DE2853431A1

DE2853431A1 - Ventil

Info

Publication number: DE2853431A1
Application number: DE19782853431
Authority: DE
Inventors: Haakan Jeppsson
Original assignee: Alfa Laval AB
Current assignee: Alfa Laval AB
Priority date: 1977-12-23
Filing date: 1978-12-11
Publication date: 1979-07-05
Also published as: US4271860A; NL7812526A; FI783985A; CA1093423A; IT7830795A0; IT1101558B; JPS5494119A; SE7714736L; NO784233L; FR2412774A1; SE409138B; DK577478A; GB2011036A

Description

Ventil

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil mit einem Gehäuse, einem Ventilsitz, einem hin- und herbeweglichen hohlen zylindrischen Ventilglied, das mit dem Ventilsitz zusammenwirkt, und mit äußeren und inneren Dichtungen in gleitendem Eingriff mit den äußeren bzw. inneren Oberflächen des Ventilgliedes.

Es sind Ventile von dieser Art bekannt, bei denen der Strömungsweg sich durch das hohle zylinderische Ventilglied erstreckt, wobei dieses Glied mit einem stationären Ventilsitz zusammenarbeitet, der in einer geschlossenen Stellung die Querschnittsfläche des Ventilgliedes abdeckt und den Strömungsweg absperrt. Solche Ventile haben den Vorteil, daß sie in Bezug auf die auf das Ventilglied wirkenden Drücke im Gleichgewicht sind, wodurch das Ventilglied nicht durch irgendwelche wesentlichen resultierenden Kräfte im öffnenden oder schließenden Sinne betätigt wird.

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In Verarbeitungsanlagen 1st es wünschenswert, verschiedene Abschnitte einer Anlage voneinander in einer zuverlässigen Weise absperren zu können, um ein Mischen der verschiedenen Medien vermeiden zu können. Beispielsweise ist es manchmal wünschenswert, einen Abschnitt der Anlage für das Reinigen abzuschließen, während der Rest derselben Anlage in Betrieb ist und mit dem Prozeßmedium gefüllt ist. In solchen Fällen ist es notwendig sicherzustellen, daß die Reinigungsflüssigkeit aus dem einen zu reinigenden Abschnitt nicht in das Prozeßfluid in dem arbeitenden Abschnitt der Anlage lecken kann.

Um dieses Erfordernis zu befriedigen werden Kolbenventile einer bestimmten Art gewöhnlich verwendet, die mit doppelten Dichtungen und einer mit einem Abfluß versehenen Zwischenkamraer versehen sind, wodurch eine mögliche Leckage an einer der Dichtungen abgeführt werden wird.

Die zu diesen Zweck bisher verwendeten Ventile besaßen eine Anzahl von Nachteilen. So tritt oft eine kleine Flüssigkeitsmenge während der Umstellung des Ventils aus, entweder infolge der Tatsache, daß das Innere des Ventils einen Augenblick lang mit einem Abfluß verbunden ist, oder weil ein zwischen den zwei Dichtungsflächen eingeschlossenes Volumen durch den gleichen Auslaß über ein Leck austritt.

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Außerdem sind diese Ventile für Durckwellen empfindlich, da solche raschen Druckanstiege in einer Rohrleitung das Ventil in öffnendem Sinne betätigen können, wodurch die Gefahr eines Lecks auftritt. Zusätzlich kann das Ventil selbst eine Druckänderung in den Rohrleitungen infolge der Volumensänderung verursachen, die während der Umstellung auftritt, was wiederum zu der Gefahr einer Leckage in anderen Ventilen in der Anlage führen kann.

Die oben beschriebenen Nachteile sind mit Hilfe eines Ventils der eingangs beschriebenen Art beseitigt worden, das erfindungsgeraäß im wesentlich dadurch gekennzeichnet ist, daß der Ventilsitz ein bewegliches Element aufweist, das einen Querschnitt besitzt, der dem des Ventilgliedes und der Dichtungen in gleitendem Eingriff mit den äußeren und inneren Oberflächen des verschieblichen Elementes entspricht, wobei das Element durch das Ventilglied gegen eine federnde Kraft während des Schließens des Ventils verschieblich ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Ventilglied durch eine Steuereinrichtung betätigbar, die eine Kammer aufweist, welche durch das Ventilglied eingeschlossen und mit einer Quelle unter Druck gesetzten Fluides verbunden 1st, wobei die Kammer durch doppelte Dichtungen abgedichtet ist und mit Abfluß versehene Kammern zwischen den Dichtungen vorgesehen sind.

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Das erfindungsgemäße Ventil bietet eine doppelte Sicherheit gegen Leckage und während der Umstellung desselben tritt keine Flüssigkeitsleckage auf. Außerdem ist es im wesentlichen unempfindlich gegenüber Druckwellen und es kann selbst keine Druckänderungen während der !Anstellung verursachen.

Andere Vorteile des erfindungsgemäßen Ventils werden aus der folgenden Beschreibung ersichtlich werden, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, in denen

Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt, wobei Teile weggeschnitten sind,

Fig. 2 eine Draufsicht nach II-II in Figur 1 ist und

Fig. 3 und 4 entsprechende Ansichten einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils sind.

Das in den Figuren 1 und 2 gezeigte Ventil weist ein Ventilgehäuse 1 mit einem Deckel 2 auf. Eine obere Bohrleitung 3 und eine untere Rohrleitung 4 sind mit dem Ventilgehäuse verbunden. In dem Gehäuse 1 ist ein zentraler Stösael 5 vorgesehen, der von einem Ventilglied umgeben ist, das als zylindrische

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Hülse 6 gestaltet ist, die mit einem oberen, einwärts sich erstreckenden Flansch 6a versehen ist. Die Hülse 6 ist längs des Stössels 5 verschieblich und ist mit Hilfe von Dichtungen 7, 8 und 9 gegen den oberen Abschnitt des Stössels als auch gegen zwei untere Vorsprünge 5a, 5b des Stössels 5 abgedichtet.

Das Ventilglied 6 wirkt mit einem Ventilsitz 10 zusammen, der wie ein kanalförmiger Ring ausgebildet ist, der durch eine Schraubenfeder 11 in der gezeigten Position gehalten wird. In dieser Position ist der senkrechte linke Flansch des Ventilssitzes 10 auf beiden Seiten durch Dichtungen 12, 13 abgedichtet und Abflußöffnungen 10a sind vorgesehen, um eine mögliche Leckflüssigkeit abzuführen.

Das Ventilglied 6 wird betätigt indem unter Druck stehendes Fluid an eine Arbeitskammer 14 geliefert wird, die durch den Stössel 5 und den oberen Abschnitt des Ventilgliedes 6 umschlossen ist. Das Fluid, beispielsweise Druckluft, wird von einer (nicht gezeigten) Druckquelle durch einen Kanal 15 in dem Stössel 5 herangeführt. Das Ventilglied wird in seine in Figur gezeigte geöffnete Position bewegt, indem das unter Druck stehende Fluid an die Kammer 14 geliefert wird, wobei die Bewegung gegen die Wirkung der Schraubenfeder 16 stattfindet, die zwischen dem Deckel 2 und dem oberen Teil des Ventilgliedes 6 vorgesehen it.

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Wenn das Ventil geschlossen werden soll, wird dem unter Druck gesetzten Fluid gestattet, aus der Kammer 14 auszuströmen, wodurch das Ventilglied 6 durch die Feder 16 nach unten gedrückt wird. Der untere Rand des Ventilgliedes 6 greift dann am Sitz 10 an, der nach unten gegen die Wirkung der schwächeren Feder 11 gedrückt wird. Die Abwärtsbewegung des Ventilgliedes wird durch die Schulter 5c des Stössels 5 begrenzt. In dieser Position ist die Verbindung zwischen den Rohrleitungen 3 und 4 geschlossen und die Dichtungen 12, 13 greifen an entgegengesetzten Seiten des Ventilgliedes 6 an. Bei einem Leck auf einer der Seiten der Dichtungen 12 und 13 wird das Leckfluid abwärts in die darunterliegende Kammer 17 und weiter durch die Auslaßöffnungen 18 in die Atmosphäre fließen. Somit besteht keine Gefahr, daß ein Leck von der Rohrleitung 3 zu der Rohrleitung oder umgekehrt geschieht. Da die Dichtungen 12, 13 ständig entweder gegen das Ventilglied 6 oder den Sitz 10 abdichten, wird es auch kein Lecken während der Umstellung des Ventils geben.

Wenn das Ventil gereinigt werden soll, wird eine Reinigungsflüssigkeit durch einen axialen Kanal 19 in den Stössel 5 eingeführt. Die Flüssigkeit wird von dem Kanal 19 über einen radialen Kanal 20 zu der Kammer 21 innerhalb des Deckels 2 übertragen und wird dann durch Abflußöffnungen 2a in dem Deckel 2 abgeführt. Die Kammer 21 ist gegenüber der oberen

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Rohrleitung 3 mit Hilfe einer Dichtung 22 abgedichtet. Gleichzeitig wird Reinigungsflüssigkeit über einen zweiten radialen Kanal 23 zu einer Kammer 24 geleitet, die zwischen den zwei VorSprüngen 5a, 5b des Stössels 5 angeordnet ist. Die Flüssigkeit wird von der Kammer 24 über die Kanäle 25, 26 und 27 zu der Kammer 17 geleitet und wird durch die öffnungen 18 abgeführt.

Während des normalen Betriebs bietet die Kammer 24 eine doppelte Sicherheit gegen ein Lecken des Steuerfluids aus der Arbeitskammer 14 zu den Rohrleitungen 3, 4, da eine mögliche derartige Leckage an der Dichtung 8 vorbei durch die oben erwähnten Kanäle 25, 26 und 27 abgeführt werden wird.

Eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils ist in den Figuren 3 und 4 gezeigt. In diesen Figuren ist das Ventil in einer geschlossenen Stellung gezeigt. Die Hauptmerkmale dieser zweiten Ausführungsform entsprechen denen des Ventils der Figuren 1 und 2 und die gleichen Bezugszeichen werden für einander entsprechende Teile benutzt. Das Ventil nach den Figuren 3 und 4 unterscheidet sich jedoch von der ersten Ausführungsform in Bezug auf die Reinigung und die Aufgabe hiervon besteht darin, eine doppelte Sicherheit gegen ein Lecken der Reinigungsflüssigkeit vorzusehen.

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In diesem Fall wird die Reinigung des Ventils mit den». Ventilglied 6 in der geschlossenen Stellung nach Figur 3 durchgeführt. Gleichzeitig mit dem Hindurchströmen der Reinigungsflüssigkeit durch die obere Rohrleitung 3 wird Reinigungsflüssigkeit über die Kanäle 40, 41 zu der Kammer 21 innerhalb des Deckels 2 geführt. Die Reinigungsflüssigkeit wird von dort über senkrechte rohrfönnige Kanäle 42 zu einer Ringkammer 43 geleitet, die mit Abflußöffnungen 44 versehen ist. Eine mögliche Leckage, die die Dichtung 22 passiert, wird in diesem Fall keine Schwierigkeiten verursachen, da die Kammer 21 und die Rohrleitung 3 Reinigungsflüssigkeit enthalten. Eine mögliche Leckage, die die Dichtung 13 passiert, wird auch durch die öffnungen 44 abgeführt und kann somit nicht in die Rohrleitung eintreten. Demzufolge kann die zuletzt erwähnte Rohrleitung in Betrieb sein und mit einem Prozeßfluid gefüllt sein, während gleichzeitig die obere Rohrleitung gereinigt wird, ohne daß die Gefahr besteht, daß das Reinigungsfluid und das Prozeßfluid gemischt werden.

Wenn die untere Rohrleitung 4 gereinigt wird, wird Reinigungsflüssigkeit über die Kanäle 19, 23 zu der Kammer 24 und weiter über die Kanäle 25, 26, 27 zu einer ringförmigen Kammer 45 geführt, die unterhalb der Kammer 43 angeordnet und von dieser mit Hilfe einer Zwischenwand 46 getrennt ist, die mit einer

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Dichtung 47 versehen ist. Die Kammer 45 ist mit Abflußöffnungen 48 versehen, durch die die Reinigungsflüssigkeit abfließt. Ein mögliches/ die Dichtung 9 passierendes Leckfluid wird nichts ausmachen, da Reinigungsflüssigkeit auf beiden Seiten dieser Dichtung vorhanden ist und ein mögliches, die Dichtung 12 passierendes Leckfluid wird durch die öffnungen 48 abgeführt. In dieser Ausführungsform hat der Ventilsitz 10 eine etwas andere Gestalt, wie sich aus der Figur 3 ergibt, aber er wird durch eine Feder 11 wie in der ersten Ausführungsform betätigt.

Es sollte aus der obigen Beschreibung deutlich werden, daß die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils nach den Figuren 3 und 4 eine ausreichende Sicherheit gegen unerwünschtes Lecken der Reinigungsflüssigkeit selbst während der Umstellung des Ventils bietet. Es ist somit möglich, eine der Rohrleitungen und den zugehörigen Teil des Ventiles zu reinigen, während die andere Rohrleitung mit Prozeßfluid gefüllt ist. Dies ermöglicht es, einen Teil einer Verarbeitungsanlage in Betrieb zu halten, während ein anderer TiI der Anlage gereinigt wird, so daß Dnterbrechnungen des Betriebes zum Reinigen des Ventils vermieden werden können.

Die folgenden Merkmale sind für beide Ausführungsformen des oben beschriebenen Ventils charakteristisch.

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In der geschlossenen Stellung bietet das Ventil eine zufriedenstellende Sicherheit gegen ein Lecken zwischen den zwei Rohrleitungen, was insbesondere in der Lebensmittelindustrie wichtig ist. Infolge dessen kann ein Teil einer Verarbeitungsanlage zum Reinigen abgestellt werden, während ein anderer Teil der Anlage arbeitet. Außerdem ist das Ventil nicht durch Druckwellen in den Rohrleitungen betätigbar, da die hierdurch erzeugten Druckkräfte das Ventilglied 6 nur radial beaufschlagen und nicht in seiner Bewegungsrichtung. Das Ventil selbst wird auch keine Druckänderungen infolge einer Volumensänderung während der Umstellung verursachen· Es erfolgt keine Leckage während der Einstellung. Außerdem hat das Ventil kleine Abmessungen und kann leicht für Inspektionen oder Wartungen auseinandergenommen werden. Nach dem Abnehmen des Deckels 2, 2* können die inneren Teile des Ventils ohne weiteres auseinandergenommen werden, um Dichtungen oder dergl. zu ersetzen.

Ein weiterer wichtiger Vorteil besteht darin, daß das Ventil keinen äufieren Arbeitszylinder oder eine ähnliche Steuereinrichtung für die Umstellbewegung benötigt, da die zylindrische Hülse 6, 6* gleichzeitig als eine Steuereinrichtung arbeitet*

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

f 1.,Ventil, mit einem Gehäuse, einem Ventilsitz, einem

hin- und herbeweglichen hohlen zylindrischen Ventilglied, das mit dem Ventilsitz zusammenwirkt, und mit äußeren und inneren Dichtungen in gleitendem Eingriff mit den äußeren, bzw. inneren Oberflächen des Ventilgliedes, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz ein bewegliches Element (10; 10') aufweist, das einen Querschnitt besitzt, der dem des Ventilgliedes und der Dichtungen (12, 13,- 12·, 13') in gleitendem Eingriff mit den äußeren und inneren Oberflächen des verschieblichen Elementes entspricht, wobei das Element durch das Ventilglied gegen eine federnde Kraft während des Schließens des Ventils verschieblich ist.

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ORIGINAL INSPECTED
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied betätigbar ist durch eine Steuereinrichtung, die eine Kammer (14; 14') aufweist, die durch das Ventilglied umschlossen und mit einer Quelle unter Druck gesetzten Fluides verbunden ist, wobei die Kammer abgedichtet ist durch doppelte Dichtungen (8, 9, 7, 22; 8¹, 9¹, T, 22¹), wobei mit Abflußöffnungen versehene Kammern (21, 24; 21', 24') vorgesehen sind zwischen den Dichtungen..
3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die

mit Abflußöffnungen versehenen Kammern mit Kanälen (19; 19', 40) verbunden sind zum Heranführen von Reinigungsflüssigkeit.
4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz in einer Kammer verschieblich ist, die mit einem Abflußauslaß (18; 44, 48) versehen ist.
5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied in der Schließrichtung betätigt ist durch eine erste Feder (16, 16') und der Ventilsitz in Richtung auf das Ventilglied durch eine zweite Feder betätigt ist, die schwächer ist als die genannte erste Feder.

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