DE2119797A1 - Absperrschieber - Google Patents

Description

Absperrschi eber.

Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der entsprechenden Anmeldung in den Vereinigten Staaten Serial No. 33,öl2 vom 29. April 1970 beansprucht.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Absperrschieber mit einem Ventilkörper, der ebene, an in einem Abstand angeordneten parallelen Seitenwänden befestigte Endwände mit zueinander ausgerichteten Durchgangsöffnungen aufweist, zwischen denen eine Schieberplatte angeordnet ist und auf deren Außenseiten die Durchgangsöffnungen unmittelbar umgebende Rohrabschnitte und Versteifungsrippen vorgesehen sind.

Viele Absperrschieber mit größeren Abmessungen,wie sie für Pipelines und andere Anlagen hergestellt werden, haben aus Maschinenstahl-Formstücken zusammengesetzte und verschweißte Ventilkörper. Beispiele hierfür zeigen die U.S.Patente 3 4-15 ^89 und 3 481 580. Ein typischer Ventilkörper dieser Art besteht aus ebenen parallelen Endwänden, die an

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ihren Längskanten mit parallelen Seitenwänden verbunden sind. Die Endwände haben zueinander ausgerichtete Durchgangsöffnungen und auf ihren Außenseiten sind konzentrisch zu diesen Durchgangs öffnungen angeordnete Rohrabschnitte angeschweißt,· di-e zum Anschluß an benachbarte Rohrleitungen dienen. Das Absperrorgan solcher Ventile ist eine ebene, verhältnismäßig kurze Platte, die ggf. auch eine Durchgangsöffnung aufweisen kann, die in der voll geöffneten Stellung des "Ventils in Übereinstimmung mit den Durchgangsöffnungen der Endwände gebracht werden kann. Für höhere Betriebsdrücke ist es üblich, die Ventilkörper auf der Außenseite mit Rippen zu versehen, die dazu dienen, die Endwände gegen Biegung nach außen durch den inneren Druck zu verstärken. Die bei solchen Ventilen angewendeten Ringdichtungen sind im allgemeinen auf dem Körper so angebracht, daß sie die Durchgangsöffnungen umgeben und sie können in verschiedener Weise ausgebildet sein. Eine Art von Dichtungsanordnungen, die mit gutem Erfolg angewendet wurde, besteht aus elastischem Material wie beispielsweise einem Polyamid-Kunststoff, vergl. hierzu .die U.S.-Patentschriften 3 269 695 und 3 339 886. Die bei solchen Ventilkörpern vorgesehenen Verstärkungsrippen sind in erster Linie im Hinblick auf den Zweck ausgebildet, eine Verbiegung der Endwände nach außen hin zu verhindern. Unter gewissen Umständen, entweder während oder nach der Montage eines Ventils in der dazugehörigen Rohrleitung, können auf die zu dem Ventilkörper gehörenden

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Rohrabschnitte Kräfte von solcher Größe ausgeübt werden, daß sie auch eine erhebliche Verbiegung der Endwände nach innen verursachen. Eine Verbiegung dieser Art braucht zwar nicht unbedingt eine Beschädigung zu verursachen, kann aber Störungen der einwandfreien Punktion der Dichtungsanordnungen zur Folge haben oder unter extremen Bedingungen sogar die einwandfreie Bewegung der Schieberplatte zwischen ihrer Offenstellung und ihrer Schließstellung behindern. Verstärkungsrippen,wie sie beispielsweise in der U.S.-Patentschrift 3 48l 580 dargestellt sind, weisen Abstützkontakte zwischen den Innenkanten zweäer Rippen und zentral gelegenen Bereichen der Endwände auf, wobei die äußersten Enden der Rippen durch Ankerplatten verbunden sind. Aber auch wenn die mittleren Teile solcher Rippen mit den Endwänden verschweißt sind, bewirkt eine solche Anordnung in erster Linie nur die Verhinderung einer Wölbung der Endwände aufgrund des Druckes im Inneren des Ventilkörpers nach außen hin.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Absperrschieber der eingangs genannten Art in der Weise zu verbessern, daß die Endwände auch gegen Verbiegen nach innen aufgrund von auf die Rohrabschnitte ausgeübten Kräften in angemessener Weise versteift werden. Dabei sollen die Versteifungen möglichst einfach ausgebildet sein und möglichst keinen zusätzlichen Aufwand erfordern.

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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsrippen paarweise in einer Ebene senkrecht zu den Endwänden in der Nachbarschaft von deren Durchgangsöffnungen quer über den Ventilkörper verlaufend angeordnet und an ihren seitlichen Enden durch Verankerungen, die sich über die Seitenwände des Ventilkörpers erstrecken, verbunden sind, und daß jede Rippe an ihrer Innenkante Vorsprünge, welche die entsprechende Endwand längs deren seitlichen Randoereichen abstützend berühren, sowie einen mittleren Vorsprung in einem Abstand davon aufweist, der mit dem ihm benachbarten mittleren Bereich der Endwand durch Schweißung verbunden ist, so daß die Rippen die Endwände gegen auf die Rohrabschnitte einwirkende Kräfte, welche die Endwände zu verbiegen suchen, versteifen.

Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Ansicht eines Absperrschiebers gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Ventilkörpers im Schnitt.

Fig. 3 ist ein Querschnitt des Ventilkörpers von Fig. 1 mit Blickrichtung auf die Ebene 3-3·

Fig. 4 ist eine vergrößerte Einzeldarstellung der Verstärkungsrippen.

Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Absperrschieber hat einen zusammengesetzten Ventilkörper, der im Querschnitt ΐ

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rechteckig ist. Die Endwände 11 sind im wesentlichen eben gestaltet und parallel zueinander angeordnet. Sie können aus Maschinenbaustahlplatten bestehen. Die Seitenwände 12 sind an den seitlichen Randbereichen der Endwände durch Schweißung befestigt. Eine Abschlußplatte 1J5 am Boden ist an das untere Ende des Ventilkörpers angeschweißt, dessen oberes Ende mit einem Flansch l4 versehen ist, der dazu dient, die Kappenanordnung 16 zu tragen. Diese Kappenanordnun-3 wiederum dient zur Halterung der Betätigungsvorrichtung für das Absperrorgan, die beispielsweise eine hydraulische Betätigungsvorrichtung oder ein Handrad sein kann, das mit der Betätigungsstange des Schiebers durch ein Zahngetriebe verbunden ist.

Die Endwände 11 weisen in Ausrichtung zueinander befindliche öffnungen 17 auf, welche die Durchgangsöffnungen bilden und mit der zugehörigen Rohrleitung in Verbindung stehen. Mit den Endwandungen 11 sind bei diesem Ausführungsbeispiel Ringe verschweißt, die so angeordnet sind, daß sie die Durchgangsöffnungen 17 umgeben und diese Ringe wiederum sind mit Rohrabschnitten l8 verschweißt. Diese Bauweise ist aus der U.S.-Patentschrift 3 48l 580 bekannt.

In dem Ventilkörper ist ein Schieber 21 in Form einer ebenen Platte angeordnet, der bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Durchgangsöffnung 22 aufweist, die mit den Durchgangsöffnungen 17 bei der voll geöffneten Stellung

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des Schiebers in gleicher Höhe liegt. Zwischen den in den Endwänden 11 geformten Ausnehmungen sind ringförmige Dichtungsanordnungen 2j5 angeordnet, die einen abschließenden Kontakt zwischen diesen und dem Schieber 21 bewirken. Diese Anordnungen können von der Art sein, wie sie in der U.S.-Patentschrift 3 339 886 beschrieben sind.

Das innere Ende der Betätigungsstange 24 ist in dem Ventilkörper mit dem Schieber 21 verbunden. Die Kappenanordnung 16 hat Dichtungen, welche Leckagen in der Umgebung der Betätigungsstange'verhindern. Das äußere Ende der Betätigungsstange ist mit der Vorrichtung zum Betätigen des Schiebers zwischen seiner voll geöffneten und seiner Schließ stellung verbunden.

Die Endwände 11 des Ventilkörpers sind durch mehrere Rippen verstärkt, die sich paarweise quer über die Endwände erstrecken. Das eine Rippenpaar besteht aus den Rippen 26, die in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zu den Endwänden und senkrecht zur Längsachse des Ventilkörpers angeordnet sind. Die Rippen befinden sich in dichter Nachbarschaft des angrenzenden Teils der Rohrabschnitte l8. Wenn der Ventilkörper, wie dargestellt, Verlängerungen oberhalb und unterhalb der Rohrabschnitte aufweist, kann noch ein zweites gleichartiges Paar von Rippen unterhalb der Rohrabschnitte angeordnet sein. Die Gestaltung der Rippen 2β ist in den Figuren > und 4 gezeigt. Jede Rippe hat eine Haupt-

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abmessung, die etwas größer ist als die Breite der Endwände 11. Die innere Kante jeder Rippe ist derart ausgeschnitten, daß Pußstücke in Form von Vorsprüngen 27 gebildet werden, die sich an den benachbarten Teilen der Endwände 11 abstützen können. Ein mittlerer Teil 28 jeder Rippe ist mit dem unmittelbar benachbarten Bereich der Endwände durch eine Schweißung 29 verbunden. Die fußstückartigen Vorsprünge 27 sind längs der seitlichen Randbereiche der Endwände angeordnet. Der Teil 28, der mit der Endwand durch Schweißung verbunden ist, befindet sich in einem Abstand von den Vorsprüngen 27·

Die äußersten Enden der Rippen 2β sind aneinander längs der Seitenwände des Ventilkörpers durch die Verankerungsplatten 51 befestigt. Es ist zweckmäßig, diese Platten an den Seitenwänden des Ventilkörpers, beispielsweise durch Punktschweißungen 32 leicht anzuheften. Die Platten Jl sind mit Schlitzen versehen, welche die äußersten Enden der Rippen 26 aufnehmen und während des Zusammenbaues des Ventilkörpers werden diese Teile durch Schweißung 33 miteinander verbunden. Während der Schweißung dieser Teile wird dafür gesorgt-, daß die fußstückartigen Vorsprün-

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ge 27 in eine Lage gebracht werden, in der'sich fest an den seitlichen Randbereichen der Endwände abstützen. Die inneren Ecken der Rippen 26 sind weggeschnitten, wie bei 26a angegeben, so daß die Schweißstelle 33 in einem

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Abstand auswärts von den Ecken des Ventilkörpers liegt.

Wie in Fig. 4 gezeigt, sind die Rippen 2.6 so geformt, daß die Teile 28 durch einen kleinen Spielraum 34 von der Oberfläche der benachbarten Endwand 11 entfernt liegen, nachdem die Rippen an die Verankerungsplatten 31 angeschweißt sind. Danach wird das Schweißmetall 35 zugeführt und dieser Schweißvorgang sucht dann den mittleren Teil jeder Rippe gegen den mittleren Teil der entsprechenden Endwand 11 zu ziehen, wodurch sowohl die Rippe als auch die Endwandung vorgespannt und die Vorsprünge 27 fest und dicht gegen die seitlichen Randbereiche der Endwandung gepreßt werden.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind noch zusätzliche Rippenpaare 36 vorgesehen. Die äußersten Enden dieser Rippen sind gleichfalls in Schlitze in den Verankerungsplatten 31 eingepaßt und durch Schweißstellen 37 mit den Verankerungsplatten verbunden. Diese Rippen können eine Gestaltung haben, wie sie in Fig. 3 der U.S.-Patentschrift 3 48l 580 gezeigt ist, wobei ein einziges Mittelstück jeder Rippe sich am mittleren Bereich der benachbarten Endwandung abstützt. Ein gleichartiges Paar von Rippen 36 ist an dem Ventilkörper unterhalb der Rohrabschnitte 18 vorgesehen.

Außer den erwähnten Verstärkungen ist es vorteilhaft, auch eine Verstärkung für denjenigen Teil des Ventilkörpers vorzusehen, der sich unmittelbar neben den Rohrabschnitten

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l8 befindet. Daher erstrecken sich Verankerungsteile j59 über die Seitenwände des Ventilkörpers, die eine Gestalt haben, die etwa einer C-förmigen Klammer entspricht. Diese Teile und Vorsprünge 39 sind mit den benachbarten Teilen des Ventilkörpers durch Schweißung verbunden.

Wenn das beschriebene Ventil in eine Pipeline, entweder oberhalb der Erdoberfläche oder in einem Graben, montiert viird, werden die Rohrabschnitte l8 mit den benachbarten Rohrleitungsteilen durch Schweißung verbunden. Bei der anschließenden Verlegung der Rohrleitung können starke Kräfte auf die Rohrabschnitte und damit die Endwände ausgeübt werden. Falls diese Endwände unter der Einwirkung solcher Kräfte verbogen werden, ist eine Beeinträchtigung der normalen Punktion des Absperrschiebers möglich, ggf. kann sogar der Schieber zwischen den Dichtungseinrichtungen derart verklemmt werden, daß seine normale Bewegung verhindert wird. Auch nach der Montage eines Ventils bzw. Absperrschiebers in einer Pipeline können starke Kräfte auf die Endwände 11 von den benachbarten Rohrabschnitten aufgrund deren thermischer Ausdehnung und Kontraktion übertragen werden. Die oben beschriebene Rippenanordnung, insbesondere die der Rippenpaare 2β, verstärkt die Endwände 11 gegen solche Kräfte. Wenn z.B. ein Teil der Endwand,an der ein Rohrabschnitt durch Schweißung angebracht ist, die Neigung hat, durch von den anschließenden Rohrteilen her übertragene Kräfte

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nach innen gebogen zu werden, dann wirkt die dazugehörige Rippe 26 aufgrund der Schweißverbindung 29 zwischen ihrem mittleren Teil und der Endwand als äußere Absteifung, welche Auflager auf den Randbereichen der Endwand durch die fußstückartigen VorsprUnge 27 hat. Auch werden die Endwände wirksam verstärkt, Kräften zu widerstehen, die sie nach außen zu biegen suchen. Solche Kräfte können vom Innendruck des Ventilkörpers, von der mechanischen Spannung der anschließenden Rohrleitung oder von beiden herrühren. Unter solchen Bedingungen werden die Wände wirksam dadurch verstärkte daß die auf die Rippen 26 ausgeübten Beanspruchungen durch die Teile 29 der Rippen in die Gegenrichtung umgelenkt und die Verankerungsplatten 31 über die Schweißverbindungen 33 an den äußersten Enden der Rippen in Spannung versetzt werden. Die Verankerungsplatten sind begrenzt biegefähig, um jegliche Biegung der Rippen aufnehmen zu können, ohne daß dabei die Sehweißverbindungen 33 oder 35 überbeansprucht werden.

Wenn eine Rippe 26 als äußere verstärkende Versteifung wirkt, die einer Verbiegung des benachbarten Endwandungsteils nach außen entgegenwirkt, sucht jede Verbiegung der Rippe auch an den Schweißstellen 33 als Stützpunkten auf- · zutreten. Wenn aber die Rippe als verstärkende Versteifung wirkt, um die Endwandung gegen eine Verbiegung nach innen zu verstärken, sucht die Rippe, um die Bereiche der Vorsprünge 27 eine Schwenkbewegung auszuführen. Da die

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Vorsprünge 27 dichter zusammenliegen als die Schweißverbindungen 32 mit den Verankerungsplatten, wird jede Rippe höchstwirksam bei der Verstärkung der zugehörigen Endwand gegen Verbiegung nach innen aufgrund von Kräften, die auf die Rohrabschnitte übertragen werden. Es ist auch von Bedeutung, daß die Schweißverbindungen 35 nur eine begrenzte Länge haben und daß keine Schweißverbindungen zwischen den Vorsprüngen 27 und den Endwänden vorhanden sind. Auf diese Weise entstehen während der Biegebewegungen der Rippen und der benachbarten Wandungsteile keine Scherbeanspruchungen in den Schweißverbindungen.

Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel hat der Ventilschieber einen beweglichen Schieberteil mit einer öffnung, die mit den Durchgangsöffnungen in der voll geöffneten Stellung zur Übereinstimmung gelangt. Ein solcher Absperrschieber erfordert einen Ventilkörper von geringerer Ausdehnung, um den Schieber in der vollen Schließstellung aufzunehmen. Absperrschieber mit einem kurzen beweglichen Schieberteil erfordern nur eine kurze Verlängerung des Ventilkörpers unterhalb der Rohrabschnitte. In einem solchen Fall und unter der Annahme, daß das untere Ende des Ventilkörpers mit einer Schließplatte 15 mit Flansch versehen ist, kann eine genügende Festigkeit vorgesehen werden, um die Verwendung einer Verrippung, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, unnötig zu machen. Jedoch kann

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eine solche Verrippung an der oberen Verlängerung des Ventilkörpers unmittelbar oberhalb der Rohrabschnitte 18 angebracht werden.

Ob die Rippen J>6 angewendet werden oder nicht und in welcher Zahl die Rippen vorgesehen werden, hängt von dem Druck ab, für den der Absperrschieber ausgelegt ist. Pur höhere Arbeitsdrücke können solche Rippen in der dargestellten Weise angewendet werden, um die Endwände gegen den Innendruck zu verstärken.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   ( 1.\Absperrschieber mit einem Ventilkörper, der ebene, an in einem Abstand angeordneten parallelen Seitenwänden befestigte Endwände mit zueinander ausgerichteten Durchgangsöffnungen aufweist, zwischen denen eine Schieberplatte angeordnet ist und auf deren Außenseite die Durchgangsöffnungen unmittelbar umgebende Rohrabschnitte und Versteifungsrippen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsrippen (26) paarweise in einer Ebene senkrecht zu den Endwänden (11) in der Nachbarschaft von deren Durchgangsöffnungen (17) quer über den Ventilkörper (lo) verlaufend angeordnet und an ihren seitliehen Enden durch Verankerungen (31), die sich über die Seitenwände des Ventilkörpers erstrecken, verbunden sind, und daß jede Rippe (2β) an ihrer Innenkante Vorsprünge (27), welche die entsprechende Endwand (11) längs deren seitlichen Randbereichen abstützend berühren, sowie einen mittleren Vorsprung (28) in einem Abstand davon aufweist, der mit dem ihm benachbarten mittleren Bereich der Endwand (11) durch Schweißung (29) verbunden ist, so daß die Rippen (26) die Endwände (11) gegen auf die Rohrabschnitte (l8) einwirkende Kräfte, welche die Endwände zu verbiegen suchen, versteifen.

   2. Absperrschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungen durch Platten (31) gebildet sind,

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   die mit den Enden der Rippen (26) durch Schweißung derart verbunden sind, daß sich die Schweißstellen (3j5) in Abständen von den entsprechenden Ecken des Ventilkörpers (Io) befinden und die Rippen (26) eine Versteifung der ihnen benachbarten Teile der Endwände (11) gegen Verbiegen nach außen und nach innen bewirken.

   35. Absperrschieber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Ebene parallel zu derjenigen des ersten Paars von Rippen (26) in einem Abstand von diesen ein weiteres Paar von Verstärkungsrippen (56) angeordnet ist, deren äußerste seitliche Enden mit der Verankerungsplatte (31), ebenfalls entfernt von den Ecken des Ventilkörpers (lo), verschweißt sind und bei denen nur die Mittelteile ihrer den Endwänden (11) des Ventilkörpers (Io) zugewendeten Kanten die Endwände berühren, so daß sie diese gegen Verbiegung nach außen versteifen.

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