DE3007286A1

DE3007286A1 - Absperrventil fuer rohrleitungen grosser nennweiten

Info

Publication number: DE3007286A1
Application number: DE19803007286
Authority: DE
Inventors: Rudolf 5161 Merzenich Müller; Hermann Josef 5160 Düren Stolberg
Original assignee: Hermann Rappold and Co GmbH
Current assignee: Hermann Rappold and Co GmbH
Priority date: 1980-02-27
Filing date: 1980-02-27
Publication date: 1981-09-03
Also published as: JPS56127863A

Description

- 3 - KXR/Gi/Sc

PA 3099

HERMANN RAPPOLD & CO. GMBH Zollhausstraße 121 5160 Diiren

"Absperrventil für Rohrleitungen großer Nennweiten"

Die Erfindung betrifft ein Absperrventil für Rohrleitungen großer Nennweiten, durch welche Gase unter hohem Druck und hoher Temperatur strömen, mit einem dehnbaren Verschlußorgan mit kugelförmiger Dichtfläche und zwei gegen das Verschlußorgan anpressbaren Dichtringen mit kegelförmiger Dichtfläche.

Derartige Ventile werden beispielsweise.in Kernreaktoranlagen bei Gastemperaturen von ca. 900⁰C und Drücken von über 40 bar eingesetzt. Dadurch sind sowohl das kugelförmige Verschlußorgan als auch die mit ihm zusammenwirkenden Dichtringe einer sehr hohen thermischen und mechanischen Belastung ausgesetzt. Das unter diesen extremen Betriebsbedingungen arbeitende Absperrventil muß dennoch gerade bei Kernreaktoranlagen stets einwandfrei dichtende Ventilsitze aufweisen.

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Aus der DE-OS 2 633 809 ist ein Absperrventil der eingangs genannten Art bekanntgeworden, dessen Dichtringe je eine einzige kegelförmige Dichtfläche aufweisen. Die Abdichtung erfolgt somit durch nur je einen einzigen kreislinienförmigen Dichtabdruck, der von der Berührungslinie zwischen der kugelförmigen Dichtfläche des Verschlußorgans und der kegelförmigen Dichtfläche des Dichtringes gebildet wird. Die geringste Beschädigung der Dichtflächen kann daher schon einen unvollkommenen Dichtabdruck und somit einen undichten Ventilsitz zur Folge haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und ein Absperrventil der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Ventil sitze auch unter hoher thermischer und mechanischer Belastung stets die ge- . forderte hohe Dichtigkeit gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dichtringe mit mindestens je zwei kegelförmigen Dichtflächen mit unterschiedlichem Kegelwinkel versehen sind.

Auf diese Weise erhält man an jedem Dichtsitz mindestens zwei kreisl linienförmige Dichtabdrücke mit dazwischenliegender Ringkammer, und somit eine doppelte Abdichtung. Dadurch bleibt das Absperrventil auch bei Beschädigung eines der krei si inienförmigen Dichtabdriicke voll funktionsfähig. Durch Anordnung von drei oder mehreren kegelförmigen Dichtflächen mit unterschiedlichen Kegelwinkeln kann man an jedem Dichtsitz eine entsprechend mehrfache Dichtung erzielen, ohne nennenswerten zusätzlichen Raum zu beanspruchen und ohne die Beweglichkeit der Ventilteile in irgendeiner Form zu beeinträchtigen.

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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Kegelwinkel zwischen 60° und 120° beträgt.

Es ist ferner aus Fertigungsgründen zweckmäßig, wenn der KugelwinkeT zwischen den benachbarten kreislinienförmigen Dichtabdrücken eines Dichtringes zwischen 1,5° und 3° 1iegt. .

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Aüsführungs· beispieles näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Absperrventil, dessen Ventilsitze mit einer Doppeldichtung versehen sind, im Längsschnitt dargestellt, und zwar:

a) linke Hälfte oben in Offen-Stel1ung, Dichtflächen angepreßt,

b) linke Hälfte unten, in Offen-Stellung, Dichtflächen gelöst,

c) rechte Hälfte, in Zu-Stellung, Dichtflächen angepreßt.

Fig. 2 die Einzelheit II aus Fig. 1, vergrößert dargestellt,

Fig. 3 die Gesamtanordnung der Dichtflächen, schematisch dargestellt.

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Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Absperrventil weist ein dreiteiliges Ventilgehäuse 1, ein kugelförmiges Verschlußorgan 2 sowie zwei gegen das Verschlußorgan 2 anpressbare Dichtringe 3 und 4 auf.

Das kugelförmige Verschlußorgan 1 ist über Drehzapfen 5 im Ventilgehäuse 1 drehbar gelagert und wird mittels vier druckmittelbetätigbarer Verriegelungsbolzen 6 in der jeweiligen Schaltstellung festgehalten.

Die Dichtringe 3 und 4 sind durch Kompensatoren 7 mit dem Ventilgehäuse 1 verbunden und durch an deren Außenumfang eingreifende Führungsbolzen 8 axial geführt." Sie können mittels druckmittel beaufschlagbarer Anpressbälge 9 bzw. Lösebälge 10 verschoben werden.

Das kugelförmige Verschlußorgan 2 weist vier paarweise senkrecht zueinander liegende, ringförmige Dichtleisten 11a und 11b sowie 12a und 12b auf. Sie bilden die Dichtsitz.e des Ventils im Zusammenwirken mit ebenfalls ringförmigen Dichtleisten 13 und 14 der Dichtringe 3 bzw. 4.

Die Dichtleisten 11a und 11b sowie 12a und 12b des kugelförmigen Verschlußorgans 2 weisen eine kugelförmige Dichtfläche 15 auf. Die Dicht!eisten 13 und 14 der Dichtringe 3 bzw. 4 sind mit zwei kegelförmigen Dichtflächen und 17 mit unterschiedlichen Kegelwinkeln 18 bzw. 19 versehen.

Durch das Zusammenwirken der kugelförmigen Dichtfläche mit den beiden kegelförmigen Dichtflächen 16 und 17 ergibt sich im angepreßten Zustand eine doppelte Abdichtung mit zwei kreisiiniehförmigen Dichtabdrücken 20 und 21.

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Die Kegelwinkel 18 und 19 sind im Verhältnis zum Durchmesser der Dichtabdrücke 20 und 21 so gewählt, daß die kegelförmigen Dichtflächen 16 und 17 dort tangential zur kugelförmigen Dichtfläche 15 liegen. Dadurch ist beim Umschalten des Ventils nur ein kleiner Lösehub der Dichtringe 3 und 4 erforderlich, um das kugelförmige Verschlußorgan 2 drehen zu können.

Da die Dichtleisten 11a und 11b sowie 12a und 12b und somit die von ihnen gebildeten Dichtabdrücke 20 und alle den gleichen Umfang haben, beträgt der Kegelwinkel 18 bzw. 19 der Dichtflächen 16 und 17 etwas mehr als 90°. Andererseits ist es aus Platzgründen und auch fertigungstechnisch zweckmäßig, den Kugelwinkel zwischen den beiden Dichtabdrücken 20 und 21 klein zu halten. Er beträgt daher vorzugsweise zwischen 1,5° und 3°. Für die Kegelwinkel 18 und 19 sind aus den vorgenannten Gründen Werte zwischen 60° und 120° zweckmäßig.

Die Dichtleisten 11a und 11b sowie 12a und 12b des kugelförmigen Verschlußorgans 2 sind in ringförmigen Nuten 23 eingeschweißt. Die Dichtleisten 13 und 14 der Dichtringe 3 bzw. 4 sind ihrerseits in Ringnuten 24 angeordnet. Sämtliche Dichtleisten sind mit einer Dichtsitzschicht versehen, die mittels Detonationsbeschichtung aufgebracht und danach feinstgeläppt wird.

Aus Fertirjungsgründen, und zwar wgen des notwendigen Auflaufes der Bearbeitungswerkzeuge für die kegelförmigen Dichtflächen 16 und 17^ sind zwischen beiden Dichtflächen Ringnuten 25 vorgesehen, deren Innenräume

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sich als Entspannungsraume auswirken und den Doppeldichtungen die Wirkung von Labyrinthdichtungen verleihen. Die Ringnuten 25 können mit Anschlüssen von außen versehen werden, um Sperrmedium dort einzugeben bzw. um übergetretende Gase abzusaugen.

Es ist im Rahmen der Erfindung ohne weiteres möglich, im Bereich der Dichtleisten 13 und 14 drei oder mehrere kegelförmige Dichtflächen anzuordnen. Dadurch ist eine entsprechend höhere Abdichtung erzielbar.

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Claims

KXR/Gi/Sc PA 3099 HERMANN RAPPOLD & CO. GMBH Zollhausstraße 121 5160 Düren "Absperrventil für-Rohrleitungen großer Nennweiten" Patentansprüche :

1./ Absperrventil für Rohrleitungen großer Nennweiten, ¹^" durch welche Gase unter hohem Druck und hoher Temperatur strömen, mit einem drehbaren Verschlußorgan mit kugelförmiger Dichtfläche und zwei gegen das . Verschlußorgan anpressbaren Dichtringen mit kegelförmiger Dichtfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtringe (3 und 4) mit mindestens je zwei kegelförmigen Dichtflächen (16 und 17) mit unterschiedlichem Kegelwinkel (18 bzw. 19) versehen sind.

2. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel (18 bzw.19) zwischen 60° und 120° beträgt.

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Absperrventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelwinkel (22) zwischen den benachbarten kreis!inienförmigen Dichtabdrücken (20 und 21) eines Dichtringes (3 bzw. 4) zwischen 1,5° und 3° liegt.

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