlage der beiden Sitzflächen einer Absperrarmatur kann aber noch andere Ursachen haben, wenn man berücksichtigt, daß es fertigungstechnisch außerordentlich schwierig ist, die Sitzflächen eines Absperrschiebers oder eines Absperrventils so zu bearbeiten, daß bei geschlossener Armatur eine vollflächige Anlage gewährleistet ist.

Aus der vorerwähnten DE-AS 1186711 ist ein Absperrschieber bekannt, bei dem die Absperrplatte mit beweglichen Dichtringen ausgestattet ist, um zu große Betätigungskräfte und Verschleiß zu vermeiden. Der Dichtring ist hierbei über einen eingeschnürten Ringsteg mit einem anschließenden nach außen gewölbten federnden Wulst an der starren Verschlußplatte angeschweißt Er ist auf diese Weise begrenzt axial verschieblich. vcL.., zur axialen Führung des Dichtringes an der Verschlußplatte ein zapfenartiger Ansatz mit balliger Führungsfläche vorgesehen ist. Von den beiden Dichtringen hat wenigstens einer in Strömungsrichtung gegenüber der Verschlußplatte

ίο Spiel, so daß er sich beim Zusammendrücken des federnden Wulstes von seinem Sitz abheben kann. Auf diese Weise kann bei einem Druckanstieg im Schiebergehäuse durch Erwärmung auf der Eintrittseite der Dichtring von der Gehäusesitzfläche abheben, bis der

is Oberdruck im Gehäuse abgebaut ist Diese Ausgestaltung bringt es mit sich, daß der Dichtring auf der Abflußseite durch die Druckeinwirkung des Mediums spielfrei an der Abstützfläche der Absperrplatte anliegt und somit an einer allseitigen Beweglichkeit zwecks Erzielung einer einwandfreien Anlage der Sitzflächen gehindert ist

Weiterhin ist aus der US-PS 34 50 385 ein Absperrventil bekannt, bei dem die Sitzfläche an einer zumindest im Umfangsbereich begrenzt elastisch verformbaren Scheibe angeordnet ist um die gegenseitige Anlage der Sitzflächen zu verbessern. Die Scheibe hat im wesentlichen die Gestalt eines stumpfen Kegels, wobei der Kegelmantel die Sitzfläche trägt An der Basis des Kegels ist im Absperrorgan eine umlaufende Nut vorhanden, die eine solche radiale Tiefe hat daß der Durchmesser des inneren Kernes etwa dem kleineren Durchmesser des Kegelstumpfes entspricht Die Nachgiebigkeit der Sitzfläche ist hierbei im wesentlichen auf Kippbewegungen des Kegelmantels nach hinten be schränkt Unvorteilhaft ist, daß die Verformungsmög lichkeit der Sitzfläche an der Fußseite des Kegelstumpfes größer ist als an der Kopfseite. Ungleichförmigkeiten, die ein Nachgeben an der Kopfseite erfordern, können bei dieser Konstruktion nur wenig oder praktisch gar nicht ausgeglichen werden.

Bei einer anderen aus der US-PS 32 04 924 bekannten Absperrarmatur sind die Sitzflächen im Gehäuse an axial beweglichen Ringen angeordnet die jeweils mit Hilfe eines Membrankörpers in der Art einer Tellerfe der im Gehäuse in axialer Richtung elastisch abgestützt sind. Diese Lösung dient dem Zweck, durch Temperaturänderungen entstehende Liingenänderungen aufzufangen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer

Absperrarmatur, bei der wenigstens eine Sitzfläche an einem elastisch verformbaren Ringstück angeordnet ist die Anpaßbarkeit der Sitzflächen zu verbessern, insbesondere dahingehend, daß in allen Betriebszuständen eine allseitige Anpassung gewährleistet ist

Ausgehend von einer Absperrarmatur der eingangs genannten Art besteht die erfindungsgemäße Lösung darin, daß der Querschnitt des Ringstegs schwalbenschwanzförmig ist und daß das Ringstück durch die Dehnungseinrichtung bei allen Betriebszuständen ela stisch abgestützt ist

Die Anwendung eines schwalbenschwanzförmigen Querschnittes ist bei einem Dichtring aus plastischem Material aus der US-PS 24 01 377 bekannt. Vor dem Einbau hat der Dichtring ein etwa birnenförmiges Querschnittsprofil. Er wird mit der schmalen Seite in eine am Eingang eingeschnürte Ringnut eingelegt, wodurch die schwalbenschwanzförmige Einschnürung in der Gebrauchsstellung des Dichtringes entsteht

Bei einer Absperrarmatur mit einer als umlaufende, in Anpreßrichtung hinter dem Ringsteg angeordnete Aushöhlung ausgebildeten Dehnungseinrichtung wird die Aushöhlung zweckmäßigerweise in der Anpreßrichtung gesehen zum Ringsteg fluchtend angeordnet Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Dehnungseinrichtung in an sich bekannter Weise als ein in axialer Richtung elastisch verformbarer Ring ausgebildet ist.

Die Erfindung bietet den Vorteil, daß das elastisch verformbare Ringstück, an dem die Sitzfläche angrordnet ist, dasik des schwalbenschwanzförmig eingeschnürten Ringsteges nicht nur elastische Kippbewegungen nach beiden Seiten ausführen kann, sondern auch in axialer Richtung bei allen Betriebszuständen elastisch bewegbar ist, womit die Möglichkeit für eine optimale Anpassung der Sitzflächen gewährleistet ist Die vorgeschlagene konstruktive Lösung bietet fertigungstechnisch keine Schwierigkeiten und ist gleichermaßen rür Absperrschieber und Absperrventile anwendbar. Sie stellt somit eine wirksame Lösung des bestehenden Problems zur Vermeidung von unzulässig hohen Flächenpressungen an den Sitzflächen bei Absperrarmaturen dieser Art dar.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen, auf denen Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt eines Absperrschiebers, desser Gehäusesitzflächen jeweils an einem elastisch verformbaren Ringstück angeordnet sind,

F i g. 2 einen Axialschnitt eines Absperrschiebers, bei m dem die Sitzflächen am Absperrorgan jeweils an einem elastisch verformbaren Ringstück angeordnet sind, und

F i g. 3 den Bereich der Sitzpartie eines Absperrventils in einem Axialschnitt wobei die Anwendung eines elastisch verformbaren Ringstückes in einer Schnitthälfte am Gehäuse und in der anderen Schnitthälfte am Absperrorgan dargestellt ist

Bei dem in F i g. 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind beide Gehäusesitzflächen an einem elastisch verformbaren Ringstück angeordnet, was dann zweckmäßig ist, wenn mit einer wechselseitigen Druckbeaufschlagung des Absperrschiebers zu rechnen ist.

Da die Gestaltungselemente auf den beiden Seiten der Absperrplatte 1 übereinstimmen, wird bei der nachstehenden Erläuterung nur eine Seite berücksichtigt Die auf einem Kreisring liegende Sitzfläche 2 der Absperrplatte 1 liegt in der Schließstellung an der entsprechend ausgebildeten Gehäusesitzfläche 3 an. Die Gehäusesitzfläche 3 ist an einem elastisch verformbaren Ringstück 4 angeordnet welches über einen schwalbenschwanzförmig eingeschnürten Ringsteg 5 in einen Dehnungsring 6 übergeht und mit diesem ein einteiliges Bauteil bildet Der Dehnungsring 6 ist in einer zylindrischen Ausnehmung im Gehäuse 7 formschlüssig gelagert und an seinem rückwärtigen Ende mit dem Gehäuse durch Schweißen fest verbunden. Aufgrund seiner Profilform ist der Dehnungsring 6 in axialer Richtung elastisch verformbar und kann damit nicht nur Wärmedehnungsdifferenzen ausgleichen, sondern ermöglicht gleichzeitig eine Anpaßbarkeit der Gehäusesitzfläche 3 in der Achsrichtung, die sich somit in drei Richtungen in bezug auf die Sitzfläche 2 der Absperrplatte 1 anpassen kann.

Die Möglichkeit der Anpaßbarkeit der Sitzflächen kann ebenso gut bei den Sitzflächen der Absperrplatte eines Absperrschiebers verwirklicht werden. Eine solche Ausführungsform ist in Fig.2 veranschaulicht Die Gehäusesitzflächen 8 sind hierbei an den Stirnflächen starrer Ringstücke 9 angeordnet die in zylindrischen Ausnehmungen des Gehäuses 7 formschlüssig gelagert und am Gehäuse durch Schweißen befestigt sind.

Die Sitzflächen 10 der Absperrplatte 11 sind auf beiden Seiten derselben an einem elastisch verformbaren Ringstück 12 angeordnet, welches über einen schwalbenschwanzartig eingeschnürten Ringsteg 13 mit dem zentralen Körper der Absperrplatte 11 verbunden ist. Im Körper der Absperrplatte 11 in in Druckrichtung hinter den Ringstegen 13 eine umlaufende Aushöhlung 14 enthalten, deren Querschnitt etwa die Form eines Langloches hat Die Aushöhlung 14 gewährleistet in gleicher Weise wie der Dehnungsring 6 der Ausführungsform nach F i g. 1 einen axialen Ausgleich und damit eine Anpassung der Sitzflächen 10 in axialer Richtung.

In Fig.3 ist die Anwendung von Sitzflächen in Verbindung mit einem elastisch verformbaren Ringstück bei einem Absperrventil veranschaulicht Die rechte Hälfte des Axialschnittes entspricht der Ausgestaltung der Ausführungsform nach F i g. 1, während die linke Hälfte der Ausführungsform nach F i g. 2 entspricht.

Bei einer Ausgestaltung entsprechend der rechten Hälfte der Schnittdarstellung ist am Absperrkegel 15 eine kreisrunde Sitzfläche 16 in herkömmlicher Ausführung vorhanden. Die Gehäusesitzfläche 17 ist an einem elastisch verformbaren Ringstück 18 angeordnet, welches über einen im Querschnitt schwalbenschwanzförmig eingeschnürten Ringsteg 19 in einen Dehnungsring 20 übergeht. Der in axialer Verlängerung des Ringstückes 18 liegende Dehnungsring 20 ist in einer zylindrischen Ausnehmung im Gehäuse 21 formschlüssig gelagert und an seinem rückwärtigen Ende mit dem Gehäuse 21 durch Schweißen fest verbunden.

Bei der Ausführungsform entsprechend der linken Hälfte der Schnittdarstellung ist die Gehäusesitzfläche 22 starr ausgebildet. Die Sitzfläche 23 des Absperrkegels 24 ist an einem elastisch verformbaren Ringstück 25 angeordnet, welches über einen im Querschnitt schwalbenschwanzförmig eingeschnürten Ringsteg 26 mit dem Absperrkegel 24 in Verbindung steht. Im Absperrkegel 24 ist in Druckrichtung hinter dem Ringsteg 26 eine umlaufende Aushöhlung 27 enthalten, die, wie es in F i g. 3 dargestellt ist, im Querschnitt die Form eines Langloches hat. Die Aushöhlung 25 gewährleistet in gleicher Weise wie die Aushöhlung bei der Ausführungsform nach F i g. 2 einen Ausgleich in Richtung der Spindelachse und damit eine entsprechende Anpaßbarkeit der Sitzfläche 23 in dieser Richtung.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Absperrarmatur, wie Absperrschieber oder Absperrventil mit metallischen, ebenen Sitzflächen, bei der wenigstens eine der bei geschlossener Armatur in Berührung stehenden Sitzflächen an einem unter Druckeinwirkung elastisch verformbaren Ringstück angeordnet ist, das über einen im Querschnitt eingeschnürten Ringsteg mit dem Gehäuse bzw. dem Absperrorgan über eine Dehnungseinrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Ringstegs (5,13,19 bzw. 26) schwalbenschwauzförmig ist und daß das Ringstück (4,12,18 bzw. 25) durch die Dehnungseinrichtung bei allen Betriebszuständen elastisch abgestützt ist

2. Absperrarmatur nach Anspruch 1 mit einer als umlaufende, in Anpreßrichtung hinter dem Kingsteg angeordnete Aushöhlung ausgebildeten Dehnungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Aushöhlung (14 bzw. 27) in der Anpreßrichtung gesehen zum Ringsteg (13 bzw. 26) fluchtend angeordnet ist

3. Absperrarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnungseinrichtung in an sich bekannter Weise ein in axialer Richtung elastisch verformbarer Ring (6 bzw. 20) ist.