DE501347C

DE501347C - Ball rotary valve

Info

Publication number: DE501347C
Application number: DES79693D
Authority: DE
Original assignee: Von Roll AG
Current assignee: Von Roll AG
Priority date: 1926-05-12
Filing date: 1927-05-12
Publication date: 1930-07-01

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 1. JULI 1930ISSUED ON JULY 1, 1930

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

JVi 501 KLASSE 47g$GRUPPEJVi 501 CLASS 47g $ GROUP ZZ/^ZZ / ^

Kugeldrehschieber Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. Mai 1927 ab Rotary ball valve patented in the German Empire on May 12, 1927

Es sind bereits mehrere Kugelschieberkonstruktionen bekannt, die sich entweder nur für kleine, lichte Weiten und vor allem für geringe Leitungsdrücke eignem oder dann einen besonderen Hilfsmechainismus zur Betätigung erfordern. Diese letzteren sind alle nach derselben Grundidee gebaut. Zum Abdichten des Schiebers wird der Druck dies ganzen oder doch größten Teiles des Leitungsquerschnittes verwendet. Der Reibungswiderstand^ der DichtungsfLächen wird dadurch so groß, daß die Betätigung nicht nur einen abnormem Energieaufwand erfordert, sondern auch die DichtungsfLächen selbst in inert kurzer Frist zerstört werden. Um dies zu vermeiden, wird vor der Betätigung de® Drehteiles der Leitungsdruck so vollständig als möglich von den Dichtungsringen weg auf die weniger empfindlichen und einen vielThere are already several ball valve designs known that either only for small, clear widths and especially for low line pressures own or then require a special auxiliary mechanism to operate. These latter are all built according to the same basic idea. The pressure is used to seal the slide whole or most of the line cross-section is used. The frictional resistance ^ the sealing surface is so large that the actuation is not only requires an abnormal expenditure of energy, but also the sealing surfaces themselves be destroyed in an inert short period. To avoid this, de® Rotary part of the line pressure as completely as possible away from the sealing rings on the less sensitive and a lot

ao kleineren Widerstandsmoment besitzenden Drehzapfen überführt. Das setzt aber nicht nur einen entsprechenden Steuermechanismus voraus, sondern auch die Konstruktion eines absperrbaren Raumes, in welchem der Leitungsdruck auf die Dichtungsanlage wirkt. Die Entlastung erfolgt nun durch Ableitung des in diesem Raum wirkenden Druckmittels, wobei zugleich dessen Ergänzung durch Absperrung oder starke Drosselung der Verbindung mit dem unter dem vollen Leitungsdruck stehenden Teil des Schiebers verhindert wird. Die Folge ist 'ein starkes Abfallen des spezifischen Druckes im Entlastungsraum, die nun die Betätigung des Schiebers ermöglicht. Dadurch verliert aber der bewegliche Teil der Dichtungsanlage seinen Rückhalt und ist nun infolge der während der Betätigung des Schiebers auftretenden heftigen Wirbel Vibrationen ausgesetzt, die schon vielfach zur Zerstörung des Schiebers und der Rohrleitung geführt haben. Außerdem wirkt der Einbau des sogenannten Emtlastungsraumes sowie der der Entlastungsmechanismus bildenden Zu-, Um- und Ableitungen mit all ihren Armaturen durch die Komplizierung von Bau- und Bedienung auf die Betriebssicherheit, sowie besonders auch auf den Preis des Schiebers sehr nachteilig ein.ao having a smaller section modulus Trunnion transferred. But that not only sets a corresponding control mechanism ahead, but also the construction of a lockable room in which the line pressure acts on the sealing system. The relief now takes place by diverting the pressure medium acting in this space, At the same time, it is supplemented by blocking or throttling the connection with the part of the valve that is under full line pressure. The result is a sharp drop in the specific pressure in the relief space, which now enables the slide to be operated. As a result, however, the moving part of the sealing system loses its support and is now as a result of the violent eddy vibrations occurring during the actuation of the slide exposed, which have often led to the destruction of the valve and the pipeline. In addition, the installation works the so-called relief area as well as the loading, Diversions and diversions with all their fittings by the complication of construction and Operation on the operational safety, as well as especially on the price of the slide very detrimental one.

Die vorliegende Erfindung umgeht alle die genannten Nachteile durch völliges Verlassen· des beschriebenen Prinzips, indem auf die Dichtungsanlage nur noch derjenige Teil des Leitungsdruckes einwirken kanin, der zum völligen Abdichten wirklich erforderlich ist. Jahrzehntelange Erfahrungen an den bekannten Flach- und Keilschiebern haben gezeigt, daß in Leitungsquerschnitten, für welche der Kugelschieber überhaupt beginnt, zweckmäßig zu werden, ein Überdruck von 0,3 Atm. auf den ganzen Leitungsquerschnitt, bei großen Schiebern noch weniger,' zur zuverlässigen Abdichtung durchaus genügt. Diese TatsacheThe present invention avoids all of the disadvantages mentioned by completely leaving of the principle described by referring to the Sealing system only that part of the line pressure can act, which to the complete Sealing is really needed. Decades of experience with the well-known Flat and wedge slide valves have shown that in line cross-sections for which the Ball valve at all begins to be functional, an overpressure of 0.3 atm. on the entire cross-section of the line, even less in the case of large valves, 'for reliable Sealing is sufficient. this fact

findet eine weitere Bestätigung durch die ge machten Beobachtungen, daß in den beschriebenen Schiebersystemen der nach, dem Entlasten im genannten Hohlraum verbleibende Überdruck von 0,3 -[- 0,4 Atm. den Schieber immer noch einwandfrei abdichtet.finds further confirmation by the observations made that in the described Slider systems the remaining after relieving in the mentioned cavity Overpressure of 0.3 - [- 0.4 atm. the slider still seals properly.

Die vorliegende Konstruktion zieht daraus nun die gegebenen: Konsequenzen, indem sie zum Abdichten überhaupt nur noch den obento genannten Restdruck verwendet, aber nicht spezifisch auf das erreichbare Minimum reduziert und auf den ganzen Leituragsquerschnitt verteilt, sondern den Leitungsdruck spezifisch unverändert auf einen für den Einzelfall zu berechnenden Bruchteil des Leitungsquerschnittes wirkend, wodurch sich auf dieDicb.-tungsflächen derselbe spezifische Flächendruck ergibt.The present construction now draws the given: consequences by to seal only the obento mentioned residual pressure is used, but not specifically reduced to the achievable minimum and distributed over the entire duct cross-section, but the line pressure specifically unchanged to a fraction of the cable cross-section to be calculated for the individual case acting, thereby affecting the sealing surfaces gives the same specific surface pressure.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein Kugelschieber für Hochdruckleitungen mit dem besonderen Zweck, alle komplizierten, den Schieber verteuernden und viele Betriebsstörungen verursachenden. Hilfsmechanismen zu vermeiden, die zur Betätigung dieser Schie- «5 ber bisher unentbehrlich waren.The present invention now relates to a ball valve for high pressure lines with the special purpose, all complicated, the slide expensive and many malfunctions causative. To avoid auxiliary mechanisms that were previously indispensable for operating these slides.

Gemäß der Erfindung ist an dem axial beweglichen Dichtungsring des Kugeldrehschiebers in Offenstellung des Schiebers allseitig dem Leitungsdruck ausgesetzten Ring eine Packung angeordnet. In Abschlußstellung des Schiebers ist durch diese Packung mit der Auflage des beweglichen Ringes auf dem Gegenring zusammen eine kreisförmige, dem Leitungsdruck einseitig ausgesetzte Fläche eingeschlossen, welche eine für das völlige Dichthalten des Schiebers genügende minimale Ausdehnung hat.According to the invention is on the axially movable sealing ring of the rotary ball valve in the open position of the slide a packing is arranged on all sides of the ring exposed to the line pressure. In final position the slide is through this pack with the support of the movable ring on the mating ring together form a circular area exposed to the line pressure on one side included, which is a sufficient minimum for the complete tight holding of the slide Has expansion.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt, und es zeigt: Fig. ι einen Längsschnitt und Fig. 2 die Abdichtungsorgane im Schnitt in größerem Maßstabe.The subject of the invention is shown in an exemplary manner on the accompanying drawing Embodiment shown, and it shows: Fig. Ι a longitudinal section and Fig. 2 the sealing members in section on a larger scale.

Die beiliegende Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführung des Erfindungsgegemstandes. Das Kugelgehäuse 1, das durch, zwei Stutzen 11 und 12 mit der Rohrleitung verbunden ist, trägt das drehbare Rohrstück 2 vermittels der Zapfen 3 in den Lagern, 4. Die Zeichnung zeigt den Schieber in, Abschlußstellung, der Pfeil deutet die Strömungsrichtung an. Es ist nun klar, daß das Drehteil 2 den weitaus größten Teil des Leitungsdruckes aufnimmt. Dies zeigt sich deutlich, wenn man. sich die ganze Dichtungsanlage 5 bis 9, die durch Fig. 2 vergrößert wiedergegeben ist, wegdenkt und den zwischen Gehäuse 1 und Drehteil 2 vorhandenen Spalt durch eine Packung geschlossen annimmt. Diese Pakkung hätte ausschließlich den dem Spaltquerschnitt entsprechenden Teil des Leitungsdruckes zu tragen. Durch den Träger 5 (Fig. ι und 2) der Dichtungsanlage sowie den darauf befestigten Arretierring 6 einerseits und den im Gehäuse 1 angebrachten Dichtungsring 7 andererseits wird ein beliebig schmal zu haltender, kreisringförmiger Durchfluß für den Leitungsinhalt gebildet. Dieser wird dann durch den beweglichem Ring 8 und die dazugehörige Packung 9 verschlossen. Letztere hat den Zweck, die zylindrische Führungsfläche zwischen Ring 8 und Arretierung 6 abzudichten. Der bewegliche Dichtungsring 8 ist radial einwärts, d.h.. der Schieberachse zu, breiter ausgeführt, als für die Druckaufnahme innerhalb der Kreisrimgfiäche α benötigt, und zwar in Form eines Ansatzes. Dieser Ansatz hat den Zweck, den ihn überdeckenden Teil des Arretierungsringes 6 so weit radial einwärts zu drängen, daß bei Betätigung des Schiebers ein Aufstoßen des Arretierungsringes 6 auf Ring 7 vermieden wird. Die Wirkungsweise der ganzen Anordnung ist klar. Der bewegliche Ring 8, der in Offenstellung des Schiebers, vor der Strömung geschützt, allseitig gleichmäßig unter dem Leitungsdruck steht, kommt in Abschlußstellung des Schiebers, wie durch die Zeichnung dargestellt, vor den mehr dar weniger gedrosselten Ablauf zu liegen und wird durch den Druck des auf ihn entfallenden Teiles des Leitungsquerschnittes dichtend auf den Gegenring 7 gepreßt. Die wirksame Breite dieser Teildruckfläche, in Fig. 2 mit α bezeichnet, wird 'einerseits begrenzt durch -die Packung 9 und andererseits durch die dichtende Auflage von Ring 8 auf Ring 7; rechnerisch wird das dem Zwecke genügende Minimum dieser Breite α bestimmt durch Verwertung der oben angeführten mini- ioo malen Totaldrücke, die einen Flachschieber von gleicher lichter Weite abdichten. Dabei darf berücksichtigt werden, daß der verhältnismäßig leichte Ring 7 dem Drucke viel williger folgt als eine den ganzen Querschnitt lo.s deckende Platte.The accompanying drawing shows an example embodiment of the subject matter of the invention. The ball housing 1, which is connected to the pipeline by two nozzles 11 and 12, carries the rotatable pipe section 2 by means of the pin 3 in the bearings, 4. The drawing shows the slide in, final position, the arrow indicates the direction of flow. It is now clear that the rotating part 2 absorbs the vast majority of the line pressure. This can be seen clearly when one. the entire sealing system 5 to 9, which is shown enlarged by FIG. 2, thinks away and assumes the gap existing between housing 1 and rotating part 2 is closed by a packing. This packing would only have to carry the part of the line pressure corresponding to the gap cross-section. Through the carrier 5 (Fig. Ι and 2) of the sealing system and the locking ring 6 attached to it on the one hand and the sealing ring 7 mounted in the housing 1 on the other hand, an arbitrarily narrow, circular throughflow for the line content is formed. This is then closed by the movable ring 8 and the associated pack 9. The latter has the purpose of sealing the cylindrical guide surface between ring 8 and locking 6. The movable seal ring 8 is radially inward, ie. towards the slide axis, made wider than required for the pressure absorption within the circular rim α , namely in the form of an approach. The purpose of this approach is to urge the part of the locking ring 6 that covers it so far radially inward that, when the slide is actuated, the locking ring 6 is prevented from pushing against the ring 7. The way the whole arrangement works is clear. The movable ring 8, which in the open position of the slide, protected from the flow, is evenly under the line pressure on all sides, comes in the final position of the slide, as shown in the drawing, to lie in front of the more or less throttled flow and is by the pressure of the on it allotted part of the line cross-section is pressed sealingly onto the counter ring 7. The effective width of this partial pressure surface, denoted by α in FIG. 2, is limited on the one hand by the packing 9 and on the other hand by the sealing support of ring 8 on ring 7; arithmetically the minimum of this width α which is sufficient for the purpose is determined by utilizing the minimum total pressures given above, which seal a flat slide valve of the same clear width. It must be taken into account here that the relatively light ring 7 follows the pressure much more readily than a plate covering the entire cross-section.

Die Erfindung ermöglicht es also, ohne irgendeinen. Nachteil für die dauernde sichere Abdichtung, statt eine Entlastung der Dichtungsflächen vorgängig der Betätigung durch einen komplizierten Hilfsmechanismus herbeizuführen, durch entsprechende Wahl der Breite α diese Entlastung zu einem Dauerzustand zu gestalten. Die genannten Hilfsmechanismen erübrigen sich damit, der Schieber wird ganz erheblich, einfacher und billiger, und die Bedienung beschränkt sich auf eine einzige Manipulation, so daß störende Mißgriffe als ausgeschlossen gelten dürfen. Dadurch und durch das völlige Wegfallen der weiter oben beschriebenen Vibrationen erhöht sich die Betriebssicherheit des Erfindungs-The invention makes it possible without any. Disadvantage for the permanent secure sealing, instead of relieving the sealing surfaces prior to actuation by a complicated auxiliary mechanism, to make this relief into a permanent state by appropriate selection of the width α. The mentioned auxiliary mechanisms are thus superfluous, the slide becomes quite considerable, simpler and cheaper, and the operation is limited to a single manipulation, so that annoying mistakes can be considered excluded. This and the complete elimination of the vibrations described above increases the operational reliability of the invention

gegenstandes gegenüber dein eingangs erwähnten Systemen ganz beträchtlich.subject compared to your systems mentioned at the beginning.

Claims

Claim:

Rotary ball valve for pipelines with axially movable sealing ring, the seals by the liquid pressure, characterized in that of this movable sealing ring by means of a corresponding dimensioning of the liquid pressure exposed parts only a narrow, ring-shaped strip remains unbalanced and therefore only the the overpressure required to maintain the seal remains on the shut-off element.

1 sheet of drawings