DE2715419C2 - Absperrventil, insbesondere Hochdruckabsperrventil, mit Schnellschlußmöglichkeit - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet,

e) daß ein in drei Abschnitte aufgeteilter Kolben

(2) ein die Stirnfläche (F3) und die mit dem Ventilsitz (20) zusammenwirkende Ringfläche (F2) tragendes Kopfstück (2a), eine durch die Ventilsitzöffnung ragende, dem Einlaßdruck ausgesetzte Einschnürung (2b) und daran anschließend ein abgedichtet in dem Gehäuse (1) geführtes Endstück (2c)aufweist,

f) daß der Durchmesser des Kopfstückes (2a) größer ist als der des Endstücks (2c) und

g) daß das Steuerventil (23) den durch die Stirnfläche (F3) begrenzten Raum abwechselnd mit dem Druck (P) der Finlaßöfmung (17) und mit einem Rücklauf (/^verbindet.

2. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ende des Stößels (3) in eine zentrale Gewindebohrung im Kopfstück (2.·/^ des Kolbens (2) eingeschraubt ist und daß das freie äußere Ende des Stößels (3) in eine Sackbohrung (8) in der Stirnfläche der Gewindespindel (4) lose hineinragt.

Ein bekanntes Absperrventil der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art (GB-PS 5 44 824) weist einen zwischen einer Einlaßöffnung und einer Auslaßöffnung angeordneten Ventilsitz auf, gegen den ein mit einem Stößel verbundener Verschlußkörper gedruckt werden kann, um den Durchgangskanal zu versperren. Der Stößel ist in einer an dem Gehäuse verstellbaren Gewindespindel längsverschiebbar geführt, wobei ein Ende der Gewindespindel gegen eine Ringschulter des Stößels drückt. Zur Durchführung eines Schnellschlusses des Absperrventils ist in einem Hilfszylinder des Gehäuses ein den Stößel umgebender Hilfskolben angeordnet, der gegen eine zweite Ringschulter des Stößels drücken und den Stößel unabhängig von der Spindelstellung in die Schließposition des Verschlußkörpers drücken kann. Der Hilfszylinder weist zwei Zylinderkammern auf, von denen die eine über ein in Abhängigkeit von der Stellung der Gewindespindel betätigbares Ventil mit der Einlaßöffnung verbunden werden kann, während die andere über ein Steuerventil mit einer drucklosen Rücklauföffnung verbunden ist. In der zweiten Kammer kann sich der Druck über Leckageöffnungen langsam aufbauen, um den Hilfskolben in die Rückiiigsstellung zu bringen. Dieses bekannte Absperr-

H) ventil ermöglicht die Durchführung eines Schnellschlusses, indem das Steuerventil geöffnet wird und dadurch der Hilfskolben den Stößel mit dem Verschlußkörper in die Absperrstellung schiebt. Die Spindel kann dann ohne wesentliche Kraftaufwendung nachgestellt werden, um den Verschlußkörper in der Schließstellung zu blokkieren. Dies ist jedoch nur solange möglich, bis sich in der zweiten Kammer des Hilfszylinders durch Leckage der volle Druck aufgebaut hat. Das bekannte Absperrventil ist wegen der Notwendigkeit, zwei Hilfsventil vorzusehen, und durch den in einem zusätzlichen separaten Zylinder bewegbaren Hilfskolben sehr aufwendig. Außerdem ist es erforderlich, den Verschlußkörper in der Absperrstellung zu verriegeln, wenn nicht eine ständige Leckage an dem Hilfszylinder in Kauf genommen wird.

Bekannt ist ferner ein Zwei/Drei-Wegeventil mit einem belüftbaren und entlüftbaren einzigen Zylinderraum (US-PS 33 93 705). Dieses Ventil dient dazu, einen Druckverbraucher wahlweise an eine Druckquelle und

jo an eine drucklose Rücklaufleitung anzuschließen. Der Zylinderraum weist einen Abschnitt größeren Durchmessers und einen Abschnitt kleineren Durchmessers auf. In diesem Zylinderraum befindet sich der Kolben, der in jedem der beiden genannten Abschnitte ein ver-

J5 dicktes Kopfstück hat. Die beiden Kopfstücke sind durch einen Kolbenschaft miteinander verbunden. In den Zylinderabschnitt kleineren Durchmessers münden die miteinander zu verbindenden Leitungen ein. Es handelt sich um ein druckgesteuertes Schaltventil, bei dem

4ü das Problem der Druckentlastung zur Durchführung einer manuellen Verstellbewegung nicht besteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Absperrventil der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, dessen Aufbau und Konstruktion vereinfacht sind.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruchs 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Absperrventil zeichnet sich durch seine einfache Bauweise und kostengünstige Herstellung aus. Der Verschlußkörper übernimmt zugleich die Funktion des Hilfskolben, ohne jedoch zusätzliche bewegbare Teile zu benötigen. Da die Stirnfläche größer ist als die mit dem Ventilsitz zusammenwirkende Ringfläche, wird der Verschlußkörper bei Druckbeaufschlagung seiner Stirnfläche in die Schließposition bewegt. Die Druckbeaufschlagung erfolgt über das einzige vorhandene Steuerventil, das den Raum oberhalb der Stirnfläche abwechselnd mit Druck und Rücklauf verbinden kann.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im Patentanspruch 2 angegeben.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung schematisch veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Hochdruckabsperrventil in geschlossener Stellung im Längsschnitt und

F i g. 2 das Hochdruckabsperrventil nach F i g. 1 in geöffneter Stellung ebenfalls im Längsschnitt.

Das Hochdruckabsperrventil besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 1, in dem ein ringförmig eingeschnürter Kolben 2 als Verschlußkörper bewegbar ist, einen mit dem Kolben fest verbundenen C.tößel 3 und einer mit diesem lose zusammengreifenden Gewindespindel 4, an deren oberem Ende ein Handrad 5 oder eine beliebige andere Handhabe befestigt ist.

Die Gewindespindel 4 ist durch eine Gewindebuchse 6 in einem bügelartigen Ventilaufsatz 7 des Gehäuses 1 axial verstellbar gelagert. Sie endet außerhalb des Gehäuses 1 und weist an ihrem unteren Ende eine öffnung, z. B. eine Sackbohrung 8 auf, in deren Grund eine Kugel 9 gelagert ist, die durch geeignete Mittel, z. B. einen Ring 10. gehalten ist und als Lagerstelle für das nach außen abgerundete Ende des Stößels 3 dient. Sowohl die Gewindespindel 4 als auch der Stößel 3 können von miteinander fluchtenden Bohrungen 11, 12 durchsetzt sein, durch die ein nichtgezeichneter Bolzen hindurchsteckbar ist, der in einem Ausnahmefall eine 'iraftschlüssige Verbindung zwischen Stößel 3 und Gewindespindel 4 herstellt.

Der Kolben 2 ist in drei Abschnitte aufgeteilt, und zwar ein Kopfstück 2a. eine ringförmige Einschnürung 2b und ein Endstück 2c. Das Kopfstück 2a hat einen größeren Durchmesser als das Endstück 2c und dementsprechend ist seine untere Ringfläche F2 breiter als die Ringfläche F1 des Endstückes 2r. In die obere Stirnfläche F3 des Kopfstückes 2a ist das mit Gewinde versehene Ende des Stößels 3 eingeschraubt. Der Durchmesser des Stößels 3 ist kleiner als derjenige der Gewinde- jo spindel 4. Der Stößel 3 tritt durch eine Öffnung in uer oberen Wand des Gehäuses 1 hindurch und ist mittels eines Dichtringes 13. der von einer Buchse 14 gehalten ist, abgedichtet.

In dem Gehäuse 1 sind zwei weitere Buchsen 15 und J5

16 vorgesehen, die die dem Durchmesser des Kopfstükkes 2a und des Endstückes 2c angepaßten Zylinderräume definieren. In den Buchsen sind an geeigneten Stellen Dichtringe vergesehen. Ein weiterer Einsatz im Gehäuseinnenraum bildet der Ventilsitz 20, der mit der Ringfläche F2 zusammenwirkt.

Das Gehäuse weist eine Einlaßöffnung 17 zum Anschluß einer Hauptdruckleitung 18 sowie eine Auslaßöffnung 19 auf. Die öffnungen 17 und 19 werden durch die Verschiebung des Kolbens 2 geöffnet oder geschlossen. d. h. es wird der Durchstrom von der Einlaßöffnung

17 zu der Auslaßöffnung 19 von dem Kopfstück 2a freigegeben oder du^rch Zusammenwirken des Ventilsitzes 20 mit der Ringfläche F 2 abgesperrt.

Außerdem ist in dem Gehäuse 1 eine Bohrung 21 ausgebildet, die in den Gehäuseraum über der Stirnfläche F3 des Kopfstückes 2a mündet und an die eine Leitung 22 angeschlossen ist. In diese Leitung 22 ist ein manuell, elektrisch oder pneumatisch steuerbares Steuerventil 23 eingeschaltet, das zweckmäßig ein 3/2-Wegeventil ist. Die Leitung 22 steht mit der Hauptdruckleitung 18 über eine Steuerwasserleitung 24 in Verbindung. Bei dem Steuerventil 23 steht R für Rücklauf: P für Druck und A für Anschluß.

Die Funktion des handbetätigbaren Hochdruckab- to Sperrventils, das insbesondere für die Industrie geeignet ist, und bei dem sowohl das öffnen als auch das Schließen mit geringstem Kraftaufwand innerhalb weniger Sekunden möglich ist, wird nachfolgend beschrieben.

Über das Steuerventil 23 wird die Stirnfläche F3 des t>5 Kolbens 2 mit dem Systemdruck beaufschlagt. Da die Fläche F3 größer ist als die Ringfläche F2, abzüglich der Ringfläche Fl, wird der Kolben 2 hydraulisch auf den Ventilsitz 20 gedruckt. Der Stößel 3, der aus dem Gehäuse 1 nach außen gegen die Gewindespindel 4 ragt, macht die Kolbenbewegung mit.

Die Gewindespindel 4 wird nun mittels des Handrades 5 nach unten gedreht, bis sie gegen das abgerundete Ende des Stößels 3 drückt und damit der Kolben 2 mechanisch gegen den Ventilsitz 20 angepreßt wird. Der hydraulisch in Schließstellung gebrachte Kolben 2 wird also mittels der Gewindespindel 4 zuhaltend arretiert.

Um das Absperrventil zu öffnen, wird das Steuerventil 23 geöffnet, damit der auf der Stirnfläche F3 lastende hydraulische Druck langsam abbauen kann. Danach wird die Gewindespindel 4 nach oben gedreht.

Da die Stirnfläche F3 nicht mehr mit Druck beaufschlagt und die Ringfläche F2 größer als die Fliehe Fl ist. v.ird nunmehr der Kolben 2 angehoben, d. h. der Kolben 2 löst sich von dem Ventilsitz 20. Somit kann durch die Hauptdruckleitung 18 das Medium strömen. Drosselstellungen können dadurch eingestellt werden, daß die Gewindespindel 4 nur einen Teilweg zurückgedreht wird und die abgerundete Kuppe des Stößels 3 an die Gegenfläche der Gewindespindel, d. h. an die Kugel 9 anlegt.

Muß das Absperrventil 1 bei drucklosem System geöffnet werden, z. 3. bei Reparaturen, wobei die normalerweise auf die Ringfläche F2 wirkende hydraulische Kraft fehlt, wird mittels des erwähnten durch die Bohrungen 11 und 12 hindurchgesteckten Bolzens eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Gewindespindel 4 und dem Stößel 3 hergestellt. Dadurch entsteht eine reine Handbetätigung für den Öffnungs- und Schließvorgang des Absperrventils. Dies ist jedoch ein Ausnahmezustand. Im allgemeinen besteht zwischen der Gewindespindel 4 und dem Stößel 3 keine kraftschlüssige Verbindung, sondern der Stößel 3 kann sich bei Verstellung des Kolbens 2 von der Gewindespindel 4 unabhängig bewegen und hierauf beruht das Ergebnis der leichten und schnellen Drehbarkeit der selbsthemmenden Gewindespindel 4.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Absperrventil, insbesondere Hochdruckabsperrventil, mit Schnellschlußmöglichkeit, mit

a) einem Gehäuse, das eine Einlaßöffnung (17) und eine Auslaßöffnung (19) für ein durchströmendes Medium und zwischen diesen öffnungen einen Ventilsitz (20) zum Anlegen einer Ringfläche (F2) eines verschiebbaren Verschlußkörpers aufweist,

b) einem von dem Verschlußkörper abstehenden Stößel (3). der gegen einen Anschlag einer an dem Gehäuse (1) verstellbaren Gewindespindel (4) drückt,

c) einem in einer Zylinderkammer des Gehäuses

(1) bewegbaren, auf den Verschlußkörper einwirkenden Kolbenteil mit einer der Gewindespindel (4) zugewandten Stirnfläche (F3) und

d) einer ein Steuerventil (23) enthaltenden Leitung (18, 24, 22), die die Einlaßöffnung (17) mit dem durch die Stirnfläche (F3) begrenzten Raum der Zylinderkammer verbindet,