DE2262727A1

DE2262727A1 - Absperrventil

Info

Publication number: DE2262727A1
Application number: DE19722262727
Authority: DE
Inventors: Clemens Ryzner
Original assignee: Paul Pleiger Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Current assignee: Paul Pleiger Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 1972-12-21
Filing date: 1972-12-21
Publication date: 1974-06-27

Description

Patentanwalt Dipl.-Ing. Franz Klingseisen

PA. Dlpl.-Ing. KHngselsen ■ 8 München 80 ■ Lucile-Grahn-StraBe 38 g MÜNCHEN 8O

Lucile-Grahn-Straße 38

M eue Ad resse: Telefon, ₄₄5321

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8 München 1.9 _{Postscneck KO}nto

r. 64 München 153469

172626. Bankhaus H. Aufhäuser

Konto-Nr. 228648

Ihr Zeichen: Mein Zeichen: Datumt

P 1349 Kl/hs .

Firma Paul Pleiger,
Mas chinenfabrik,
5812 Herbede 2,
Postfach 2020

Absperrventil

Die Erfindung betrifft ein Absperrventil, das vor allem für Gasfeuerungsanlagen und andere Verwendungszwecke geeignet ist, bei denen es auf eine zuverlässige Abdichtung ankommt.

Bei Gasfeuerungsanlagen ist es bekannt, in der Gasleitung zwei Absperrventile in einem Abstand voneinander anzuordnen, damit bei Undichtwerden eines Ventils noch eine sichere Abdichtung durch das zweite Ventil gewährleistet ist. Diese Anordnung mit zwei getrennten Absperrventilen erfordert viel Platz, was häufig unerwünscht ist* hinsichtlich Herstellung und Montage ist sie sehr aufwendig und teuer.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einzelnes Absperrventil bei geringem Aufwand so auszubilden, daß es die gleichen Anforderungen erfüllt wie zwei hintereinander geschaltete Absperrventile. .

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst durch zwei konzentrisch zueinander angeordnete Ventilkörper, die relativ zueinander verschiebbar sind und in der Schließstellung in einem Abstand voneinander an einem gemeinsamen Ventilsitz anliegen.

Durch die Verschiebbarkeit der beiden Ventilkörper relativ zueinander können beide unabhängig voneinander wirken und an dem zugeordneten Ventilsitz angedrückt werden, so daß sie die Funktion zweier hintereinander geschalteter Absperrventile erfüllen. Die Außenabmessungen des Ventils können bei dieser Anordnung ebenso klein gehalten werden wie bei einem bekannten Absperrventil mit nur einem Ventilkörper. Gegenüber der bekannten Anordnung mit zwei getrennten Absperrventilen ergibt sich bei ebenso sicherer Abdichtung ein wesentlich billigerer Aufbau.

Die beiden Ventilkörper können getrennt voneinander angetrieben werden, wobei die Spindel des einen Ventilkörpers in einer Hohlspindel des anderen Ventilkörpers geführt wird. Die beiden konzentrischen Spindeln können durch zugeordnete Federn belastet und über jeweils einem Kolben mit Druckmittel beaufschlagt werden, so daß die Ventilkörper völlig unabhängig voneinander betätigt werden können.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die beiden Ventilkörper gemeinsam antreibbar, wobei ein Ventilkörper bei der Schließbewegung dem anderen voreilt. Hierdurch wird ein einfacher und kompakter Aufbau erzielt.

Für den gemeinsamen Antrieb kann der erste Ventilkörper in einer Bohrung des zweiten Ventilkörpers geführt sein, wobei der zweite Ventilkörper durch eine Spindel antreibbar und der erste durch eine in dieser Bohrung angeordnete Druckfeder an dem zugeordne-

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ten Ventilsitz andrückbar ist. Der erste Ventilkörper wird dabei durch die Spindel des zweiten Ventilkörpers über die Druckfeder in die Schließstellung gebracht. Sollte beispielsweise der erste Ventilkörper aufgrund der Strömungseinschnürung bei der Schließbewegung stärker verschleißen, so wird er über diese Druckfeder automatisch entsprechend nachgestellt.

Für die Auslegung der Voreilung des ersten Ventilkörpers gegenüber dem zweiten wird zweckmäßigerweise in der Bohrung des letzteren eine Ringnut vorbestimmter Breite ausgebildet, in der ein Bund auf dem Umfang eines Führungs zapf ens des ersten Ventilkörpers eingreift.

Nach einer Weiterbildung wird der durch den Abstand der beiden Ventilkörper in der Schließstellung gebildete Zwischenraum zur Entlüftung durch eine Leitung mit der Außenseite des Ventilgehäuses verbunden. In diesem Zwischenraum kann sich bei Undichtigkeit eines Ventilkörpers das ausströmende Gas sammeln, wobei es durch diese Entlüftungsleitung sofort abgezogen werden kann. Hierdurch kann jegliche Undichtigkeit leicht kontrolliert und eine eventuelle Explosionsgefahr ausgeschaltet werden.

Zum Entlüften dieses Sammelraums zwischen den beiden Ventilkörpern in deren Schließstellung wird zweckmäßigerweise die Führungsbohrung im zweiten Ventilkörper verwendet und durch dessen Spindel eine Bohrung geführt, die mit der Außenseite des Ventilkörpers in Verbindung steht. Diese Leitung zwischen Sammelraum und Außenseite des Ventilgehäuses kann auch durch den Ventilsitz und eine durch das Ventilgehäuse geführte Verbindungsleitung verlaufen.

Zur Vereinfachung der Herstellung wird vorteilhafterweise ein einzelner, kegelstumpfförmig ausgebildeter Ventilsitz vorgesehen^ wobei die beiden Ventilkörper entsprechende kegelstumpfförmige Dichtflächen aufweisen..

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Um eine über eine lange Betriebsdauer sichere Abdichtung der Spindel zu gewährleisten, ist diese mittels zweier, hintereinander in einem Abstand angeordneter Rollmembranen gegenüber der durch die Ventilkörper abzusperrenden Leitung abgedichtet.

Die Spindel kann in bekannter Weise durch einen mit Druckmittel beaufschlagbaren Kolben betätigt werden, der mit einer Schließfeder belastet ist, damit bei einem Ausfall des Druckmittels das Ventil selbsttätig schließt.

Eine beispielsweise Ausführungsform nach der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, die einen Schnitt durch ein Absperrventil mit zwei Ventilkörpern zeigt.

einzelner In einem Ventilgehäuse 1 bekannter Ausgestaltung ist einTVentilsitz 2 mit kegelstumpfförmiger Dichtfläche angeordnet, an dem in der Schließstellung zwei Ventilkörper 3 und 4 in einem Abstand voneinander anliegen, die mit entsprechenden kegelstumpfförmigen Dichtflächen versehen sind, auf denen jeweils ein Dichtungsring, beispielsweise eine Weichdichtung, angeordnet ist.

Der erste Ventilkörper 3 ist durch einen Führungszapfen 5 in einer Bohrung 7 des zweiten Ventilkörpers 4 konzentrisch zu diesem geführt und durch eine Druckfeder 6 beaufschlagt, die sich in der Bohrung des zweiten Ventilkörpers 4 abstützt und auf der Stirnfläche des Führungszapfens 5 anliegt. Der zweite Ventilkörper 4 ist in der Verlängerung der Bohrung 7 durch eine Schraubverbindung an einer Spindel 8 befestigt, die am freien Ende mit einem Kolben 9 versehen und durch eine Schließfeder beaufschlagt ist, die sich am Gehäuse abstützt. Diese Schließfeder 10 wird beispielsweise doppelt so stark wie die den ersten Ventilkörper 3 beaufschlagende Druckfeder 6 ausgelegt.

In der Bohrung 7 des zweiten Ventilkörpers 4 ist eine Ringnut von bestimmter Breite ausgebildet, in der ein auf dem Außenumfang des Führungszapfens 5 vorstehender Bund 12 in Form eines Federringes eingreift. Dieser Bund 12 bildet einen Anschlag für den ersten Ventilkörper 3, wenn dieser in der Offenstellung des

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Absperrventils durch die Druckfeder 6 vom zweiten Ventilkörper weggedrückt wird. Dieser Anschlag dient gleichzeitig zur Bemessung der Voreilung des ersten Ventilkörpers 3 gegenüber dem zweiten Ventilkörper 4 während der Schließbewegung des Ventils.

Die Ventilspindel 8 ist gegenüber der abzusperrenden Leitung im Ventilgehäuse stopfbuchsenlos durch zwei Rollmembranen 13» abgedichtet, die in einem Abstand voneinander jeweils an der Spindel und am Gehäuse eingespannt sind. Diese beiden Rollmembranen bestehen aus elastischem Material und haben gleiche Abmessungen, so daß der Raum zwischen den Rollmembranen durch die Spindelbewegung keine Volumenänderung erfährt und damit die darin eingeschlossene Luft nicht komprimiert wird. Dadurch tritt an den Rollmembranen keine Neigung zur Faltenbildung auf, so daß eine hohe Lebensdauer und eine sichere Abdichtung gewährleistet ist. Der Raum zwischen der oberen Rollmembrane 14 und der Stopfbüchse 15 des im oberen Teil des Ventilgehäuses ausgebildeten Zylinders 16 ist durch eine Entlüftungsbohrung 17 mit der Atmosphäre verbunden, so daß auch in diesem Raum die Luft durch die Spindelbewegung nicht komprimiert werden kann.

Zum Öffnen des Absperrventils wird der Kolben 9 durch eine Bohrung 18 mit Druckmittel beaufschlagt und gegen die Kraft der Schließfeder 10 nach oben gedrückt, wodurch zunächst der Ventilkörper 4 vom Ventilsitz 2 abgehoben und danach der Ventilkörper 3 durch den Bund 12 mitgenommen wird, der durch die Druckfeder 6 am unteren Rand der Ringnut 11 angedrückt wird. In dieser Offenstellung befindet sich der erste Ventilkörper in einem bestimmten Abstand vom zweiten Ventilkörper 4, der durch den Anschlag 11, 12 festgelegt ist.

Zum Absperren des Ventils wird die Druckbeaufschlagung des Kolbens 9 aufgehoben, so daß dieser durch die Schließfeder 10 mit der Spindel 8 nach unten gedrückt wird. Dabei kommt der erste '■ Ventilkörper 3 aufgrund der durch den Anschlag 11, 12 vorgegebenen Voreilung gegenüber dem zweiten Veiitilkörper 4 als erster auf dem Ventilsitz zum Anliegen, worauf durch die weitere Spindelbewegung der zweite Ventilkörper 4 relativ zum ersten ^

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verschoben und gegen die Kraft der Druckfeder 6 am gemeinsamen Ventilsitz 2 angedrückt wird.

In dieser dargestellten Schließstellung haben die beiden Ventilkörper 3» 4 einen Abstand voneinander, so daß sie einen Zwischenraum 19 bilden, in dem sich bei einer eventuellen Undichtigkeit des zweiten Ventilkörpers 4 das ausströmende Gas sammelt. Zur Kontrolle einer evtl. Undichtigkeit und zum Abziehen des in diesen Sammelraum 19 eindringenden Leitungsmediums ist dieser über eine Leitung mit der Außenseite des Ventilgehäuses 1 verbunden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der Führungszapfen 5 des ersten Ventilkörpers 3 mit Spiel in der Bohrung 7 des zweiten Ventilkörpers 4, so daß das Medium durch den Ringspalt zwischen dem Führungszapfen und der Bohrungswand abströmen kann. Zur Verbindung mit der Außenseite des Ventilkörpers ist in der Spindel 8 eine in Achsrichtung verlaufende Bohrung 20 ausgebildet, die durch eine Querbohrung zwischen den beiden Rollmembranen 13 und 14 mündet. Dieser Raum zwischen den beiden Rollmembranenist mit der Außenseite durch eine Gewindebohrung 21 im Ventilgehäuse verbunden, an die eine Überwachungsleitung angeschlossen werden kann.

Bei einer anderen Ausführungsform kann der Sammelraum 19 zwischen den beiden Ventilkörpern durch eine Bohrung im Ventilsitz 2 entlüftet werden, die bei 22 durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Zur Verbindung mit der Außenseite des Ventilgehäuses 1 kann an diese Bohrung 22 eine Leitung 23 angeschlossen werden die gleichfalls durch gestrichelte Linien dargestellt ist.

Sollte eine derartige Entlüftungs- und Überwachungsleitung beispielsweise mangels Explosionsgefahr nicht erforderlich sein» so kann sie - jedenfalls bei einem gasförmigen Leitungemedium entfallen, ohne daß die Funktionsfähigkeit des Absperrventils beeinträchtigt wird, weil durch die Schließbewegung des zweiten Ventilkörpers 4 keine nennenswerte Kompression des Gases In dem Zwischenraum 19 auftritt, gegebenenfalls kann eine Kompression in dem Zwischenraum 19 durch eine Weichdichtung am Ventillcörper verhindert werden. η

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Die den ersten Ventilkörper 3 beaufschlagende Druckfeder 6 wird zweckmäßigerweise so ausgelegt, daß dieser Ventilkörper das Ventil gegen den anstehenden Mediumsrückdruck geschlossen hält. Die die Spindel 8 aufschlagende Schließfeder 10 wird entsprechend stärker ausgelegt, damit die Spindel bzw. der zweite Ventilkörper 4 ein entsprechendes Widerlager für die Druckfeder 6 bildet.

Es sind verschiedene Abwandlungen der erfindungsgemäßen Bauweise möglich. So kann beispielsweise der Ventilsitz 2 abgestuft sein, wobei die Ventilkörper 3» 4 jeweils mit einer Dichtfläche versehen sind, deren Ebene senkrecht zur Spindelachse liegt. Aufgrund der einfacheren Herstellung und der besseren Abdichtung wird jedoch die dargestellte Ausführungsform bevorzugt. Anstelle der Rollmembranen kann eine Sicherheitsstopfbüchse vorgesehen werden und ebenso ist es möglich, die Spindel 8 mit einer anderen Betätigungsvorrichtung zu versehen.

Damit die beiden Ventilkörper 3> 4 völlig μnabhängig voneinander angetrieben werden können, kann die Spindel 8 des zweiten Ventilkörpers 4 hohl ausgebildet und in dieser eine Spindel des ersten Ventilkörpers 3 verschiebbar geführt sein. Die beiden Spindeln können am freien Ende mit unabhängig voneinander arbeitenden Antriebseinrichtungen, beispielsweise jeweils einem Kolben und einer Schließfeder, versehen werden. Bei einer solchen Ausgestaltung ist es beispielsweise möglich, bei einer Strömungsrichtung des Leitungsmediums entgegengesetzt zu der durch den Pfeil dargestellten, den ersten Ventilkörper 3 durch eine Schließfeder bestimmter Auslegung geschlossen zu halten,. während sich der zweite Ventilkörper 4 in der Offenstellung befindet und nur im Bedarfsfall geschlossen wird. Durch einen getrennten Antrieb für die beiden Ventilkörper können durch entsprechende Auslegung, beispielsweise des Abstandes zwischen den beiden Ventilkörpern, des Verschiebewegs der beiden Ventilkörper relativ zueinander oder durch die Anordnung eines federbelasteten Mitnehmers an einem der Spindelenden, verschiedene Steuerfunktionen durch ein einzelnes Ventil ausgeführt werden, für die bisher zwei getrennte Ventile erforderlich waren.

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Nach einer anderen Ausgestaltung kann der am Rand der Ringnut 11 zum Anliegen kommende Bund 12 mit einer Dichtfläche versehen werden, so daß in der Offenstellung des dargestellten Absperrventils die Entlüftungsleitung, die normalerweise in der Offenstellung zur Anzeige des Betriebsdrucks dient, abgesperrt wird.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel ist vor allem für Gasfeuerungsanlagen geeignet, da durch die hinsichtlich ihrer Wirkung kombinierte Anordnung zweier Ventilkörper an einem gemeinsamen Antrieb, die mit einem gemeinsamen Ventilsitz zusammenwirken und durch den Abstand voneinander einen gesonderten Gassammelraum bilden, aus dem bei der geringsten Undichtigkeit ausströmendes Gas abgeleitet und kontrolliert wird, jegliche Explosionsgefahr nicht nur wirksam überwacht, sondern auch ausgeschlossen wird.

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Claims

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Patentansprüche

Ί. Absperrventil, insbesondere für Gasfeuerungsanlagen, ge- ^-"^ kennzeichnet durch zwei konzentrisch zueinander angeordnete Ventilkörper (3, 4), die relativ zueinander verschiebbar sind und in der Schließstellung in einem Abstand voneinander an einem gemeinsamen Ventilsitz (2) anliegen.
2. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ventilkörper (3» 4) getrennt voneinander antreibbar sind, wobei die Spindel des einen Ventilkörpers in einer Hohlspindel des anderen Ventilkörpers geführt ist.
3. Absperrventil nach Anspruch 1 _s dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ventilkörper (3₉ 4) gemeinsam antreibbar sind und ein Ventilkörper (3) bei der Schließbewegung dem anderen voreilt.
4. Absperrventil nach Anspruch 3? dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ventilkörper (3) in einer Bohrung (7) des zweiten Ventilkörpers (4) geführt ist, wobei der zweite Ventilkörper durch eine Spindel (8) antreibbar und der erste durch eine in dieser Bohrung angeordnete Druckfeder (6) an dem zugeordneten Ventilsitz (2) andrückbar ist.
5. Absperrventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bohrung (7) des zweiten Ventilkörpers(4) eine Ringnut (11) vorbestimmter Breite ausgebildet ist, in der ein Bund (12) auf dem Umfang eines Führungszapfens (5) des ersten Ventilkörpers (3) eingreift, wobei dieser Bund einen Anschlag für die Auslegung der Voreilung des ersten Ventilkörpers gegenüber dem zweiten bildet.

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6. Absperrventil nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der durch den Abstand der beiden Ventilkörper (3, 4) in der Schließstellung gebildete Zwischenraum (19) zur Entlüftung durch eine Leitung mit der Außenseite des Ventilgehäuses (1) verbunden ist.
7. Absperrventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung zwischen dem Sammelraum (19) und der Außenseite des Ventilgehäuses (1) durch die Führungsbohrung (7) im zweiten Ventilkörper (4) und eine Bohrung (20) in der Spindel (8) verläuft, die mit der Außenseite verbunden ist.
8. Absperrventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung zwischen dem Sammelraum (19) und der Außenseite des Ventilgehäuses (1) durch eine Bohrung im Ventilsitz (2) und eine durch das Ventilgehäuse geführte Verbindungsleitung (23) verläuft.
9. Absperrventil nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein einzelner kegelstumpfförmig ausgebildeter Ventilsitz (2) vorgesehen ist und beide Ventilkörper (3, 4) entsprechende kegelstumpfförmige Dichtflächen aufweisen.
10. Absperrventil nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (8) mittels zweier hintereinander in einem Abstand angeordneter Rollmembranen (13, 14) abgedichtet ist.
11. Absperrventil nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der Spindel (8) bzw. der Spindeln mit einem Kolben (9) versehen ist, der zum Öffnen des Absperrventils gegen die Kraft einer Schließfeder (10) mit Druckmittel beaufschlagbar ist.

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