DE3405681A1 - Absperrschieber - Google Patents

Description

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ABSPERRSCHIEBER

Die Erfindung betrifft einen Absperrschieber mit zwei parallelen Platten mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Bei einem solchen Schieber besteht je nach der Seite der Druckbeaufschlagung ein Spalt zwischen den Platten oder zwischen einer Platte und dem gehäuseseitigen Dichtring. Über diesen Spalt besteht direkt oder zusammen mit der Bohrung stets eine Verbindung zwischen dem Gehäuseinneren und der druckführenden Seite des Schiebers, so daß sich kein zusätzlicher überdruck im Gehäuse etwa durch Erwärmung des im Schiebergehäuse eingeschlossenen Mediums bilden kann.

Bei einem bekannten Schieber (DE-PS 22 4 9 6 01) weist der auf einer der Platten vorgesehene Vorsprung einen kleineren Durchmesser als die gehäuseseitigen Dichtringe auf, während sich die innen- und außenliegenden Dichtringe der Platten auf der Höhe der gehäuseseitigen Dichtringe be-0 finden. Aufgrund dieser Ausbildung erfordert der bekannte Schieber für die Abdichtung bei einer Druckbeaufschlagung auf die nicht durchbohrte Platte eine bestimmte Druckdifferenz von etwa 5 bis 10 bar je nach Nennweite. Diese Druckdifferenz ist unter den üblichen Betriebsbedingungen im allgemeinen gegeben. Im Bereich kleinerer Druckdifferenzen kann es zu Undichtigkeiten kommen, wenn die wirksame Druckkraft auf der Eintrittsseite gleich oder geringfügig größer ist als die Summe der auf der Austrittsseite wirkenden Kräfte aus Federkraft und Druck.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Absperrschieber derart zu verbessern, daß bei gleicher Funktionsweise hinsichtlich einer ständigen Druckentlastung des Schiebergehäuses eine Abdichtung in allen Druckbereichen sichergestellt ist.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Absperrschieber durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Durch die Vergrößerung der Durchmesser der Zentrierung und der innenliegendeη Dichtringe, wird, wenn die undurchbohrte Platte im Bereich geringer Druckdifferenzen von dem Dichtring des Gehäusesitzringes abgehoben hat, eine vergrößerte Fläche gebildet, auf die der Druck der Eintrittsseite wirken kann, über die so vergrößerte Fläche und den Druck wird eine zusätzliche Druckkraft erzeugt, die die von der Gegenseite wirkenden Kräfte überwindet und einen Dichtsitz an den innenliegenden Dichtringen bewirkt. Damit dichtet der Schieber auch unter den genannten Druckverhältnissen ab und bildet einen Spalt, über den das Gehäuseinnere mit der Eintrittsseite in Verbindung steht. Die Spielpassung in der Zentrierung ist so gewählt, daß eine Drosselung erzielt wird, die nur einen langsamen Abbau des Druckes zur Eintrittsseite hin zuläßt, so daß nach dem Abheben der Platte der volle Druck an der vergrößerten Fläche wirken kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Die Zeichnung stellt einen Längsschnitt durch einen Absperrschieber im Bereich der Schieberabdichtung dar.

Der Absperrschieber weist ein Gehäuse 1 mit zwei seitlichen Rohrstutzen 2_f 3 auf, die je nach Druckbeaufschlagung die Eintritts- bzw. Austrittsseite des Absperrschiebers darstellen. In der Verlängerung der Rohr stutzen 2, 3 sind in das Gehäuse 1 Sitzringe 4, 5 eingeschweißt, die an ihren Enden die gehäuseseitigen Dichtringe 6, 7 aufweisen.

Zwei parallele Platten 8, 9 sind an einer Spindel 10 aufgehängt, über die die Platten 8, 9 in Offenstellung bzw. in eine Schließstellung zwischen den Sitzringen 4, 5 gebracht werden. Die Platten 8, 9 weisen außenliegende Dichtringe 11, 12 auf, die den gehäuseseitigen Dichtringen 6, 7 gegenüberstehen und mit diesen zusammenwirken.

Die Platten 8, 9 sind über Federmittel im unbelasteten Zustand auf Abstand gehalten, so daß zwischen den Platten 8, 9 ein Spalt s besteht. Die Federmittel bestehen aus mehreren Schraubenfedern 13 mit einer weichen Kennlinie und sind auf einem Teilkreis angeordnet. Es kann auch eine einzige, zentral angeordnete Feder verwendet werden. Außer Schraubenfedern können auch andere Federn zum Beispiel Tellerfedern eingesetzt werden. Die verwendeten Schraubenfedern 13 ruhen in Bohrungen 14 der einen Platte 8 und stützen sich auf dem Grund dieser Bohrungen 14 und auf der Innenseite der anderen Platte 9 ab. Der Grund der Bohrung 14 ist durchbohrt, so daß eine Verbindung von dem Rohrstutzen 2 zu dem Spalt s zwischen den Platten 8, 9 geschaffen ist.

In dem Mittelpunkt der einen Platte 8 ist eine weitere Bohrung 15 vorhanden, die eine in die andere Platte 9 eingreifende Montageschraube aufnimmt. Die Montageschraube wird vor der Montage der Platten 8, 9 eingesetzt und gegen die Wirkung der Schraubenfedern 13 angezogen. In diesem Zustand lassen sich die Platten 8, 9 in das Gehäuse 1 einsetzen. Nach der Montage wird die Montageschraube entfernt.

Radial außen von den Schraubenfedern 13 sind die Innenseiten der Platten 8, 9 mit einander gegenüberliegenden Dichtringen 16, 17 versehen. Bei einer Druckbeaufschlagung von der durchbohrten Platte 8 erfolgt die Abdichtung

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über den außenliegenden Dichtring 11 der Platte 9 und den gehäuseseitigen Dichtring 7 des Sitzringes 5. Bei einer Druckbeaufschlagung von der undurchbohrten Platte 9 erfolgt die Abdichtung über die innenliegenden Dichtringe 16/ 17 der Platten 8, 9 sowie über den außenliegenden Dichtring 12 der Platte 8 und den gehäuseseitigen Dichtring 6 des Sitzringes 4.

Die Platten 8, 9 greifen über eine Zentrierung ineinander. Diese Zentrierung kann z.B. dadurch gebildet werden, daß beide Platten 8, 9 auf ihre Innenseite mit einer Rille versehen wird. In die Rillen, die miteinander fluchten, kann ein Ring eingelegt werden. Vorzugsweise besteht die Zentrierung - wie dargestellt - aus einem Vorsprung 18, der auf der Innenseite der Platte 8 angebracht ist. Der Vorsprung 18 greift in eine Ausnehmung 19 ein, die in die andere Platte 9 eingearbeitet ist. Zwischen dem Vorsprung 18 und der Ausnehmung 19 besteht eine Spielpassung.

Der Durchmesser d2 des Vorsprunges 18 bzw. der Ausnehmung 19 und der mittlere Durchmesser d1 der innenliegenden Dichtringe 16, 17 sind größer als der Durchmesser d der außenliegenden Dichtringe 11, 12. Bevorzugt sind die innenliegenden Dichtringe 16, 17 radial innen von dem Vorsprung 18 bzw. der Ausnehmung 19 angeordnet. Diese Anordnung bringt Vorteile hinsichtlich der Konstruktion und der Fertigung der Platten. Ohne daß die Funktionsweise sich ändert, können die innenliegenden Dichtringe 16, 17 auch radial außen von dem Vorsprung oder der Ausnehmung 19 angebracht sein.

Der Absperrschieber arbeitet nach dem folgenden Prinzip. Steht der Druck auf der Seite des Rohrstutzens 2 an, so wird die über die Schraubenfedern 13 auf ihren Sitz vorge-

preßte Platte 9 durch den Druck des Mediums auf den Dichtring 7 des Sitzringes 5 gedrückt und dichtet den Schieber ab. Infolge der Bohrungen 14, 15 bleibt die Platte 8 an der Anlage an dem gehäuseseitigen Dichtring 6, da der Druck in dem Rohrstutzen 2 über die Bohrungen 14, 15 in den Spalt s zwischen den Platten 8, 9 sich fortsetzt.

Bei einer Druckbeaufschlagung von der Seite des Rohr-Stutzens 3 wird die Platte 9 durch den Druck des Mediums abgehoben, die Platten 8, 9 gegen ihre innenliegenden Dichtringe 16, 17 und die Platte 8 gegen den gehäuseseitigen Dichtring 6 gedrückt. Das Absperrsystem dichtet jetzt an dem gehäuseseitigen Dichtring 6 sowie an dem außenliegenden Dichtring 12 der Platte 8 zur Austrittsseite hin ab. Der Spalt s ist jetzt zwischen den außenliegenden Dichtring 11 der beaufschlagten Platte 9 und den Dichtring 7 des Sitzringes 5 verlegt. Es besteht wiederum eine Verbindung über diesen Spalt s zwischen dem Gehäuseinneren und der Eintrittsseite des Druckes.

Der zuletzt geschilderte Fall tritt in der beschriebenen Weise stets dann ein, wenn zwischen der Eintrittsseite und der Austrittsseite des Absperrschiebers eine Druckdifferenz von bestimmter Höhe vorliegt, so daß die auf die Platte 9 wirkenden Kräfte die auf die Gegenseite wirkenden Kräfte deutlich übersteigen. Ist die auf die Fläche mit dem Durchmesser d wirkende Druckkraft aus dem eintrittsseitigen Druck gleich oder nur geringfügig größer als die Summe der entgegengerichteten Kräfte aus der Federkraft der Schraubenfedern 13 und den auf die Fläche mit dem Durchmesser d wirkenden austrittsseitxgen Druck, so hebt zunächst ebenfalls die Platte 9 von ihrem Sitz ab. Es strömt Medium über den sich bildenden Spalt zwischen den Dichtringen 7, 11 in das Gehäuse 1 ein und baut dort den eintrittsseitigen Druck auf. Dadurch ent-

steht zwischen dem Gehäuse 1 und dem Austritt auf der Seite des RohrStutzens 2 ein Druckgefälle, wodurch das Medium von dem Gehäuse 1 über die Zentrierung der Platten 8/ 9 und dann durch die Bohrungen 14, 15 in der Platte 8 zur Austrittsseite in den Rohrstutzen 2 strömt. Da die Zentrierung eine Spielpassung zwischen dem Vorsprung 18 und der Ausnehmung 19 aufweist, die aus funktionstechnischen Gründen so gewählt ist, daß eine ausgezeichnete Drosselwirkung erzielt wird, kann sich im Gehäuse 1 der eintrittsseitige Druck nach einer kurzen Übergangsphase einstellen.

Entscheidend ist nun, daß der Durchmesser d2 der aus dem Vorsprung 18 und der Ausnehmung 19 bestehenden Zentrierung größer ist als der mittlere Durchmesser d der außenliegenden Dichtringe 11, 12. Dadurch ergibt sich nach dem Druckaufbau im Gehäuse 1 eine zusätzliche, mit dem eintrittsseitigen Druck beaufschlagte Ringfläche zwischen den Durchmessern d2 und d . Daraus resultiert eine Zusatzkraft, die der Federkraft und der Druckkraft des jetzt auf die Fläche mit dem Durchmesser d2 wirkenden austrittsseitxgen Druckes entgegengerichtet ist. Durch diese Zusatzkraft wird die Platte 9 auf die Platte 8 zu bewegt, und das System dichtet über die innenliegenden Dichtringe 16, 17 sowie über den außenliegenden Dichtring 12 der Platte 8 ab. Die Zusatzkraft muß stets größer als die Zusatzfederkraft sein, die aus der Bewegung der Platte 9 zu der Platte 8 hin resultiert. Um zu gewährleisten, daß das System in der jetzt eingenommenen Stellung stabil bleibt, muß die Druckkraft aus dem jetzt auf die Fläche mit dem Durchmesser d1 wirkenden eintrittsseitigen Druck größer sein als die Federkraft, die Zusatzfederkraft und die Druckkraft aus dem auf die Fläche mit dem Durchmesser d1 wirkenden austrittsseitigen Druck. Dies wird dadurch erreicht, daß der mittlere

Durchmesser d1 der innnenliegenden Dichtringe 16, 17 sich nur geringfügig von dem Durchmesser d2 des Vorsprunges 18 bzw. der Ausnehmung 19 unterscheidet.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE :

1. Absperrschieber mit zwei parallelen Platten (8, 9)/ die über eine Zentrierung (18, 19) ineinander-greifen, durch Federmittel im unbelasteten Zustand auf Abstand gehalten und jeweils mit einem innen- und einem außenliegenden Dichtring (16, 17, 11, 12) versehen sind, wobei die innenliegenden Dichtringe (16, 17) einander und die außenliegenden Dichtringe (11, 12) gehäuseseitigen Dichtringen (6, 7) gegenüberstehen und eine der Platten (8) in axialer Richtung * durchbohrt ist, dadurch gekennzeichnet , daß die innenliegenden Dichtringe (16, 17) und die Zentrierung (18, 19) auf einem größeren Durchmesser angeordnet sind als die gehäuseseitigen Dichtringe (6, 7), daß die Durchmesser der innenliegenden Dichtringe (16, 17) und der Zentrierung (18, 19) etwa gleich groß sind und daß die Zentrierung (18, 19) eine Spielpassung aufweist.

2. Absperrschieber nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ■ zeichnet, daß die Zentrierung (18, 19) einen größeren Durchmesser aufweist als die innenliegenden Dichtringe (16, 17) .

3. Absperrschieber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federmittel eine flache Kennlinie aufweisen.