DE897940C

DE897940C - Kolbenschieber mit axialem Durchfluss an der Absperrstelle

Info

Publication number: DE897940C
Application number: DEM10336A
Authority: DE
Inventors: Otto Meyer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-07-20
Filing date: 1951-07-20
Publication date: 1953-11-26

Description

Kolbenschieber mit axialem Durchfluß an der Absperrstelle Die Erfindung bezieht sich auf Kolbenschieber mit axialem Du.rchfluß an,der Absperrstelle, die in Schließlage vom axial beaufschlagten Schieberkolben verschlossen ist. Bei diesen bekannten Kolbenschiebern weist der Sch.iebenkolben im Gehäuse keinen oder nur einen teilweisen Druckausgleich auf. Die bekannten Kolbenschieber können nur für beschränkte Nennweiten und: nicht für beliebig hohe Betriebsdrücke verwendet werden., weil durch die, auftretenden nicht ausgeglichenen Flächendrücke sehr große Reibungskräfte entstehen, welche sehr hohe Schaltkräfte zum Öffnen und Schließen erfordern. Hierdurch werden :die Abmessungen des Schiebers begrenzt. Nachteilig ist bei den bekannten Kolbenschiebern auch die verhältnismäßig lange Öffnungszeit und: der groß:- Öffnungsweg, besonders bei Hochdruckschiebern größerer Nennweite. Dies ergibt eine sehr große Beanspruchung der Dichtungsfläche, vor allem wenn unreine Medien, z. B. eine Dickspülung für Bohrzwecke, den Schieber ,durchfließen. Bei Beginn des Offnens, wenn der Durehflußquerschnitt noch sehr klein ist, erreicht die Strömungsgeschwindigkeit sehr hohe Werte und entsteht dann bei unreinen Medien eine sehr große Beanspruchung der Dichtungsfläche, die bei in Dickspülleitungen eingebauten Hochdruckschiebern schon oft nach achttägiger Betriebszeit ein vollkommenes Zerfressen der abdichtenden Flächen ergibt. Die dann erforderliche Instandsetzung ist teuer und zeitraubend und kann nicht am Betriebspunkt durchgeführt werden.
Nach der Erfindung sind bei Kolbenschiebern der eingangs .genannten Gattung Entlastungskolben auf der Zu- und Abflußseite des Scihieberkolbens vorgesehen, die den gleichen Durchmesser .haben wie der Verschlu.ßkolben. Weitere Erfindungsmerkmale sind folgende: Der Verschlußkolben und die Entlastungskolben weisen elastische Lippendichtungen auf. Der den Verschlußkolben umgebende Gehäuseteil; enthält an seiner dem Strömungsmitteleintritt zugewandten Seite auf dem Umfang verteilt radiale Nuten od. dgl. und an der Übergangsstelle zur Bohrung eine Abfasung, so .daß sogleich nach Beginndes öffnens die Lippe der Schiebeerdichtung an ihren beiden. Seiten vom gleichen Druck beaufschlagt wird. Bei der öffnungsbewegun:g gelangt der Verschlußkolben mit seiner Dichtung in eine kegePige Erweiterung des zylindrischen Gehäuseansatzes, in der sich der Entlastungskolben auf der Zuflußseite bewegt. Die Kolbenachse der Rohrleitung und der Anächlußstutzen bilden einen spitzen Winkel.
Die durch,die Erfindung erreichten Vorteile sind folgende: Dank dem Ausgleich der axialen Kräfte ist die zum Schalten erforderliche Kraft sehr klein, so,daß das Offnen und Schließen des Kolbenschiebers sehr schnell; nach Wahl aber auch sehr langsam vorgenommen werden kann. Bei geöffnetem Kolbenschieber liegen die elastischen Dichtungen außerhalb der Strömung und werden von der Strömung hic ht erfaßt. Dadurch ergibt sich eine hohe Lebensdauer des neuen Verglichen mit den bekannten Kolbenschiebern ergeben sich bei: gleicher Nennweite und gleichen Betriebsdrücken ein weit geringeres Einsatzgewicht und kurze Schaltwege. Damit sind auch die Fertigungskosten wesentlich. geringer. Das Erneuern der elastischen Dichtungen kann. in kürzester Zeit, ohne Ausbau des Gehäuses, unmittelbar am Verwendungsort vorgenommen werden. Zum Schalten können beliebige Vorrichtungen, z. B. Spindeln mit Steilgewinde, Kipphebel od. dgl. dienen. Die Betätigung kann mehr oder weniger plötzlich oder nach Belieben auch langsam, z. B. wenn eine Drosselung gewünscht wird., erfolgen. Die Betätigungsvorrichtun:g kann so ausgebildet sein, daß entweder durch ihre Verschiebung in axialer-RicJhtung die Kolben direkt im gleichen Maße verstellt werden .oder .daß mittels derselben Betätigungsvorrichtung durch Einschaltung einer Übersetzung, z. B. eines Spindeltriebes, -einte langsame Kolbenverstellung bewirkt wird. Eine Stopfbuchse wird nicht benötigt.
Ein Kolbenschieber mit den Merkmalen der Erfindung, der unter schwierigsten Verhältnissen in eine Dickspülung mit bis i2o atü Betriebsdruck eingebaut war, :hat die vorstehend aufgeführten Vorteile bestätigt.
Bei einem bekannten Wechselventil für Was:seraufberei.tungsanlagen sitzen auf einer gemeinsamen Stange mehrere Kolbenschieber mit axialemDu.rchfluß an den Absperrstellen. Die Kolbenschieber haben annähernd .gleichen Durchmesser; sie haben aber nicht ,die Aufgabe, Entlastungskolben zu sein, und sie sind es auch nicht, @da sie sämtlich Verschlußkolben sind und in einigen Stellungen auf beiden Seiten vom Durchflußmedi:um beaufschlagt werden, unter diesen Umständen also nicht Gegenkoliben,darstellen.
Inder Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes im senkrechten Mittelschnitt dargestellt, und zwar zeigt Fig. i den .geschlossenen Kolbenschieber, Fig. 2 den geöffneten Kolbenschieber.
Das Gehäuse 3 !hat -den Eintrittsstutzen q. und den Austrittsstutzen 5. Der Schieber 6 bewegt sich in einer zylindrischen iGehäusebohrung, die unter einem spitzen Winkel zur Hauptachse liegt. Der kolbenförmige Schieber 6, der mit einer nach oben auslaufenden Lippendichtung 7 versehen ist, findet nach oben seine Fortsetzung in einer Stange mit der Distanzbuchse 8 und nach unten seine Fortsetzung in dem ,Schaft g. Oberhalb -der Distanzbuchse 8 ist der Gegenkol;ben io mit der Lippendichtung i i und am Ende @ des .Schaftes g der Ge- genkolben 12 mit der Lippendichtung 13 angeordnet. Die Teile 16 bis 13 sind als Einheit ,gemeinsam axial verstellbar mittels des Handrades 1q., das auf das Steilgewinde 15 einwirkt.
Der den Schieber 6 mit der Dichtung 7 umgebende Gehäuseteil 16 weist an der in, die obere Stirnfläche übergehenden Stelle eine Abfasung 17 auf. Die Stirnfläche ist mit mehreren radial gerichteten Nuten 18 versehen.
Hierdurch ergibt sich beim öffnendes Schiebers, daß der obere Rand der Dichtung 7 sogleich nach Beginn der öffnungsbewegung von beiden- Seiten durch der gleichen Druck beaufschlagt wird, so daß ,die Lippendichtung 7 beim Offnen keine Verformung erleidet, sondern sich nur entsprechend. ihrer Vorspannung entspannt.
Die Gegenkolben io und 12 mit den Dichtungen i i und iighaben den gleichen Durchmesser wie der Schieber 6 mit der Dichtung 7. Hieraus ergibt siech der vollkommene Druckausgleich, der es möglich macht, selbst Kolbenschieber mit größten Betri:ebsdrückendurch eine sehr kleine Kraft zu öffnen.
Der zylindrische Gehäuseansatz ig hat eine konische Erweiterung 21. In diese .gelangt bei; der Offnungsbewegung der Kolben 6 mit der Dichtung 7. Die Dichtung j liegt demnach bei ,geöffnetem Schieber entspannt und gegen das Strömungsmittel geschützt.
Durch die Anordnung der Lippendichtungen i i und. 131 erübrigt sich. der Einbau, von Stopfbuchsen.

Claims

PATEN TA NS PRficHE: i. Kolbenschieber mit axialem Durchfluß an der Absperrstelle, die in Schließlage vom axial beaufschlagten Sohieberkolben verschlossen. ist, dadurch gekennzeichnet, daß Entlastungskolben auf Ader Zu und Abflußseite des Schieiberkolbens vorgesehen sind, die den gleichen Durchmesser haben wie der Verschlußkolben.
2. Kolbenschieber nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Versehlu.ßkolben (6) und ,die Entlastungskolben (10, 12) elastische Lippendichtungen (7, 11, 13) aufweisen.
3. Kolbenschieber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der den Verschlußkolben (6) umgebende Gehäuseteil (16) an seiner Odem Strömungsmitteleintritt (4) zugewandten ,Seite auf dem Umfang verteilt radiale Nuten (18) od. dgl. und an der Übergangsstelle zur Bohrung eine Abfasung (17) aufweist, ,so daß sogleich nach Beginn des öffnens die Tippe der Schieberdichtung (7) an ihren beiden Seiten vom gleichen Druck beaufsdhlagt wird.
4. Kolbenschieber nach Anspruch 2 und 3, @da,durdh @gekennzeichnet, daß bei der Offnung:sbewegung der Versch.luBkol.ben (6) mit seiner Dichtung (7) in eine kegelige Erweiterung (21) des zylindrischen Gehäuseansatzes (i9) gelangt, in. der sich der Entlastungskolben (io) auf der Zuflußseite bewegt.
5. Kolbenschieber nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenachse der Rohrleitung und der Anschlüßstutzen einen spitzen Winkel bilden.