DE3739483A1

DE3739483A1 - Gate valve

Info

Publication number: DE3739483A1
Application number: DE19873739483
Authority: DE
Inventors: Klaus Dieter Dipl Ing Hopf
Original assignee: PREUSSAG AG BAUWESEN
Current assignee: PREUSSAG AG BAUWESEN
Priority date: 1987-11-21
Filing date: 1987-11-21
Publication date: 1989-06-01

Abstract

In a gate valve with a housing (1) having openings (2, 3) on opposite sides for the connection of a pipe conduit and with a closure element (11) which can be moved transversely between the openings (2, 3), is made up of two wedge plates (9, 10) and can be brought down on valve seats (5, 6) at the inner edges of the openings (2, 3), the valve seats (5, 6) and the wedge plates (9, 10) each carry an annular sealing element (12, 13, 16, 17) which forms the seating surface, is composed of a ceramic material and is supported against the housing (1) and against the wedge plates (9, 10) respectively via a deformable sealing ring. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Absperrschieber mit einem Gehäuse, das auf gegenüberliegenden Seiten Öffnungen für den Anschluß einer Rohrleitung aufweist, und mit einem quer zwischen die Öffnungen bewegbaren, keilförmigen Verschlußelement, das druckdicht auf wenigstens einen den Rand einer Öffnung bildenden Ventilsitz aufsetzbar ist, wobei der Ventilsitz und/oder das Verschlußelement ein die Sitzfläche bildendes Dichtelement trägt.The invention relates to a gate valve with a Housing that has openings for on opposite sides has the connection of a pipeline, and with a Wedge-shaped movable between the openings Closure element that is pressure-tight on at least one valve seat forming the edge of an opening is, the valve seat and / or the closure element carries a sealing element forming the seat.

Bei einem bekannten Absperrschieber der angegebenen Art (DE-PS 8 97 788) sind der Ventilsitz und das Verschlußele ment mit Dichtringen versehen, die in Nuten im Ventilsitz und im Verschlußelement eingelassen sind. Derartige Dicht ringe ermöglichen die Auswahl geeigneter Werkstoffe zur Bildung der Dichtflächen, unabhängig von den für das Ge häuse oder das Verschlußelement verwendeten Werkstoffen, um die hohen Anforderungen hinsichtlich der Genauigkeit und Oberflächengüte der Dichtflächen leichter erfüllen zu können. Es ist ferner bekannt, durch Auftragsschweißung die Dichtflächen am Gehäuse und am Verschlußelement mit einer Panzerung zu versehen, die durch Schleifen nachbearbeitet wird. Mit einer solchen Panzerung wird vor allem die Ver schleißfestigkeit der Dichtflächen erhöht.In a known gate valve of the specified type (DE-PS 8 97 788) are the valve seat and the closure element provided with sealing rings in the grooves in the valve seat and are embedded in the closure element. Such tight rings enable the selection of suitable materials for Formation of the sealing surfaces, regardless of those for the Ge housing or the closure element used materials, around the high requirements with regard to accuracy and the surface quality of the sealing surfaces more easily to be able to. It is also known by cladding the sealing surfaces on the housing and on the closure element with a To provide armor, which is reworked by grinding becomes. With such armor, the Ver wear resistance of the sealing surfaces increased.

Es ist weiterhin bekannt, in Armaturen zur Erhöhung der Abrieb-, Errosions-, Korrosions- und Verschleißfestigkeit Ventilsitze und Verschlußelemente aus einem Werkstoff zu verwenden (DE-PS 12 82 377). Die keramischen Ventilbauteile dieser bekannten Armaturen sind aufgrund ihrer kleinen Abmessungen und ihrer Anordnung keinen nennenswerten Biege beanspruchungen unterworfen.It is also known to increase fittings Abrasion, erosion, corrosion and wear resistance Valve seats and closure elements made of one material use (DE-PS 12 82 377). The ceramic valve components of these known fittings are due to their small size Dimensions and their arrangement no significant bending subject to stress.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln bei einem Absperrschieber der angegebenen Art die Dichtheit und Verschleißfestigkeit der Dichtflächen zu er höhen.The invention has for its object with simple Means with a gate valve of the specified type Tightness and wear resistance of the sealing surfaces heights.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das die Sitzfläche bildende Dichtelement aus einem aus keramischem Werkstoff hergestellten Bauteil besteht, das über einen ver formbaren Dichtring am Gehäuse bzw. am Verschlußelement abge stützt ist. Mit der Erfindung wird ein Absperrschieber ge schaffen, der erstmals die günstigen Eigenschaften keramischer Werkstoffe hinsichtlich ihrer Formbeständigkeit, Korrosions unempfindlichkeit und Verschleißfestigkeit nutzt, um auf einfache Weise die Dichtheit und die Lebensdauer der Dicht fläche zu erhöhen. Der erfindungsgemäße Absperrschieber hat darüber hinaus den Vorteil, daß durch die Verwendung keramischer Dichtelemente die Reibung zwischen den Dicht flächen erheblich vermindert wird, so daß die auf die Be tätigungsspindel einwirkenden Stellkräfte beim Öffnen oder Schließen des Absperrschiebers erheblich gesenkt werden und eine Verringerung des Spindelquerschnitts und gegebenenfalls eine Verkleinerung des Spindelantriebs möglich ist. Durch die Anordnung des verformbaren Dichtrings werden Biegebean spruchungen in dem Dichtelement, die durch mechanische und thermische Verformung des Gehäuses hervorgerufen werden können, auf ein vertretbares Maß begrenzt.According to the invention this object is achieved in that the the seat forming sealing element made of a ceramic Material manufactured component consists of a ver Abge formable sealing ring on the housing or on the closure element is supported. With the invention, a gate valve is ge create the first time the favorable properties of ceramic Materials with regard to their dimensional stability, corrosion insensitivity and wear resistance uses to simple way the tightness and life of the sealing increase area. The gate valve according to the invention also has the advantage that by using ceramic sealing elements the friction between the sealing areas is significantly reduced, so that the Be Actuating forces acting on opening or Closing the gate valve can be significantly reduced and a reduction in the spindle cross section and, if necessary it is possible to downsize the spindle drive. By the arrangement of the deformable sealing ring will be bending beans stresses in the sealing element caused by mechanical and thermal deformation of the housing can, limited to an acceptable level.

Vorzugsweise ist als Dichtring eine Ringscheibe aus Graphit vorgesehen, die eine plastische und elastische Verformung erfährt. Weiterhin kann der Dichtring aus einer Klebstoffschicht bestehen, die bei der Montage in einen Spalt zwischen dem Dichtelement und dem Gehäuse bzw. dem Verschluß element eingefüllt wird und anschließend dort erhärtet. An annular disk made of graphite is preferably used as the sealing ring provided a plastic and elastic deformation experiences. Furthermore, the sealing ring can be made from a Adhesive layer exist when assembled in a gap between the sealing element and the housing or the closure element is filled in and then hardened there.

Zur Erzielung einer günstigen Befestigung kann das kerami sche Dichtelement an seinem Außenumfang eine sich zum Trä gerbauteil hin erweiternde Kegelfläche haben, die von einem mit dem Trägerbauteil verbindbaren Halteelement umgriffen wird. In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung kann das keramische Dichtelement einen radial vorspringenden Bund haben, an den ein Halteelement axial anlegbar ist. Zur Lagesicherung in radialer Richtung ist das Dichtelement vor zugsweise in eine Ausnehmung im Gehäuse oder im Verschlußele ment vorzugsweise in eine Ringnut eingesetzt.The kerami can be used to achieve a favorable fastening cal sealing element on its outer circumference to a Trä have a conical surface that extends from a encompassed with the support member connectable holding element becomes. In another advantageous embodiment, the ceramic sealing element has a radially projecting Have collar on which a holding element can be axially applied. To Positioning in the radial direction is the sealing element in front preferably in a recess in the housing or in the closure element ment preferably used in an annular groove.

Das Halteelement kann erfindungsgemäß aus einem Gewindering bestehen, der an einer inneren oder äußeren Radialfläche des Dichtelements angreift. Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Halteelement aus einer erhär tenden Klebemasse besteht, die in einen nach innen erwei terten Ringspalt zwischen einer Umfangsfläche des Dichtele ments und dem Trägerbauteil einfüllbar ist. Weiterhin kann zur Bildung eines Halteelements vorgesehen sein, daß das Trägerbauteil radial verformbare Rippen oder Stege aufweist, die den Ring von außen umgreifen. Vorzugsweise sind die Rippen durch Segmente eines mehrfach geschlitzten Zylinder ringes gebildet, wobei vorgesehen sein kann, daß die Segmente nach ihrer radialen Verformung durch Schweißen miteinander verbunden werden.According to the invention, the holding element can consist of a threaded ring exist on an inner or outer radial surface of the sealing element attacks. Another embodiment of the Invention provides that the holding element consists of a tendency adhesive that extends into an inward teren annular gap between a peripheral surface of the Dichtele elements and the carrier component can be filled. Furthermore can be provided to form a holding element that the Carrier component has radially deformable ribs or webs, that surround the ring from the outside. Preferably, the Ribs through segments of a multi-slit cylinder ring formed, it can be provided that the segments after their radial deformation by welding together get connected.

Erfindungsgemäß kann weiterhin vorgesehen sein, daß das Halteelement aus einer in die Öffnung des Gehäuses einsetz baren Hülse besteht, die mit einem Flansch an einem Ringbund in der Bohrung des ringförmigen Dichtelements anliegt und in der Öffnung des Gehäuses durch Schweißen befestigbar ist. Diese Ausgestaltung des Halteelements ermöglicht eine Halte rung des Dichtelements in radialer und axialer Richtung, so daß auf die Herstellung einer besonderen Nut zur Auf nahme des Dichtelements verzichtet werden kann. Der in das Dichtelement eingreifende Bereich der Hülse kann mehrfach geschlitzt sein, um eine elastische Verformbarkeit zu schaffen, die Ausdehnungsunterschiede ausgleichen kann. According to the invention it can further be provided that the Insert the holding element from one into the opening of the housing baren sleeve exists with a flange on a collar in the bore of the annular sealing element and can be fastened in the opening of the housing by welding. This configuration of the holding element enables holding tion of the sealing element in the radial and axial direction, so that on the production of a special groove on Taking the sealing element can be dispensed with. The one in that Sealing element engaging area of the sleeve can be repeated slotted to create elastic deformability, can compensate for the differences in expansion.

In einer anderen erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Absperrschiebers kann vorgesehen sein, daß das Halteelement aus einer Ringscheibe besteht, die mit ihrer Bohrung einen Abschnitt kleineren Durchmessers des in eine Ringnut ein gesetzten Dichtelements umgreift und an der das Dichtele ment umgebenden Stirnfläche des Trägerbauteils durch Schweißen befestigt ist.In another embodiment of the Gate valve can be provided that the holding element consists of an annular disc, the one with its bore Section of smaller diameter in an annular groove set sealing element and on which the sealing element ment surrounding end face of the support member through Welding is attached.

Erfindungsgemäß kann weiterhin vorgesehen sein, daß das keramische Dichtelement ein Einlegeteil aus Metall aufweist, das durch Schweißen mit dem Trägerbauteil verbindbar ist.According to the invention it can further be provided that the ceramic sealing element has an insert made of metal, that can be connected to the support component by welding.

Zur Schaffung einer einfachen lösbaren Verbindung kann ferner vorgesehen sein, daß das keramische Dichtelement durch Schrumpfen in eine Bohrung in dem Trägerbauteil befestigt ist, wobei der thermische Ausdehnungskoeffizient des keramischen Werkstoffs dem thermischen Ausdehnungskoeffi zienten des Werkstoffs des Trägerbauteils im wesentlichen entspricht.To create a simple releasable connection can also be provided that the ceramic sealing element through Shrink attached in a hole in the support member is, the coefficient of thermal expansion of the ceramic material the thermal expansion coefficient essentially the material of the carrier component corresponds.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungs beispiele näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigenThe invention is described below with the aid of some embodiments examples explained in more detail, which are shown in the drawing are. Show it

Fig. 1 einen Querschnitt durch das untere Gehäuseteil eines erfindungsgemäßen Absperrschiebers mit ringförmigen im Gehäuse und am Verschlußelement angeordneten Dichtelementen aus keramischem Werk stoff, Fig. 1 material a cross-section through the lower housing part of a gate valve according to the invention with annular in the housing and the closure element arranged sealing elements made of ceramic plant,

Fig. 2 einen Querschnitt einer unteren Gehäusehälfte mit einer Keilplatte des Verschlußelements eines Absperrschiebers nach der Erfindung, bei dem die keramischen Dichtelemente durch Kleben befestigt sind, Fig. 2 shows a cross section of a lower casing half having a wedge plate of the closure member of a gate valve according to the invention, wherein the ceramic seal elements are attached by bonding,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Keilplatte eines erfindungsgemäßen Absperrschiebers mit scheiben förmigem Dichtelement, Fig. 3 is a cross sectional view of a wedge plate of a gate valve according to the invention with slices shaped sealing element,

Fig. 4 einen Querschnitt einer unteren Gehäusehälfte und einer Keilplatte einer erfindungsgemäßen Ausfüh rungsform, bei der die Dichtelemente durch radial verformbare Rippen gehalten sind, Fig. 4 a cross-section approximately the form of a lower housing half and a wedge plate of exporting the invention in which the sealing elements are held by radially deformable ribs,

Fig. 5 eine Vorderansicht der Gehäusenut zur Aufnahme des Dichtelements der Ausführungsform gemäß Fig. 4, Fig. 5 is a front view of the housing groove for receiving the sealing member of the embodiment according to Fig. 4,

Fig. 6 einen Teilquerschnitt des Gehäuses und einer Keil platte mit einer geschweißten und einer geschraubten Befestigung des Dichtelements, Fig. 6 shows a partial cross section of the housing and a wedge plate with a welded and bolted to a mounting of the sealing element,

Fig. 7 einen Querschnitt einer Keilplatte nach der Erfin dung mit einer Schraubbefestigung eines ringför migen Dichtelements, Fig. 7 is a cross-section of a wedge plate after OF INVENTION dung with a screw fixing a ringför-shaped sealing element,

Fig. 8 einen Querschnitt durch eine untere Gehäusehälfte eines erfindungsgemäßen Absperrschiebers mit einer Hülse zur Befestigung des keramischen Dichtelements und Fig. 8 shows a cross section through a lower housing half of a gate valve according to the invention with a sleeve for fastening the ceramic sealing element and

Fig. 9 einen Teilquerschnitt des Gehäuses einer erfindungs gemäßen Ausführungsform bei der das keramische Dichtelement durch eine angeschweißte Ringscheibe gehalten ist. Fig. 9 is a partial cross section of the housing of an embodiment according to the Invention in which the ceramic sealing element is held by a welded washer.

Der in Fig. 1 gezeigte Absperrschieber besteht aus einem aus mehreren Teilen zusammengeschweißten Gehäuse 1, das an zwei gegenüberliegenden Seiten koaxiale, zylindrische Öffnungen 2, 3 mit Anschweißringen 4, zum Anschweißen nicht dargestellter Rohrleitungen aufweist. Die inneren, einan der zugekehrten Ränder der Öffnungen 2, 3 sind als Ventil sitze 5, 6 ausgebildet, deren Dichtflächen 7, 8 zur Zylinder achse der Öffnungen 2, 3 in entgegengesetzter Richtung ge neigt sind. Hierdurch wird zwischen den Dichtflächen 7, 8 ein keilförmiger Raum gebildet, in den ein aus zwei anei nander abgestützten Keilplatten 9, 10 zusammengesetztes, keilförmiges Verschlußelement einsetzbar ist, um die Öff nungen 2, 3 druckdicht voneinander zu trennen. Die Dicht flächen 7, 8 der Ventilsitze 5, 6 werden durch ringförmige Dichtelemente 12, 13 gebildet, die in Nuten im Gehäuse 1 gehalten sind. Die mit den Dichtflächen 7, 8 zusammenwirken den Dichtflächen 14, 15 an den Keilplatten 9, 10 sind eben falls durch ringförmige Dichtelemente 16, 17 aus kerami schem Werkstoff gebildet, die in Nuten in den Keilplatten 9, 10 gehalten sind. Die Keilplatten 9, 10 stützen sich über ein Druckstück 18 gelenkig aufeinander ab und lassen sich durch eine Spindel 19 bewegen, die aus dem Gehäuse 1 herausgeführt ist und außerhalb des Gehäuses 1 ein in eine Antriebsmutter eingreifendes Bewegungsgewinde hat.The gate valve shown in Fig. 1 consists of a housing 1 welded together from several parts, which has on two opposite sides coaxial, cylindrical openings 2 , 3 with welding rings 4 , for welding pipes not shown. The inner, one at the facing edges of the openings 2 , 3 are designed as valve seats 5 , 6 , the sealing surfaces 7 , 8 to the cylinder axis of the openings 2 , 3 are inclined in the opposite direction. As a result, a wedge-shaped space is formed between the sealing surfaces 7 , 8 , in which a wedge-shaped closure element composed of two mutually supported wedge plates 9 , 10 can be used to separate the openings 2 , 3 in a pressure-tight manner. The sealing surfaces 7, 8 of the valve seats 5 , 6 are formed by annular sealing elements 12 , 13 which are held in grooves in the housing 1 . The cooperate with the sealing surfaces 7 , 8 , the sealing surfaces 14 , 15 on the wedge plates 9 , 10 are just if formed by annular sealing elements 16 , 17 made of ceramic material, which are held in grooves in the wedge plates 9 , 10 . The wedge plates 9 , 10 are supported on one another in an articulated manner by means of a pressure piece 18 and can be moved by a spindle 19 which is led out of the housing 1 and has a movement thread engaging in a drive nut outside the housing 1 .

In Fig. 2 ist eine Gehäusehälfte des Gehäuses 1 mit der dazugehörigen Keilplatte 9 vergrößert dargestellt und eine vorteilhafte Art zur Aufnahme und Befestigung der Dichtele mente 12 bzw. 16 gezeigt. Hierzu weist das Gehäuse 1 eine Nut 20 mit einer sich zum Rand der Öffnung 2 verjüngenden Kegelfläche 21 und einer radialen Anlagefläche 22 auf. Die Mittelachse der Flächen 21, 22 ist entsprechend der Neigung der Dichtflächen 7 bzw. 14 zur Längsachse der Öffnung 2 ge neigt. In die Nut 20 ist ein ringförmiges Dichtelement 12 aus keramischem Werkstoff eingesetzt, das auf seiner Außen seite ebenfalls durch eine Kegelfläche 23 begrenzt ist, deren Durchmesser geringer ist als der Durchmesser der Kegelfläche 21. Die Stirnflächen des Dichtelements 12 sind zueinander parallel und vor allem die Dichtfläche 14 ist besonders glatt und eben ausgebildet. In Fig. 2, a housing half of the housing 1 with the associated wedge plate 9 is shown enlarged and an advantageous way for receiving and fastening the Dichtele elements 12 and 16 , respectively. For this purpose, the housing 1 has a groove 20 with a conical surface 21 tapering towards the edge of the opening 2 and a radial contact surface 22 . The central axis of the surfaces 21 , 22 is in accordance with the inclination of the sealing surfaces 7 and 14 to the longitudinal axis of the opening 2 ge inclines. In the groove 20 , an annular sealing element 12 made of ceramic material is used, which is also limited on its outer side by a conical surface 23 , the diameter of which is smaller than the diameter of the conical surface 21 . The end faces of the sealing element 12 are parallel to one another and, above all, the sealing surface 14 is particularly smooth and flat.

Das Dichtelement 12 ist durch einen flachen Dichtring 24 aus Graphit oder einem graphithaltigen Material an der Anlagefläche 22 abgestützt. Zur Befestigung des Dichtele ments 12 in der Nut 20 ist der Ringspalt 25 zwischen den Kegelflächen 21 und 23 mit einer Klebemasse ausgefüllt, die nach dem Aushärten das Dichtelement 12 mit dem Gehäuse 1 verbindet. Dabei wird durch die sich zur Anlagefläche 22 erweiternden Kegelflächen 21, 23 zusätzlich ein Formschluß geschaffen, der auch bei einem Nachlassen der Haftverbin dung zwischen der Klebemasse und dem Dichtelement 12 bzw. dem Gehäuse 1 für eine sichere Verankerung des Dichtelements 12 in der Nut 20 sorgt.The sealing element 12 is supported on the contact surface 22 by a flat sealing ring 24 made of graphite or a graphite-containing material. For fastening the Dichtele element 12 in the groove 20 , the annular gap 25 between the conical surfaces 21 and 23 is filled with an adhesive which connects the sealing element 12 to the housing 1 after curing. The conical surfaces 21 , 23 which widen to the contact surface 22 additionally create a positive fit, which ensures that the sealing element 12 is securely anchored in the groove 20 even when the adhesive bond between the adhesive and the sealing element 12 or the housing 1 wears off .

Die Befestigung des Dichtelements 16 in der Keilplatte 9 ist in analoger Weise ausgeführt, wobei die axial in die Keilplatte 9 eingestochene Nut 26 eine sich nach innen kegelig erweiternde Außenwand 27 hat, der eine Kegelmantel fläche des Dichtelements 16 mit Abstand gegenüberliegt, wo durch ein Ringspalt 28 gebildet wird, der mit erhärteter Klebemasse ausgefüllt ist. Die Klebemasse hat ausschließlich eine Haltefunktion und dient nicht zum Abdichten der Dicht elemente 12, 16 in den Nuten 20, 26. Das Dichtelement 16 ist daher ebenfalls über einen scheibenförmigen Dichtring 29 aus Graphit am Grund der Nut 26 abgestützt und abgedichtet. Zwischen dem Innenumfang des Dichtelements 16 und der Innen wand 30 der Nut 26 ist ein Spiel vorhanden, um Dehnungsunter schiede zwischen dem Dichtelement 16 und der Keilplatte 9 bei Temperaturänderungen auszugleichen und um die Einleitung radial nach außen gerichteter Kräfte in das keramische Dicht element 16 zu vermeiden.The fastening of the sealing element 16 in the wedge plate 9 is carried out in an analogous manner, wherein the axially pierced groove 26 in the wedge plate 9 has an inwardly conically widening outer wall 27 , which faces a conical surface of the sealing element 16 at a distance, where through an annular gap 28 is formed, which is filled with hardened adhesive. The adhesive has only a holding function and is not used to seal the sealing elements 12 , 16 in the grooves 20 , 26 . The sealing element 16 is therefore also supported and sealed by a disk-shaped sealing ring 29 made of graphite at the base of the groove 26 . Between the inner circumference of the sealing element 16 and the inner wall 30 of the groove 26 , a game is available to compensate for differences in expansion between the sealing element 16 and the wedge plate 9 in the event of temperature changes and to avoid the introduction of radially outward forces into the ceramic sealing element 16 .

Fig. 3 zeigt eine Keilplatte 31, die in dem Absperrschieber gemäß Fig. 1 anstelle der Keilplatte 9 verwendet werden kann. Die Keilplatte 31 ist mit einem Dichtelement 32 ver sehen, das als geschlossene Scheibe ausgebildet ist und mit seinem Außenrand 33 über einen Dichtring 34 aus Graphit in axialer Richtung an der Keilplatte 31 abgestützt ist. Auf der der Dichtfläche 35 abgekehrten Rückseite weist das Dichtelement 32 einen zylindrischen Ansatz 36 auf, der in eine Bohrung 37 in der Stirnseite der Keilplatte 31 ein greift. Hierbei sind die Durchmesser des Ansatzes 36 und der Bohrung 37 so aufeinander abgestimmt, daß ein Schrumpf sitz gebildet wird, der das Dichtelement 32 mit der Keilplatte 31 fest verbindet. Diese Verbindungsart erfordert jedoch annähernd gleiche thermische Ausdehnungskoeffizienten der Materialien des Dichtelements 32 und der Keilplatte 31, damit der Schrumpfsitz sich bei Temperaturänderungen nicht löst. Da die Keilplatte 31 in der Regel aus Stahl hergestellt wird, kommen für das Dichtelement 32 nur keramische Werk stoffe mit vergleichsweise hohem thermischen Ausdehnungko effizienten, beispielsweise Werkstoffe auf Zirkonoxidbasis in Frage. FIG. 3 shows a wedge plate 31 which can be used in the slide valve according to FIG. 1 instead of the wedge plate 9 . The wedge plate 31 is seen with a sealing element 32 ver, which is designed as a closed disc and is supported with its outer edge 33 via a sealing ring 34 made of graphite in the axial direction on the wedge plate 31 . On the back facing away from the sealing surface 35 , the sealing element 32 has a cylindrical projection 36 which engages in a bore 37 in the end face of the wedge plate 31 . Here, the diameter of the extension 36 and the bore 37 are coordinated with one another in such a way that a shrink fit is formed which firmly connects the sealing element 32 to the wedge plate 31 . However, this type of connection requires approximately the same thermal expansion coefficients of the materials of the sealing element 32 and the wedge plate 31 , so that the shrink fit does not come loose when the temperature changes. Since the wedge plate 31 is usually made of steel, only ceramic materials with a comparatively high thermal expansion, for example materials based on zirconium oxide, come into question for the sealing element 32 .

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 4 und 5 sind mechanische Mittel zur Befestigung der Dichtelemente 12, 16 in dem Gehäuse 38 und an der Keilplatte 39 ausgebildet. Hierzu ist die Außenwand 40 bzw. 41 der Nuten 42, 43 zur Aufnahme der Dichtelemente 12, 16 durch Schlitze 44 in mehrere, teilzylindrische Segmentrippen unterteilt, die durch ein Werkzeug radial nach innen verformt werden können, wobei sich die Schlitze 44 verkleinern. Die Außenwand 40 im Ge häuse 38 wird durch einen zylindrischen Axialeinstich 45 radial außerhalb der Nut 42 gebildet, dessen Tiefe der Axialbreite der Nut 42 entspricht. Nach dem Einsetzen von einem Dichtring 24 und einem Dichtelement 12 in die Nut 42 werden die Segmentrippen der Außenwand 40 radial nach innen gebogen, bis sie an der Kegelfläche 21 des Dichtelements 12 anliegen, wodurch letzteres aufgrund seiner Kegelform in der Nut 42 festgehalten wird. Hierbei können nach dem Umbiegen der Segmentrippen die Schlitze 44 durch Schweißen geschlossen werden, so daß die verformten Segmentrippen der Außenwand 40 einen geschlossenen Ring bilden, der sich nicht mehr aufweiten kann. Die Befestigung des Dichtelements 16 in der Keilplatte 39 wird in gleicher Weise ausgeführt. In the exemplary embodiment according to FIGS. 4 and 5, mechanical means for fastening the sealing elements 12 , 16 in the housing 38 and on the wedge plate 39 are formed. For this purpose, the outer wall 40 or 41 of the grooves 42 , 43 for receiving the sealing elements 12 , 16 is divided by slots 44 into a plurality of partially cylindrical segment ribs which can be deformed radially inwards by a tool, the slots 44 becoming smaller. The outer wall 40 in the Ge housing 38 is formed by a cylindrical axial recess 45 radially outside the groove 42 , the depth of which corresponds to the axial width of the groove 42 . After inserting a sealing ring 24 and a sealing element 12 into the groove 42 , the segment ribs of the outer wall 40 are bent radially inwards until they rest on the conical surface 21 of the sealing element 12 , whereby the latter is held in the groove 42 due to its conical shape. After the segment ribs have been bent over, the slots 44 can be closed by welding, so that the deformed segment ribs of the outer wall 40 form a closed ring which can no longer widen. The fastening of the sealing element 16 in the wedge plate 39 is carried out in the same way.

Fig. 6 zeigt zwei verschiedene Befestigungsarten für ein keramisches Dichtelement. Das den Ventilsitz im Gehäuse 47 bildende Dichtelement 48 besteht aus einem Verbundelement, das aus einem Metallring 49 und einem Keramikring 50 zu sammengesetzt ist, wobei der Keramikring 50 die Dichtfläche 51 bildet. Der Metallring 49 und der Keramikring 50 greifen mit Kegelflächen ineinander und sind dadurch unlösbar mit einander verbunden. Der Metallring 49 ist in eine Nut 52 im Gehäuse 47 eingesetzt und in der Nut durch eine Schweiß naht 53 abgedichtet und befestigt. Ein Dichtring ist zwischen dem Metallring 49 und der Nut 52 daher nicht erforderlich. Fig. 6 shows two different types of fastening for a ceramic sealing element. The sealing element 48 the valve seat in the housing 47 consists of a composite-forming element that is to sammengesetzt of a metal ring 49 and a ceramic ring 50, wherein the ceramic ring 50 forms the sealing surface 51st The metal ring 49 and the ceramic ring 50 engage with one another with conical surfaces and are therefore permanently connected to one another. The metal ring 49 is inserted into a groove 52 in the housing 47 and sealed and fastened in the groove by a weld 53 . A sealing ring is therefore not required between the metal ring 49 and the groove 52 .

An der Keilplatte 54 ist ein ringförmiges keramisches Dicht element 55 an seinem Innenumfang mit einem Gewindering 56 befestigt, der auf einen Gewindestutzen 57 an der Vorder seite der Keilplatte 54 aufgeschraubt ist. Zwischen dem Dicht element 55 und der Keilplatte 54 ist wiederum ein Dichtring 58 aus Graphit angeordnet. Der Gewindering 56 hält das Dicht element 55 mit einem radial nach außen gerichteten Bund 59, der in eine ringförmige Aussparung 60 am Innenumfang des Dichtelemehts 55 eingreift. Zum Festschrauben ist der Ge windering 56 mit mehreren Axialbohrungen 61 versehen, in die die Zapfen eines Schraubwerkzeugs eingreifen können.On the wedge plate 54 , an annular ceramic sealing element 55 is fastened on its inner circumference with a threaded ring 56 , which is screwed onto a threaded connector 57 on the front side of the wedge plate 54 . Between the sealing element 55 and the wedge plate 54 , a sealing ring 58 made of graphite is in turn arranged. The threaded ring 56 holds the sealing element 55 with a radially outwardly directed collar 59 which engages in an annular recess 60 on the inner circumference of the sealing element 55 . For tightening the Ge windering 56 is provided with a plurality of axial bores 61 , in which the pins of a screwing tool can engage.

Fig. 7 zeigt die Befestigung eines ringförmigen, kerami schen Dichtelements 62 an einer mit einem Gewindestutzen 57 versehenen Keilplatte 54 mit Hilfe eines Gewinderings 63, der an seinem Außenumfang eine Kegelfläche 64 aufweist, die an einer kegligen Bohrungsfläche 65 des Dichtelements 62 anliegt. Diese Abwandlung vermeidet Kerbspannungen im Dichtelement und ermöglicht eine geringere axiale Baubreite des Dichtelements 62. Fig. 7 shows the attachment of an annular, ceramic's sealing element 62 to a wedge plate 54 provided with a threaded connector 57 with the aid of a threaded ring 63 which has on its outer circumference a conical surface 64 which bears against a conical bore surface 65 of the sealing element 62 . This modification avoids notch stresses in the sealing element and enables a smaller axial width of the sealing element 62 .

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 ist ein als Ring mit zylindrischer Außenfläche ausgebildetes Dichtele ment 66 aus keramischem Werkstoff in eine ebenfalls zylin drische Ausdrehung 67 am Innenrand der Öffnung 68 eines Gehäuses 69 eingesetzt. Zur Abdichtung und Abstützung des Dichtelements 66 ist am Boden der Ausdrehung 67 ein Dicht ring 70 aus Graphit vorgesehen. Das Dichtelement 66 wird durch eine Hülse 71 gehalten, die von der Innenseite her in das Dichtelement 66 und die Öffnung 68 eingesetzt ist und an ihrem äußeren Ende durch Schweißen in der Öffnung 68 befestigt ist. Die Hülse 71 ist an ihrem inneren Ende mit einem nach außen gerichteten, entsprechend der Lage des Dichtelements 66 zu ihrer Längsachse geneigten Ringbund 72 versehen, der axial an einem nach innen ragenden Ringbund 73 des Dichtelements 66 anliegt. In radialer Richtung ist zwischen dem Dichtelement 66 und der Hülse 71 mit ihrem Ringbund 72 ein Spiel vorgesehen, um Unterschiede im ther mischen Ausdehnungsverhalten der beiden Bauelemente aufzu fangen.In the embodiment according to FIG. 8, a sealing element 66 made of ceramic material, formed as a ring with a cylindrical outer surface, is inserted into a likewise cylindrical bore 67 on the inner edge of the opening 68 of a housing 69 . To seal and support the sealing element 66 , a sealing ring 70 made of graphite is provided on the bottom of the recess 67 . The sealing element 66 is held by a sleeve 71 which is inserted into the sealing element 66 and the opening 68 from the inside and is fastened at its outer end by welding in the opening 68 . The sleeve 71 is provided at its inner end with an outwardly directed annular collar 72 which is inclined in relation to its longitudinal axis in accordance with the position of the sealing element 66 and which lies axially against an inwardly projecting annular collar 73 of the sealing element 66 . In the radial direction, a game is provided between the sealing element 66 and the sleeve 71 with its collar 72 in order to catch differences in the thermal expansion behavior of the two components.

Fig. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein mit einer zylindrischen Außenfläche in eine zylindrische Ausdrehung 79 in einem Gehäuse 74 eingesetztes Dichtelement 75 durch eine ebene Ringscheibe 76 in seiner Lage gehalten wird, die auf der innenliegenden, an die Ausdrehung 73 angrenzenden Stirn seite des Gehäuses 74 durch Schweißen befestigt ist. Die Bohrung der Ringscheibe 76 hat einen kleineren Durchmesser, als die Ausdrehung 73 und umgreift einen vorderen Abschnitt 77 des Dichtelements 75, dessen Außendurchmesser durch eine ringförmige Ausnehmung dem Innendurchmesser der Ringscheibe 76 angepaßt ist. Auf der der Ringscheibe 76 abgekehrten Seite, liegt das Dichtelement 75 an einem in der Ausdrehung 79 angeordneten Dichtring 78 an. Diese Halterung des Dicht elements 75 eignet sich besonders für keramische Werkstoffe mit geringem thermischen Ausdehnungskoeffizient, da sich das Gehäuse 74 mit der Ringscheibe 76 ungehindert ausdehnen kann. Fig. 9 shows an embodiment in which a with a cylindrical outer surface in a cylindrical recess 79 in a housing 74 sealing element 75 is held in position by a flat washer 76 , which on the inner, adjacent to the recess 73 end face of Housing 74 is fixed by welding. The bore of the ring disk 76 has a smaller diameter than the recess 73 and encompasses a front section 77 of the sealing element 75 , the outer diameter of which is adapted to the inner diameter of the ring disk 76 by means of an annular recess. On the side facing away from the ring disk 76 , the sealing element 75 rests on a sealing ring 78 arranged in the recess 79 . This holder of the sealing element 75 is particularly suitable for ceramic materials with a low coefficient of thermal expansion, since the housing 74 can expand freely with the washer 76 .

Die in den beschriebenen Ausführungsbeispielen gezeigten Dichtelemente können je nach Anwendungsfall aus den geeigneten keramischen Werkstoffen wie Siliciumnitrid, Siliciumcarbid, Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Aluminiumtitanat und anderen hergestellt werden. Die gezeigten Maßnahmen zur Aufnahme und Befestigung der keramischen Dichtelemente im Absperr schiebergehäuse oder im Verschlußelement tragen den unter schiedlichen Eigenschaften der Werkstoffe Rechnung und schaffen die Möglichkeit auch große Dichtquerschnitte mit keramischen Dichtelementen zu versehen. Die Abstützung der keramischen Dichtelemente über einen verformbaren Dichtring, vorzugsweise aus Graphit, vermeidet Biegebeanspruchungen in den Dichtelementen bei der thermischen und/oder mecha nischen Verformung des Absperrschiebergehäuses und gewähr leistet dadurch eine hohe Bruchsicherheit und Lebensdauer der Dichtelemente.The shown in the described embodiments Depending on the application, sealing elements can be made from the appropriate ceramic materials such as silicon nitride, silicon carbide, Alumina, zirconia, aluminum titanate and others getting produced. The measures shown for inclusion and fastening the ceramic sealing elements in the shut-off slider housing or in the closure element carry the under different properties of the materials bill and create the possibility of also large sealing cross sections to provide ceramic sealing elements. The support of the ceramic sealing elements via a deformable sealing ring, preferably made of graphite, avoids bending stresses in the sealing elements for thermal and / or mecha African deformation of the gate valve housing and guarantee thereby provides a high level of break resistance and durability of the sealing elements.

Claims

1. Gate valve with an opposing Be openings for the connection of a pipeline on pointing housing and a movable between the openings, wedge-shaped closure element, the pressure tight on at least one edge of an opening bil denden valve seat can be placed, the valve seat and / or the closure element carries a sealing element forming the seat surface, characterized in that the sealing surface ( 7 , 8 , 14 , 15 , 35 , 51 ) form the sealing element ( 12 , 13 , 16 , 17 , 32 , 48 , 55 , 62 , 66 , 75 ) consists of a component made of ceramic material, which is supported by a deformable sealing ring ( 24 , 29 , 34 , 58 , 70 , 78 ) on the housing or on the closure element.

2. Gate valve according to claim 1, characterized in that a ring disk made of graphite is provided as a sealing ring ( 24 , 29 , 34 , 58 , 70 , 78 ), which is plastically and elastically deformable.

3. Gate valve according to claim 1, characterized in that the sealing ring from a hardened adhesive layer consists.

4. Gate valve according to one of the preceding claims, characterized in that the ceramic Dichtele element ( 12 , 16 , 62 ) has a widening conical surface ( 23 , 27 , 65 ) towards the carrier component ( 1 , 9 , 54 ), which is provided by a the support component ( 1 , 9 , 54 ) connectable holding element ( 63 ) is encompassed.

5. Gate valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the ceramic Dichtele element ( 55 , 66 , 75 ) has a radially projecting collar ( 73 ) to which a holding element ( 56 , 71 , 76 ) can be axially applied.

6. Gate valve according to a preceding claim, characterized in that the sealing element ( 12 , 13 , 16 , 17 , 48 , 66 , 75 ) is set in a recess in the housing or in the closure element, preferably in an annular groove.

7. Device according to one of claims 4-6, characterized in that the holding element consists of a threaded ring ( 56 , 63 ).

8. Gate valve according to one of claims 4-6, characterized in that the holding element consists of a hardened adhesive which in an inwardly widened annular gap ( 25 , 28 ) between a peripheral surface ( 21 , 27 ) of the sealing element ( 12 , 16th ) and the support structure part ( 1 , 9 ) can be filled.

9. Gate valve according to one of claims 4-6, characterized in that the carrier component ( 38 , 39 ) has radially deformable ribs ( 40 , 41 ) or webs which engage around the sealing element ( 12 , 16 ) from the outside.

10. Gate valve according to claim 9, characterized in that the ribs ( 40 , 41 ) or webs are formed by segments of a multi-slotted cylinder ring.

11. Gate valve according to claim 10, characterized in that the segments ( 40 , 41 ) are connected together by welding after their radial deformation.

12. Gate valve according to claim 6, characterized in that the holding element consists of a in the opening ( 68 ) of the housing ( 69 ) insertable sleeve ( 71 ) having a flange ( 72 ) on an annular collar ( 73 ) in the bore of the annular sealing element ( 66 ) and is fastened in the opening of the housing by welding.

13. Gate valve according to claim 6, characterized in that the holding element consists of an annular disc ( 76 ) which engages with its bore a portion of smaller diameter ( 77 ) of the sealing element ( 75 ) used in an annular groove ( 79 ) and on the the sealing element is fastened around the end face of the support component ( 74 ) by welding.

14. Gate valve according to claim 1, characterized in that the ceramic sealing element ( 50 ) has an insert part ( 49 ) made of metal, which can be connected by welding to the carrier component ( 47 ).

15. Gate valve according to claim 1, characterized in that the ceramic sealing element ( 32 ) is fixed by shrinking in a bore ( 37 ) in the carrier component ( 31 ), the thermal expansion coefficient of the ceramic material, the thermal expansion coefficient of the material of the carrier component essentially corresponds.