DE3801561A1 - Ventilvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung mit wenigstens einem schieberartig ausgebildeten Schließglied, das wenigstens eine Dichtung oder einen zwischen zwei Dichtungen angeordneten Leckageraum aufweist.

Derartige Ventile mit der vorgenannten Dichtungs- und Leckage­ raumausgestaltung sind bekannt. Bei Vorhandensein eines Leckage­ raumes spricht man von sogenannten Doppelsitzventilen. Ein Doppelsitzventil, bei dem das Schließglied zwar schieberartig ausgebildet ist, die beiden Dichtungen, zwischen denen der Leckageraum ausmündet, jedoch gehäuseseitig angeordnet sind und bei dem der Leckageraum über das Ventilgehäuse mit der Umgebung des Ventils verbunden ist, ist z. B. aus der Patentan­ meldung P 37 01 027.1-12 oder der die Priorität der vorgenannten Patentanmeldung in Anspruch nehmenden Euro-PCT-Anmeldung bekannt. Bei der letztgenannten Ventilvorrichtung ist ein Verschlußteil vorgesehen, das die Verbindung zwischen dem Leckageraum und dem Innenraum der Ventilgehäuseteile in anderen Stellungen als in der Schließstellung des Ventils wirkungsmäßig in gleicher Weise, wie dies das Schließglied in der Schließstellung des Ventils hinsichtlich seiner Wechselwirkung mit dem Leckageraum realisiert, steuert.

Bei dem bekannten Ventil substituiert quasi das Verschlußteil 2 das Schließglied gegenüber den Dichtungen und dem zwischen diesen ausmündenden Leckageraum, und zwar in dem Maße, wie das Schließglied im Zuge der Öffnungsbewegung den Sitzbereich verläßt. Im Zuge der Schließbewegung kehrt sich dieser Substi­ tutionsvorgang um. In der Offenstellung des Ventils befindet sich das Verschlußteil im Sitzbereich und erlaubt über eine Durchtrittsöffnung einen sogenannten Innendurchgang für Strö­ mungsmittel von einem Ventilgehäuseteil in das andere.

Die beim Betrieb derartiger Ventile sich stellenden vielfältigen Aufgaben und Probleme sind ausführlich in den beiden vorge­ nannten Patentanmeldungen behandelt. Die verschiedensten Lösungs­ verfahren und Lösungsmerkmale werden dort genannt. Eine einge­ hende Erörterung dieser Problematik erübrigt sich daher an dieser Stelle.

Die vorliegende Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, bei einem Ventil, bei dem aus den verschiedensten Gründen auf die Anordnung von gehäuseseitigen Dichtungen verzichtet werden soll bzw. verzichtet werden muß, Lösungsverfahren aufzuzeigen, mit denen die den vorgenannten Patentanmeldungen zugrundeliegende Aufgabe ebenfalls gelöst wird. Dabei wird die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dahingehend erweitert, daß Ventile mit einbezogen werden, die wenigstens ein schieberartig ausgebildetes Schließglied mit einer einzigen Sitzdichtung auf­ weisen. Beim Vorhandensein von zwei im Schließglied angeordneten Dichtungen ist nunmehr bei Vorhandensein eines Leckageraumes dieser ebenfalls im Schließglied angeordnet.

Die Lösung der vorgenannten Aufgabe besteht nun darin, daß das Verschlußteil in der Offenstellung der Ventilvorrichtung das Schließglied mit seiner einzigen Dichtung oder mit seinen beiden Dichtungen und dem dazwischen angeordneten Leckageraum umschließt. Während der Öffnungs- oder Schließbewegung des Ventils wird das Schließglied von dem Verschlußteil in dem Maße aufgenommen bzw. freigegeben, wie das Schließglied aus seinem Sitzbereich heraus­ geführt oder in diesen hineingeführt wird.

Das aus den vorgenannten Patentanmeldungen bekannte Wechsel­ wirkungsprinzip zwischen Verschlußteil einerseits und Ventil­ gehäuse, Dichtungen und Leckageraum andererseits wird nunmehr in Analogie durch ein Wechselwirkungsprinzip zwischen Verschluß­ teil einerseits und Schließglied, Dichtung bzw. Dichtungen und Leckageraum andererseits ersetzt.

Es ist erkennbar, daß diese neugeschaffene Ventilvorrichtung sämtliche bekannten Problemstellungen, bekannt aus den vorge­ nannten Patentanmeldungen, ebenfalls zu lösen vermag. Da das erfindungsgemäß vorgeschlagene Wechselwirkungsprinzip zwischen Verschlußteil und Schließglied eine Umschlingung des Schließ­ gliedes durch das Verschlußteil ergibt, entfällt für das Ver­ schlußteil das aus den bekannten Ventilvorrichtungen zu ent­ nehmende Merkmal des sogenannten "Innendurchgangs". Das Ver­ schlußteil wird nunmehr nicht mehr vom Strömungsmittel in der Offenstellung der Ventilvorrichtung durchströmt. Dadurch ergibt sich ein Vorteil, der darin besteht, daß der Sitzbereich hin­ sichtlich seines Durchtrittsquerschnittes nicht mehr durch den Ringquerschnitt des Verschlußteils verengt wird. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß das Verschlußteil auf oder am Schließglied geführt wird, mit dem es in der Offenstellung der Ventilvorrichtung eine Paarung bildet. Bei der bekannten Ventil­ vorrichtung erfolgt die Führung des Verschlußteils zwar auch am oder auf dem Schließglied, die Paarung wird jedoch mit dem Sitz­ bereich des Ventilgehäuses vollzogen. Insofern ergeben sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung geringere Anforderungen an die Führungsqualität bzw. an eine fluchtende Anordnung zwischen Schließgliedachse und Ventilgehäuse.

Anhand der nachfolgend kurz erläuterten Figuren wird der Anmeldungsgegenstand in seinen wesentlichen Merkmalen darge­ stellt und hinsichtlich seiner Wirkungsweise beschrieben.

Aus Fig. 1 ist das vorgenannte Substitutionsprinzip von einem Verschlußteil 5 und einem Ventilgehäuse 1, 2 gegenüber einem Schließglied 4 und dessen Dichtung 7 erkennbar. In der linksseitigen Darstellung ist die Schließstellung der Ventilvorrichtung dargestellt, wobei auf eine Darstellung der Mittel zur Betätigung des Schließgliedes und des Verschluß­ teiles verzichtet wurde. Das Ventilgehäuse 1, 2 steht mit seinem Sitzbereich in Wechselwirkung mit dem Schließglied 4 und seiner Dichtung 7. In der Offenstellung der Ventilvorrichtung wird die Wirkung des Ventilgehäuses 1, 2 in Bezug auf die Dichtung 7 durch das Verschlußteil 5 substituiert. Eine Durch­ trittsströmung V gelangt vom Ventilgehäuseteil 1 in das Ventil­ gehäuseteil 2 oder umgekehrt. Das Verschlußteil 5 weist hin­ sichtlich seiner das Schließglied 4 aufnehmenden Bohrung die gleichen Abmessungen auf wie die Verbindungsbohrung der Ven­ tilgehäuseteile 1, 2 in ihrem Sitzbereich. Bei dem schematisch dargestellten Ventil handelt es sich um ein Absperrventil mit Auf/Zu-Funktion.

In Fig. 2 ist in schematischer Darstellung ein Mittelschnitt durch eine vorteilhafte Ausführungsform der Ventilvorrichtung gemäß der Erfindung gezeigt. Das Schließglied 4 wurde gegenüber der Ausführungsform gemäß der Fig. 1 dahingehend abgewandelt, daß nunmehr zwei Dichtungen 71, 72 vorgesehen sind, die einen Leckageraum 6 zwischen sich aufnehmen. Dieser Leckageraum 6 wird in der Schließstellung des Ventils einerseits von den Ventilgehäuseteilen 1, 2 berandet und er ist andererseits über eine Ablaufbohrung 6 a, die innerhalb des Schließgliedes 4 ange­ ordnet ist, mit der Umgebung der Ventilvorrichtung verbunden. Für die Anordnung der Ablaufbohrung 6 a innerhalb des Schließ­ gliedes 4 sind eine Reihe von Lösungen bekannt, z. B. kann die Ablaufbohrung 6 a in einem Rohr 4 b, das mit dem Schließglied 4 verbunden ist und aus dem Ventilgehäuseteil 2 herausgeführt ist, angeordnet werden. Ebenso ist die Umkehrung denkbar, indem das Rohr 4 b auf der Seite des Ventilgehäuseteils 1 angeordnet und aus diesem in die Umgebung des Ventils herausgeführt ist.

Im letztgenannten Fall befindet sich die Ablaufbohrung 6a dann in einer Stange 4 a, mit der das Schließglied 4 betätigt wird. Ausgestaltungen der Ventilvorrichtungen hinsichtlich der Anordnung der Ablaufbohrung 6 a ergeben sich auch aus den Fig. 8 (Ablaufbohrung in einem nach unten herausgeführten Rohr), 9, 10 und 11. Die rechtsseitige Darstellung der Fig. 2 zeigt das leckagegesicherte Ventil in seiner Offenstellung. Der Leckageraum 6 wird nunmehr außenseits von der inneren Mantel­ fläche des Verschlußteils 5 berandet. Sowohl in der Schließ- als auch in der Offenstellung der Ventilvorrichtung ist der Leckageraum 6 gegenüber dem Innenraum der Ventilgehäuseteile 1 bzw. 2 abgeschlossen. Man erkennt weiterhin, daß das Ver­ schlußteil 5 in Bezug auf die Dichtungen 71 und 72 und in Bezug auf den Leckageraum 6 die Ventilgehäuseteile 1 und 2 im Sitz­ bereich substituiert. Im Sitzbereich der Ventilgehäuseteile 1, 2 kann ein in Fig. 2 nicht dargestellter Sitzring angeordnet werden, der mit den vorstehend genannten gehäuseseitigen Funk­ tionen gleichermaßen ausgestattet ist.

Die Fig. 3 und 4 zeigen in schematischer Darstellung einen Mittelschnitt durch eine vorteilhafte Ausführungsform der Ventilvorrichtung, wobei Fig. 3 deren Schließ- und Fig. 4 deren Offenstellung darstellt. Im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist ein sogenannter "loser" Dichtungsring vorgesehen, der innerhalb einer Nut 4 c des Schließgliedes 4 angeordnet ist. Der Dichtungsring 7 besitzt innerhalb der Nut 4 c in Richtung der Schaltbewegung des Schließgliedes 4 eine begrenzte Beweg­ lichkeit, wodurch die Reinigungsfähigkeit der kritischen Berei­ che zwischen Dichtungsring 7 und Nut 4 c erreicht wird. Eine Reinigung dieser Bereiche setzt allerdings voraus, daß das Verschlußteil 5 derart bemessen ist, daß eine räumliche Verbin­ dung zwischen dem Innenraum der Ventilgehäuseteile 1, 2 und der Nut 4 c besteht.

In den Fig. 5, 6 und 7 ist ein Schließglied 4 dargestellt, welches in Übereinstimmung mit der entsprechenden Ausführungs­ form gemäß Fig. 2 mit zwei Dichtungen 71 und 72 ausgestattet ist, die zwischen sich einen Leckageraum einschließen.

Dieser Leckageraum 6 ist nicht nur, wie in Fig. 2 darge­ stellt, mit einer Ablaufbohrung 6 a mit der Umgebung des Ventils verbunden, sondern er weist darüber hinaus einen zweiten Ver­ bindungsweg mit der Umgebung des Ventils auf, über den Reini­ gungsflüssigkeit in den Leckageraum 6 eingebracht werden kann. Die vorgenannte Art der Leckageabführung bzw. Reinigungsmittel­ abführung (in den Fig. 5 und 6 mit L/R bezeichnet) und die Reinigungsmittelzuführung R ist auch auf eine Dichtungsan­ ordnung gemäß Ausführungsform nach Fig. 7 anwendbar, in der die beiden Dichtungen 71 und 72 begrenzt beweglich im Schließglied 4 angeordnet sind. Diesbezügliche Lösungen sind der die Priorität der P 37 01 027.1-12 beanspruchenden Euro-PCT-Anmeldung zu entnehmen. Darüber hinaus zeigen die Fig. 8, 9, 10 und 11 Lösungen auf, wie das Reinigungsmittel in den Leckageraum 6 eingeleitet bzw. diesem zugeführt wird.

Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform, bei der das Schließglied 4 als Hohlkörper zwischen den Dichtungen 71 und 72 ausgebildet ist, und bei der die Reinigungsflüssigkeit über eine Verteil- und Spritzeinrichtung 8 dem Bereich der Dichtungen 71 und 72 zugeführt wird.

In Fig. 9 ist das Schließglied 4 im Bereich zwischen den Dichtungen 71 und 72 durch eine Trennwand 9 geteilt, die einen Zuführungsbereich 10 und einen Abführungsbereich 11 bildet, so daß das Strömungsmittel R dem Dichtungsbereich zwangsweise zugeführt und ebenso aus diesem wieder abgeführt wird.

In Fig. 10 ist ein Reinigungsrohr 12 mit einer Verteil- und Spritzeinrichtung 8 in eine Ablaufbohrung 6 a des Ablaufrohres 4 b angeordnet. die Reinigungsflüssigkeit wird dem Dichtungsbereich zugeführt und von dort über den Ringspalt 13, gebildet zwischen der Bohrung des Ablaufrohres 4 b und dem Reinigungsrohr 12, abgeführt.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 11 entspricht in ihrem wesentlichen Aufbau jener gemäß Fig. 9, wobei der Zulauf für die Reinigungsflüssigkeit R und der Ablauf für Leckage- bzw. Reinigungsflüssigkeit L/R auf einer Seite des Schließ­ gliedes angeordnet sind. Der Antrieb des Schließgliedes 4 erfolgt entweder über eine Stange 4 a, die auf der dem Ablauf­ rohr 4 b gegenüberliegenden Seite des Schließgliedes 4 ange­ ordnet und aus dem Ventilgehäuseteil 1 herausgeführt ist. Bei Verzicht auf die Stange 4 a erfolgt der Antrieb z. B. über das Ablaufrohr 4 b, wobei die Einbaulage der Ventilvorrichtung, wie in Fig. 11 dargestellt, vorliegt oder aber eine um 180° gegenüber der dargestellten Anordnung gewählten Einbaulage.

Bei den in den Fig. 1 bis 11 dargestellten Ausführungsformen der Vorrichtung gemäß der Erfindung handelt es sich um ein sogenanntes leckagefrei schaltendes Doppelsitzventil. Wird, gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Vor­ richtung gemäß der Erfindung, das Verschlußteil 5 über Stege fest mit dem Ventilgehäuseteil 1 bzw. 2 verbunden, so ergibt sich eine Ventilvorrichtung, mit der ein leckagebegrenztes Schalten möglich ist. Die Verbindungsstege zwischen Verschluß­ teil 5 und Ventilgehäuseteil 1, 2 sind dabei mit Durchtritts­ öffnungen, die näherungsweise dem Nennquerschnitt des Ventils entsprechen, zu versehen. Wirkungsweise und Funktion dieser Anordnung sind aus den vorgenannten Patentanmeldungen bekannt. Hier besteht eine, sich unter den vielfältigen Aspekten und Betrachtungsweisen des vorliegenden Problems ergebende, zwingende Analogie.

Claims (1)

1. Ventilvorrichtung mit wenigstens einem schieberartig ausge­ bildeten Schließglied, das wenigstens eine mit dem zylin­ drischen Sitzbereich der Ventilgehäuseteile zusammenwirkende radiale Dichtung oder zwei solche Dichtungen mit einem dazwischen angeordneten Leckageraum aufweist, der durch mindestens eine im Schließglied angeordnete Leitung mit der Atmosphäre und gegebenen­ falls eine zweite Leitung mit dem Reinigungsmittelzulauf verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Schließstellung mit den Dichtungen (7, 71, 72) zusammenwirkende Sitzbereich in anderen Stellungen als in der Schließstellung durch ein Verschlußteil (5) substituiert wird.