DE2238266A1

DE2238266A1 - Kugelschieberventil

Info

Publication number: DE2238266A1
Application number: DE2238266A
Authority: DE
Inventors: James Mcfarland Fowler; Willard Edward Kemp; Jerry Benjamin Tomlin
Original assignee: ACF Industries Inc
Current assignee: ACF Industries Inc
Priority date: 1971-12-15
Filing date: 1972-08-03
Publication date: 1973-07-05
Also published as: JPS52578B2; IT963502B; SU488428A3; AT322311B; FR2165380A5; CA957999A; NL7211512A; BR7206997D0; US3776506A; JPS4866233A; GB1400057A

Description

Ks sind Kugelschieberventile bekannt, die einander gegenüber in der Strömungsriclitung vor bzw» hinter dem Kugelschieber angeordnete Dichtungsglieder aufweisen, die mit Hilfe eines Druckmittels betätigt werden, um einen erhöhten Dichtungsdruck auf den Kugelschieber aufzubringen und so die Undichtigkeiten auf ein Mindestmaß zu verringern.. Beispielsweise ist in der U₀S.Ao-Patentschrift 3 013 766 ein Kugelschie,-berventil beschrieben, bei dem Dichtungsringe auf entgegengesetzten Seiten des Kugelschiebers so gelagert sind, daß sie gegenüber dem Kugelschieber begrenzte Längsbewegungen ausführen können« Hierbei wird ein ITuddruck dazu benutzt, die Dichtungsringe in feste Anlage an dem Kugelschieber zu bringen, und wenn der Kugelschieber gedreht werden soll, werden die Dichtungsringe zurückgezogene Ferner wird bis jetzt der Fluddruck zum Betätigen der Dichtungsglieder oder Dichtungsringe äußeren Druckmittelquellen sowie benachbarten Strömungswegen entnommene

Gemäß der Erfindung ist ein Kugelschieberventil geacüaffen worden, bei dem ein Kugelschieber in einer Ventilkammer gelagert ist und zwischen sich und dem Schiebergehäuse einen Hohlraum abgrenzt. Auf entgegengesetzten Seiten des Kugelschiebers sind in der Strömungsrichtung vor und hinter dem Kugelschieber ringförmige Dichtungoglieder so gela-

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gert, daß sie "begrenzte Längsbewegungen gegenüber dem Kugelschieber ausführen können* Hierbei dient ein Fluddruck
dazu, die Dichtungsglieder gegen den Kugelschieber vorzuspannen, um die Undichtigkeiten an den Dichtungsgliedern
auf ein Minimum zu verringern. Die Dichtungsglieder sind
jeweils einem Fluddruck ausgesetzt, der sowohl in dem Gehäusehohlraum als auch in dem benachbarten Strömungskanal
herrscht.

Bei einer Ausführungsform ist für jedes Dicntungsglied auf der Außenseite des Schiebergehäuses ein gesondertes Vorsteuerventil angeordnet, das es ermöglicht, nach Bedarf auf das zugehörige Dichtungsglied jeweils den höheren der Drücke wirken zu lassen, die in dem Gehäusenohlraum bzw. dem benachbarten Strömungskanal herrscnen. Wenn bei dieser Anordnung
Teile des Fludes durch Undichtigkeiten an dem in der Strömungsrichtung vor dem Kugelschieber liegenden Dichtungsglied in den Gehäusehohlraum gelangen, nimmt der Druck in dem Gehäusehohlraum zu, und wenn dieser Druck höher ist als der
Druck in dem Strömungskanal jenseits des Kugelschiebers, bewirkt der in dem Gehäusehohlraum herrschende Pluddruck, daß das in der Strömungsrichtung hinter dem Kolbenschieber angeordnete Dichtungsglied fest gegen den Kugelachieber gedruckt wird, um die Undichtigkeit an dem Dicntungsglied auf der in die Strömungsrichtung weisenden Seite des Kugelschiebers auf ein Minimum zu verringern. Zu dem Vorsteuerventil gehört ein gleitend geführter Kolbenschieber, und das Vorsteuerventil
ist so angeordnet, daß es im Fall einer Betriebsstörung auf der Außenseite des Hauptschiebergehäuses zugänglich ist. Das Vorsteuerventil arbeitet selbsttätig und braucht nicht von
außen her oder mit der Hand gesteuert zu werden.

Gegebenenfall Is kann man manuell betätigbare Steuerventile verwenden, um nach Bedarf den Fluddruck auf die Dichtungsglieder entweder von dem Gehäusehohlraum aus oder von
dem benachbarten Strömungskanal aus wirken zu lassen, damit;

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die Dichtungsglieder an den Kugelschieber angedrückt werden. Somit sprechen die druckmittelbetätigten Dichtungsglieder auf den in dem Gehäusehohlratm herrschenden Pluddruck an, und sie können diesem Druck nach Bedarf ausgesetzt werden, z. B. mit EiIfe selbsttätiger Vorsteuereinrichtungen oder mit Hilfe gesonderter, manuell betätigbarer Steuereinrichtungen.

Die !.-!ri'iiidung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

1 im Längsschnitt eine Ausführungsform eines Kugelschieberventils -mit auf der Außenseite des Gehäuses angeordneten Versteuereinrichtungen;

Pig. 2 in einem vergrößerten Ausschnitt aus Pig. I ein Dichtungsglied für einen Kugelschieber und eine Vorsteuereinrichtunf; zum Regeln des auf das Dichtungsglied aufgebrachten Fluddrucks;

Pig. 3 einen Schnitt durch den oberen Teil des Kugelschieberventils nach Pig. 1 und 2, wobei sich der Kugelschieber in seiner Schließstellung befindet und die Stellung der Vorsteuereinrichtung für den Fall dargestellt ist, daß der Pluddruck in der Strömungsrichtung vor dem Schieberventil höher ist als der Pluddruck in der Strömungsrichtung hinter dem Ventil, und daß der Pluddruck in dem Gehäusehohlraum niedriger ist als der Druck vor dem Ventil, jedoch gleich dem hinter dem Ventil herrschenden Druck;

Fig. 4 einen Pig. 3 ähnelnden Schnitt, in dem jedoch die Vorsteuereinrichtungen eine andere Stellung einnehmen;

Fig. 5 einen Pig« 3 und 4 ähnelnden Schnitt, bei dem jedoch die Vorsteuereinrichtungen eine weitere andere Stel- ' lung einnehmen, wie sie sich beim Prüfen des Kugelschieberventils bei der Öffnungs- und Entleerungsstellung ergibt;

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Pig. 6 in einer Pig. 3 Ms b ähnelnden Darstellung eine abgeänderte Ausführungsform, bei der die Vorsteuereinrichtungen mit Sicherheits- oder Überdruckventilen ausgerüstet sind, und bei dei zum Betätigen der Dichtungsglieder eine äußere Druckmittelquelle vorhanden ist.;

Pig. 7 in einem vergrößerten Teilschnitt eine weitere Ausführungsform, bei der zu der■Steuerventileinrichtung ein manuell betätigbarer Steuerventilkörper gehört, welcher die Zufuhr des Druckmittels zu dem Dichtungsglied regelt, wobei eine Stellung gezeigt ist, bei der das Dichtungsglied dem ■ Pluddruck in dem Gehäusehohlraum ausgesetzt ist; und

Pig. δ in einer Pig. 7 ähnelnden Darstellung das manuell betätigbare Steuerventil in einer Stellung, bei der auf das Dichtungsglied der in der Strömungsrichtung vor dem Kugelschieberventil herrschende Druck wirkt.

In Pig. 1 bis 5 ist die dargestellte erste Ausführungsform der Erfindung insgesamt"mit 10 bezeichnet; zu dem dargestellten Kugel&chieberventil gehört ein Schiebergehäuse 12, das eine Schieberkammer oder einen Gehäusehohlraum 14 abgrenzt. Das Schiebergehäuse 12 weist einen der Strömung zugewandten Kanal 16 und einen in die Strömungsrichtung weisenden Kanal Io auf. Die äußeren Endabschnitte des Schiebergehäuses 12, die die Strömungskanäle 16 und 13 abgrenzen, können mit Gewinde versehen sein, damit sich das Kugelschieberventil 10 auf bekannte Weise in eine nicht dargestellte Rohrleitung einschalten läßt.

In dem Gehäusehohlraum 14 ist ein drehbarer Kugelschieber 20 angeordnet, der ringförmige, Teile einer Kugelfläche bildende Sitzflächen 22 und 24 aufweist und mit einem Strömungskanal 26 versehen ist, der bei der in Pig. I gezeigten Öffnungssteilung des Kugelschiebers in Pluchtung mit den Strömungskanälen 16 und 18 steht. Der Kugelschieber 20 ist auf seiner Unterseite mit einer allgemein zylindrischen

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Sackbohrung 23 versehen, die einen Lagerzapfen 30 aufnimmt, auf dem der Kugeischieber drehbar gelagert ist. Der Lagerzapfen 30 weist einen Schmiernippel 32 auf, um die Zufuhr eines Schmiermittels zu den Lagerflächen zu ermöglichen. An seiner Oberseite ist der Kugelschieber 20 mit einer allgemein zylindrischen Sackbohrung 34 versehen, in die eine Betätigungswelle 36 drehfest eingebaut ist. Die Betätigungswelle hat einen oberen Endabschnitt 38 von Hßinerem Durchmesser, und mit diesem oberen Endabschnitt kann eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung gekuppelt sein, die es ermöglicht, den Kugelschieber 20 um die Achse des Lagerzapfens 30 gegenüber den Strömungskanälen oder Durchlässen 16 und zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung zu drehen.

Nahe den Enden des Kugelschiebers 20 sind gemäß Fig. je ein ringförmiges Dichtungsglied 40 bezw. 42 angeordnet, und diese Dichtungsglieder haben eine solche Form, daß sie zu den zugehörigen Sitzen 22 und 24 des Kugelschiebers 20 passen. Die beiden Dichtungsglieder sind· jeweils mit Hilfe eines Druckmittels betätigbar, d. h., sie werden durch einen Fluddruck gegen die Sitze 22 und 24 gedrückt, um eine einwandfreie Abdichtung zwischen dem Kugelschieber und den Dichtungsgliedern zu bewirken.

Aus Fig. 2 sind weitere Einzelheiten des Dichtungsgliedes 40, das allgemein ebenso ausgebildet ist wie das Dichtungsglied 42. Das Dichtungsglied 40 weist eine Ringnut 44 auf, deren Achse allgemein parallel zur Achse des Dichtungsgliedes 40 verläuft. In der Ringnut 44 liegt ein ringförmiger Einsatz 46 aus einem elastischen Kunststoff, der sich den vorhandenen kleineren Oberflächenunregelmäßigkeiten anpaßt, um eine vollständige Abdichtung zu bewirken. Der Einsatz oder Ring 46 ragt über die ihm benachbarte Fläche des Dichtungsgliedes 40 hinaus und bildet die eigentliche Dichtungsfläche, die in Berührung mit der benachbarten Sitzfläche

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22 des Kugelschiebers 20 steht. Es hat sich gezeigt, daß es sehr zweckmäßig ist, den Ring 46 aus Polytetrafluoräthylen herzustellen, wie es unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "Teflon" erhältlich ist, da dieser Werkstoff einen außerordentlich niedrigen Reibungsbeiwert aufweist und gegenüber zahlreichen Stoffen chemisch neutral ist. Der Ring 46 kann entweder ausschließlich aus Polytetrafluoräthylen bestehen oder aber mit Glasfasern oder anderen Füllstoffen verstärkt sein, um seine Belastbarkeit zu steigern.

Gemäß Pig. 2 ist eine Feder 0 vorhanden, die das Di chtungsglied 40 ständig leicht gegen den Kugelschieber 20 vorspannt. Das Dichtungsglied 40 weist einen Schmierstoffkanal IpO auf, der in Verbindung mit einem in dem Schiebergehäuse 12 ausgebildeten Schmierstoffkanal 52 steht. In den Kanal 52 ist ein Anschlußstück 54 zum Zuführen des Schmierstoffs eingebaut. Zu beiden Seiten des Schmierstoffkanals 50 sind O-Ringe 56 angeordnet, um ein Entweichen von Schmierstoff zwischen dem Dichtungsglied 40 und dem benachbarten Teil des Schiebergehäuses 12 zu verhindern. Ein weiterer O-Ring 58 bewirkt eine Abdichtung zwischen dem in der Rohrleitung herrschenden Druck und den übrigen Teilen des Schieberventils.

Gemäß Fig. 1 sind zwei, insgesamt mit 62 bzw. 64 bezeichnete Vorsteuerventile vorhanden, von denen jedes einem der Dichtungsglieder 40 und 42 zugeordnet ist} da die beiden Vorsteuerventile allgemein von gleicher Konstruktion sind, wird im folgenden nur das Vorsteuerventil 62 beschrieben, doch gilt diese Beschreibung auch für das Vorsteuerventil Zu dem Vorsteuerventil 62 gehört ein Ventilgehäuse 66, das mit der Außenfläche des Schiebergehäuses 12 durch Schrauben 68 verbunden ist. Das Ventilgehäuse 66 hat eine an ihren Enden mit Gewindestopfen 72 verschlossene zentrale Bohrimg 70, in der ein insgesamt mit 74 bezeichneter Kolbenschieber gelagert ist, der durch Abstände getrennte. Schultern 76 von

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größerem Durchmesser aufweist, zwischen denen'jeweils ein C-Ring la liegt, um die Schultern gegenüber der Wandflache der zentralen Bohrung abzudichten. Zwischen den Schultern 76 des Kolbenschiebei-s 74 erstreckt siclv ein mittlerer Anschnitt 30 von kleinerem Durchmesser. Jeder der Gewindestopfen ist mit einem stirnseitigen Anschlag 32 versehen, und diese Anschläge arbeiten mit den ihnen benachbarten Enden des Korbenschiebers 74 zusammen, vs& die jeweilige Lage des Kolberischiebers zu "bestimmen.

An ein Ende der zentralen Bohrung 70 schließt sich ein Kanal ·:Η an, der in Verbindung mit einem Kanal 36 steht, welcher zu dem lOinlaßkänal 16 führt. Ferner schließt sich an die Bohrung 70 ein Kanal 68 an, der in einen Kanal 90 übergeht, welcher dazu dient, dem Dichtungsglied 40 das Druckmittel zuzuführen. Weiterhin ist am anderen Ende der Bohrung 70 ein Kanal 94 vorhanden, an den sich ein Kanal 96 anschließt, welcher zu dem Gehäusehohlraum 14 führt, um das Druckmittel von dem Gehäusehohlraum zu der Bohrung 70 zu leiten. Zu dem zweiten Kolbenschiebersteuerventil 64 gehören ein Kolbenschieber 74A sowie Kanäle 36A, 9OA und 96A, die ähnliche Aufgaben erfüllen wie der Kolbenschieber 74 und die Kanäle 66, 90 und 96,

In I¹Xg. 1, wo der Kugeis chi eher 20 in seiner normalen Öffnungsstellung gezeigt ist, "bezeichnet das Bezugszeichen Pl den in der Strömungsrichtung vor dem Kugel schiel) er herrschenden Druck, das Bezugszeichen P2 den in dem Gehäusehohlraum herrschenden Druck und das Bezugszeichen P3 den in der Strömungsrichtung hinter dem Kugelschieberventil herrschenden Druck. Bei dieser Stellung des Kugelschiebers befindet sich der Kolbenschieber 74 in seiner rechten Stellung, während der Kolbenschieber 74A seine linke Stellung einnimmt-. Da sich der Kugelschieber in der Öffnungsstellung befindet, ist der Druck Pl vor dem Kugelschieberventil gleich dem Druck P3 hinter dem Kugelschieberventil, während der Druck P2 in dem Ge-

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hausehohlraum niedriger ist als der Druck in der Leitung. In Pig. 2 bezeichnet das Bezugsseichen Al die Differenzfläche des Dichtungsgliedes 40, die dem Leitungsdruck vor dem Kugelschie"ber ausgesetzt ist, welcher "bestrebt ist, das Dichtungsglied von dem Sitz 22 abzulieben, das Bezugszeichen A2 bezeichnet die Differenzfläche, die dem Druck in dem Gehäusehohlraum 14 ausgesetzt ist, welcher bestrebt ist, das Dichtungsglied ebenfalls von dem Sitz 22 abzuheben, und das Bezugszeichen A3 bezeichnet die Differenzfläche des Dichtungsgliedes 40, die dem Fluddruck ausgesetzt ist, welcher bestrebt ist, das Dichtungsglied 40 an den Sitz 22 anzudrücken. Die Kraft F, mit der die Dichtungsglieder 40 und 42 an den Kugelschieber 20 angedrückt werden, ergibt sich aus der folgenden Gleichung:

P = Pl (A3) + Federkraft - Pl (Al) - P2 (A2) P = Pl (A3 - Al) - P2 (A2) + Federkraft

Gemäß Pig. 3, wo sich der Kugeschieber 20 in seiner Schließstellung befindet, ist der Druck Pl vor dem Kugelschieber höher als der Druck P2 in dem Gehäusehohlraum. Der Druck P2 ist gleich dem Druck P3 hinter dem Kugelschieber. Da P2 gleich P3 ist, befindet sich der Kolbenschieber 74A gemäß Pig. 3 in seiner Mittellage oder seiner neutralen Stellung, und das Dichtungsglied 42 wird in Anlage an dem Kugelschieber nur durch die Kraft gehalten, welche die Peder 46 auf das Dichtungsglied ausübt. Das Dichtungsglied 40 vor dem Kugelschieber übt auf den Kugelschieber eine Kraft PA aus, die sich aus der folgenden Gleichung ergibt:

PA = Pl (A3) + Federkraft - Pl (Al) - P2 (A2) PA = Pl (A3 - Al) - P2 (A2) + Federkraft

Fig. 4 zeigt die Stellungen der Kolbenschieber 74 und 74A für den Pail, daß an dem Dichtungsglied 40 vor dem Kolbenschieber eine Undichtigkeit vorhanden ist. Wenn ein Teil des

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Fludes längs des Diciitungsgliedes 40 entweicht, steigt den? Druck P2 in dein Gehäusehohlraum über den Druck P3 hinter dem Kolbenschieber hinaus an. Bei dieser Stellung "bewegt sich der Ko ITd ens chi eb er 74A gemäß Pig· 4 nach rechts, so daß der Druck in dem Gehäusehohlraum über den Kanal 96A, die Bohrung 7OA und den Kanal 9OA aiif das Dichtungsglied 42 wirkt, um es gegen den KugelschielDer 20 zu drücken. Bei dieser Stellung wird somit das Dichtungsglied 42 hinter dem Kolbenschieber durch den Druck P2 in dem Gehäusehohlraum beeinflußt, und wenn an dem Dichtungsglied vor dem Kugelschieber eine Undichtigkeit auftritt, führt die Steigerung des Drucks in dem Gehäusehohlraum dazu, daß eine zunehmende Kraft auf das Dichtungsglied 42 hinter dem Kugelschieber ausgeübt wird, um dieses Dichtungsglied fester anzudrücken und so das Entstehen einer. Undichtigkeit an dem Dichtungsglied 42 auf ein Mindestmaß zu verringern oder vollständig zu verhindern. Die durch den Druck in dem Gehäusehohlraum aufgebrachte Kraft PB ist durch die folgende Gleichung gegeben:

PB = P2 (A3) + Federkraft - P2 (A2) - P3(Al) PB = P2 (A3 - Al) - P3(A1) + Federkraft

In Pig. 5 befinden sich die Dichtungsglieder 40 und sowie die Kolbenschieber 74 und 74A in einer sogenannten "Blockierungs- und Entnahmestellung", die es ermöglicht, die beiden Dichtungsglieder zu prüfen, bevor das Kolbenschieberventil in Betrieb genommen wird, damit festgestellt werden kann, ob die Dichtungsglieder undicht sind. Gemäß Pig. 5 wirken in den Kanälen 16 und 18 die maximalen Drücke Pl und P3· An den Gehäusehohlraum 14 schließt sich gemäß Pig. 5 ein Entnahmekanal 100 an, der es ermöglicht, den Pluddruck in dem Gehäusehohlraum herabzusetzen. Nachdem dies geschehen ist, ist der Druck P2 erheblich niedriger als der Druck Pl vor dem Kolbenschieber, und der Druck P3 hinter dem Kolbenschie-r bern. Bei dieser Stellung der Teile stehen die Dichtungsglieder 40 und 42 in Strömungsverbindung mit den zugehöri-

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gen Druckkanälen, so daß sie durch den Druck in der Leitung fest gegen den Kugelschieber 20 gedrückt werden. Jedes Entweichen des Fludes längs der Dichtungaglieder 40 und 42 läßt sicli dadurch nachweisen, daß man den Brück F2 mit Hilfe , des Jüntnahmekanals 100 ermittelt.

Pig. 6 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform, bei der die Steuerventile 62A und 64A mit einem Sicherheitsüberdruckventil 102 versehen sind, wobei jedes der VentilelO2 mit dem Gehäusehohlraum 14 verbunden ist. Die Kolbenschieber 74 und 74A sind in der Stellung gezeigt, bei der der Druck P2 in dem Gehäusehohlraum höher ist als der Druck Pl vor dem Kolbenschieber und der Druck P3 hinter dem Kolbenschiebern, wie es bei einer hohen Umgebungstemperatur im Bereich des Kugelschieberventils 10 der Pail sein würde, was z. B. auf einen Brand oder andere Ursachen zurückzuführen sein könnte. Auf die Dichtungsglieder 40 und 42 wirkt der hohe Druck P2 in dem Gehäusehohlraum 14, so daß die Dichtungsglieder fest gegen den Kugelschieber 20 gedrückt werden. Sobald der Druck P2 in dem Gehöusehohlraum einen gefährlich hohen Wert erreicht, werden die Sicherheitsventile 102 betätigt, um den Druck P2 auf einen noch zulässigen Wert zu senken. Gegebenenfalls kann auch das Gehäuse 12 mit einem Sicherheitsventil versehen sein, das direkt in Verbindung mit dem Gehäusehohlraum 14 steht.

In manchen Fällen kann es erwünscht sein, eine äußere Druckmittelquelle zur Verfügung zu haben, die es ermöglicht, die Dichtungsglieder 40 und 42 an den Kugelschieber 20 anzudrücken. Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist eine Anordnung vorhanden, die es gegebenenfalls ermöglicht, eine äußere Druckmittelquelle zu benutzen, um die Dichtungsglieder mit einer vorbestimmten Kraft an den Kugelschieber anzudrücken. Ixi die Kanäle 90 und 9OA ist je ein Ventil 104 eingeschaltet, damit die Zufuhr des Fludes zu den Steuerventilen 62A und 64A

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unterbrochen werden kann. Bei dieser Anordnung ist es möglich, eine äußere Druckmittelquelle an eine Leitung 106 anzLischließen, die zu einem Ventil 108 führt, und dieses Ventil kann geöffnet werden, um das Druckmittel jeweils ü"ber einen Kanal 110 dem Diehtungsglied 40 hzw. dem Dichtungsglied 4-2 zuzuführen«. Somit ist es möglich, den auf die beiden Dichtungsglieder aufgebrachten Dru.ck mit Hilfe einer äußeren Druckmittelquelle zu hestimmeiio

Pig. 7 und 8 zeigen eine weitere Ausführungsform, "bei der es eine manuell "betätighare Steuereinrichtung ermöglicht, ciie Dichtungsglieder nach Bedarf dem Druck in der "benachbarten Leitung oder dein DRuck in dem Gehäuse hohlraum 14 auszusetzen. An den Kanal 90 ist ein mit der Hand "betätigt ar es Steuerventil 112 zum Zuführen des Druckmittels zu dem Dich-r txmgsglied angeschlossen, und dieses Steuerventil hat einen Griff I].4, der mit der Hand zwischen zwei Stellungen gedreht werden kann; "bei der einen Stellung, die in Pig. 7 gezeigt ist, steht der Kanal 90 in Strömungsverbindung mit dem Kanal 96, in dem der Druck in dem Gehäusehohlraum 14 wirkt; "bei der in Pigo 'c gezeigten zweiten Stellung'des Steuerventils 112 steht der Kanal 90 in Strömungsverbindung mit dem Kanal 86, in dem der Druck in dem Einlaß 16 vor dem Kugel-Gciiie"ber wirkt« Außerdem läßt sich das Ventil 112 in eine dritte Stellung "bringen, "bei der es geschlossen ist, um die Zufuhr des Druckmittels zu dem Kanal 90 zu unterbrechen.

Wird der Kugeischieher 20 gedreht, ist es gelegentlich erwünscht, die Dichtungsglieder 40 und 42 zurückzuziehen oder sie vom Druck zu entlasten. Zu diesem Zweck kann ein Ventil 116 vorhanden sein, das in eine^Stelltmg gedreht werden kann, "bei der eine Leitung llö geöffnet wird, um den Kanal 90 über einen Kanal 119 zu entlüften. Hierbei ist es möglich, eine äußere Druckmittelquelle an eine Leitung 120 anzuschließen, die zu dem Ventil 122 führt; das Ventil 122 wird geöffnet, damit das Druckmittel über den Kanal 124 und

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und den Kanal 96 zu dem Gehäusehohlraum 14 strömen kann. Der Druck in dem Gehäusehohlraum 14 ist bestrebt, die Dichtungsglieder 40 und 42 von dem Kugeischieber 20 abzulieben, wenn der Kanal 90 zur Atmosphäre entlüftet wird, so daß die Dichtungsglieder gegenüber dem Kugelschieber¹ zurückgesogen werden, bevor der Kugelschieber gedreht wird. In den meisten Fällen ist es nicht erforderlich, den Flüddruck in dem Gehäusehohlraum. 14 zu erhöhen, um ein leichtes Drehen des Kugelschiebers zu ermöglichen. Ist der Pluddruck in dem Gehäusehohlraum 14 gleich dem Druck in dem benachbarten Strömungskanal, befinden sich die auf die Dichtungsglieder 40 und 42 wirkenden Drücke im Gleichgewicht, so daß die Dichtungsglieder nur durch die relativ kleine Kraft der Federn 4ü an den Kugelschieber 20 angedrückt werden.

Wenn eine gesonderte äußere Druckmittelquelle zur Verfügung stehen soll, um das Dichtungsglied 40 an den Kugelschieber 20 anzudrücken, ist es möglich, die Leitung 126, die zu dem Ventil 116 führt, an eine Druckmittelquelle an-

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zuschließen und das Ventil 116 so zu verstellen, daß die Leitungen 119 und 126 mit dem Kanal 90 verbunden werden, um das Dich.tungsglied 40 mit dem Druckmittel zu be aufschlagen. Bei dieser Stellung müßte man das Ventil 112 schließen, um es gegenüber dem Kanal 90 abzusperren.

Gemäß der Erfindung sind somit Steuer- oder Betätigungseinrichtungen für einem Kugelschieber benachbarte Dichtungsglieder geschaffen worden, die es ermöglichen, jeweils den höheren von zwei Drücken auf die.Dichtungsglieder wirken zu lassen, von denender erste der in der Leitung herrschende Druck und der zweite der in dem Gehäusehohlraum herrschende Druck ist. Der Druck in dem Gehäusehohlraum kann benutzt werden, um die Dichtungsglieder an den Kugelschieber anzudrücken, und insbesondere beim Auftreten einer Undichtigkeit an dem Dichtungsglied vor dem Kugelschieber und bei einer Steigerung des Drucks in dem Gehäusehohlraum wird die

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Menge des längs des.Dichtungsgliedes hinter dem Kugeischie-"ber entweichendes ETudes dadurch auf ein Minimum verringert, daß der Druck in dem Gehäusehohlraum bestrebt ist, das Dichtungsglied hinter dem Kugeis chi eber noch fester an den Kugelschieber anzudrücken.

Ansprüche

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Claims

ANSPRÜCHE

Iy Kugelschieberventil, gekennzei cn net durch ein Ventilgehäuse (12) mit einer durch es abgegrenzten Kammer (14) sowie einem in Verbindung mit der Kammer stehenden Sinlaßkanal (16) und einem Auslaßkanal (1Ö), einen in der Kammer gelagerten Kugelschieber (20), der zusammen mit dem Ventilgehäuse einen Gehäusehohlraum (14) abgrenzt, eine ilinricntung (36, 3ö) zum Drehen des Kugelschiebers zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung zum Regeln des Strömens eines Fludes durch die Kanäle, zwei ringförmige Dichtungsglieder (40, 42), von denen das eine vor dem Kugelschieber und das andere hinter dem Kugelschieber angeordnet ist, und die so gelagert sind, daß sie in einem begrenzten Ausmaß gegenüber dem Kugelschieber in der Längsrichtung bewegbar sind, um einen variierenden Dichtungsdruck auf den Kugelschieber auszuüben, Kanäle zwischen dem Gehäusehohlraum, den Dichtungsgliedern und den Einlaß- und den Auslaßkanälen, sowie Steuereinrichtungen für die Kanäle, die es ermöglichen, auf ein Dichtungsglied nach Bedarf entweder den in dem Gehäusehohlraum herrschenden Druck (P2) oder den in dem zugehörigen Kanal herrschenden Druck (Pl, P3) wirken zu lassen, um das betreffende Dichtungsglied an den Kugelschieber anzudrücken und Leckverluste auf ein Minimum zu verringern.
2. Kugelschieberventil nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, · daß zu den Steuereinrichtungen ein in die Kanäle eingeschaltetes, manuell betätigbares Ventil (112) gehört, das zwischen einer Stellung, bei der es eine Strömungsverbindung über die Kanäle zwischen dem Gehäuse höh], raum (14) und dem Dichtungsglied (AO) herstellt, und einer Stellung bewegbar ist, bei der es eine Strömunga-

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ung über öle Kanäle swiochen den zugehörigen Kanal (Iv.) und dem Diclvcungüglied lieratellt.
3. Engelschieberventil nach Anspruch 1, daclurcii /;· e Ic e η η ζ e 1 c Ii 11 e t , daß zu der Steuereinrichtung ein Kolbenschieber (74) gehört, der zynischen einer Stellung, in der er eine Strömungsverbindung über die Kanäle zwiacLen den Gehäusehohlraum (14) und dem Di chtungs glied (.4C) herstellt, und einer Stellung bewegbar ist, in der er eine Strömungsverbindung über die Kanäle zwischen dem zugehörigen Kanal (l6) und dem Dichtungsglied herstellt»

Kugelschieberventil, gekennzeichnet durch ein Ventilgehäuse (12) mit einer darin ausgebildeten Kammer, einem JxLnlaßkanal (16) und einem Auslaßkanal (15), die beide in Verbindung mit■der Kammer stehen, einen in der Krimmer gelagerten Kugelschieber (20), der zwischen sich und dem Ventilgehäuse einen G-ehäusehohlraum (l4) abgrenzt, eine Hinrichtung (36, 3o) zum Drehen des Kugelschiebers zwischen einer Offnungsstellung und einer Schließstellung zum Regeln des Strömens eines Pludes durch die Kanäle, zwei ringförmige Dichtun^sglieder (40, 42), die auf entgegengesetzten Seiten des Kugelschiebers vor bzw. hinter dem Kugelschieber angeordnet und so gelagert sind, daß sie gegenüber dem Kugelsciiieber in einem begrenzten Ausmaß in der Längsrichtung bewegbar sind, um zu ermöglichen, daß sie einen variierenden Dichtuiigsdruck auf den Kugelschieber ausüben, Kanäle (-96, 90/96A, 9OA) zwischen dem Gehäusehohlraum und den Dichtungsgliedern zum Beaufschlagen der Dichtungsglieder mit dem in dem Gehäusehohlraum herrschenden Druck (P2) derart, daß die Dich-tungsglieder an den Kugelschieber angedrückt werden, sowie durch Steuerventile (62, 64), die auf den Druck in dem Gehäusehohlraum ansprechen, um zu ermöglichen, daß der Druck in dem Gehäusehohlraum, dann, wenn er höher ist als der Druck in dem betreffenden Kanal, auf das Dichtungsglied wirken zu

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lassen, um den auf den Kugelcichieber wirkenden Dichtungsdruck zu steigern und die Leckverltiste auf ein Minimum zu verringern.

'j» Kugelschieberventil nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η ζ e i c Ii .n e t , daß zu den Steuemnrichtungen ein in die Kanäle eingeschaltetes, manuell betätigbares' Ventil (112) gehört, das zwischen einer Stellung, in der es eine Strömlings verbindung über die Kanäle zwischen dem Gehäusehohlraum (14) und dem Dichtungsglied (40) herstellt, und· einer Stellung bewegbar ist, in der¹es über die Kanäle eine Verbindung zwischen dem zugehörigen Kanal (l6) und dem Dichtungsglied herstellt.

6. Kugelschieberventil nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet , daß zu den Steuereinrichtungen Vorsteuerventilkörper (74, 74A) gehören, die jeweils zwischen einer Stellung, in der sie über die Kanäle eine Strömungsverbindung zwischen dem Gehäusehohlraum (14) und dem zugehörigen Dichtungsglied (40, 42) herstellen, und einer Stellung beweg-bar sind, in der sie über die Kanäle eine Strömungsverbindung zwischen dem zugehörigen Kanal (16, Iß) und dem Dichtungsglied herstellen.

7. Kugelschieberventil nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß an die Kanäle eine äußere Druckmittelquelle angeschlossen ist, um den Dichtungsgliedern (40, .42) einen Fluddruck zuzuführen,und so den durch die auf den Kugelschieber (20) aufgebrachten Dichtungsdruck zu erhöhen»

B. , Kugelschieberventil, gekennzeichnet durch ein Ventilgehäuse (12) mit einer darin ausgebildeten Kammer, einem Einlaßkanal (16) und einem Auslaßkanal (lö), die beide in Verbindung mit der Kammer stehen, einen,in der Kammer gelagerten Kugelschieber (20), der zusammen mit dem

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e einen G-ehäusehohlraum (14) abgrenzt, eine-Kinrichtung. (36, 3>-) zum Drehen des Kugelo chi eher s. zwischen einer Öffnungsateilung und einer Schließstellung zum Regeln des JStrÖmens eines Fludes durch die Kanäle, zwei ringförmige Dichtungsglieder (40, 42), die auf·entgegengesetzten Seiten des Kugelschiebers vor bzw. hinter ihm angeordnet und so gelagert sind, daß sie gegenüber dem Kugelschieber in einem begrenzten Ausmaß in der Längsrichtung bewegy.bar sind, um ein Variieren des durch sie auf den Kugeischieber ausgeübten Dichtungsdrucks zu ermöglichen, erste Kanäle (c6, o6a),, die es ermöglichen, den Druck (Pl, P3) in dem betreffenden Kanal auf die ztigehörigen Dichtungsglieder wirken au lassen, um die Dichtungsglieder an den Kugelschieber anztidrücken, sweixe Kanäle (96, 96A) zwischen dem Gehäusehohlraum und.den Dichtungsgliedern, die es ermöglichen, den Druck (P2) in dem Genäusehohlraum auf die Dichtungsglieder wirken zu lassen und die Dichtungsglieüer gegen den Kugelschieber zu drücken, sowie eine Steuereinrichtung (112), die es ermöglicht, nach Bedarf den Fluddruck in den ersten Kanälen und in den zweiten Kanälen zur Wirkung zu bringen, damit sich der Druck in dem. Gehäusehohlraum dann, wenn er höher ist als der Druck in dem benachbarten Kanal auf das zugehörige Dichtungsglied aufbringen läßt, um den auf den Kugelschieber aufgebrachten Dichtungsdruck zu erhöhen und die Leckverluste auf ein Minimum su verringernu

.9. Kugelschleberventil nach Anspruch ö, dadurch- g e k e η η ζ e i c η η e t ,, daß die- Steuereinrichtungen ein gesondertes Vorsteuerventil (62, 64) für "jedes Dichtungsglied (40, 42) umfasaer., daß die Vorsteuerventile auf dem Ventilgehäuse (12) angeordnet sind, daß jedes Vorsteuerventil eine zentrale Bohrung (70). hat, in der ein Kolbenschieber (74, 74A) gleitend geführt ist, und daß die ersten und die zweiten Kanäle in otrömungsverbindung.mit der zentralen Bohrung stehen,' um eine Steuerung der Bewegungen der Kolbenschieber zu ermög-r liehen. ■ ■

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10. Kugelschieberventil, g e k e η η s e i c ii net durch ein Ventilgehäuse (12) mix einer darin ausgebildeten Kammer, einem Ä-iinlaßkanal (ib) und einem Auslaßkanal (lü),. die beide in Verbindung mit der Kammer stehen, einen in der Kammer gelagerten Kugelschieber (20), der zusammen .mit dem Ventilgehäuse einen G-ehäusehohlraum (14) abgrenzt, eine Hinrichtung (36, 3^;-) ^um Drehen des KugelSchiebers zwischen einer Öffnungsuteilung und einer Schließstellung, um das. Strömen eines Pludes durch die Kanäle zu regeln, zwei ringförmige Dicntungsglieder (40, 42), die auf entgegengesetzten Seiten des Kugelschiebers vor bzw. hinter ihm angeordnet sind und so gelagert sind, daß sie in einem begrenzten Außmaß gegenüber dem Kugelschieber in der Längsrichtung be-, wegbar sind, um das Aufbrin cn eines variierenden Dichtungsdrucks auf den Kugelschieber zu ermöglichen, erste Kanäle (96, 96A) zwischen dem Gehäusehohlraum und jedem Dichtungs- ■ glied, zweite Kanäle (90, 90A) zwischen jedem Dichtungsglied und dem zugehörigen Kanal (16, Io), sowie getrennte Vorsteuerventile (62, 64), von denen jedem Dichtungsglied eines zugeordnet ist, und die auf der Außenseite des Ventilgehäuses angeordnet sind, wobei jedes Vors teuex-ventil nach Bedarf die Strömungsverbindung steuert, die von dem benachbarten Strömungskanal bzw. dem Gehäusehohlraum aus zu dem betreffenden Dichtungsglied führt, um das betreffende Dichtungsglied mit dem höheren der beiden Drücke zu beaufschlagen.

11. Kugelschieberventil nach Anspruch 10, dadurch r e kennzeichnet, daß jedes Vorsteuerventil (62, 64) eine zentrale Bohrung (7C) aufweist, in der ein Kolbenschieber (74, 74a) hin- und herbewegbar ist, und daß aie ersten und die zweiten Kanäle in Strömungsverbindung mit der zentralen Bohrung stellen und dazu dienen, die Bewegungen der Kolbenschieber zu. steuern·.

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12. Kugelschieberventil nach Anspruch 10, dadurcn g e ~ k e η η ζ e i c h η .e t -, daß eine Steigerung des Pluddrucks (P 2) in dem G-ehäuseliohlraum (14) über den in der S ui'ömun^ijrichirang hinter dem Kolbenschieberventil herrschenden Fluddruck (P3) hinaus eine Bewegung des dem hinteren Dichtungsglied (42) zugeordneten Kolbenschiebers.(74A) in eine Stellung Herbeiführt,- bei der eine Strömungsverbindung zwischen dem Gehäusehohlraum und dem hinteren Dichtungsglied besteht, um dieses Dichtungsglied fest an den Kugelschieber (20) anzudrücken. - -

13· Kugelschieberventil, g e k.e η η ζ e i c.h η e t durch ein Ventilgehäuse -(12) mit einer darin ausgebildeten Kammer, einem Kinlaßkanal (16) und einem Auslaßkanal (lS), die beide in Verbindung mit der Kammer stehen, einen in der Kammer gelagerten Kugelschieber, der zusammen mit dem Ventilgehäuse einen Gehäusehohlraum (14) abgrenzt, eine Einrichtung (3'6, 3j) zumDrehen des Kugelschiebers zwischen einer Cffnungssteilung und einer Schließstellung, um das Strömen, eines Fludes durch die Kanäle su regeln, zwei ringförmige Dichtungsglieder (40, 42), die auf entgegengesetzten Seiten des Kolbenschiebers vor bzw. hinter dem Kolbenschieber angeordnet und so gelagert sind, daß sie"in einem begrenzten Ausmaß gegenüber dem Kugelschieber in der Längsrichtung beweg.bar sind, um das Aufbringen' eines variierenden Dichtungsdrucks auf den Kugelschieber zu ermöglichen, auf der Außenseite des Ventilgehäuses angeordnete getrennte Vorsteuerventile (62, 64) für jedes Dichtungsglied, von denen jedes ein Gehäuse (66) mit einer zentralen Bohrung (70) und drei Öffnungen aufweist, die mit der Bohrung in Verbindung stehen und längs der Achse des Ventilgehäuses in der Längsrichtung verteilt sind, um an den Enden-und in der Mitte angeordnete Öffnungen zu bilden, sowie-einen Kolbenschieber (74, 74A), der in der zentralen Bohrung zwischen Stellungen hin- und herbewegbar ist, bei denen die· Öffnungen an den Enden in

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Verbindung mit den mittleren Öffnungen stehen, einen ersten Kanal (96, 96A) zwischen dem Gehäusehohlraum und einer Öffnung (94) an einem linde, einen zweiten Kanal (90) zwischen dem betreffenden Dichtungsglied und der mittleren Öffnung (88) und einen dritten Kanal (86) zwischen dem Einlaß- bzw. Auslaßkanal und der öffnung (84) am anderen Ende, wobei der Kolbenschieber dann, wenn der Druck (P2) in dem Gehäusehohlraum einen Wert erreicht, der höher ist als der I'lu.ddruck (Pl, P3) in dem Einlaß- bzw. Auslaßkanal, in eine Stellung bewegt wird, bei der der erste Kanal in Verbindung mit dem zweiten Kanal steht, um das zugehörige Dichtungsglied fest an den Kugelschieber anzudrücken.

14· Kugelschieberventil, g e k e η η ζ e i c Ii η e t durch ein Ventilgehäuse (12) mit einem Einlaßkanal (16) und einem Auslaßkanal (l8), einen in dem Ventilgehäuse gelagerten Ventil körper (20), eine Einrichtung (36, 3S) zum Bewegen cOo Ventilkörpers zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung zum Regeln des Strömens eines FIudec, zwei Lichtungsglieder (40> 42), die auf entgegengesetzten Seiten vor bzw. hinter dem Ventilkörper angeordnet und so gelagert sind, daß sie gegenüber dem Ventilkörper in einem begrenzten Ausmaß in der Längsrichtung bewegbar sind, um das Aufbringen eines variierenden Dichtungsdrucks auf den Ventilkörper zu ermöglichen, auf der Außenseite des Ventilgehäuses angeordnete getrennte Voreteuerventile (62, 64) t&r jedes Dichtungsglied, wobei jedes Vorsteuerventil ein Gehäuse (66) mit einer zentralen Bohrung (70) und drei in Verbindung mit der zentralen Bohrung stehenden Öffnungen aufweist, wobei die Öffnungen längs der Achse des Ventilgehäuses in Abständen verteilt sind, ferner einen Kolbenschieber (74, 74A), der in der zentralen Bohrung zwischen Stellungen hin- und herbewegbar ist, um die verschiedenen Öffnungen nach Bedarf zu ver-* binden, einen ersten, von einer der Öffnungen (83) su dem zvl-

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gehörigen Dichtungsglied führenden Kanal (90), einen zweiten, von der zweiten Öffnung (64) ausgehenden Kanal (86), der zu dem zugehörigen Einlaß- "bzw-. Auslaßkanal führt, in dem ein bestimmter Fluddruck (Pl, P3) herrscht, sowie einen dritten Kanal (96), der von einer dritten öffnung (94) aus zu einem Raum führt, in dem ein gesonderter Druck (P2) herrscht, wobei der Kolhenschieher nach Bedarf den zweiten bzw. den dritten Kanal mit dem ersten Kanal verbindet.

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