DE2725110A1

DE2725110A1 - Absperrventil fuer tiefkalte medien

Info

Publication number: DE2725110A1
Application number: DE19772725110
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Klein; Klaus Tocha
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1977-06-03
Filing date: 1977-06-03
Publication date: 1978-12-07
Also published as: FR2393214A1

Description

Blatt 2 zum Schreiben vom MG lOOY 4»

Die Erfindung betrifft ein Absperrventil für tiefkalte Medien, im wesentlichen bestehend aus einem Ventilgehäuse und einer Ventilspindel mit Ventilkegel. Derartige Medien können z.B. tiefkalte verflüssigte Gase sein.

Wird z.B. über ein Absperrventil ein tiefkaltes verflüssigtes Gas abgefüllt, so nimmt bei genügend langen Abfüllvorgang das gesamte Ventil die tiefe Temperatur des flüssigen Gases an. Nach dem Schließen des Ventils sorgt die Wärmeeinströmung aus der Umgebung dafür, daß die äußeren Ventilteile, also im wesentlichen das Ventilgehäuse, schneller warm werden als die Ventilspindel. Das Ventilgehäuse dehnt sich durch die Temperaturerhöhung aus und hebt die Ventilspindel mit dem Ventilkegel vom Ventilsitz ab. Das Ventil wird somit undicht und es strömt Gas ab. Das entweichende Gas entzieht der Ventilspindel Wärme, die dadurch weiter kalt bleibt. Das Ventil bleibt dadurch undicht.

Bemerkt nun der Anwender die Undichtigkeit, wird das Ventil geschlossen. Das gesamte Ventil erwärmt sich langsam von außen nach innen auf die Umgebungstemperatur. Da beim Beginn dieser Erwärmung die äußeren Ventilteile bereits wesentlich wärmer als die Spindel sind, ist die Spindel nach erfolgtem Temperaturaus-

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gleich länger. Der Längenunterschied zwischen Spindel und äußeren Ventilteilen führt zu Spannungen im Ventil.Der Längenunterschied muß durch Verformung ausgeglichen werden. Dies führt zu starken, oft zerstörend wirkenden mechanischen Spannungen im Ventilsystem.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Absperrventil für tiefkalte Medien, im wesentlichen bestehend aus einem Ventilgehäuse und einer Ventilspindel mit Ventikegel, zu schaffen, bei dem mechanische Spannungen, verursacht durch Längenunterschiede zwischen der Ventilspindel und den äußeren Ventilteilen beim Temperaturausgleich, nicht auftreten.

*) als die äußeren Ventilteile

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Blatt 3 ₂,_jm Schreiben vom MG 1 O&J

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Gemäß der Erfindung wird dies erreicht durch mindestens ein federndes Element zwischen Ventilspindel und Ventilkegel.

Vorzugsweise besteht das federnde Element aus Tellerfedern oder Federscheiben.

Bei dem erfindungsgemäßen Absperrventil erfolgt zunächst die gleiche Dehnung der äußeren Ventilteile nach Beendigung des Abfüllens, wie sie einleitend beschrieben wurde. Das Ventil wird jedoch nicht undicht, weil das beim Ventilschließen vorgespannte Federelement den Ventilkegel nachschiebt. Es besteht keine Veranlassung, das Ventil über die Spindel nachzuziehen. Nach erfolgtem Temperaturausgleich herrschen im gesamten Ventilsystem die gleichen mechanischen Spannungen wie unmittelbar nach dem Schließen des Ventils bei Beendigung des Abfüllens, sofern Ventilspindel und äußere Ventilteile aus gleichen Werkstoffen bestehen.

Da das federnde Element nur die sehr kurzen, temperaturbedingten Längenänderungen ausgleichen muß, sind Tellerfedern oder Federscheiben für diesen Zweck vorzüglich geeignet. Es lassen sich aber auch steife Schraubenfedern ohne weiteres verwenden.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert werden.

Es zeigen:

Fig.1 die teilweise geschnittene Ansicht einer Ventilspindel mit Ventilkegel,

Fig.2 den unteren Teil eines Eckventils.

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λ MG Ι067

Blatt 4 zum Schreiben vom

In Fig. 1 ist eine Druckstange 1 eines Ventils dargestellt, die mit einem Ventilkegel 2 gemäß der Erfindung federnd verbunden ist. Als Federelement dient ein Satz Scheiben und Federscheiben 3. Die Verbindung zwischen Druckstange 1 und dem Ventilkegel 2 erfolgt mittels einer Hohlschraube 4, dem Sicherungsblech 5 und dem zweigeteilten, in einer Nut der Druckstange 1 liegenden Haltering 6. Erfindungsgemäß kann die Druckstange 1 ein kleines Stück gegen die Kraft der Federscheiben 3 in den Ventilkegel 2 hineingeschoben werden.

Der in Fig. 2 dargestellte untere Teil eines Eckventils besteht aus dem Ventilgehäuse 7, in welchem mittels eines Gewinderinges 8 ein Dichtring 9 zusammengepreßt und das Ventiloberteil 10 eingeschraubt ist. Durch den Gewindering 8 wird außerdem die Faltenbalghaube, bestehend aus Ring 11, Hülse 12 und Teller 13 im Ventilgehäuse 7 befestigt. An den Teller 13 ist ein Faltenbalg 14 geschweißt. Das andere Ende des Faltenbalges 14 ist an den Ventilkegel 15 geschweißt. Der Ventilkegel 15 ist mittels einer Schraube 16 an den Schaft 17 geschraubt, der in einer Bohrung im Teller 13 axial beweglich geführt ist. In den Ventilkegel 15 ist ein Dichtring 18 eingelassen. Der Faltenbalg 14 verhindert, daß die Ventilspindel 19 mit dem abzufüllenden Medium in Berührung kommt. Das Medium kann daher nicht durch eine eventuell undichte Ventilspindeldxchtung nach außen gelangen.

Der Schaft 17 ist erfindungsgemäß mit der Ventilspindel 19 über ein Federelement verbunden. Hierzu dient die Hülse 20, die auf das Ende der Ventilspindel 19 aufgeschraubt und mit der Sechskantmutter 21 gesichert ist. Der Schaft 17 besitzt am Ende eine tellerförmige Erweiterung, die von der Hülse 20 aufgenommen wird. Im Ende der Ventilspindel 19 befindet sich eine Bohrung, in der ein Satz Tellerfedern 22 und eine Kugel 23 angeordnet sind. Die Kugel 23 berührt die tellerförmige Erweiterung des Schaftes 17. Der Schaft 17 und der mit ihm verbundene Ventilkegel 15 kann daher gegen die Kraft der Tellerfeder 22 ein Stück in die Hülse 20 gedrückt werden, wenn das Ventil geschlossen wird.

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Blatt 5 zum Schreiben vom MG I067

BESSER SRlESHEiM GM3H

Wenn das Ventil beim Schließen eine tiefe Temperatur hat, erwärmt sich das Ventilgehäuse 10 allmählich und dehnt sich aus. Dadurch würde die Ventilspindel 19 und der Ventilkegel 15 vom Ventilsitz 7 abgehoben werden. Die vorgespannten Tellerfedern dehnen sich jedoch entsprechend der Längenausdehung des Ventilgehäuses 10 aus und drücken den Ventilkegel 15 weiter auf den Ventilsitz 7. Bei weiterer Erwärmung nimmt auch die Ventilspindel 19 und der Schaft 17 die Umgebungstemperatur an. Beide dehnen sich aus und drücken die Tellerfedern 22 wieder zusammen. Nach erfolgter Erwärmung drückt daher der Ventilkegel 15 wieder mit der gleichen Kraft auf den Ventilsitz 7 wie direkt nach dem Schließen des kalten Ventils, sofern für das Ventilgehäuse 10, die Ventilspindel 19 und den Schaft 17 Materialien mit dem gleichen Wärmeausdehnungsquotienten verwendet werden.

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Claims

27 2 b I IQ MESSER GRIESHEIM GMBH MG I067 Kennwort: Kompensationsventil EM 813 Erfinder: W.Klein; K.Tocha Ordner: E Ba/Hi Ffm, 03.05.1977 Bezeichnung: Absperrventil für tiefkalte Medien Ansprüche

1. Absperrventil für tiefkalte Medien, im wesentlichen bestehend aus einem Ventilgehäuse und einer Ventilspindel mit Ventil- ' kegel,

gekennzeichnet durch mindestens ein federndes Element ( 3, 22) zwischen Ventilspindel ( 1, 19 ) und Ventilkegel ( 2, 15 ).

2. Absperrventil nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Element aus Tellerfedern (22) besteht.

3. Absperrventil nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Element aus Federscheiben (3) besteht.

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