JP6093442B2 - 弁座洗浄機能を備えた複座弁 - Google Patents
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Description
・これが、互いに対して移動可能である2つの直列配置された閉鎖要素であって、複座弁の閉鎖位置において、弁ハウジングの1つの弁ハウジング部から別の弁ハウジング内に流体が溢出することを防止し、閉鎖および開放の両方の位置において互いの間に、排出孔を介して複座弁の周囲に連結される漏出中空空間を画定し、排出孔は、弁ハウジングの外に導かれる第1の閉鎖要素上に設計された管シャフトによって画定される、閉鎖要素を備え、
・閉鎖位置では、押し込みピストンとして設計された第1の閉鎖要素は、弁ハウジング部同士を相互連結し、円筒状の第1の座部を形成する連結開口部内に密封式に受け入れられ、その開放移動の過程において、第1の閉鎖要素は、第2の座部に対応付けられた第2の閉鎖要素上にまたはその中に密封式に載置し、また、さらなる開放移動中、後者(第2の閉鎖要素)を開放位置に移送し、
・閉鎖要素は、その座部を洗い流す目的で、弁座洗浄位置になるようにそれぞれ空隙幅だけ部分的にリフトすることによって互いから独立して移送され、
・第2の閉鎖要素は、開放移動によって調節された第2の部分的リフトによってそのそれぞれの弁座洗浄位置に移送可能であり、第1の閉要素は、開放移動とは反対の第1の部分的リフトによってそれぞれの弁座洗浄位置になるように移送可能であり、
・第1の閉鎖要素は、その第1の端部セクション上に、円筒状の第1の座部に対して径方向に密閉する第1のシールを有し、
・第2の閉鎖要素は、第1の閉鎖要素を向くその第2の端部セクション上に、複座弁の閉鎖位置において、円筒状の第1の座部に径方向外側でその直径と同一平面に連結する回転対象の開口部を有し、
・開口部は、偏向表面によって少なくとも断面において画定され、その輪郭は、経線切断図で見て、屈曲が無い連続部を有し、
・偏向表面の径方向の外側端部は、第2の端部セクションの端面の画定表面内で直接的にまたは間接的に終端し、
・各々の端部セクションは、対応付けられた弁座洗浄位置において径方向外側で、対応付けられた連結開口部と共に環状制限空隙を形成し、
第1の座部は、連結開口部内の第2の閉鎖要素に対応付けられた環状開口部の直径より小さい直径を有し、移行表面が、第1の座部と環状開口部の間に設けられ、
・第2の閉鎖要素は、その閉鎖位置において、第2の端部セクションの端部表面上に配置された停止表面を移行表面に押し付けて、すなわち第1の座部に直接的に隣接して位置することを特徴とする。
(数1)
s1/[(d1i+d1a)/2] (1)
にしたがって、また、第2の制限空隙D2(図7)の相対的な径方向空隙幅に対して、公式(2)
(数2)
s2/[(d2i+d2a)/2] (2)
にしたがって適用され、この場合、制限空隙D1、D2は、好ましくは公式(3)にしたがって設計される。
10 弁ハウジング
1a 第1の弁ハウジング部
1b 第2の弁ハウジング部
2 弁座リング
2a 第1の座部(円筒状座部)
2b 第2の座部(軸方向、径方向、軸/径方向)
2c 連結開口部
2d 環状開口部
2e 移行表面
3 第1の閉鎖要素(押し込みピストン)
3* 第1の端部セクション
3** 第1の円筒状付属体
3a 第1の調整ロッド
3b 連結要素
3c 第1の圧力補償ピストン
3d 排出孔
3e 横断部
3f 入口じょうご部
3g リング
3h 断面的に低減された弁ロッド領域
4 第2の閉鎖要素
4* 第2の端部セクション
4** 第2の円筒状付属体
4a 第2の調整ロッド
4b 開口部
4c 円周壁
4d 偏向表面
4e (第2の閉鎖要素の)端面及び径方向に内側の端部
4f 停止表面(閉鎖要素側)
4g 第2の圧力補償ピストン
5 漏出中空空間
6 第1のシール(径方向)
7 第2のシール(軸方向、径方向、軸/径方向)
8 中間シール(第2の閉鎖要素4に配置された)
8* 中間シール(第2の閉鎖要素3に配置された)
a 最小排出断面
d1a 第1の弁座直径
d1i 第1の閉鎖要素直径
d2a 第2の弁座直径
d2i 第2の閉鎖要素直径
h 充填レベル
l (最小排出断面の)長さ
l1 第1の制限空隙の長さ
l2 第2の制限空隙の長さ
Δphydr静水圧(Δphydr=ρgh;洗浄液体の密度ρ;重力加速g)
r (第2の弁座洗浄流からの)部分流
Δr 延長部の径方向領域(Δr =d2a−d1a)
r1 第1のコーナ曲線(ハウジング側、弁座リング2)
r2 第2のコーナ曲線(第2の閉鎖要素)
s1 径方向の第1の空隙幅(第1の制限空隙D1)
s2 径方向の第2の空隙幅(第2の制限空隙D2)
x 軸方向の安全距離
α 偏向角度
A0 公称通路断面
AR 環状空間通路断面
D1 第1の制限空隙
D2 第2の制限空隙
E 平面(停止表面4fの幾何学的位置として)
H 全開ストローク(開放位置)
K 偏向表面4dの輪郭
R1 第1の弁座洗浄流
R2 第2の弁座洗浄流
T1 第1の部分的リフト(第1の部分的開放位置/第1の弁座洗浄位置)
T2 第2の部分的リフト(第2の部分的開放位置/第2の弁座洗浄位置
U1 第1の円周縁
U2 第2の円周縁
W 乱流
Claims (18)
- 複座弁であって、
・互いに対して移動可能である2つの直列配置された閉鎖要素(3、4)であって、前記複座弁(1)の閉鎖位置において、弁ハウジング(10)の弁ハウジング部(1a;1b)から別の弁ハウジング(1b;1a)内に流体が溢出することを防止し、閉鎖および開放の両方の位置において互いの間に、排出孔(3d)を介して前記複座弁(1)の周囲に連結される漏出中空空間(5)を画定し、前記排出孔(3d)は、前記弁ハウジング(10)の外に導かれる前記第1の閉鎖要素(3)上に設計された管シャフトによって画定される、閉鎖要素を備え、
・閉鎖位置では、押し込みピストンとして設計された前記第1の閉鎖要素(3)が、前記弁ハウジング部(1a、1b)同士を相互連結し、円筒状の第1の座部(2a)を形成する連結開口部(2c)内に密封式に受け入れられ、その開放移動の過程において、前記第2の座部(2b)に対応付けられた第2の閉鎖要素(4)上にまたはその中に密封式に載置し、後者(前記第2の閉鎖要素(4))はまた、さらなる開放移動中、開放位置(H)に移送され、
・前記閉鎖要素(3、4)が、その座部(2a、2b)を洗い流す目的で、弁座洗浄位置になるようにそれぞれ空隙幅だけ部分的にリフト(T1、T2)することによって互いから独立して移送可能であり、
・前記第2の閉鎖要素(4)が、前記開放移動によって調節された第2の部分的リフト(T2)によってそのそれぞれの弁座洗浄位置になるように移送可能であり、前記第1の閉鎖要素(3)は、前記開放移動の反対の第1の部分的リフト(T1)によってそのそれぞれの弁座洗浄位置に移送可能であり、
・前記第1の閉鎖要素(3)が、その第1の端部セクション(3*)上に、前記円筒状の第1の座部(2a)に対して径方向に密閉する第1のシール(6)を有し、
・前記第2の閉鎖要素(4)が、前記複座弁(1)の閉鎖位置において、前記第1の閉鎖要素(3)を向くその第2の端部セクション(4*)上に、前記円筒状の第1の座部(2a)に径方向の外側で直径と同一平面に連結する回転対称の開口部(4b)を有し、
・前記開口部(4b)が、径方向の外側部分において偏向表面(4d)によって少なくとも断面において画定され、その輪郭(K)は、経線切断図で見て、屈曲が無い連続部を有し、
・前記偏向表面(4d)の径方向の外側端部が、前記第2の端部セクション(4*)の端面側画定表面内で直接的にまたは間接的に終端し、
・各々の端部セクション(3*、4*)が、径方向外側の対応付けられた弁座洗浄位置内に、対応付けられた連結開口部(2c)と共に環状制限空隙(D1、D2)を形成し、
・前記第1の座部(2a)が、前記連結開口部(2c)内の前記第2の閉鎖要素(4)に対応付けられた環状開口部(2d)の直径より小さい直径を有し、このとき移行表面(2e)は、前記第1の座部(2a)と前記環状開口部(2d)の間にあり、
・その閉鎖位置にある前記第2の閉鎖要素(4)が、その第2の端部セクション(4*)の端面に配置された停止表面(4f)をその前記移行表面(2e)上にして、すなわち前記第1の座部(2a)に直接的に隣接して位置する、複座弁において、
径方向に外側の端部から外方を向く拡張部の領域を備えた偏向表面(4d)が、前記開口部(4b)の残りの領域を全体的に画定し、前記第1の閉鎖要素(3)を向く前記第2の閉鎖要素(4)の端面および径方向に内側の端部(4e)、つまり前記開口部(4b)の外側に位置する前記第2の閉鎖要素(4)の端部表面において前記第2の閉鎖要素(4)から終端し、
前記第2の閉鎖要素(4)の前記端面および径方向に内側の端部(4e)が、前記複座弁(1)の長手方向軸に見て、前記停止表面(4f)を通過する平面(E)によって端面側で画定された想像上の空間を超えて突起することを特徴とする複座弁。 - 開放移動の過程にある前記第1の閉鎖要素(3)が、前記閉鎖要素(3、4)間に作用する中間シール(8、8 * )を介して前記第2の閉鎖要素(4)上に密封式に載置することを特徴とする、請求項1に記載の複座弁。
- 前記第2の端部セクション(4 * )から径方向に外側の出口点にある前記開口部(4b)が、前記円筒状の第1の座部(2a)と同一平面である主に円筒状の円周壁(4c)を有し、前記円筒状の壁(4c)が、前記偏向表面(4d)内に移行し、前記開口部(4b)が、前記開放移動中、前記第2の閉鎖要素(4)が開く前に、前記第1の閉鎖要素(3)の前記第1の端部セクション(3 * )および前記径方向の第1のシール(6)を密封式に受け入れるように寸法設定されることを特徴とする、請求項1に記載の複座弁。
- 前記第2の座部(2b)が、円筒状に設計され、前記環状開口部(2d)によって形成され、前記第2の閉鎖要素(4)が、前記第2の座部(2b)に対して摺動係合式に径方向に密封する第2のシール(7)を有することを特徴とする、請求項1から3の一項に記載の複座弁。
- 前記第2の座部(2b)が、円錐状に設計され、前記移行表面(2e)によってまたは前記移行表面(2e)の反対側の前記環状開口部(2d)に連結する表面によって形成され、前記第2の閉鎖要素(4)が、前記第2の座部(2b)に対して摺動/加圧係合式に軸方向/径方向に密封する第2のシール(7)を有することを特徴とする、請求項1から3の一項に記載の複座弁。
- 前記第2の座部(2b)が、前記複座弁(1)の長手方向軸に対して垂直に配置され、前記移行表面(2e)によって、または前記移行表面(2e)の反対側の前記環状開口部(2d)に連結する表面によって形成され、前記第2の閉鎖要素(4)が、前記第2の座部(2b)に対して、加圧係合式に軸方向に密封する第2のシール(7)を有することを特徴とする、請求項1から3の一項に記載の複座弁。
- 前記弁ハウジング部(1a、1b)が、後者(前記弁ハウジング部(1a、1b))に連結され得る配管の最大公称通路断面(A O )にしたがって設計され、内側に前記連結開口部(2c)を形成する弁座リング(2)を介して相互連結され、内側に前記排出孔(3d)のセクションを形成する、前記管シャフトの連結要素(3b)が、前記複座弁(1)の全開ストローク(H)中、少なくとも前記連結開口部(2c)を貫通し、そこでは径方向外側において、最も狭小である地点における前記連結開口部(2c)が、少なくとも前記公称通路断面(A O )に対応する、環状空間通路断面(A R )を有する環状空間を形成する(A R ≧A O )ように寸法設定されることを特徴とする、請求項1から6の一項に記載の複座弁。
- 前記排出孔(3d)が、入口じょうご部(3f)内の前記第1の閉鎖要素(3)の漏出中空空間側端部から、円錐式に、そして連続的に前記連結要素(3b)まで先細になり、後者(前記連結要素(3b))内では、制限された長さ(l)上に、最小排出断面(a)を有することを特徴とする、請求項7に記載の複座弁。
- 前記排出孔(3d)が、第1の圧力補償ピストン(3c)として設計された前記管シャフトのセクション内の前記連結要素(3b)の後で拡張され、前記圧力補償ピストン(3c)が、前記第1の座部(2a)に対応する外径を有することを特徴とする、請求項7または8に記載の複座弁。
- 中に液体の体積を有する前記入口じょうご部(3f)が、充填レベル(h)を形成し、その静水圧(Δ phydr )が、それぞれの弁座洗浄位置において生成された液体の体積流を、重力方向に見て、前記充填レベル(h)に連結する、前記連結要素(3b)の最小排出断面(a)を少なくとも通して運ぶのに十分であることを特徴とする、請求項8または9に記載の複座弁。
- 前記第2の制限空隙(D2)の径方向の第2の空隙幅(s2)が、前記第1の制限空隙(D1)の径方向の第1の空隙幅(s1)より小さく設計されることを特徴とする、請求項1から10の一項に記載の複座弁。
- 径方向空隙幅(s1、s2)および関連する長さ(l1、l2)を有する前記環状制限空隙(D1、D2)が、前記部分的リフト(T1、T2)によるそれぞれの弁座洗浄流位置において前記関連する弁座洗浄流(R1、R2)によって生成された液体の体積流が、同じであるように設計されることを特徴とする、請求項11に記載の複座弁。
- 前記環状開口部(2d)が、前記移行表面(2e)と共に垂直偏向角度(α)(α=90度)を形成することを特徴とする、請求項1から12の一項に記載の複座弁。
- 前記輪郭(K)が、移行点において各々が共通の接線を有する、一続きの湾曲したセクションからなることを特徴とする、請求項1から13の一項に記載の複座弁。
- 前記第1の閉鎖要素(3)に連結された第1の連結ロッド(3a)が、その断面において、少なくとも前記連結要素(3b)の延長部の軸方向領域内で、すなわち断面的に低減された弁ロッド領域(3h)まで低減されることを特徴とする、請求項7から14の一項に記載の複座弁。
- 前記円筒状付属体(3 ** 、4 ** )が、前記関連する制限空隙(D1、D2)を画定するその円周表面上に、ラビリンスシールの形態で設計されることを特徴とする、請求項1から15の一項に記載の複座弁。
- 前記ラビリンスシールが、いくつかの円周溝の形態で設計されることを特徴とする、請求項16に記載の複座弁。
- 前記ラビリンスシールが、前記円筒状付属体(3 ** 、4 ** )の前記円周表面にわたって分散されたいくつかの相互連結されない開口部の形態で設計され、それらの形成場所においてそれらの領域内で画定されることを特徴とする、請求項16に記載の複座弁。
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