DE3042887A1

DE3042887A1 - Ventil

Info

Publication number: DE3042887A1
Application number: DE19803042887
Authority: DE
Inventors: Erik Haakan Olaf Staffanstorp Jeppsson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-11-20
Filing date: 1980-11-13
Publication date: 1981-06-04
Also published as: JPS56138573A; US4360039A; DE3042887C2; SE7909590L; DK157825B; NL8006315A; DK157825C; DK494180A; GB2064724A; FR2470321B1; GB2064724B; SE424357B; JPS6358308B2; NL186191C; FR2470321A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil -zum öffnen und Schliessen der Verbindung zwischen einer ersten und einer zweiten Rohrleitung. Das Ventil umfasst ein Gehäuse mit einem oberen Teil, einem unteren Teil und einer zwischen diesen Teilen vorgesehenen Verbindung, die mittels zweier getrennt angeordneter Dichtglieder schliess- und öffnungsbar ist, welche mit je einem Absperrglied zusammenwirken, um zwischen den an je eine Rohrleitung anschliessbaren, oberen und unteren Teilen des Gehäuses doppelte Abdichtungen zu bilden.

Ventile vom Kegeltyp, die doppelte Absperrungen zwischen zwei Rohrleitungen bilden, sind schon bekannt. Beim Schliessen dieser Ventile wird zwischen den beiden Absperrungen ein mit der Aussenluft in Verbindung stehender Raum gebildet. Diese Ventile besitzen den Vorteil, dass eine Leckage der einen Absperrung zur Aussenluft ausserhalb des Ventils geleitet wird. Hierdurch vermeidet man, dass die Flüssigkeit der einen Rohrleitung mit der Flüssigkeit in der anderen, mit dem Ventil verbundenen Rohrleitung vermischt wird.

In verfahrenstechnischen Anlagen ist es erwünscht, verschiedene Abschnitte einer Anlage in sicherer Weise voneinander absperren zu können, um ein Vermischen verschiedener Medien zu verhindern. Beispielsweise will man gelegentlich einen Abschnitt der Anlage zu Reinigungszwecken stillsetzen können, während die restlichen Teile der Anlage weiterlaufen und mit dem zu behandelnden Produkt gefüllt sind. In solchen Fällen muss unbedingt dafür gesorgt werden, dass die Reinigungsflüssigkeit in dem der Reinigung unterzogenen Ab-schnitt nicht in das sich im weiterlaufenden Teil der Anlage befindliche Produkt hineinsickern kann. Zu diesem Zweck benutzt man üblicherweise doppelte Ventile oder Ventile mit doppelten Kegeln des in der DE-PS 2 623 587 beschriebenen Typs.

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Es hat sich jedoch gezeigt, dass die bisher für diesen Zweck benutzten Ventile mit mehreren Nachteilen behaftet sind. Somit kommt es oft vor, dass bei der Umstellung des Ventils eine kleinere Menge Flüssigkeit durchsickert, entweder indem das Innere des Ventils kurzzeitig mit dem _t Dränablauf in Verbindung gesetzt wird oder indem ein zwischen den beiden Dichtflächen eingeschlossenes Volumen durch den Dränablauf nach aussen gelangt. Die Folge ist, dass die Dränkammer und deren Ablauf oft Xq gereinigt werden müssen. Da die doppelte Sicherheit beim Spülen mit einer Reinigungslösung durch die Dränkammer ausser Funktion gesetzt wird, ist dies ein ernster Nachteil des Ventils.

Es wäre deshalb wünschenswert, falls die Reinigungsintervalle verlängert werden könnten, so dass die Anlage zu solchen Zeitpunkten gereinigt v/erden kann, wo sich in den Rohrleitungen kein Produkt befindet.

Eine bekannte Möglichkeit, diese Schwierigkeiten zu umgehen, ist der Einsatz eines Ventils vom Schiebertyp, wo das Absperrglied ein beweglicher Hohlzylinder ist. Dieses Ventil baut jedoch auf ein Konstruktionsprinzip, das in seiner praktischen Ausführung zu einem starken Verschleiss der Abdichtglieder und beweglichen Ventilteile führt. Ausserdem lässt sich dieses Prinzip nicht auf herkömmliche Ventile vom Kegeltyp anwenden, und dies bedeutet, dass man das Prinzip nicht für einen Umbau von vorhandenen, herkömmlichen Kegelventilen benutzen kann. Ferner enthält die untere Kammer des Ventils eine für Reinigungszwecke ungeeignete Tasche, welche die Verbindung mit der oberen Ventilkammer darstellt.

Diese Nachteile werden nun erfindungsgemäss durch ein Ventil der eingangs erwähnten Art beseitigt, das sich im wesentlichen dadurch auszeichnet, dass zwischen den

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beiden Absperrgliedern ein drittes Absperrglied vorgesehen ist, welches derart ausgebildet ist, dass bei der Bildung der Abdichtungen im wesentlichen kein Hohlraum zwischen den Dichtgliedern vorhanden ist, und welches erst nach der Bildung der doppelten Abdichtungen eine Verbindung vom Bereich zwischen den Abdichtungen zu einem Dränablauf öffnet bzw. diese letztgenannte Verbindung vor der Beseitigung der Abdichtungen sperrt.

Diese Ventilkonstruktion bietet in gesperrter Lage doppelte Sicherheit gegen Leckage, und ausserdem findet während der Umstellung des Ventils keine Flüssigkeitsleckage statt.

Das erfindungsmässige Ventil ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1, 2 und 3 Seitenansichten einer Ausführungsform des Ventils in verschiedenen Schliess-

phasen, und

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform des Ventils

in geschlossener Lage.

Das in Fig. 1, 2 und 3 gezeigte Ventil besitzt ein Ventilgehäuse 1 mit einem Druckluftmotor 2, bestehend aus zwei federbelasteten Kolben 3 und 4 und einem Raum 5, in den Druckluft zur Betätigung des Ventils geleitet wird.

Das Ventilgehäuse 1 besteht aus einem oberen Teil 6 und einem unteren Teil 7. Zwischen diesen Teilen, die an eine je Rohrleitung angeschlossen sein können, ist eine Verbindung 8 vorgesehen, die mittels Absperrglieder in Form von Ventilkegeln 9, 10 und 11 gesperrt werden kann.

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Der Ventilkegel 10 ist mit dem Kolben 3 über eine Feder 12 verbunden. Der Ventilkegel 9 ist fest mit dem Kolben 3 verbunden, während der Ventilkegel 10 im Verhältnis zu den Kegeln 9 und 11 frei beweglich und mit dem KoI-ben 4 verbunden ist.

Wenn die Verbindung 8 gesperrt werden soll, wird zwischen dem Luftraum 5 und der Aussenluft eine Verbindung geöffnet, wobei der Druck im Raum 5 abnimmt. Dies hat zur Folge, dass sich die Kolben 3 und 4 aus der in Fig. 1 gezeigten Ausgangslage abwärts bewegen, wobei sich die Ventilkegel 9, 10, 11 abwärts gegen einen Sitz 13 bewegen. Die Verbindung zwischen den Teilen 6 und 7 ist nun gesperrt und mittels der Dichtringe 13 und 14 abgedichtet. Diese Schliessphase ist in Fig. 2 gezeigt.

Wenn der Druck im Raum 5 weiter abgenommen hat, wird sich der Kolben 4 unter der Wirkung des Drucks der Feder 12 aufwärtsbewegen, wobei sich der Kegel 10 in die in Fig. 3 gezeigte Lage bewegt. Das Ventil ist nun gesperrt.

Das Öffnen des Ventils erfolgt in der entgegengesetzten Reihenfolge.

Sollte an einem der Dichtringe 14 oder 15 eine Leckage entstehen, wird dies nur zur Folge haben, dass die Flüssigkeit in die durch die Aufwärtsbewegung des Kegels gebildete Kammer 16 strömt. Diese Kammer steht nun in Verbindung mit der Aussenluft über die Kanäle 17 und 18, wobei die aussickernde Flüssigkeit durch diese Kanäle abgeleitet wird.

Es besteht somit keine Gefahr, dass sich bei der Reinigung einer der beiden Kammern 6, 7 die darin eingebrachte Reinigungsflüssigkeit mit der in der anderen Kammer enthaltenen Produktflüssigkeit vermischt.

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Da der Kegel 10 erst dann bewegt wird, wenn die beiden Dichtringe 14 und 15 in Funktion getreten sind, entsteht bei der Betätigung des Ventils keine Leckage. Eine Leckage kann nur dann entstehen, wenn eine der Dichtringe 14, 15 defekt sein sollte.

Bei der Reinigung der Kammer 16, was nur gelegentlich vorkommt und deshalb keine doppelte Absperrung verlangt, wird die Reinigungsflüssigkeit durch einen Kanal 19 zugeführt. Die Reinigungsflüssigkeit wird durch die Kanäle 20 und 21 in die Kammer 16 hineingeleitet und nach Durchspülung der Kammer 16 durch die Kanäle 17, 18 hinausgeleitet.

Sollte im oberen Teil 6 des Ventils ein Druckstoss entstehen, wird der Kegel 9 immer kräftiger gegen den Sitz 13 angedrückt, welcher dabei dicht hält.

Sollte im unteren Teil 7 des Ventils ein Druckstoss entstehen, wird der Kegel 11 gehoben, während die Kegel 9 und 10 von einer Feder 22 festgehalten werden. Wenn zwischen der Kammer 16 und dem Raum 7 eine Verbindung hergestellt v/orden ist, wird der Druck abnehmen, da die Kammer 16 mit der Aussenluft in Verbindung steht, wobei sich der Kegel 11 unter der Wirkung einer Feder 23 wieder abwärtsbewegt und die Verbindung mit dem Dichtring 14 abdichtet.

Aus Obigem geht hervor, dass die in Fig. 1, 2 und 3 gezeigte Ausführungsform des erfindungsmässigen Ventils volle Sicherheit gegen, eine Leckage zwischen der Kammer 6 und der Kammer 7 bietet. Es ist hierdurch möglich, die mit dem einen Teil des Ventils verbundene Rohrleitung zu reinigen, während die andere Rohrleitung mit Produkt-

flüssigkeit gefüllt ist. Dies ermöglicht einen fortlaufenden Betrieb eines Teils der Anlage, gleichzeitig wie ein

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anderer Teil der Anlage gereinigt wird, und dass bei der Reinigung des Ventils der Betrieb der Anlage nicht eingestellt zu werden braucht.

Durch die erfindungsmässige Ausbildung des Ventils mit einem in der Schliessrichtung der Ventilkegel konisch verjüngten Sitz 13 entsteht keine Tasche, in der Produktteile zurückbleiben und beim Heben des Kegels 10 die Dränkammer 16 verschmutzen können. Ferner bietet die erfindungsmässige Ausführungsform den Vorteil, dass die Dichtringe 14, 15 in keinem nennenswerten Ausmass einer gleitenden und somit einen Verschleiss herbeiführenden Bewegung durch die Kegel 9 und 10 ausgesetzt sind. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Produktflüssigkeit im Raum 7 beim Schliessen des Ventils nicht verdichtet wird, weil die Verbindung zwischen den Räumen 6 und 7 während des grössten Teils des Schliessverlaufs offen gehalten wird. Ferner bietet das erfindungsmässige Ventil den Vorteil, dass bei einem Druckstoss im Raum 7 nur eine geringe Aufwärtsbewegung des Kegels 11 erforderlich ist, um zwischen dem Raum 7 und der Dränkananer 16 eine hinreichend grosse öffnung zustandezubringen, damit der Druck reduziert wird.

Das erfindungsmässige Ventil bietet in geschlossener Lage volle Sicherheit gegen eine Leckage zwischen den beiden Rohrleitungen, was vor allem für die Lebensmittelindustrie von grosser Bedeutung ist. Mit dem erfindungsmässigen Ventil kann ein Teil einer verfahrenstechnischen Anlage zur Reinigung abgestellt werden, während ein anderer Teil der Anlage weiterläuft. Ferner kommt bei der Umstellung des Ventils keine Leckage vor, und das Ventil besitzt keine Übergrossen Dichtungen, die an den Spindeldurchführungen 24 gereinigt werden müssen. Es gibt zwischen den beiden Räumen 6 und 7 keine Dichtringe, die durch vorbeigleitende Metallkanten einem starken Verschleiss

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ausgesetzt sind. Schliesslich enthält das erfindungsmässige Ventil keine schwer zu reinigenden Taschen oder Winkel in den Räumen 6, 7.

Das Ventil kann einem Druckstoss ausgesetzt werden, ohne dass zwischen den beiden Räumen eine Leckage entsteht. Beim Schliessen des Ventils wird das in den Räumen 6, 7 enthaltene Produkt wider verdichtet noch einer Drucksenkung ausgesetzt.
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Für das erfindungsmässige Ventil können auch vorhandene Teile von Absperrventilen vom Kegeltyp ausgenutzt werden, wodurch Lagerhaltung und Wartungsarbeiten erleichtert werden.

Das oben über die in Fig. 1-3 gezeigten Ausführungsformen Gesagte gilt in allem wesentlichen auch für die Ausführungsform nach Fig. 4, wo die Bezugsziffern dieselben sind wie in Fig. 1-3. Wie ein Vergleich erkennen lässt, unterscheidet sich die Ausführungsform gemäss Fig. 4 von der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform in erster Linie durch die Konstruktion der Durchführung des Kanals 18 durch den Ventilgehäuseteil 7, durch die umgekehrten Lagen der Kolben 3, 4 im Druckluftmotor 2, und durch die Anbringung der Dichtglieder 14, 15 auf den Kegeln 9, 11 statt auf dem Sitz 13. Die in Fig. 4 gezeigte Konstruktion des Druckluftmotors ermöglicht eine wesentlich grossere Fläche des Kolbens 4. In beiden Ausführungsformen ist die Feder 12 schwächer als die Feder 23.

Schliesslich sei bemerkt, dass der Druckluftmotor für die Funktion des erfindungsmässigen Ventils von wesentlicher Bedeutung ist und an sich als eine Erfindung betrachtet werden kann, wie dies aus Patentansprüchen ersichtlich ist.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche:

Ventil, umfassend ein Gehäuse (1) mit einem oberen Teil (6), einem unteren Teil (7) und einer zwischen diesen Teilen vorgesehenen Verbindung (8) , die mittels zweier getrennt angeordneter Dichtglieder (14, 15) schliess- und öffnungsbar ist, welche mit je einem Absperrglied (9, 11) zusammenwirken, um zwischen den an je eine Rohrleitung anschliessbaren, oberen und unteren Teilen (6 bzw. 7) des Gehäuses doppelte Abdichtungen zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Absperrgliedern (9, 11) ein drittes Absperrglied (10) vorgesehen ist, welches derart ausgebildet ist, dass bei der Bildung der Abdichtungen im wesentlichen kein Hohlraum zwischen den Dichtgliedern (14_r 15) vorhanden ist, und welches erst nach der Bildung der doppelten Abdichtungen eine Verbindung vom Bereich zwischen den Abdichtungen zu einem Dränablauf (18) öffnet bzw. diese letztgenannte Verbindung vor der Beseitigung der Abdichtungen sperrt.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-

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net, dass das dritte Absperrglied (10) zwischen den genannten beiden Absperrgliedern (9, 11) eine Fläche hat, deren Form einer Fläche der genannten Verbindung (3) zwischen den beiden Abdichtungen entspricht, und dass das dritte Absperrglied (10) im Verhältnis zu den beiden getrennten Absperrgliedern (9, 11) beweglich ist, um die Verbindung zum Dränablauf (18) zu öffnen.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η π-zeichnet, dass die beiden Absperrglieder (9, 11) als zwei Teile eines Kegels oder Kolbens ausgebildet sind, der mit einem die Dichtglieder (14, 15) vorzugsweise tragenden Sitz (13) zusammenwirkt.

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeic hn e t, dass das dritte Absperrglied (10) als ein zwischen den beiden Teilen (9, 11) des Kegels oder Kolbens angeordneter, dritter Teil des Kegels oder Kolbens ausgebildet ist, welcher dritte Teil (10) im Verhältnis zu den beiden anderen Teilen (9, 11) axial beweglich ist.

5. Ventil nach Anspruch 4/ dadurch gekennzeichnet, dass der Sitz (13) und die Ventilkegelteile (9,

11) in der Schliessrichtung des Ventilkegels (9, 10, 11) ■ konisch verjüngt sind.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Absperrglieder (9, 10) im Verhältnis zueinander beweglich sind.

7. Ventil nach Anspruch 6, g e k e n"n zeichnet durch einen einzigen Luftzylinder mit mehreren federbelasteten Kolben (3, 4) zur Betätigung der Absperrglieder

(9, 10, 11). .

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8. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei der Kolben (3, 4) bei Druckluftbetätigung einander und der diesbezüglichen Federbelastung entgegengesetzt gerichtete Bewegungsrichtungen haben.

9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (3, 4) verschieden grosse Kolbenflächen besitzen, und dass der Kolben (4) mit der kleineren Kolbenfläche einer schwächeren Federbelastung als der Kolben (3) mit der grösseren Kolbenfläche ausgesetzt ist und eine im Verhältnis zu dem die grössere Kolbenfläche aufweisenden Kolben (3) begrenzte Bewegungsstrecke hat.

10. Druckluftmotor zur Betätigung eines Ventils (1) mit mehreren Ventilkegeln (9, 10, 11), gekennzeichnet durch zumindest zwei druckluftbetätigte Kolben (3, 4), die bei Druckluftbetätigung einander und verschieden grossen Federbelastungen entgegengesetzt gerichtete Bewegungsrichtungen haben, und eine für die Kolben gemeinsame Druckluftzufuhrleitung.

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