DE2218987B2 - Absperrventil, insbesondere fur einen Luftabscheider oder eine Flussig keits trennvorrichtung - Google Patents

Absperrventil, insbesondere fur einen Luftabscheider oder eine Flussig keits trennvorrichtung

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Description

Die Erfindung betrifft ein Absperrventil, insbesondere für einen Luftabscheider oder eine Flüssigkeitstrennvorrichtung, mit einem biegsamen, einseitig eingespannten und auf dem Ventilsitz abrollbaren Ventilglied.
Ventile dieser Art mit Ventilgliedern in Form von Streifen aus Gummi, Leder, Gummi mit Gewebeeinlage usw. sind bekannt aus der deutschen Auslegeschrift 1056442, der französischen Patentschrift 981519 sowie den USA.-Patentschriften 2180 173 und 2720 218. Diese Konstruktionen haben den Nachteil, daß beim öffnen des Ventils diese Streifen zunächst durch die Differenz zwischen den auf ihren beiden Seiten herrschenden Drücken gegen den Ventilsitzgepreßtwerden und daher der Öffnungsvorgang kritisch ist. Hinzu kommt, daß bei höheren Drücken diese Gummistreifen in die öffnungen des zugeordneten Ventilsitzes hineingepreßt werden, was zu ihrer raschen Zerstörung führt.
Um diesem Nachteil entgegenzuwirken, ist es aus der deutschen Patentschrift 897 639 bekannt, in solche Ventilstreifen Versteifungen in Form von Stäben oder Drähten einzufügen, wobei diese Stäbe senkrecht zu der Richtung verlaufen, in der sich der zugeordnete Ventilstreifen beim öffnen und Schließen bewegt. Eine wesentliche Verbesserung der Eigenschaften ist aber auch hiermit nicht zu erreichen.
Schließlich ist es auch aus der deutschen Patentschrift 1 244508 der Anmelderin bekannt. .iuf dem Ventilsitz eine Dichtungsscheibe aus Neopren aufzukleberrund den Ventilstreifen selbst aus einer geeigneten Metallegierung herzustellen, so daß dieser in der Lage ist. auch höheren Drücken sicher zu widerstehen. Der Ventilstreifen liegt dann bei geschlossenem Ventil gegen diese Dichtungsscheibe an. - Diese Konstruktion liefert sehr gute Ergebnisse, doch hat es sich gezeigt, daß sich die Dichtungsscheiben bei manchen Flüssigkeiten ausdehnen, wodurch sich die Form des Ventilsitzes ändert und die Dichtung dort schlechter wird. Es hai sich gezeigt, daß auch bei sorgfältiger Arbeit hier gewisse Probleme kaum zu vermeiden sind.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine einwandfreie hermetische Abdichtung am Ventilsitz bei Ventilen dieser Art zu ermöglichen.
Erf indungsgemäß wird dies bei einem eingangs genannten Absperrventil dadurch erreicht, daß das Ventilglied aus einer ersten, von Durchbrechungen freien streifenförmigen Schicht aus dünnem, biegsamem Werkstoff und aus einer zweiten, im Schließzustand des Ventils auf dem Ventilsitz abdichtenden Schicht aus elastischem, gummiartigem Werkstoff besteht, welche an dor ersten Schicht abgestützt ist, aber von dieser wenigstens im Bereich der Durchflußöffnung trennbar ist und in welcher ein mit der Durchflußöffnung im Ventilsitz fluchtender Durchbruch vorgesehen ist. Der Durchbruch in der zweiten, abdichtenden Schicht sorgt für einen Druckausgleich am Dichtelement, d.h., dieses wird nur komprimiert, aber nicht durch den angelegten Druck durchgebogen. Da die abdichtende Schicht von der ersten Schicht trennbar ist, wirkt erstere praktisch wie eine bewegliche Dichtung, welche über den Ventilsitz gerollt wird. Es hat sich gezeigt, daß eine solche Konstruktion außerordentlich zufriedenstellend arocitet.
In Weiterbildung der Erfindung geht man mit Vorteil so vor, daß die zweite Schicht nur im Bereich ihrer Enden mit derersten Schicht verbindbar ist. Zwischen den beiden Verbindungsenden liegt also der Dichtstreifen dem Ventilstreifen lose gegenüber. Eine solche Konstruktion läßt sich einfach verwirklichen und ergibt sehr gute Resultate
Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal bildet man das Absperrventil so aus, daß der in der zweiten Schicht vorgesehene Durchbruch im Schließzustand des Ventils mit demjenigen Teil der Durchflußöffnung fluchtet, der beim Öffnungsvorgang zuerst geöffnet
So wird. Dadurch wird erreicht, daß beim Öffnungsvorgang ein etwa an dem Dichtstreifen aufgebauter Differenzdruck sofort ausgeglichen wird, auch wenn der von der ersten Schicht gebildete Ventilstreifen noch gegen einen großen Flächenbereich des Ventilsitzes anliegt.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Absperrventil,
Fi g. 2 eine Seitenansicht einer Ventilplatte gemäß Linie 2-2 in Fig. 1, und
Fi g. 3 die Schnittansicht gemäß Linie 3-3 in Fi g. 2 in vergrößerter Darstellung.
F i g. 1 zeigt ein Gehäuse 10 mit einer Schwimmerkammer 11, die an ihrem Boden offen ist zum Anschluß an eine Leitung, in der sich eine Flüssigkeit befindet, aus der Luft oder anderes Gas entfernt werden soll. Ein Anschlußflansch 12'am Fuße des Gehäu-
ses 10 ist mit Montagebohrungen 13 versehen. Am Kopf des Gehäuses 10 befinden sich zwei gegenüberliegende Durehbrüche 14 und 15; diese sind im wesentlichen verschlossen durch Ventilplatten 16 und 17. von denen jede mit einer in senkrechter Richtung länglichen Ventilöffnung 18 und 19 verseher! lsi Die Form der Ventilöffnung 19 ist aus Fig. 2 ersichtlich.
Je eine etwa rechteckige Dichtung 21 und 22 ist zwischen der Innenfläche der Ventilplatten 16 und 17 und der gegenüberliegenden Oberflächt: des Gehäuses 10 rings um die Durchbrüche 14 und 15 herum angeordnet. Deckel 23 und 24 sind außen auf die Ventilplatten 16 und 17 ;i fgesetzt und durch Schrauben 25 mit dem Gehäuse 10 verschraubt. Dichtungsringe 26 und 27 sind in Rillen in den Dichtflächen der Deckel 23 und 24 angeordnet, um eine hermetische Abdichtung zwischen den gegenüberliegenden Flächen der Ventilplatten 16 und 17 und der Deckel 23 und 24 zu gewährleisten. Die Deckel 23 und 24 sind jeweils mit mittig angeorc1 leten Gewindebohrungen 29 und 30 versehen, die Rohre 31 und 32 aufnehmen. Druckausgleichskanäle 34, von denen nur einer in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist, sind in dem Gehäuse 10 vorgesehen und mit Löchern 35 und 36 in den Ventilplatten 16 und 17 ausgerichtet, um die im wesentlichen ringförmigen Kammern in den Dekkeln 23 und 24 miteinander zu verbinden.
Eine Schwimmerführungsstange 37 ist mittig in der Schwimmerkammer Il montiert, und ein höhler Schwimmer 38 ist gleitbar auf ihr geführt. Ihr oberes Ende sitzt in einer Ausnehmung 39 in der oberen Wand des Gehäuses 10. Das untere Ende der Stange 37 ist mit einer Halteplatte 40 vernietet, die minels Schrauben 41 am Gehäuse 10 befestigt ist. Durchbrüche 42 sind in der Halteplatte 40 vorgesehen.
Der Schwimmer 38 weist ein Rohr 44 auf,'das auf der Stange 37 zusammen mit dem Schwimmer gleiten kann. Ein U-förmiger Haltebügel 45 ist oberhalb des Schwimmers 38 an dem Rohr 44 befestigt, z. B. durch Verschweißung der unteren Teile seiner Schenkel 46 und 47 mit dem Rohr.
Wenn sich der Schwimmer wie in Fig. 1 oben berindet, sind die Öffnungen 18 und 19 jeweils durch einen von Durchbrechungen freien Ventilstreifen 48 bzw. 49 geschlossen, der jeweils mit einem Ende an dem Haltebügel 45 und mit dem anderen Ende an dem Gehäuse 10 befestigt ist. Das innere Ende der Ventilstreifen 48 und 49 ist jeweils an den Schenkeln 46 und 47 des Haltebügels 45 mittels Schrauben 50 und 51 befestigt, die sich durch gelochte Haltestücke 52 und 53 und damit fluchtende Löcher in den Ventilstreifen 48 und 49 hindurch erstrecken. Die Schrauben 50 und 51 sind in Gewindelöcher in den Schenkeln 46 und 47 eingeschraubt und legen auf diese Weise die Ventilstrcifen 48 und 49 gegenüber dem Schwimmer 38 fest.
Das äußere Ende der Ventilstreifen 48 und 49 ist jeweils mit dem Gehäuse 10 durch eine Schraube 55 bzw. 56 verbunden, die sich durch gelochte Haltestücke 57 bzw. 58 und damit fluchtende Löcher in den Ventilstreifen 48 und 49 hindurch erstreckt und in eine Gewindebohrung im Gehäuse 10 eingeschraubt ist, 30 daß das untere Ende der Ventilstreifen 48 und 49 jeweils an nach oben auseinandergehenden Stützflächen 59 und 60 anliegt. Die Ventilstreifen 48 und 49 erst;ecken sich also von ihrem Befestigungspunkt an dem Haltcbügel 45 nach oben, sind dann umgekehrt U-förmig nach unten umgelenkt und erstrecken sich an den zugehörigen Ventilöffnungen 18 und 19 vorbei bis zu ihren Befestigungspunkten unmittelbar unterhalb dieser Ventilöffnungen. Vorzugsweise sind die Stützflächen 59 und 60 wie dargestellt geneigt, um die Ventilstreifene 48 und 49 gegen diejenige Oberfläche der Ventilplatten 16 unJ 17 vorzuspannen, die die Ventilöffnjngen 18 und 19 umgibt. Die Schenkel 46 und 47 des Haltebügels 45 gehen nach unten zusammen, so daß die Ventilstreifen 48
ίο und 49eine gei Inge aufwärts gerichtete Kraft auf den Schwimmer 38 ausüben. In einigen Anwendungsfällen ist es dagegen vorteilhafter, wenn die Schenkel 46 und
47 parallel zueinander verlaufen, so daß die Ventilstreifen 48 und 49 dann im wesentlichen die Kraft Null auf den Schwimmer 38 ausüben.
Wenn also der Schwimmer 38 und die zugehörigen Vorrichtungsteile sich in der Stellung gemäß Fig. 1 befinden, überdecken und schließen die Ventilstreifen
48 und 49 die Ventile «nungen 18 und 19. Wenn sich der Schwimmer 38 von c'er in Fig. 1 gezeigten Stellung aus nach unten bewegt, werden die Ventilstreifen
48 und 49 nach und nach von den Ventilplatten 16 und 17 abgezogen und geben nach und nach die Ventilöffnungen 18 und 19 von oben nach unten hin frei.
Um eine hermetische Abdichtung zwischen den Ventilstreifen 48 und 49 und den Ventilplatten 16 und 17 zu erreichen, hat man nach dem Stand der Technik die Innenfläche der Ventilplatten 16 und 17 mit einem elastischen Material, wie z.B. Kunststoff oder Gummi, überzogen. Diese Ventilsitze sind jedoch wegen l-eckens von strömfähigen Medien zwischen der elastischen Schicht und dem metallischen Träger hindurch oder aus anderen Gründen, wie z. B. einer Aasdehnung des Dichtmaterials in Gegenwart bestimmter Medien, oft Formänderungen unterworfen, die zu einem Lecken an den Ventilstreifen 48 und 49 vorbeiführen.
Nach der Erfindung sind nun Dichtstreifen 62 und 63 aus einem elastischen Dichtmaterial, wie z.B. Kunststoff oder Gummi, vorgesehen, die in ihrer Gestalt im wesentlichen gleich den Ventilstreifen 48 und
49 sind. Die Dichtstreifen 62 und 63 sind von den Ventilstreifen 48 und 49 getrennt und mit diesen nicht verbunden; sie sind jedoch an den Ventilstreifen an denselben Stellen befestigt, an denen die Ventilstreifen an dem Gehäuse 10 und dem Haltebügel 45 befestigt sind. Die Dichtstreifen 62 und 63 sind also nahe ihren inneren Enden gelocht, um die Schrauben 50 und 51 aufzunehmen und in gleicher Weise an ihren äußeren Enden gelocht, um die Schrauben 55 und 56 aufzunehmen. Die Dichts'reifen 52 und 63 sind verhältnismäßig weich und biegbar im Vergleich zu den metallischen Ventilstreifen 48 und 49 und sind mit Durchbrüchen 64 und 65 versehen, die unmittelbar gegenüber dem oberen Teil der Ventilöffnungen 18 und 19 liegen, wenn sich das Ventil in seiner geschlossenen Stellung befindet. Die Durehbrüche 64 und 65 sind vorgesehen, um die Druckdifferenz an den Dichtstreifen 62 und 63 auszugleichen, so daß, wenn sich der Schwimmer 38 aus der in F i g. 1 gezeigten Stellung nach unten bewegt und die Ventilstreifen 48 und 49 von den Ventilplatten 16 und 17 abzieht, die Dichtstreifen 62 und 63 folgen können. Ohne die Durchbrüche 64 und 65 könnte sich eine Druckdifferenz an den Dichtstreifen 62 und 63 aufbauen und die Dichtstreifen in Berührung mit den Ventilplatten 16 und 17 halten, obwohl sich der Schwimmer 38 nach
unten bewegt. In einigen Fällen könnten dadurch sogar die Dichtstreifen in die Ventilöffnungen 18 und 19 hineingedrückt werden, wodurch das Absperrventil funktionsuntüchtig würde.
Wenn bei der Vorrichtung gemäß F i g. 1 die Menge der in der Kammer 11 gesammelten Luft zunimmt, sinkt dort der Flüssigkeitsspiegel, so daß der Schwimmer 38 sinkt und die Ventilöffnungen 18 und 19 zum Auslassen der Luft öffnet. Die Vorrichtung nach Fig. 1 kann auch als Flüssigkeitstrennvorrichtung verwendet werden, in der eine spezifisch leichtere Flüssigkeit in dem oberen Teil der Schwimmerkammer 11 gesammelt und durch die Rohre 31 und 32 ausgelassen wird, wenn der Schwimmer 38 genügend tief in der Kammer 11 gesunken ist. Dieselbe Vorrichtung kann auch zur Entfernung einer spezifisch schwereren Flüssigkeit dadurch eingesetzt werden, daß sie in gegenüber F i g. 1 umgekehrter Lage angeordnet wird, wodurch dann die schwerere Flüssigkeit in dem Boden der Kammer 11, also dem oberen Teil gemäß Fig. 1, gesammelt wird. Der Schwimmer 38 steigt dann in zunehmendem Maße, um schließlich der spezifisch schwereren Flüssigkeit das Ausströmen durch die Rohre 31 und 32 zu ermöglichen.
Die Ventilstreifen 48 und 49 sind vorzugsweise aus kräftigem Federmetall, wie z. B. dem mit »Elgiloy« bezeichneten Werkstoff, gebildet, und die Dichtstreifen 62 und 63 bestehen vorzugsweise aus einem Kunsisioff-Dichtniaterial -wie z.B. Polytetraflucr äthylen, oder aus Naturgummi. Diese Dichtstreifen 62 und 63 brauchen nicht besonders stark zu sein, da sie keinem Differenzdruck ausgesetzt sind und ihr einziger Zweck der ist, eine hermetische Abdichtung zwischen den Ventilstreifen 48 und 49 und den auf den Ventilplatten 16 und 17 gebildeten Ventilsitzflächen herzustellen.
In Fig. 2 ist zu erkennen, daß der Durchbi....!; CtS in dem Dichtstreifen 63 so angeordnet ist, daß er h der Nähe des oberen Endes der Ventilöffnung 19 liegt.
ίο Der Durchbruch 64 in dem Dichtstreifen 62 ist in ähnlicher Weise angeordnet, so daß dann, wenn sich die Ventilstreifen 48 und 49 von den Ventilöffnungen 18 und 19 abzulösen beginnen, jeder an den Dichtstreifen 62 und 63 aufgebaute Differenzdruck sofort ausgeglichen wird, während die Dichtstreifen 62 und 63 noch an ihrem Platz durch die Ventilstreifen 48 und 49 gegen einen großen Flächenbereich der Ventilplatten 16 und 17 in unmittelbarer Nähe der Ventilöffnungen 18 und 19 gehalten werden.
Die Erfindung beseitigt also die Notwendigkeit und die Kosten eines schichtweisen laminierten Aufbringe ns einer elastischen Schicht oder eines elastischen Überzugs auf die Ventilplatten 16 und 17. Außerdem brauchen die Dichtstreifen 62 und 63 nicht auf die Ventilstreifen 48 und 49 laminiert oder auf andere Weise dort dicht befestigt zu werden. Dadurch ergibt sich eine Erhöhung der Lebensdauer und der Betriebssicherheit ohne die Gefahr einer Formänderung der Dichtung zwischen den Ventilstreifen 48 und 49 und dem Gehäuse 10.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Absperrventil, insbesondere für einen Luftabscheider oder eine Flüssigkeitstrennvorrichtung, mit einem biegsamen, einseitig eingespannten und auf dem Ventilsitz abrollbaren Vcnlilglied, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied aus einer ersten, von Durchbrechungen freien streifenförmigen Schicht (48. 49) aus dünnem, biegsamem Werkstoff und aus einer zweiten, im Schließzustand des Ventils auf dem Ventilsitz (16. 17) abdichtenden Schicht (62. 63) aus elastischem, gummiartigem Werkstoff besteht. welche an der ersten Schicht (48, 49) abgestützt ist, aber von dieser wenigstens im Bereich der Durchflußöffnung (18. 19) trennbar ist und in welcher ein r.iit der Durchflußöffnung (18, 19) im Ventilsitz (16, 17) fluchtender Durchbruch (64, 65) vorgesehen ist.
2. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (62, 63) nur im Bereich ihrer Enden mit der ersten Schicht (48, 49) verbunden ist.
3. Absperrvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in der zweiten Schicht (62,63) vorgesehene Durchbruch (64, 65) im Schließzustand des Ventils mit demjenigen Teil der Durchfallöffnung (18, 19) fluchtet, der beim Öffnungsvorgang zue-st get cfnet wird.
4. Absperrventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die im Ventilsitz (16, 17) vorgesehene Durchflußöffnung (18, 19) in Richtung der Bewegung des biegsamen Ventilglieds länglich ausgebildet ist.
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