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Absperrschieber
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Die Erfindung betrifft einen Absperrschieber mit den Merkmalen des
Oberbegriffes des Anspruches 1.
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Bei einem solchen aus der DE-OS 28 o6 737 bekannten Absperrschieber
ist das Gehäuseinnere über Spalten zwischen den Schieberplatten und der Spindel
mit einem von dem Ventilkegel verschlossenen Druckraum verbunden.
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Uberscbreitet der Druck im Gehäuseinnenraum den an einer Schieberplatte
anstehenden Betriebsdruck, so hebt der Ventilkegel von seinem Sitz ab und läßt so
viel Medium entweichen, bis der Uberdruck abgebaut ist. Auf diese Weise kann das
Entstehen von Überdruck in dem Gehäuse von Absperrschiebern vermindert werden.
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Außer der Gefahr des Entstehens von Überdruck in dem Gehäuse können
bei Absperrschiebern noch andere Probleme auftreten, die sich nicht mit der bekannten
Vorrichtung beheben lassen. So kann zum Beispiel auf der einen Seite der Schieberplatten
der volle Betriebsdruck und auf der anderen Seite praktisch kein Druck anstehen.
Solche Fälle erfordern extrem hohe Stellkräfte für das Schließen des Absperrschiebers.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Absperrschieber zu
schaffen, bei dem die Stellkräfte auch bei hohen Druckunterschieden zwischen Eintritts-
und Austrittsseite des Absperrschiebers zu beherrschen sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches
1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
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Bei einem solchen Absperrschieber bleibt aufgrund der am Ventilkegel
herrschenden Druckverhältnisse die Öffnung bzw. die Öffnungen so lange geöffnet,
bis die Schieberplatte in die Überdeckung der Sitzfläche gelangt. Durch
die
während der Schließbewegung geöffnet gehaltene Öffnung ist die wirksame Fläche der
Schieberplatte um die Größe der Öffnung verringert. Die verringerte Fläche bewirkt
bei gleichem Druckunterschied eine Verringerung der Stellkräfte Nach Überdeckung
der Sitzflächen erfolgt das Schließen des Ventilkegels je nach Ausführung durch
den Druckunterschied an den Kolbenseiten des Ventikegels oder die durch den Stößel
ausgelöste Bewegung des Kegels in Schließrichtung.
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Bei Bewegung der Schieberplatte in Öffnungsrichtung entsteht am Ventilkegel
ein Druckausgleich, bei dem die Feder den Ventilkegel in Bereitschaftstellung drückt.
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Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 bis 3 jeweils den Längsschnitt
durch die Absperrgarnitur eines Schiebers gemäß der Erfindung.
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Der Absperrschieber weist ein Gehäuse mit einem Gehäuse mittelstück
1 auf, an das ein Aufsatzstück 2 sowie seitlich zwei Rohranschlußstücke 3 angeschweißt
sind. In das Gehäusemittelstück 1 sind zwei Sitzringe 4 eingesetzt, die Sitzflächen
5 aufweisen.
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An den Sitzflächen 5 der Sitzringe 4 ist eine Absperrgarnitur entlang
geführt, die an einer Spindel 6 aufgehängt ist. An die Spindel 6 greift z.B. ein
nicht dargestellter Stellantrieb an, über den die Schiebergarnitur in Schließstellung
oder Offenstellung gefahren wird.
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Die Absperrgarnitur kann aus einer einzigen Schieberplatte 7 bestehen,
wie in der Zeichnung aus Gründen der Übersichtlichkeit dargestellt ist. Die Schieberplatte
7
ist auf den Außenseiten mit Dichtflächen 8 versehen, die mit den
Sitzflächen 5 der Sitzringe 4 zusammenwirken.
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Die Absperrgarnitur kann auch aus zwei Dichtplatten bestehen, zwischen
denen eine an sich bekannte, im wesentlichen aus einem Kompensator bestehende Druckentlastungseinrichtung
angeordnet ist.
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In der Schieberplatte 7 sind mehrere zum Beispiel zwei Ausnehmungen
9 angeordnet, von denen nur eine dargestellt ist. Die Ausnehmung 9 weist auf der
Außenseite der Schieberplatte 7 eine Öffnung 1O auf. Die Öffnung 1o ist durch einen
Kragen 11 begrenzt, der auf seiner Rückseite mit einer Dichtfläche 12 versehen ist.
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In der Ausnehmung 9 ist ein Ventilkegel 13 geführt. Auf seiner Vorderseite
weist der Ventilkegel 13 eine Dichtfläche 14 auf, die mit der Dichtfläche 12 auf
dem Kragen 11 der Schieberplatte 7 zusammenwirkt. Zwischen dem Kragen 11 und der
Vorderseite des Ventilkegeis 13 sind Federn 15 vorgesehen, die den Ventilkegel 13
bei Druckausgleich in Offenstellung halten.
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Durch die Schieberplatte 7 sind mehrere Bohrungen 16 geführt, die
nach Fig. 1 die Ausnehmung 9 mit dem Schiebergehäuse verbinden. Der Gesamtquerschnitt
der Bohrungen 16 entspricht etwa dem Querschnitt der öffnung 1O. Die Austrittsquerschnitte
der Bohrungen 16 sind so in die Ausnehmung 9 hineingeführt, daß sie bei geöffnetem
Ventilkegel freigegeben sind.
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Auf der der Öffnung 1o abgewandten Seite ist die Ausnehmung 9 durch
ein Druckstück 17 geschlossen , das in die Schieberplatte 7 eingeschraubt ist. Das
Druckstück 17 ist von axialen Bohrungen 18 von geringem Querschnitt durchdrungen,
die die Rückseite des Ventilkegels mit dem auf dieser Seite der Schieberplatte 7
anstehenden Druck verbinden.
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Der in Fig. 1 dargestellte Absperrschieber wird auf die folgende Weise
betrieben, wobei vorausgesetzt ist, aaß der Betriebsdruck auf der rechten Seite
ansteht, während die linke Seite einer Rohrleitung nahezu drucklos ist. In der geöffneten
Stellung des Absperrschiebers herrscht am Ventilkegel 13 Druckausgleich, so daß
die Federn 15 den Ventilkegel 13 in Offenstellung halten.
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Über die Bohrungen 16, die Ausnehmung 9 und die Öffnung 10 kann -
wie durch die Pfeile dargestellt - das unter Druck stehende Medium aus dem Gehäuse
auf die drucklose Seite des Absperrschiebers entweichen. Dieser Zustand bleibt so
lange erhalten, bis die Schieberplatte 7 in Überdeckung der Sitzflächen 5 gelangt.
Danach fällt der Druck im Schiebergehäuse über die noch geöffnete Öffnung 10 ab.
Jetzt steht auf der Rückseite des Ventilkegels 13 ein höherer Druck an, wodurch
der Ventilkegel nach Überwindung der Federkraft der Federn 15 in Schließstellung
gefahren wird. Bei einer Bewegung der Schieberplatte 7 in öffnungsrichtung entsteht
am Ventilkegel 13 wieder ein Druckausgleich, so daß die Federn 15 den Ventilkegel
in die in Fig. 1 dargestellte Bereitschaftsstellung drücken.
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Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform eines Absperrschiebers
sind die indie Ausnehmung 9 führenden Bohrungen 16 so angeordnet, daß sie auf der
der öffnung 10 der Schieberplatte 7 gegenüberliegenden Seite des Absperrschiebers
7 enden. Der Ventilkegel 13 ist auf seiner Rückseite mit einem Ansatz 19 versehen,
der an seinem rückwärtigen Ende eine schräge Fläche aufweist. Diese schräge Fläche
des Ansatzes 19 steht dem abgeschrägten Ende eines Stößels 20 gegenüber. Der Stößel
20 ist in einer Führung 21 aufgenommen, die in der Schieberplatte 7 so untergebracht
ist, daß der Stößel 20 in Bewegungsrichtung der Schieberplatte 7 verschiebbar ist.
Zwischen
einem Absatz des Stößels 20 und einer Ringschulter in der
Führung 21 sind Federn 22 eingesetzt. In der Verlängerung des unteren Endes des
Stößels 20 ist auf dem Boden des Gehäusemittelstückes 1 ein Anschlag 23 vorgesehen.
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Wie bei dem Absperrschieber nach Fig. 1 ist auch bei dem in der Fig.
2 dargestellten Absperrschieber der Ventilkegel 13 in Offenstellung gehalten und
die Öffnung 10 freigegeben. Medium von der Druckseite des Absperrschiebers strömt
dadurch durch die Bohrungen 16, die Ausnehmung 9 und die Öffnung 10 durch die Schieberplatte
7. Nach der Uberdeckung der Sitzflächen 5 durch die Schieberplatte 7 drückt der
Stößel 20 gegen die Kraft der Federn 22, 15 des Stößels 20 und des Ventilkegels
13 über die durch die schrägen Flächen gegebene schiefe Ebene den Ventilkegel 13
in den Mediumstrom.
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Dadurch überdeckt der Ventilkegel 13 teilweise die Austrittsquerschnitte
der Bohrungen 16 und erzeugt dadurch einen Druckverlust im Ventilsitz. Aufgrund
dieses Druckverlustes wird der Ventilkegel mitgerissen und verschließt zunehmend
die Austrittsquerschnitte der Bohrungen 16.
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Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform eines Absperrschiebers
gehen wie nach der Ausführungsform nach Fig. 1 die in die Ausnehmung 9 führenden
Bohrungen 16 von dem Schiebergehäuse aus. Zusätzlich ist wie bei der Ausführungsform
nach Fig. 2 ein Stößel 20 vorgesehen.
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Reicht bei diesem Absperrschieber nach der Überdeckung der Sitzflächen
5 durch die Schieberplatte 7 der Druckunterschied zwischen der Vorderseite und der
Rückseite des Ventilkegels 13 für die Einleitung der Schließbewegung nicht aus,
so fährt die Schieberplatte 7 weiter
in die Überdeckung. Über den
Stößel 20 wird jetzt gegen die Kraft der Federn 22, 15 des Stößels 20 und des Ventilkegels
13 der Ventilkegel 13 auf die Dichtfläche 12 des Kragens gedrückt.