DE2806737C2

DE2806737C2 - Valve, especially for high pressure steam

Info

Publication number: DE2806737C2
Application number: DE2806737A
Authority: DE
Inventors: Ekkehard 4230 Wesel Matthes
Original assignee: Ch Zikesch Maschinen- und Apparatebau 4100 Duisburg De GmbH
Current assignee: Ch Zikesch Maschinen- und Apparatebau 4100 Duisburg De GmbH
Priority date: 1978-02-17
Filing date: 1978-02-17
Publication date: 1984-06-28
Also published as: JPS54152226A; AU525893B2; IT7920281A0; FR2417702A1; AT381152B; DE2806737A1; NL184748C; NL184748B; IT1112173B; AU4436879A; ATA125679A; FR2417702B1; NL7901078A

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere für Hochdruckdampf, mit einem zwei Anschlußkanäle aufweisenden Gehäuse, mit einem Absperrteil zum Absperren der beiden Anschlußkanäle und mit einem in dem Absperrteil angeordneten Entlastungsventil, das durch eine zylindrische Bohrung, einen Ventilsitz und ein Schließteil gebildet ist, das aus der einen Richtung nur mit Betriebsdruck und aus der entgegengesetzten Richtung teils mit Betriebsdruck und teils mit Gehäusedruck beaufschlagt ist.The invention relates to a valve, in particular for high-pressure steam, with a valve having two connection channels Housing, with a shut-off part to shut off the two connection channels and with an in the shut-off valve arranged through a cylindrical bore, a valve seat and a closing part is formed, which can be operated from one direction only with operating pressure and from the opposite direction Direction is partly pressurized with operating pressure and partly with case pressure.

Ein derartiges Ventil ist aus der US-PS 23 51 775 bekannt, und zwar für einen zwischen einem Tank und einem Tankwagen verlaufende Rohrleitung. Ein Überdruck der entweder in dem dem Tankwagen zugeordneten Rohrleitungsende oder aber im Gehäuse des Ventils selbst entsteht, wird in Richtung auf den Tank abgebaut. Um den entweder aus dem Tankwagen oder aus dem Ventilgehäuse kommenden Überdruck jeweils abbauen zu können, ist das Entlastungsventil als Doppelventil ausgebildet derart, daß jeweils eine Kugel eines Ventils zusammen mit dem zugeordneten Ventilsitz innerhalb einer Bohrung angeordnet sind und die Kugeln durch eine gemeinsame Feder in unterschiedliche Richtungen jeweils gegen ihren Ventilsitz gedruckt werden. Die die Kugeln und die Feder aufnehmende Bohrung verläuft schräg durch den Randbereich des Absperrteils. Diese Bohrung ist zwischen den Ventilsitzen mittels einer Querbohrung im Absperrteil mit der zum Tank führenden Anschlußleitung verbunden und steht über jenseits der Ventilsitze anschließende weitere Bohrungen einerseits mit dem Gehäuse und andererseits mit demjenigenSuch a valve is known from US-PS 23 51 775, namely for one between a tank and Pipeline running through a tank truck. An overpressure of either the one assigned to the tanker truck The end of the pipe or in the housing of the valve itself is dismantled in the direction of the tank. To reduce the overpressure coming either from the tank truck or from the valve housing to be able to, the relief valve is designed as a double valve such that each one ball of a valve are arranged together with the associated valve seat within a bore and the balls through a common spring can be pressed against its valve seat in different directions. The those Balls and the spring-receiving hole runs obliquely through the edge region of the shut-off part. These The hole is between the valve seats by means of a cross hole in the shut-off part with the one leading to the tank Connection line connected and is on the one hand via further bores connected on the other side of the valve seats with the housing and on the other hand with that

to Teil der Anschlußleitung in Verbindung, der auf der dem Tank abgewandten Seite des Absperrteils liegt. Das Herstellen dieser Bohrungen ist technisch schwierig und erhöht den Aufwand in sehr nachteiliger Weise ebenso wie die Verwendung eines aus zwei Kugeln und zwei Ventilsitzen bestehenden Absperrteils.to part of the connection line in connection, which is on the side of the shut-off part facing away from the tank. That Producing these holes is technically difficult and also increases the effort in a very disadvantageous manner such as the use of a shut-off part consisting of two balls and two valve seats.

Während das bekannte Ventil so ausgebildet ist, daß die Entlastung eines Überdrucks in Richtung auf die drucklose Seite erfolgt, ist es für Ventile, die mit unter hohem Druck stehenden Medien, wie beispielsweise Dampf, beaufschlagt werden sollen, im allgemeinen erforderlich, die Druckentlastung zu der jeweils den Betriebsdruck führenden Seite zu bewirken. Bei im Hochdruckbereich arbeitenden Ventilen jedoch ist es sehr schwierig, ein ausreichend genaues Ansprechen des Entlastungsventils zu gewährleisten, wenn das Ansprechen von einer Federkraft abhängig ist. Somit ist es bei den bekannten Ventilen nachteilig, daß das Ansprechen der Entlastungsventile von der Schließkraft einer Feder in einer solchen Weise abhängig ist, daß die Kugeln durch die Feder ständig in Richtung gegen den anstehenden Druck beaufschlagt werden und erst nach Überschreiten des Ansprechdrucks vom jeweiligen Ventilsitz abgehoben werden. Es kommt als Nachteil hinzu, daß für unterschiedliche Betriebsdruckwerte auch die Entlastungsventile unterschiedlich dimensioniert sein müssen. While the known valve is designed so that the relief of an overpressure in the direction of the pressureless side takes place, it is for valves that handle media under high pressure, such as Steam, to be acted upon, is generally required to relieve the pressure at the respective operating pressure leading side to effect. In the case of valves operating in the high pressure range, however, it is very much difficult to ensure a sufficiently accurate response of the relief valve when the response is dependent on a spring force. Thus, it is disadvantageous in the known valves that the response of Relief valves depend on the closing force of a spring in such a way that the balls pass through the spring is constantly urged in the direction against the prevailing pressure and only after it has been exceeded the response pressure can be lifted from the respective valve seat. There is an additional disadvantage that for different operating pressure values, the relief valves must also be dimensioned differently.

Es ist ferner aus der DE-OS 14 50 521 ein Ventil bekannt, bei dem Hilfsventile ebenfalls unmittelbar im Absperrteil angeordnet und dabei in Bohrungen eingesetzt sind, die angenähert in Strömungsrichtung verlaufen. Diese Hilfsventile haben den Zweck, von der einen oder der anderen Seite her Betriebsdruck abnehmen zu können, der zur Beaufschlagung eines das Absperrventil betätigenden Stellkolbens dient. Die Hilfsventile arbeiten hierbei als einfache Rückschlagventile.It is also known from DE-OS 14 50 521 a valve in which auxiliary valves are also directly in the shut-off part arranged and are used in bores which run approximately in the direction of flow. The purpose of these auxiliary valves is to be able to take operating pressure from one side or the other, which serves to act on an actuating piston that actuates the shut-off valve. The auxiliary valves work here as simple check valves.

Aus der DE-AS 20 41 722 ist ein Entlastungsventil bekannt, das so betrieben werden kann, daß eine Druckentlastung jeweils in die mit Betriebsdruck beaufschlagte Rohrleitung erfolgt. Das Entlastungsventil ist so aufgebaut, daß es nach dem Prinzip der Differenzdruckmessung arbeitet. Da das Ventil jedoch den Überdruck wahlweise in zwei unterschiedliche Richtungen abbauen kann, sind zu diesem Zweck zwei Schließteile erforderlich. From DE-AS 20 41 722 a relief valve is known which can be operated so that a pressure relief takes place in the pipeline which is subjected to operating pressure. The relief valve is designed in such a way that that it works on the principle of differential pressure measurement. Since the valve, however, the overpressure can optionally dismantle in two different directions, two locking parts are required for this purpose.

Es war Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ventil der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es sich bei möglichst geringem Platzbedarf in einfacher Weise innerhalb des Absperrteils anordnen läßt und gleichzeitig derart ausgelegt ist, daß es bereits bei einer verhältnismäßig geringen Differenz zwischen dem Gehäusedruck und dem Betriebsdruck anspricht und einen im Gehäuse vorhandenen Überdruck zur Betriebsdruckseite hin ableitet. It was the object of the present invention to design a valve of the type mentioned in such a way that it can be arranged in a simple manner within the shut-off part with as little space as possible and at the same time is designed in such a way that there is already a relatively small difference between the housing pressure and the operating pressure responds and discharges an overpressure present in the housing to the operating pressure side.

Diese Aufgabe wird durch die im KennzeichniingsteilThis task is carried out by those in the labeling part

b5 des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst. Das Absperrteil hat eine sich zur Strömungsrichtung parallel erstreckende Bohrung, die einen als Schließteil dienenden Kolben aufnimmt. Als Anschlag für den Kolben anb5 of claim 1 contained features solved. The shut-off part is parallel to the direction of flow extending bore which receives a piston serving as a closing part. As a stop for the piston

der dem Ventilsitz gegenüberliegenden Seite dient ein zum Kolben koaxialer Anschlagring, der in das Absperrteil eingesetzt ist. Der außerhalb des Ventilsitzes liegende äußere Querschnittsbereich der dem Ventilsitz zugewandten Kolbenseite begrenzt einen Ringraum, der durch den Kolben durchsetzende, in Richtung auf die dem Ventilsitz abgewandte Kolbenseite zur Kolbenachse hin geneigt verlaufende und in die Öffnung des Anschlagringes mündende Entlastungskanäle mit dem Jen Betriebsdruck führenden Anschlußkanal verbunden ist Der Anschiagring und der äußere Querschnittsbereich des Kolbens begrenzen einen zur Aufnahme einer Federgeeigneten Raum.the side opposite the valve seat is a stop ring coaxial with the piston, which is inserted into the shut-off part is used. The one outside the valve seat outer cross-sectional area of the piston side facing the valve seat delimits an annular space which penetrating through the piston, in the direction of the piston side facing away from the valve seat to the piston axis Relief channels with the Jen that run inclined and open into the opening of the stop ring The connecting channel carrying the operating pressure is connected to the stop ring and the outer cross-sectional area of the piston delimit a space suitable for receiving a spring.

Der zur Herstellung des Entlastungsventils erforderliche technische Aufwand ist verhältnismäßig gering, denn es brauchen im Absperrteil nur entsprechende koaxiale Bohrungen vorgesehen zu werden. Auch wird für die Anordnung des Entlastungsventils ein nur geringer Konstruktionsraum beansprucht. Ferner kann das Entlastungsventil in vorteilhafter Weise nach dem Differenz'Jruckprinzip arbeiten. Dies gewährleistet ein sehr genaues Ansprechen des Entlastungsventils bereits bei Druckdifferenzen in der Größenordnung von wenigen Bar unabhängig von der Wirkung einer Federkraft. Der zur Aufnahme einer Feder geeignete Raum dient nur dem Zweck, im Bedarfsfall eine Feder von verhältnismäßig geringer Kraft einzusetzen, falls es erforderlich sein sollte, beispielsweise bei schräger Einbaulage des Ventils, den Schließteil des Entlastungsventils in unbeaufschlagtem Zustand in einer definierten Endstellung zu halten.The technical effort required to manufacture the relief valve is relatively low, because only corresponding coaxial bores need to be provided in the shut-off part. Also will be for the arrangement of the relief valve takes up only a small amount of space. Furthermore, the relief valve work in an advantageous manner according to the differential pressure principle. This ensures a great deal precise response of the relief valve even with pressure differences in the order of magnitude of a few Bar independent of the action of a spring force. The space suitable for receiving a spring is only used the purpose of using a spring of relatively low force if necessary, if necessary should, for example in the case of an inclined installation position of the valve, the closing part of the relief valve in the unpressurized To hold the state in a defined end position.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Außendurchmesser des Anschlagringes größer s :in als der Durchmesser der den Kolben aufnehmenden Bohrung. Aufgrund dieser Durchmesserdifferenz entsteht im Absperrteil eine Ringschulter, die als Anlage für den Anschlagring dienen kann.According to an advantageous embodiment of the invention, the outer diameter of the stop ring greater s: in than the diameter of the bore receiving the piston. Because of this difference in diameter A ring shoulder is created in the shut-off part, which can serve as a system for the stop ring.

Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Kolben an seiner dem Ventilsitz abgewandten Seite einen inneren Ringansatz aufweist, an dem sich eine vorzugsweise als Tellerfeder ausgebildete Feder in radialer Richtung zentrierend abstützt und an dessen Stirnseite die Entlastungskanäle münden. Diese Ausbildung erleichtert somit das Einsetzen einer Feder der obengenannten Art im Bedarfsfall.Furthermore, it is proposed according to the invention that the piston on its side facing away from the valve seat has an inner ring shoulder on which a spring, preferably designed as a plate spring, is located in a radial direction Supported in a centering direction and the relief channels open at the end face. This training thus facilitates the insertion of a spring of the type mentioned above if necessary.

Nachfolgend wird eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Im einzelnen zeigtA particularly preferred embodiment of the invention is described below with reference to a drawing described in more detail. In detail shows

F i g. 1 einen Schnitt durch das Absperrteil eines Ventils mit eingebautem Entlastungsventil;F i g. 1 shows a section through the shut-off part of a valve with a built-in relief valve;

Fig. 2 einen Schnitt durch das Absperrteil entlang der Linie H-II in Fig. 1.FIG. 2 shows a section through the shut-off part along the line H-II in FIG. 1.

Das Ventil hat ein Gehäuse 10, das hier nur teilweise schematisch angedeutet ist und in das zwei Rohr leitungsenden 11 und 12 münden. Es fehlt der obere Teil des Gehäuses 10 mit dem Antrieb für eine Spindel 13, die das Absperrteil 14 trägt. Letzteres ist aus zwei Schließplatten 15 und 16 gebildet, die mittels dreier über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordneter Federn 17 gegeneinander abgestützt sind und dadurch mit ihren eo Sitzflächen 18 an entsprechende Sitzflächen 19 der beiden Rohrleitungsenden 11 und 12 angedrückt werden. Zwischen den in die Schließplatten 15 und 16 eingreifenden Teilen der Spindel 13 ist ein ausreichend großes Spiel vorhanden, um den Schließplatten 15 und 16 die b5 erforderliche Bewegungsmöglichkeit zu geben und gleichzeitig auch eine Verbindung zwischen dem Innenraum des Gehäuses 10 und einer in der SDindel 13 vorhandenen mittleren Aussparung 20 herzustellen. Wie im übrigen auch F i g. 2 erkennen läßt, sind die Schließplatten 15 und 16 über einen Teil ihres Umfanges hin mit den in sie eingreifenden Teilen der Spindel 13 formschlüssig verhakt, so daß sie durch die Spindel 13 durch eine zur Achse der Rohrleitungsenden 11 und 12 radiale Bewegung aus der hier gezeigten Schließstellung entfernt werden können.The valve has a housing 10, which is only partially indicated schematically here and into which two pipe ends 11 and 12 open. The upper part of the housing 10 with the drive for a spindle 13 which carries the shut-off part 14 is missing. The latter is formed from two closing plates 15 and 16, which are supported against one another by means of three springs 17 evenly distributed over the circumference and are thereby pressed with their eo seat surfaces 18 against corresponding seat surfaces 19 of the two pipe ends 11 and 12. There is sufficient play between the parts of the spindle 13 engaging in the closing plates 15 and 16 to give the closing plates 15 and 16 the necessary freedom of movement and, at the same time, a connection between the interior of the housing 10 and an existing one in the spindle 13 middle recess 20 to produce. As in the rest of FIG. 2 reveals, the closing plates 15 and 16 are positively hooked over part of their circumference with the parts of the spindle 13 engaging in them, so that they move through the spindle 13 by a radial movement to the axis of the pipe ends 11 and 12 from the one shown here Can be removed closed position.

Das Rohrleitungsende 11 ist mit Betriebsdruck beaufschlagt, während das Rohrleitungsende 12 drucklos ist. Bei Öffnung des Absperrschiebers ergibt sich also eine in der Zeichnung von rechts nach links verlaufende Strömungsrichtung. Das vorzusehende Entlastungsventil befindet sich deshalb in der dem Rohrleitungsende 11 zugeordneten Schließplatte 16. Es hat im einzelnen folgenden Aufbau:The pipe end 11 is subjected to operating pressure, while the pipe end 12 is depressurized. When the gate valve is opened, there is a in the drawing from right to left running direction of flow. The relief valve to be provided is therefore located in the pipe end 11 assigned locking plate 16. It has the following structure:

Durch eine Bohrung entsprechenden Durchmessers ist ein Zylinderraum 21 gebildet, in den ein scheibenförmiger Kolben 22 eingesetzt ist. Eine in Verlängerung des Zylinderraumes 21 bis zur Aussparung 20 verlaufende Bohrung bildet einen Druckraum 23, der über die Aussparung 20 und durch Spalte 25 zwischen den Schließplatten 15 und 16 und der Spindel 13 mit dem Innenraum des Gehäuses 10 in Verbindung steht. Zwischen dem Druckraum 23 und dem Kolben 22 befindet sich ein Ventilsitz 26, der durch eine entsprechende Ringfläche am Ende des Zylinderraumes 21 gebildet ist. A η dieser Seite hat der Kolben 22 eine dem Ventilsitz 26 entsprechende Ringfläche. Nach außen hin schließt sich ein durch entsprechende Ausdrehungen teils in der Seitenfläche des Kolbens 22 und teils in der Schließplatte 16 gebildeter und den Ventilsitz 26 umgebender Ringraum 27 an. Von diesem gehen über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnete und zur Mittelachse geneigte Entlastungskanäle 28 aus. Diese münden auf der anderen Kolbenseite im Bereich der Stirnfläche eines inneren Ringansatzes 29 am Kolben 22.A cylinder space 21 is formed by a bore of the appropriate diameter, in which a disk-shaped Piston 22 is inserted. One extending in the extension of the cylinder space 21 up to the recess 20 Bore forms a pressure chamber 23, which over the recess 20 and through gap 25 between the Closing plates 15 and 16 and the spindle 13 is in communication with the interior of the housing 10. Between the pressure chamber 23 and the piston 22 is a valve seat 26, which by a corresponding Annular surface is formed at the end of the cylinder space 21. A η on this side, the piston 22 has a valve seat 26 corresponding ring surface. Towards the outside it closes partly in the side surface through corresponding notches of the piston 22 and partly formed in the closing plate 16 and the valve seat 26 surrounding annular space 27 at. From this go over the circumference evenly distributed and inclined to the central axis Relief channels 28 from. These open out on the other side of the piston in the area of the end face of an inner one Ring shoulder 29 on piston 22.

Eine ebenfalls von dem betriebsdruckseitigen Rohrende 11 ausgehende größere Bohrung bietet Raum zum Einsetzen eines Anschlagrings 30, der mit der Außenseite der Schließplatte 16 bündig abschließt und auf dem sich eine als Tellerfeder ausgeführte Feder 31 abstützt. Diese umfaßt den Ringansatz 29 und drückt den Kolben 22 auf den Ventilsitz 26. Der Anschlagring 30 hat eine Durchgangsbohrung 24.A larger bore also proceeding from the pipe end 11 on the operating pressure side offers space for Insertion of a stop ring 30, which is flush with the outside of the closing plate 16 and on the a spring 31 designed as a plate spring is supported. This includes the ring extension 29 and pushes the piston 22 onto the valve seat 26. The stop ring 30 has a through hole 24.

In der hier dargestellten Schließstellung des Absperrschiebers setzt sich der Betriebsdruck durch die Entlastungskanäle 28 in den Ringraum 27 fort. Für den entsprechenden Flächenbereich ist also der Betriebsdruck bereits kompensiert. Wenn sich jetzt aus dem Innenraum des Gehäuses 10 ein höherer Druck aufbaut, so kann dieser vom Druckraum 23 her den Kolben 22 zum Abheben bringen, sobald ein bestimmter Druckwert erreicht ist. Die druckbeaufschlagten Flächen des Kolbens 22 sind entsprechend bemessen. Der aus dem Gehäuse 10 kommende Überdruck wird nach Abheben des Kolbens 22 vom Ventilsitz 26 über den Ringraum 27 und die Entlastungskanäle 28 zum Rohrleitungsende U hin abgebaut. Wenn dieser Druck einen zulässigen Wert erreicht hat, kann der Betriebsdruck, unterstützt von der Feder 31, den Kolben 22 dichtend an den Ventilsitz 26 andrücken.In the closed position of the gate valve shown here, the operating pressure is set through the relief channels 28 continues into the annular space 27. So for the corresponding surface area is the operating pressure already compensated. If a higher pressure builds up from the interior of the housing 10, so this can cause the piston 22 to lift from the pressure chamber 23 as soon as a certain pressure value is reached is. The pressurized surfaces of the piston 22 are dimensioned accordingly. The one from the case 10 coming overpressure is after lifting the piston 22 from the valve seat 26 via the annular space 27 and the Relief channels 28 dismantled towards the end of the pipe U. When this pressure reaches an acceptable value has, the operating pressure, supported by the spring 31, can seal the piston 22 against the valve seat 26 press on.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Valve, especially for high pressure steam, with a housing having two connection channels, with a shut-off part for shutting off the two connection channels and with one in the shut-off part arranged relief valve, which through a cylindrical bore, a valve seat and a closing part is formed that from one direction only with operating pressure and from the opposite direction is pressurized partly with operating pressure and partly with housing pressure, characterized in that that the bore (21) in the shut-off part (16) extends parallel to the direction of flow, that the closing part is a piston (22) that from Connig for the piston (22) on the side opposite the valve seat (26) one coaxial with the piston (22) Stop ring (30) is inserted into the shut-off part that the outside of the valve seat (26) outer cross-sectional area of the piston side facing the valve seat (26) an annular space (27) limited, the one penetrating through the piston (22) in the direction of the valve seat (26) facing away Piston side inclined towards the piston axis and into the opening of the stop ring opening relief channels (28) connected to the connecting channel (11) carrying the operating pressure and that the stop ring (30) and the outer cross-sectional area of the piston (22) have one for receiving limit suitable space to a spring.

2. Valve according to claim 1, characterized in that the outer diameter of the stop ring (30) is larger than the diameter of the bore (21).

3. Valve according to claim 1 or 2, characterized in that the piston (22) at its the valve seat (26) facing away from the side has an inner ring shoulder (29), on which a preferably as Plate spring formed spring (31) is supported in a centering manner in the radial direction and on its end face the F. relief channels (28) open.