DE3001501A1

DE3001501A1 - Absperrventil

Info

Publication number: DE3001501A1
Application number: DE19803001501
Authority: DE
Inventors: Jun Francis H Ogle
Original assignee: Transamerica DeLaval Inc
Current assignee: IMO Industries Inc
Priority date: 1979-04-06
Filing date: 1980-01-17
Publication date: 1980-10-16
Also published as: FR2453340A1; JPS6318063B2; DE3001501C2; CA1130696A; GB2046405A; US4230148A; GB2046405B; JPS55139564A; FR2453340B1

Description

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ing. Hans-Jürgen Müller ' -

rer. nat. Tb₀J₈ Be^Mt ^- 3001501

Dr.-Ing. Hans

Lh/Bö F.

Transamerica DeLaval Inc. Princeton, New Jersey USA

Absperrventil

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Die Erfindiang betrifft ein Absperrventil, bei dem zwei gleiche Ventilelemente an der Achse angelenkt sind und unabhängig mit entsprechenden Ventilsitzen zusammenwirken können, wobei ein Träger sich diametral über die Bohrung des Ventilkörpers erstreckt. Absperrventile dieser Art sind in den US-Patenten 2 877 792, 3 538 946, 3 678 958 und 4 079 751 beschrieben.

Bei den Ventilen nach diesen Druckschriften erstreckt sich die Gelenkanordnung für die beiden Ventilteile voll über den Durchmesser der Ventilöffnung,und es ist eine spezielle Bearbeitung des Ventilkörpers und weiterer Teile, die in der Bohrung des Ventiles angeordnet werden, erforderlich zum Zwecke der Anpassung an den Gelenkaufbau.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Absperrventil der eingangs genannten Art zu verbessern, insbesondere hinsichtlich der Einfachheit des Aufbaus und der Wartung, wobei das Ventil ferner ein verbessertes Betriebsverhalten aufweisen soll. Das Ventil soll außerdem besser an die Strömungsverhältnisse des durchströmenden Mediums angepaßt sein. Das Ventil selbst soll klein gebaut sein, damit es zum Beispiel in die Bohrung einer Rohrleitung eingebaut werden kann. Schließlich soll die Aufhängung der Ventilelemente unabhängig vom Ventilgehäuse sein.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Ventilelemente gelenkig direkt an einem Träger aufgehängt sind und daß die Enden der Gelenkanordnung kurz vor den entsprechenden Enden des Trägers enden. Vorzugsweise ist eine einzige zentrale Gelenkanordnung für beide Ventilelemente vorgesehen, wobei

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zwischen ihr und der Bohrung des Ventilgehäuses ein radialer Zwischenraum vorhanden ist.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert, in welchen

Fig. 1 eine Ansicht eines Absperrventiles von der stromabwärtigen Seite aus zeigt.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie 2-2 von Fig. 1.

Fig. 3 zeigt perspektivisch und auseinandergezogen einen Ventilkörper und die Ventilelemente des Ventiles nach Fig. 1.

Fig. 4 zeigt im Schnitt eine Modifikation.

In den Fig. 1-3 ist ein Absperrventil dargestellt, mit einem Ventilkörper 10, mit einem zylindrischen ringförmigen Mantel 11 und mit einer zylindrischen Bohrung, die in zwei gleiche, im wesentlichen halbzylindrische Ventilsitzöffnungen A, B mittels eines Trägers 12 unterteilt ist, der sich diametral über die Bohrung erstreckt und vorzugsweise integral mit der Gehäusewand 11 ausgebildet ist. Integral mit dem Träger oder der Zwischenwand 12 und dem Ventilgehäuse 11 ist ferner eine axiale Stange 13 einer Gelenkanordnung 14 ausgebildet, die sich stromabwärts vom Mittelabschnitt des Trägers 12 aus erstreckt. Die Gelenkanordnung 14 bildet eine Gelenkachse parallel zum Träger 12 und stromabwärts versetzt zur Ventilsitz-Ebene, die durch das flache stromabwärtige Ende des ringförmigen Mantels 11 gebildet wird. Zwei gleiche, im wesentlichen halbkreisförmige Ventilklappen 15, sind durch einen Bolzen oder Stift 17 mit der Gelenk-

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anordnung 14 verbunden, derart, daß sie unabhängig an der Gelenkachse angelenkt sind,und in geschlossener oder Sperrstellung des Ventiles überlappen die Ventilklappen 15, 16 am Umfang kontinuierlich alle Sitzflächen des Mantels 11 und des Trägers 12 in der Ventilsitζ-Ebene.

Wie dargestellt, umfaßt die Gelenkanordnung 14 integral angeformte, in Querrichtung fluchtende und radial auswärtsgerichtete Arme 18, 19, und eine Bohrung durch diese Arme und die Stange 13 bildet die Gelenkachse und ihre Größe ist derart bemessen, daß sie den Bolzen 17 passend aufnimmt. Die Gesamtlänge der Arme 18, 19 braucht nicht groß zu sein, um einen geeigneten Körper für die Gelenkachse zu schaffen, vorzugsweise ist diese Länge S kleiner als der Radius der Bohrung des Mantels 11, wie dargestellt, und die Arme 18, 19 sind zylindrisch um die Gelenkachse. Im Hinblick auf die stromabwärtige Versetzung der Gelenkachse gegenüber der Sitzebene sind die Rückseiten der Ventilklappen 15, 16, die gleich ausgebildet sein können, mit integralen Nasen bzw. Ösen 20, 21 (20¹, 21') versehen, um eine Versetzung gegenüber der Sitzfläche zu bewirken. Wie dargestellt, ist bei ,jeder Ventilklappe 15, 16 eine Nase 20, 20' in einer ersten geringeren radialen Versetzung gegenüber der Ventilachse angeordnet, während die andere Nase 21, 21' in einer zweiten größeren radialen Versetzung gegenüber der Ventilachse angeordnet ist, so daß, wenn sie mittels des Bolzens 17 mit den Armen 18, 19 verbunden sind, die Nasen 20, 21 (20¹, 21') beider Ventilklappen nicht nur die Arme 18, 19 überspannen, sondern auch ineinander geschachtelt angeordnet sind, wie Fig. 1 zeigt. Ein Schnappring 23 in einer Nut 22 am Ende des Bolzens 17 hält die Vantilgelenkanordnung bzw. die Gelenkverbindung zusammen.

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Die Arme 18, 19 sind zweckmäßigerweise mit geeigneten Federn ausgerüstet, um eine Vorspannkraft auf jede Ventilklappe in Schließrichtung des Ventiles auszuüben. Hierzu können Schraubenfedern symmetrisch auf den entsprechenden Gelenkarmen 18, 19 angeordnet sein, wobei ,jede Feder einen tangentialen Arm an ihrem einen Ende hat, über den die Federkraft auf eine der Klappen 15, 16 übertragen wird. In der dargestellten Ausführungsform jedoch ist eine einzige Feder 24 vorgesehen, die diese Funktionen ausübt und beide Ventilklappen symmetrisch bezüglich der zentralen Achse des Ventilkörpers beaufschlagt. Zu diesem Zweck ist die Feder 24 mit einem zentralen bügeiförmigen Arm 25 versehen, der zwei gleiche, aber entgegengesetzt schraubenlinienförmig gewickelte Hälften 26, 26' verbindet, die auf den entsprechenden Gelenkarmen 18, 19 aufliegen. Der bügeiförmige Arm 25 liegt auf der Ventilklappe 15 symmetrisch zur Schnittebene 2-2 durch die axiale Mitte des Ventilkörpers 10 auf, während die äußeren tangentialen Arme 27, 27' der Feder 24 auf der Ventilklappe 16 symmetrisch zur selben Schnittebene 2-2 aufliegen.

Die Vorspannwirkung somit symmetrisch um die zentrale Achse, aber ebenso auch die Anschlagpositionen der entsprechenden Ventilklappen 15, 16 in voll geöffnetem Zustand. Zu diesem Zweck sind integral in der Mitte des Rückens der Ventilklappen 15, 16 angeformte Anschläge 28, 28' vorgesehen, die an dem stromabwärts vorstehenden Ende der Stange 13 anschlagen, um dadurch die voll geöffnete Position zu begrenzen und zu stabilisieren bzw. ins Gleichgewicht zu bringen, wie in Fig. 2 strichpunktiert dargestellt ist.

Das beschriebene Ventil ermöglicht alle erforderlichen Absperrfunktionen in dem Mantel 11, der nur eine mini-

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male Dicke hat. Da kein Teil des Ringes oder Mantels

11 für sich erforderlich ist, für die gelenkige Lagerung oder für andere Zwecke des Gelenkes, kann der ringförmige Mantel 11 mit geringer Dicke und in Umfangsrichtung kontinuierlich ausgebildet werden, abgesehe'n von dem kleinen Radius am Übergang vom Träger

12 zum Mantel 11. Eine ausreichende Sitzüberlappung /S >] ist kontinuierlich am Umfang ,jeder Ventilklappe längs der entsprechenden Sitzöffnungen A, B gewährleistet, wobei Jedoch noch eine freie Schulter mit der Breite /V₂ verbleibt, die als Schulter, für einen Schnappring oder für eine andere Anordnung innerhalb einer Rohrleitung oder einer Bohrung zur Verfügung steht, in welcher das Ventil nach der Erfindung wahlweise installierbar ist. Das Ventil kann in unterschiedlichen Außendurchmessern ausgeführt werden, zum geeigneten Einbau in Standardrohre mit verschiedenen Innendurchmessern. Insbesondere im Bereich der stromabwärtigen Strömung sind glatte und gleichmäßige Formen und nur eine minimale Verengung vorgesehen, ausser einer sanften bogenförmigen Auswölbung 29 im Mittelabschnitt des Trägers 12, wobei der letztere so schmal wie die Dicke des Mantels 11 sein kann, z. B.

Modifikationen des Ventils sind möglich. So ist das Ventil unabhängig von der Art der verwendeten Dichtung oder ob überhaupt eine Dichtung in den Sitzbereichen verwendet wird. Für manche Ventilgrößen oder Anwendungsfälle kann es zweckmäßig sein, die Gelenkanordnung 14 separat von dem Träger 12 auszubilden und dann mit diesem zusammenzubauen, wie in Fig. 4 anhand der Teile 14' und 12· gezeigt ist. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist eine zentrale Bohrung 30 und eine Gegenbohrung 31 im Träger 12' vorgesehen, die ein Ende 13'' der Stange 13*, das einen verringerten Durchmesser hat, wobei dieses Endstück 13'' ange-

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staucht ist, um die Gegenbohrung 31 auszufüllen
und zur Anpassung an die Bogenform 29, um die zusammengebauten Teile 12', 14' dauerhaft zu halten.

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Zusammenfassung

Die Erfindung betrifft ein Absperrventil mit zwei im wesentlichen halbkreisförmigen Ventilklappen, die gelenkig an einem diametral verlaufenden Träger aufgehängt sind, der die Bohrung des Ventilkörpers in zwei Ventilsitzöffnungen unterteilt, wobei die Ventilklappen separat mit der jeweiligen entsprechenden Sitzöffnung zusammenwirken. Für beide Ventilklappen, ist eine einzige Gelenkanordnung vorgesehen, die stromabwärts in der Mitte des Trägers angebracht ist.

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Claims

Patentansprüche '?'

1./ Absperrventil, gekennzeichnet durch einen ringförmigen Ventilkörper mit einer Durchflußöffnung, die sich vom stromaufwärtigen zum stromabwärtigen Ende des Ventilkörpers erstreckt, der mit Ventilsitzen versehen ist, einem Träger, der sich diametral über die Öffnung des Ventilkörpers erstreckt und zwei gegenüberliegende, im wesentlichen halbkreisförmige Sitzöffnungen bildet, die den Durchfluß durch die Öffnung teilen, einer Gelenkanordnung, die an dem Träger auf einer Achse angeordnet ist, die stromabwärts der Sitzöffnungen liegt und parallel zu dem Träger verläuft, wobei die Gelenkanordnung einen Abstand zur Bohrung des Ventilkörpers hat, ferner durch zwei Ventilklappen, die gelenkig an dem Ventilkörper mittels der Gelenkanordnung angelenkt sind, wobei die Ventilklappen in Zusammenwirkung mit den Ventilsitzen in eine geschlossene Position einstellbar sind, um die Strömung in Aufwärtsrichtung zu sperren, ferner in eine offene Position, um die Strömung in stromabwärtiger Richtung durchzulassen.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkanordnung mit einem an dem Träger angeordneten Ansatz versehen ist, an welchem die Ventilklappen einzeln angelenkt sind.

3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkanordnung mit zentral an dem Träger angeordneten Gelenkzapfen versehen ist, an welchen die Ventilklappen abgestützt sind und die eine einzige Gelenkachse für beide Ventilklappen aufweisen.

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkanordnung einen zentralen axial verlau-

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fenden Schaft und zwei radial nach auswärts verlaufende Arme aufweist, die parallel zu dem Träger verlaufen und Bohrungen längs der Gelenkachse
aufweisen, daß ferner jede Ventilklappe zwei im
Abstand angeordnete Nasen mit fluchtenden Bohrungen aufweist und daß der Abstand zwischen den Nasen
größer ist als die Gesamtlänge der Gelenkarme,jedoch kleiner als die Länge des Trägers.

5. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feder vorgesehen ist, die zwischen der Gelenkanordnung und jeder der Ventilklappen angeordnet ist und durch welche die letzteren in Richtung auf ihre Ventilsitze beaufschlagbar sind.

6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine Schraubenfeder ist und auf wenigstens einem der Gelenkarme sitzt und daß sie die
Ventilklappen in Schließrichtung beaufschlagt.

7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder über beide Ventilarme gewickelt ist und daß die Beaufschlagung der Ventilklappen symmetrisch zur Mittelachse des Gelenkes ist.

8. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger 12 integral an den Ventilkörper 11 angeformt ist.

9. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkanordnung integral an den Träger 12 angeformt ist.

10. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger 12 eine zentrale Halterung für die Gelenkanordnung aufweist und daß letztere zusammen mit

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den an ihr gelenkig angebrachten Ventilklappen eine Baugruppe bildet, die an dem Träger mittels der Halterung befestigt ist.

11. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkanordnung stromabwärts von der Gelenkachse liegt und daß die Ventilklappen mit der Gelenkanordnung stromabwärts der Gelenkachse zusammenwirken, um die voll geöffnete Position der Ventilklappen zu stabilisieren und einen Anschlag für die letzteren zu bilden.

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