DE974530C - Drehschieberventil mit im Druckfluessigkeitszufuehrungsteil des Gehaeuses verschiebbar angeordneter Verschlussmuffe - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 26. JANUAR 1961

A 15360 XII j 47 g

Die Erfindung bezieht sich auf Drehschieberventile, insbesondere zum Absperren von Wasserzuleitungskanälen in elektrischen Wasserkraftstationen. Bei der Erfindung findet ein im wesentlichen kugelförmiges Ventilgehäuse Anwendung, in welchem der Drehschieber mit seinem rohrförmigen Durchgangskanal gedreht wird. Es sind derartige Ventile bereits bekannt, bei denen in dem Ventilgehäuse und in der die Druckflüssigkeit zuführenden Leitung eine geradlinig geführte, den gleichen Innendurchmesser wie die Zuführungsleitung aufweisenden Verschlußmuffe angeordnet ist, die längs einer Ringfläche in abdichtende Berührung mit dem Drehschieber gebracht wird und deren Außenmantel durch zwei zylindrische Gleitverschlußflächen verschiedenen Durchmessers gegenüber dem Ventilgehäuse abgedichtet ist und dadurch die vom Medium beaufschlagbaren Stirnflächen verschieden große Grundflächen haben, wobei der Außenmantel der Verschlußmuffe mit einem nach außen ragenden Ringflansch versehen ist, der zwischen den beiden Verschlußflächen liegt. Die Steuerung der Verschlußmuffe erfolgt bei solchen bekannten Anordnungen in der Weise, daß die Verschlußmuffe an ihrer hochdruckseitigen Ringfläche dem Druckmedium die größere wirksame Angriffsfläche bietet, so daß die Muffe bei geschlossenem Ventil selbsttätig in Abdichtstellung gegenüber dem Drehschieber gehalten wird. Die Muffe bildet ferner einen ringförmig abgeschlossenen Raum größerer wirksamer Fläche als die genannte Stirnfläche, so daß bei Einführen von

009 692/23

Druckmedium in den ringförmig geschlossenen Raum was über eine durch Ventil betätigte Nebenschlußleitung erfolgt, die ringförmige Muffe in die Öffnungsstellung zurückgeschoben werden kann. Sie wird dann in der Öffnungsstellung durch den Druck des Druckmediums so lange gehalten, wie der genannte Steuerkanal geöffnet ist. Wird dann der Steuerkanal geschlossen und gleichzeitig der ringförmige Druckraum entleert, wozu eine weitere Ventilanordnung vorge-ίο sehen wird, so nimmt die Verschlußmuffe unter dem Druck des Druckmediums, wenn der Drehschieber in die Schließstellung gedreht ist, wieder ihre Schließstellung ein.

Das Drehschieberventil nach der Erfindung kennzeichnet sich im Unterschied zu der vorgenannten Konstruktion dadurch, daß die dem Drehschieber zugewendete und der die Druckflüssigkeit zuführenden Anschlußleitung abgewendete Gleitfläche und die ihr zugehörende, in der Offenstellung vom Medium beaufschlagbare Stirnfläche der Verschlußmuffe einen größeren Durchmesser als die dem Drehschieber abgewendete und der die Druckflüssigkeit zuführenden Anschlußleitung zugewendete Gleitfläche mit zugehörender Stirnfläche hat und daß die in der Schließstellung vom Zuflußmedium beaufschlagbare, dem Drehschieber zugewendete Ringfläche der Verschlußmuffe einen geringeren Außendurchmesser hat als die dem Drehschieber abgewendete und der die Druckflüssigkeit zuführenden Anschlußleitung zugewendete Gleitfläche mit zugehörender Stirnfläche der Verschlußmuffe.

Diese Ausbildung der Verschlußmuffe hat den Vorteil, daß die Verschlußmuffe in jeder ihrer Endstellungen zu verbleiben das Bestreben hat, und zwar allein unter dem Einfluß des sich an den Stirnflächen der Verschlußmuffe ausbildenden Druckes des Druckmediums.

Dabei ist zweckmäßigerweise, was an sich bekannt ist, die Verschlußmuffe mit einer Ringrippe versehen, welche gegen den Aufsitzring des Drehschiebers abdichtet, wobei der Innendurchmesser der Ringrippe kleiner als der Außendurchmesser der der Anschlußleitung zugewendeten Stirnfläche der Verschlußmuffe ist.

Die in an sich bekannter Weise in dem Ventilgehäuse vorzusehenden Kanäle für die Zuleitung eines Druckmittels auf die eine oder andere Seite des Ringflansches zur hydraulischen Betätigung der Verschlußmuffe bilden dabei hydraulische Strömungskreise, welche vollständig getrennt von dem Strömungsweg des durch das Drehschieberventil strömenden Druckmediums sind.

Die Wirkungsweise des Drehschieberventils nach der Erfindung ist derart, daß in der offenen Stellung des Drehschieberventils, bei der überall in dem Ventil derselbe Wasserdruck herrscht, die Druckkräfte überwiegen, welche auf das Ende der Verschlußmuffe in der Nähe des Drehschiebers wirken, so daß die Verschlußmuffe in ihrer von dem Drehschieber zurückgezogenen Lage gehalten wird. Wenn jedoch das Ventil geschlossen wird und an der Auslaßseite des Ventils ein beträchtlich kleinerer Druck als an der Eintrittsseite herrscht, verschwindet demzufolge der auf das Ende der Verschlußmuffe, welches dem Drehschieber zugekehrt ist, wirkende Druck fast voll- 6g ständig, und der Druck des Druckwassers auf das gegenüberliegende Ende der Verschlußmuffe überwiegt, so daß die Verschlußmuffe gegen den Drehschieber gepreßt wird. Auf diese Weise wird die Verschlußmuffe auch in dieser Endstellung durch die Wirkung des Wasserdruckes gehalten. Nachdem der Drehschieber in seine geschlossene Lage gedreht und die Verschlußmuffe durch besondere Betätigungsvorrichtungen in Berührung mit dem Drehschieber gebracht worden ist, wird die Verschlußmuffe lediglich durch den Wasserdruck sofort gegen den Drehschieber gedrückt gehalten, so daß alsdann die Betätigungsvorrichtungen nicht zu arbeiten brauchen oder eine etwa auftretende schadhafte Stelle in diesen Vorrichtungen die Verschlußwirkung nicht beeinträchtigt. Die Betätigung oder Bewegung der Verschlußmuffe findet in an sich bekannter Weise hydraulisch statt, und zu diesem Zweck ist die Verschlußmuffe zwischen den genannten Abdichtungsstellen mit einem nach außen gerichteten Ringflansch versehen, wobei in dem Gehäuse Kanäle für die Zuleitung der Druckflüssigkeit zu der einen oder anderen Seite dieses Ringflansches vorgesehen sind.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt Fig. ι das Ventil in einem Längsschnitt, und Fig. 2 veranschaulicht einen Teil des Ventiles im vergrößerten Maßstab.

Bei der Darstellung der Fig. 1 ist das Drehschieberventil in eine Leitung 11 eingesetzt, welche die Zuführungsleitung zu einer Wasserturbine ist und in welcher Wasser unter hohem Druck in der durch den Pfeil 13 angegebenen Richtung strömt. Die Hauptteile des Ventils bestehen aus einem Gehäuse 15 und einem darin eingesetzten Drehschieber 17. Dieser ist ¹Oo in dem Gehäuse mittels Wellen 19, 21 gelagert und kann durch eine nicht dargestellte Einrichtung von der gezeichneten geschlossenen Stellung in eine rechtwinklig dazu verlaufendeöffenstellung gedreht werden. Der Drehschieber hat einen zylindrischen Kanal 23, der rechtwinklig zur Umdrehungsachse verläuft. In der offenen Stellung des Drehschieberventils sind die Enden dieses Kanals den Einlaß- und Auslaßöffnungen des Gehäuses zugekehrt, so daß ein freier Durchgangskanal von demselben Durchmesser wie no der des Einlaßrohres 11 gebildet wird. In der dargestellten Lage des Drehschiebers ist dieser Durchgangskanal abgesperrt, da die Enden des Kanals 23 den kugelförmigen Innenflächen des Ventilgehäuses gegenüberliegen und davon nur durch einen kleinen Spielraum getrennt sind. Der Drehschieber ist auf seiner Außenseite mit einem Ring 29 versehen, der als Dichtsitz dient, welcher in der vollständig gechlossenen Lage des Ventils dem Einlaß des Gehäuses gegenüberliegt. Dieser Sitz arbeitet mit einer Verschlußmuffe 31 zusammen, die in dem Gehäuse in Durchströmrichtung verschiebbar ist, um einen vollständigen Verschluß gegen den Wasserdruck in dieser Lage des Drehschiebers herzustellen.

Diese Verschlußmuffe, deren Bauart den Gegen- :tand der vorliegenden Erfindung bildet; ist in die

Einlaßöffnung 33 des Gehäuses sowie in einen Ansatz 35 eingelassen, der mit der Einlaßöffnung verschraubt ist, so daß sie hierdurch geführt wird und eine gewisse axiale Verschiebbarkeit hat. An ihrer inneren Seite ist die Verschlußmuffe zylindrisch und hat einen Durchmesser, der gleich dem inneren Durchmesser des Ansatzes 35 und dem Durchmesser des Kanals 23 des Drehschiebers ist. Demzufolge liegt die Verschlußmuffe bündig mit den benachbarten Teilen, so daß sie den Querschnitt vollkommen frei läßt, wenn sich das Drehschieberventil in der Offenstellung befindet. An ihrem dem Drehschieber zugekehrten Ende ist die zylindrische Innenfläche der Verschlußmuffe mit einer sich erweiternden, annähernd kegelförmigen Fläche 37 versehen. Diese Kegelfläche der Verschlußmuffe hat einen hervorragenden, ringsherum gehenden Kranz 39, mit dem die Verschlußmuffe gegen den Sitz 29 des Drehschiebers gepreßt wird, wenn sich das Ventil in der geschlossenen Lage befindet. Der genannte Kranz 39 kann auch an dem Sitzring 29 angebracht sein.

Auf ihrer Außenseite ist die Verschlußmuffe mit drei zylindrischen Flächen 41, 43 und 45 von verschiedenen Durchmessern versehen. Diese Flächen der Verschlußmuffe legen sich auf entsprechende Flächen von metallenen Auskleidungen oder Futtern 47, 49, 51 auf, die in dem Ansatz 35 und in dem Teil 33 des Ventilgehäuses eingelassen sind. Um zwischen den aufeinandergleitenden Flächen einen vollständigen Abschluß gegen das Druckwasser vorzusehen, sind Dichtringe 53, 55, 57, 59 in die Verschlußmuffe eingelassen. Diese Ringe bestehen aus Gummi und werden erforderlichenfalls gegen die metallenen Auskleidungen durch Druckwasser angedrückt, welches durch die in der Verschlußmuffe vorhandenen Bohrungen zugeleitet wird. Die zylindrische Fläche 43 bildet die Umfangsfläche eines nach außen gerichteten Ringflansches der Verschlußmuffe. Dieser Flansch wird hierbei von ebenen Flächen 61,63 begrenzt. Der Ringflansch ragt in eine Ringnut des Gehäuses hinein, wobei diese Nut durch das Futter 49 und gleichfalls von den ebenen Flächen 65, 67 begrenzt wird. Diese Nut hat in der axialen Richtung eine Abmessung, die etwas größer als die des Ringflansches der Verschlußmuffe ist, und ermöglicht demzufolge eine Verschiebung der Verschlußmuffe von einer äußeren Endstellung, in der die Flächen 61 und 65 aufeinanderliegen, bis zu einer inneren Endstellung, in der die Flächen 63 und 67 aufeinanderliegen. Ein Kanal 69 endet an der Fläche 65, und ein zweiter Kanal 71 endet an der Fläche 67, wobei diese Kanäle mittels nicht dargestellter Ventilvorrichtungen an ein Zuleitungsrohr für das Druckwasser angeschlossen sein können. Die Verschlußmuffe kann somit von der einen Endstellung bis zu der anderen verschoben werden. Gemäß der Erfindung wird dem Gleitverschluß zwischen dem Ring 53 und dem Futter 47 ein kleinerer Durchmesser als dem Gleitverschluß zwischen dem Ring 59 und dem Futter 51 gegeben. Demzufolge hat bei geöffnetem Drehschieberventil, wenn die Leitung 11 und das Innere des Ventils mit unter Druck befindlichem Wasser gefüllt sind, dieses Wasser an dem innenliegenden Ende der Verschlußmuffe Zutritt zu einer Fläche, deren Projektion auf eine senkrecht zu dem Zuleitungskanal verlaufende Ebene größer als die auf diese Ebene gerichtete Projektion der Fläche ist, auf die der Wasserdruck an dem äußeren Ende der Verschlußmuffe wirkt. Aus diesem Grund wird von dem inneren Wasserdruck auf die Verschlußmuffe eine resultierende Kraft ausgeübt, welche die Muffe in ihrer äußeren Endstellung zu halten sucht. Wenn daher in Verbindung mit dem Öffnen des Drehschieberventils die Verschlußmuffe durch das dem Kanal 71 zugeleitete Druckwaaser in die genannte Lage gebracht worden ist, wird die Muffe sicher in dieser Lage gehalten, auch wenn der Kanal 71 nicht langer unter Druck steht.

Zum Schließen des Ventils wird der Drehschieber zuerst gedreht, so daß der Sitz der Verschlußmuffe 31 zugekehrt ist, und diese alsdann durch Zuleitung von Druckwasser durch den Kanal 69 hindurch verschoben, wodurch der hervortretende Kranz 39 auf den Sitz 29 gepreßt und ein vollständiger Abschluß des Ventils hergestellt wird. Danach kann der hohe Wasserdruck nicht weiter als auf diesen Kranz 39 wirken, während die Fläche der Verschlußmuffe, die zwischen dem Kranz 39 und dem Ring 59 liegt, lediglich durch den niedrigeren Druck, gewöhnlich den Atmosphärendruck, belastet ist, welcher in dem abgeschlossenen Teil der Leitung 11 herrscht. Gemäß der Erfindung ist der Kranz 39 auf einem kleineren Durchmssser als der Gleitverschluß zwischen der Fläche 41 und der Auskleidung 47 angebracht, und aus diesem Grund herrscht nunmehr der Wasserdruck auf das äußere Ende der Verschlußmuffe vor, so daß der innere Wasserdruck die Verschlußmuffe sicher in Berührung mit dem Sitz an dem Drehschieber hält, auch nachdem die Zuleitung von Druckwasser zu dem Kanal 69 unterbrochen ist.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Drehschieber ventil mit einer im Druckflüssigkeitszuführungsteil des Gehäuses geradlinig geführten Verschlußmuffe, die längs einer Ringfläche in abdichtende Berührung mit dem Drehschieber gebracht wird und deren Außenmantel durch zwei zylindrische Gleitverschlußflächen verschiedenen Durchmessers gegenüber dem Ventilgehäuse abgedichtet ist und dadurch die vom Medium beaufschlagbaren Muffen-Stirnflächen ν erschieden große Flächen haben, wobei der Außenmantel der Verschlußmuffe mit einem nach außen ragenden Ringflansch versehen ist, der zwischen den beiden Verschlußflächen liegt, dadurch ge kennzeichnet, daß die dem Drehschieber zügewendete und der die Druckflüssigkeit zuführenden Anschlußleitung abgewendete Gleitfläche (45) und die ihr zugehörende, in der Offenstellung vom Medium beaufschlagbare Stirnfläche einen größeren Außendurchmesser als die dem Drehschieber abgewendete und der die Druckflüssigkeit zuführenden Anschlußleitung zugewendete Gleitfläche (41) mit zugehörender Stirnfläche hat und daß die in der Schließstellung vom Zuflußmedium beaufschlagbare, dem Drehschieber zugewendete Ringfläche der Verschlußmuffe einen geringeren Außendurch-

   messer hat als die dem Drehschieber abgewendete und der die Druckflüssigkeit zuführendenAnschlußleitung zugewendete Gleitfläche (41) mit zugehörender Stirnfläche der Verschlußmuffe.
2. 2. Drehschieberventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußmuffe (31) mit einer Ringrippe (39) gegen den Aufsitzring (29) des Drehschiebers abdichtet, deren Innendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser der Druckflüssigkeit zuführenden Anschlußleitung zugewendeten Gleitfläche (41) mit zugehörender Stirnfläche ist.
3. 3. Drehschieberventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise in dem Ventilgehäuse Kanäle (69, 71) für die Zuleitung eines Druckmittels auf die eine oder andere Seite des Ringflansches zur hydraulischen Betätigung der Verschlußmuffe vorgesehen sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschriften Nr. 849339, 566342, 530687, 458856, 307827, 406168;

   schweizerische Patentschriften Nr. 277107, 273182, 262637;

   französische Patentschrift Nr. 859489; belgische Patentschrift Nr. 494736; britische Patentschrift Nr. 669933; USA.-Patentschriften Nr. 2030458, 783953.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 009 692/23 1.61