DE3728264A1 - Absperrorgan fuer eine gas- oder fluessigkeitsleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Absperrorgan für eine Gas- oder Flüssigkeitsleitung, das aus einem Gehäuse, einer aus dem Gehäuse abgedichtet herausgeführten Spindel, einem von der Spindel durch einen Schraubantrieb axial bewegbaren Schließkörper und aus einem der wellenfreien Abdichtung zwischen dem Schließkörper und dem Gehäuse dienenden Faltenbalg besteht.

Derartige Absperrorgane sind seit langem bekannt und werden als Ventile oder Schieber ausgebildet. Der Falten­ balg dient dabei einer sogenannten wellenfreien Abdichtung des in dem Absperrorgan strömenden Mediums von der Umgebung. Diese Bezeichnung besagt, daß die Dichtung keinem O-Ring, Wellendrichtring, Stopfbüchse oder dergleichen überlassen wird, sondern daß ein eigenständiges Teil in Form des Faltenbalges vorhanden ist, deren beiden Enden fest ver­ schweißt sind und so die vollkommene Abdichtung herbei­ führen.

Es ist festgestellt worden, daß sich bei geschlossenem Zustand eines Absperrorganes mit einem Faltenbalg in den Zwischenräumen des Faltenbalges durch Kristallisation, Polymerisation oder durch sonstige chemische Prozesse, die insbesondere durch das in dem Absperrorgan geführte Medium hervorgerufen werden, ein fester Mantel bildet, der die ursprünglichen Eigenschaften des Faltenbalges zunichte macht und dann zu dessen Zerstörung führt, wenn beispiels­ weise das Ventil nach einem längeren Stillstand plötzlich geöffnet wird. Dabei wird der Faltenbalg oft zerstört, so daß das gesamte Ventil unbrauchbar wird.

Um diesem Nachteil zu begegnen, wird an der aus dem Ge­ häuse herausgeführten Spindel eine gesonderte Abdichtung beispielsweise in Form einer Stopfbuchse angebracht, die dann für den geschilderten Notfall die Abdichtung über­ nehmen soll. Selbstverständlich handelt es sich hierbei nicht um eine sogenannte wellenfreie Abdichtung, dies wird jedoch, da es sich um eine Auffangdichtung handelt, in Kauf genommen. Im übrigen wirkt oftmals eine Torsion des Faltenbalges zerstörerisch, die dann auftreten kann, wenn das Schließorgan in Form eines Ventiltellers sich beim Öffnen mit der Spindel mitdreht, obwohl eine in Dreh­ richtung wirkende Entkoppelung vorhanden ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Absperrorgan der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die zerstörerischen Einflüsse auf den Faltenbalg so gering wie möglich sind und außerdem die Abdichtung für den Notfall eines Falten­ balgbruches sicherer wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß der Faltenbalg gehäuseseitig an einem Führungskörper be­ festigt ist, in dem ein rohrförmiger Abschnitt des Schließ­ körpers axial verschieblich, jedoch drehgesichert geführt ist.

Bei dem Absperrorgan gemäß der Erfindung ist also das Absperrorgan gegen Verdrehen gesichert, wobei die gehäuse­ seitige Befestigung des Faltenbalges an dem Führungskörper insbesondere angeschweißt ist. Führungskörper, Absperr­ organ einschl. dem in dem Führungskörper gleitenden rohr­ förmigen Abschnitt und Faltenbalg bilden eine handhabbare Einheit, die auf die Teilfuge in den unteren Gehäuseteil beispielsweise eines Absperrventils eingesetzt werden kann. Damit kann der Führungskörper zur Zentrierung der beiden Gehäusehälften herangezogen werden, außerdem be­ steht auf seinem flanschartigen Kranz eine sehr gute Mög­ lichkeit der Abdichtung mit Hilfe von Flachdichtungen oder O-Ringen.

Besondere Vorteile werden erzielt, wenn der rohrförmige Ab­ schnitt mit einem Innengewinde zur Aufnahme eines Außen­ gewindes der in Axialrichtung in dem Gehäuse geführten Spindel versehen ist. Die Spindel bleibt dadurch nämlich bei der Betätigung des Absperrorganes ortsfest, so daß die Abdichtung zwischen der Spindel und dem Gehäuse stets den­ selben Bereich der Spindel abdeckt. Dies ist eine Voraus­ setzung für eine erfolgreiche Dauerschmierung eines O-Ringes, einer Manschette oder mehreren Abdichtungen dieser Art hintereinander. Bei jeder Betätigung bleibt nämlich die zur Geschmeidighaltung der Dichtungen eingesetzte Flüssig­ keit oder Paste im Dichtungsbereich gefangen, jedenfalls wird nicht dauernd der abgedichtete Bereich in die freie Atmosphäre gefahren wie bei einer steigenden Spindel. Die Gefahr der Austrocknung und damit Versprödung der zusätz­ lichen Abdichtung bei einer steigenden Spindel ist damit offensichtlich.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die Sicherheit gegen das Austreten eines gefährlichen Mediums noch weiter erhöht werden, wenn das Gehäuse mit einer dichtend aufge­ setzten Kappe versehen ist, die den aus dem Gehäuse hervor­ ragenden Abschnitt der Spindel überragt. Je nach Ausstat­ tung kann die Kappe ihrerseits mit einem Kontrollstopfen versehen sein, über den vor dem Abnehmen der Kappe das Anstehen eines Gases oder einer Flüssigkeit kontrolliert werden kann. Erst nach dieser Kontrollinspektion kann die Kappe entfernt und das Absperrorgan betätigt werden. Ab­ weichend davon kann in der Kappe in Verlängerung der Spindel ein Arbeitsstopfen vorgesehen sein, der heraus­ geschraubt wird, um das Spindelende freizulegen. Es ist besonders zweckmäßig, diesen Stopfen bzw. die Kappe mit demselben Steckprofil auszustatten, mit dem auch das Spindel­ ende ausgestattet ist, so daß ein einziges Werkzeug für die Betätigung der Spindel und für das Zugänglichmachen eingesetzt werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in der Zeich­ nung dargestellt ist, wird nachfolgend näher erläutert; die einzige Figur der Zeichnung zeigt:
eine Querschnittsansicht durch ein Absperr­ ventil gemäß der Erfindung.

In der Figur ist ein zweiteiliges Gehäuse 1 wiedergegeben, das aus einem unteren Gehäuseteil 2 und einem oberen Gehäuseteil 3 besteht. In dem unteren Gehäuseteil 2 sind ein Zulauf 4 und ein Ablauf 5 eingeformt, die durch einen Ventilsitz 6 voneinander getrennt werden. In der darge­ stellten Lage liegt auf dem Sitz 6 ein Ventilteller 7 auf, es ist also die geschlossene Ventilstellung wieder­ gegeben.

Mit dem Ventil 7 fest verschweißt ist ein rohrförmiger Abschnitt 8, der in seinem oberen Teil nach Art einer Mutter mit einem Innengewinde 9 versehen ist. Hier hinein greift das Außengewinde einer Spindel 12, die mit Hilfe eines Bundes 13 und einer Gewindebuchse 14 drehbar, jedoch in axialer Richtung gesichert in dem oberen Ge­ häuseteil 3 geführt ist. Die Spindel 12 bleibt ortsfest beim Öffnen und Schließen des Ventiles, wenn man von der Drehung absieht. Zur Betätigung der Spindel 12 ist an dem oberen Ende ein Vierkant 15 angeformt.

Der rohrförmige Abschnitt 8, der Bestandteil des Schließ­ körpers des Ventiles ist, ist von einem Faltenbalg 10 um­ geben, der einerseits an dem Ventilteller 7 angeschweißt ist und andererseits an einem Führungskörper 16, der mit Hilfe von Dichtungen 17 zwischen die beiden Gehäusehälften 2 und 3 gespannt ist. Der Führungskörper ist gegenüber dem rohr­ förmigen Abschnitt 8 im Bereich der Teilfuge 18 mit einer drehsicheren Führung versehen, beispielsweise in Form eines Vielzahnprofiles, einer Keil-Nut-Führung oder dergleichen. Dadurch kann der rohrförmige Abschnitt 8 zwar in Axialrichtung durch den Führungskörper 16 hindurchgleiten, jedoch sich gegen­ über diesem nicht verdrehen. Infolge dieser Verhältnisse kann sich auch der Ventilteller 7 nicht gegenüber dem Führungskörper 16 verdrehen, was gleichbedeutend damit ist, daß der Faltenbalg 10 keinen Torsionsbeanspruchungen unterworfen werden kann.

Der Führungskörper 16 dient gleichzeitig der Zentrierung der beiden Gehäusehälften 2 und 3 neben der bereits er­ wähnten Abdichtung. Er ist aus einem mit dem strömenden Medium verträglichen Material hergestellt, das bei freier Wahl insbesondere gute Gleiteigenschaften hat. Es genügt auch, wenn der rohrförmige Abschnitt 8 gute Gleiteigen­ schaften hat und die Spindel 12 und der Führungskörper 16 beispielsweise aus Stahl gefertigt sind. Unter einem Material mit guten Gleiteigenschaften ist zum Beispiel Bronze oder dergleichen zu verstehen.

Oberhalb des Führungskörpers 16 ist der obere Gehäuseteil 3 mit Hilfe von O-Ringen 19 gegenüber der Spindel 12 ab­ gedichtet, wobei ein die Versprödung der O-Ringe 19 hemmendes Mittel eingebracht sein kann. Aufgrund der Tat­ sache, daß die Spindel 12 den Bereich der O-Ringe 19 auch bei einer Betätigung des Ventiles nicht verläßt bzw. stets dieselben Bereiche an den O-Ringen anliegen, führt eine Betätigung des Ventiles nicht zur allmählichen Austrocknung oder Herausförderung irgendwelcher Gleit- oder Schutzmittel.

Falls durch Ablagerungen, Altersschwäche oder Korrosion der Faltenbalg 10 bei der Betätigung des Ventiles zu Bruch geht, kann das im Ventil geführte Medium über die Führung in der Teilfuge 18 bzw. über den Schraubenantrieb im Be­ reich des Innengewindes 19 bis zu den O-Ringen 19 vor­ dringen. Aufgrund der erläuterten Möglichkeiten zur Ver­ meidung einer Alterung dieser O-Ringe oder entsprechen­ der Manschetten, die an dieser Stelle eingesetzt werden, besteht eine sehr hohe Wahrscheinlichkeit, daß der Aus­ tritt des Mediums aus dem Ventil heraus unterbunden wird. Zunächst ist wegen der vermiedenen Torsionsbeanspruchung des Faltenbalges 10 die Bruchgefahr deutlich herab­ gesetzt, zum anderen sorgt die Jungerhaltung der Abdichtung zwischen der Spindel 12 und dem oberen Gehäuseteile 3 auch nach besonders langer Betriebszeit für einen guten Schutz gegen das Austreten des Mediums ins Freie.

Falls diese Maßnahmen noch nicht als ausreichend erachtet werden, kann bei entsprechender Ausstattung des Gehäuse­ oberteils 3 mit einem gestrichelt wiedergegebenen Außengewinde 24 dieses mit einer Kappe 22 abgedeckt werden, die einen Austritt des Mediums sicher verhindert, solange sie in­ stalliert ist. Dazu ist sie auf der Innenseite mit einem Innengewinde 23 versehen, während wiederum ein Vierkant 15 das Ansetzen eines Werkzeuges gestattet.

Bevor die Kappe 22 entfernt wird, kann über einen Kontroll­ stopfen 25 der Zustand des Innenraumes und damit die An­ wesenheit eines gefährlichen Mediums überprüft werden. An dieser Stelle können auch Überwachungsorgane wie kapazitive Leckanzeiger und dergleichen installiert werden.

Sobald das Abschrauben der Kappe 22 ungefährlich ist, wird ein entsprechender Schlüssel auf den Vierkant 15 aufge­ setzt und die Kappe 22 entfernt. Danach wird das Ventil an dem Vierkant 15 an dem Spindelende betätigt, also das Ventil geöffnet oder geschlossen bzw. in eine andere Position verfahren. Anschließend kann die Kappe 22 wieder aufge­ setzt werden.

Statt einer vollständig geschlossenen Kappe 22 kann diese wiederum einen Arbeitsstopfen tragen, der in Verlängerung der Spindel 12 angebracht ist und nach dem Entfernen den Zugang zur Spindel gestattet. Von der Sicherung her ist so gut wie kein Unterschied zu einer vollständig ge­ schlossenen Kappe vorhanden, so daß es auf die Umstände des Einzelfalls ankommt, welcher Ausführung der Vorzug gegeben wird. Selbstverständlich ist auch vorzugsweise dieser Arbeitsstopfen mit Hilfe desselben Schlüssels zu entfernen, der auch zur Betätigung der Spindel dient.

Falls die Führung zwischen dem rohrförmigen Abschnitt 8 und dem Führungskörper 16 besonders dicht ist, kann es zweckmäßig sein, den Raum oberhalb des Führungskörpers 16 mit einer Druckentlastung zu versehen, beispielsweise mit einem gesonderten Gehäuse, in der sich eine Membran be­ findet. In dieser Weise kann der in diesem Raum ein­ tauchende Abschnitt des Schließkörpers ohne Schaden eine Kolbenwirkung entwickeln. Im übrigen kann an dieser Stelle stets die Unversehrtheit des Faltenbalges 10 kontrolliert werden.

Claims (9)

1. Absperrorgan für eine Gas- oder Flüssigkeitsleitung, bestehend aus einem Gehäuse, einer aus dem Gehäuse abgedichtet herausgeführten Spindel, einem von der Spindel durch einen Schrauban­ trieb axial bewegbaren Schließkörper und aus einem der wellenfreien Abdichtung zwischen dem Schließkörper und dem Gehäuse dienenden Faltenbalg, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Faltenbalg (10) gehäuseseitig an einem Führungskörper (16) befestigt ist, in dem ein rohrförmiger Abschnitt (8) des Schließkörpers axial verschieblich, jedoch drehge­ sichert geführt ist.

2. Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der rohrförmige Abschnitt (8) mit einem Innengewinde (9) zur Aufnahme eines Außen­ gewindes der in Axialrichtung in dem Gehäuse (1) geführten Spindel (12) versehen ist.

3. Absperrorgan nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Führungskörper (8) im Bereich einer Gehäuseteilfuge angeordnet ist und insbesondere der Zentrierung und Abdichtung der Ge­ häuseteile (2, 3) dient.

4. Absperrorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (12) in dem Gehäuse (3) mit Hilfe von O-Ringen (19) und/oder Man­ schetten abgedichtet ist.

5. Absperrorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) mit einer dichtend aufgesetzten Kappe (22) versehen ist, die den aus dem Gehäuse (1) hervorragenden Ab­ schnitt der Spindel (12) überragt.

6. Absperrorgan nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kappe (22) mit einem Kontroll­ stopfen (25) versehen ist.

7. Absperrorgan nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das freie Ende der Spindel (12) ein Steckschlüsselprofil (15) trägt, und daß in Verlängerung der Spindel (12) in der Kappe (22) eine mit einem Stopfen verschließbare Öffnung vorgesehen ist.

8. Absperrorgan nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (22) bzw. der Stopfen dasselbe Schlüsselprofil (15) trägt wie das Spindelende.

9. Absperrorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum oberhalb des Führungskörpers (16) mit einem Anschluß für einen Druckausgleich versehen ist.