WO1990014540A1 - Kugelrückschlagventil für rohrleitungen - Google Patents

Kugelrückschlagventil für rohrleitungen Download PDF

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Günter Krämer
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Abs Pumpen Ag
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16K15/00—Check valves
    • F16K15/02—Check valves with guided rigid valve members
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16K15/18—Check valves with actuating mechanism; Combined check valves and actuated valves
    • F16K15/182—Check valves with actuating mechanism; Combined check valves and actuated valves with actuating mechanism
    • F16K15/1823—Check valves with actuating mechanism; Combined check valves and actuated valves with actuating mechanism for ball check valves

Definitions

  • the invention relates to a ball check valve for pipelines with a ball releasing the flow cross-section of the valve in the desired direction and automatically closing the valve when the flow reverses, which under the action of the back-flowing medium and / or gravity against a sealing stop seat inside the valve Valve is pressed.
  • Ball check valves of the generic type have been used in pipeline construction for a long time.
  • the Venti 1 housing is usually made of a cast material or plastic and has a lateral bulge in which the ball is in the open position of the valve, so that the medium to be conveyed can flow freely through the free cross section of the valve.
  • the lateral bulge for receiving the ball can e.g. also be formed by a side, closed inspection opening.
  • the ball check valves described are mainly used as shut-off devices in risers.
  • the ball In the event of a failure or when the feed pump is switched off, the ball is moved under the action of the medium flowing back against the desired direction and the force of gravity onto a stop seat arranged in the lower region of the valve, so that a. Backflow of the medium with sufficient sealing between the ball and the stop seat is no longer possible.
  • the stop seat can be designed as a metallic sealing surface, but preferably a seal is inserted in the lower valve area, which seals both against the ball and against the housing wall.
  • the invention has for its object to provide a ball check valve that can also be used as a shut-off valve in the desired flow direction.
  • the ball can be fixed in its position closing the flow cross section by an actuator which can be actuated from the outside.
  • the ball Due to the actuatable actuator from the outside, the ball can be pressed in its shooting position against the stop seat without it being able to be removed from this position by the pressure of the flow medium in the desired direction.
  • the ball check valve has also the function of a shut-off device that can reliably prevent flow passage in both directions.
  • the actuator is preferably designed as a manually operable screw, which is laterally arranged in the valve wall at an angle above the horizontal so that its free end can be placed against the surface of the ball by twisting. With this arrangement, the ball is pressed against the entire sealing surface of the stop seat, so that a uniform sealing effect of the ball on the stop seat is ensured.
  • the free end of the screw can have a cap made of a soft or elastic material. At the same time, this cap increases the surface area of the screw on the ball.
  • the actuator designed as a screw is preferably arranged in an outwardly projecting valve housing bulge. This allows the screw in the normal
  • a self-sealing nut is preferably incorporated to accommodate the screw in the housing wall, so that additional seals are not necessary.
  • the self-sealing nut can be provided with an inner sealing surface before the screw is inserted, so that the ball check valve 1 can also be installed as a pure check valve without a slide valve function and a subsequent changeover by inserting the screw into the self-sealing nut puncturing the sealing surface is possible.
  • a further actuator which is designed as a manually operable screw and is arranged in the housing below the center of the ball.
  • this screw which presses against the ball from below, the ball can be raised somewhat, so that the sealing effect between the ball and the stop seat is released and the liquid column standing above the ball can escape downwards.
  • this screw is preferably seated in a self-sealing nut which is incorporated in the housing. ⁇
  • locking nuts are provided, so that the coil can not become loose by itself.
  • the function of the lower screw can e.g. can also be replaced by a lockable bypass channel connecting the pipeline space above the ball and the pipeline space below the ball.
  • a preferred embodiment of the ball return ski according to the invention is shown in section.
  • an actuator 12 designed as a manually operable screw is arranged in a valve housing bulge 11.
  • the actuator 12 has at its free end 13 a cap 14 which bears against the surface of the ball 7 in the locking position.
  • a self-sealing nut 16 is arranged, in which the actuator 12 is rotatably seated.
  • the actuator 12 is operated manually by the handle 17.
  • the actuator 12 has a lock nut 18 which is screwed against the self-sealing nut 16.
  • the actuator 12 is in a screwed-out position, so that the free end 13 of the actuator 12 with the cap 14 is inside the valve housing bulge 11.
  • the ball 7 is pressed by the medium flowing from the bottom upwards on a guide 19 into a lateral position in the region of the lateral inspection opening 4, so that the flow cross section is released.
  • the ball 7 moves automatically against the stop seat 8 and prevents the delivery medium standing above it in a liquid column from flowing back.
  • Valve wall 15 has a further actuator 20 which, like the actuator 12, is rotatably arranged in a self-sealing nut 21 and is secured against automatic rotation by a lock nut 22.
  • the further actuator 20 is designed as a screw with a hemispherical free end which can be turned laterally from below against the ball lying in the stop seat, so that the ball can be lifted out of its shut-off position and the liquid column above it run downwards can.
  • the actuator 12 is in the unscrewed position.
  • valve housing 22 lock nut of the

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Abstract

Um in Rohrleitungssystemen, in denen Kugelabsperrventile eingesetzt werden, den Einbau von zusätzlichen Absperrorganen zu vermeiden, wird ein Kugelrückschlagventil vorgeschlagen, dessen Absperrkugel (7) durch ein von außen betätigbares Stellglied (12) in ihrer Verschlußstellung festgelegt werden kann, so daß das Ventil in Strömungssollrichtung und in umgekehrter Richtung einen Flüssigkeitsdurchtritt verhindern kann. Um die über der Kugel stehende Flüssigkeitssäule ggfs. nach unten entleeren zu können, kann die Kugel (7) durch ein von unten gegen ihre Oberfläche wirkendes weiteres Stellglied (20) angehoben werden.

Description

"Kugelrückschlagventil für Rohrleitungen"
Die Erfindung betrifft ein Kugelrückschlagventil für Rohrleitungen mit einer den Strömungsquerschnitt des Ventiles in Sollrichtung freigebenden und bei Richtungsum¬ kehr der Strömung das Ventil selbsttätig schließenden Kugel, die unter der Wirkung des rückströmenden Mediums und/oder der Schwerkraft gegen einen dichtenden Anschlag¬ sitz im Inneren des Ventiles gepreßt wird.
Gattungsgemäße Kugel rückschl agventi le werden im Rohrlei¬ tungsbau seit längerer Zeit verwendet. Das Venti 1 gehäuse besteht gewöhnlich aus einem Gußwerkstoff oder Kunststoff und weist eine seitliche Ausbauchung auf, in der sich die Kugel in geöffneter Stellung des Ventiles befindet, so daß das zu fördernde Medium ungehindert durch den freien Querschnitt des Ventiles fließen kann. Die seitliche Ausbauchung zur Aufnahme der Kugel kann z.B. auch durch eine seitliche, verschlossene Revisionsöffnung gebildet sein.
Die beschriebenen Kugelrückschlagventile werden überwiegend als Absperrorgane bei Steigleitungen verwendet. Bei einem Ausfall oder beim Abschalten der Förderpumpe wird die Kugel unter Wirkung des entgegen der Sollrichtung zurückströmen¬ den Mediums und der Schwerkraft auf einen im unteren Bereich des Ventiles angeordneten Anschlagsitz bewegt, so daß ein. Zurückströmen des Mediums bei genügender Abdichtung zwischen der Kugel und dem Anschlagsitz nicht mehr möglich ist. Der Anschlagsitz kann als metallische Dichtfläche ausgebildet sein, vorzugsweise wird jedoch im unteren Ventilbereich eine Dichtung eingelegt, die sowohl gegen die Kugel als auch gegen die Gehäusewandung abdichtet.
In vielen Fällen kann es jedoch neben der Verwendung von K^gelrückschl agventi len in Rohrleitungen erforderlich sein, z.B. aus Sicherheitsgründen Schieber oder Absperrventile einzubauen, die einen Durchfluß des zu fördernden Mediums auch in Sollrichtung verhindern können. Dies ist z.B. auch dann erforderlich, wenn Montagearbeiten oberhalb des Kugelrückschi agventi les durchgeführt werden müssen, ohne daß die Förderpumpe abgestellt werden kann.
Der Einbau derartiger zusätzlicher Schfeber oder Absperr¬ ventile ist nicht nur aufwendig und teuer, er erschwert auch eine Bedienung der gesamten Rohrleitungsarmaturen, da die Übersichtlichkeit eines Rohrleitungsnetzes durch eine große Anzahl von Absperrorganen und dergleichen verringert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kugelrück¬ schlagventil zu schaffen, das auch als Absperrventil in der Sollströmungsrichtung eingesetzt werden kann.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Kugel durch ein von außen betätigbares Stellglied in ihrer den Strömungs¬ querschnitt verschließenden Stellung festlegbar ist.
Durch das von außen betätigbare Stellglied kann die Kugel in ihrer Schi ießstellung gegen den Anschlagsitz gepreßt werden, ohne daß sie durch den Druck des Strömungsmediums in Sollrichtung aus dieser Stellung entfernt werden kann. Durch die Arretierung der Kugel mit dem von außen betätigbaren Stellglied weist das Kugelrückschlagventil auch die Funktion eines Absperrorganes auf, das einen Strömungsdurchtritt in beiden Richtungen sicher verhindern kann.
Das Stellglied ist vorzugsweise als manuell betätigbare Schraube ausgebildet, die in der Venti Iwandung in einem Winkel oberhalb der Horizontalen seitlich so angeordnet ist, daß ihr freies Ende gegen die Oberfläche der Kugel durch Verdrehen anlegbar ist. Durch diese Anordnung wird die Kugel gegen die gesamte Dichtfläche des Anschlagsitzes gepreßt, so daß eine gleichmäßige Dichtwirkung der Kugel auf den Anschlagsitz gewährleistet ist.
Um eine Beschädigung der Kugeloberfläche, deren Unversehrt- heit für eine gute Dichtwirkung Voraussetzung ist, zu vermeiden, kann das freie Ende der Schraube eine Kappe aus einem weichen oder elastischen Werkstoff aufweisen. Diese Kappe vergrößert gleichzeitig die Angriffsfl che der Schraube auf die Kugel oberfl äche .
Das als Schraube ausgebildete Stellglied ist vorzugsweise in einer nach außen vorstehenden Ventilgehäuseauswölbung angeordnet. Dadurch kann die Schraube in der normalen
Arbeitsstellung des Kugelrückschi agventi 1 es aus ihrer Arretierstell ung herausgedreht werden, wobei ihr freies Ende mit der Kappe von der Gehäuseauswölbung aufgenommen wird, so daß die Schraube den freien Strömungsdurchtritt in Sollrichtung nicht behindert. Zur Aufnahme der Schraube in der Gehäusewand ist vorzugsweise eine selbstdichtende Mutter eingearbeitet, so daß zusätzliche Dichtungen nicht notwendig sind. Die selbstdichtende Mutter kann vor dem Einsetzen der Schraube mit einer inneren Dichtfläche versehen sein, so daß das Kugel rückschl agventi 1 auch als reines Rückschlagventil ohne Sperrschieberfunktion einge- baut werden kann und ein nachträgliches Umrüsten durch Einsetzen der Schraube in die selbstdichtende Mutter nach einem Durchstoßen der Dichtfläche möglich ist.
Bei bestimmten Arbeiten an einem Rohrleitungssystem kann es erforderlich sein, daß die Flüssigkeitssäule, die sich bei Schließstellung der Kugel oberhalb der Kugel im darüberlie- genden Rohrleitungsteil befindet, entfernt wird. Dies kann durch ein weiteres Stellglied erfolgen, das als manuell betätigbare Schraube ausgebildet ist und im Gehäuse unterhalb des Kugelmittelpunktes angeordnet ist. Durch diese Schraube, die von unten gegen die Kugel drückt, kann die Kugel etwas angehoben werden, so daß die Dichtwirkung zwischen der Kugel und dem Anschlagsitz aufgehoben wird und die über der Kugel stehende Flüssigkeitssäule nach unten entweichen kann. Diese Schraube sitzt vorzugsweise ebenso wie das obere Stellglied in einer selbstdichtenden Mutter, die im Gehäuse eingearbeitet ist. Für~ beide Stellglieder sind vorzugsweise Kontermuttern vorgesehen, so daß die Schrauben sich nicht selbsttätig lösen können.
Die Funktion der unteren Schraube kann z.B. auch durch ein den Rohrleitungsraum oberhalb der Kugel und den Rohrlei¬ tungsraum unterhalb der Kugel verbindenden, absperrbaren Bypasskanal ersetzt werden.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veran¬ schaulicht und wird im nachfolgenden im einzelnen anhand der Zeichnung erläutert.
In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführung des erfindungsgemäßen Kugelrückschi agventi les im Schnitt darge¬ stellt. Im Inneren eines Ventil gehäuses 1 mit einem oberen Anschlußflansch 2, einem unteren Anschlußflansch 3 und einer seitlichen Revisionsöffnung 4, auf die eine Absperr¬ kappe 5 mittels einer trapezförmigen Rohrschelle 6 dicht aufgesetzt ist, befindet sich die als Absperrorgan dienende Kugel 7. In der Stellung, in der die Kugel 7 den Strömungsquerschnitt nach beiden Seiten verschließt, wird die Kugel gegen einen Anschlagsitz 8 gepreßt, der aus einem Dichtungsring 9 gebildet wird, der in einem umlaufenden Wulst 10 des Ventilgehäuses 1 eingelegt ist.
Zur Arretierung der Kugel 7 ist in einer Ventilgehäuseaus¬ wölbung 11 ein als manuell betätigbare Schraube ausgebilde¬ tes Stellglied 12 angeordnet.
Das Stellglied 12 weist an seinem freien Ende 13 eine Kappe 14 auf, die in Arretierstellung gegen die Oberfläche der Kugel 7 anliegt.
In der Venti Iwandung 15 des Ventilgehäuses 1 ist eine selbstdichtende Mutter 16 angeordnet, in der das Stellglied 12 drehbar sitzt. Das Stellglied 12 wird manuell durch den Handgriff 17 betätigt. Als Verdrehsicherung weist das Stellglied 12 eine Kontermutter 18 auf, die gegen die selbstdichtende Mutter 16 verschraubt ist.
Wenn das Kugel rückschlagventi 1 als normales Rückschlagven¬ til arbeitet, befindet sich das Stellglied 12 in einer herausgeschraubten Stellung, so daß das freie Ende 13 des Stellgliedes 12 mit der Kappe 14 sich innerhalb der Ventilgehäuseauswölbung 11 befindet. In diesem Fall wird die Kugel 7 durch das von unten nach oben strömende Medium an einer Führung 19 in eine seitliche Lage in den Bereich der seitlichen Revisionsöffnung 4 gedrückt, so daß der Strömungsquerschnitt freigegeben wird. Beim Ausfall einer nicht dargestellten Förderpumpe bewegt sich die Kugel 7 selbsttätig gegen den Anschlagsitz 8 und verhindert, daß das über ihr in einer Flüssigkeitssäule stehende Förderme¬ dium zurückfließen kann.
Um die Flüssigkeitssäule nach unten ablassen zu können, ist unterhalb des Kugelmittelpunktes der Kugel 7 in der Ventilwandung 15 ein weiteres Stellglied 20 vorhanden, das ebenso wie das Stellglied 12 in einer selbstdichtenden Mutter 21 drehbar angeordnet ist und durch eine Kontermut¬ ter 22 gegen selbsttätiges Verdrehen gesichert ist. Das weitere Stellglied 20 ist als Schraube mit einem halbkugel¬ förmigen freien Ende ausgebildet, das seitlich von unten gegen die in dem Anschlagsitz liegende Kugel gedreht werden kann, so daß sich die Kugel aus ihrer Absperrstellung anheben läßt und die über ihr stehende Flüssigkeitssäule nach unten ablaufen kann. Dabei befindet sich das Stell¬ glied 12 in herausgeschraubter Stellung.
Bezugszeichenliste
1 Ventilgehäuse 22 Kontermutter des
2 oberer Anschlußflansch Stellgliedes 20
3 unterer Anschlußflansch 23 freies Ende des
4 seitliche Revisionsöffnung Stellgliedes 20 5 Absperrkappe
6 trapezförmige Rohrschelle
7 Kugel
8 Anschlagsitz
9 Dichtungsring 10 Wulst
11 Ventilgehäuseauswölbung
12 Stellglied
13 freies Ende des Stellgliedes 12 14 Kappe
15 Ventilwandung
16 selbstdichtende Mutter des Stellgliedes 12
17 Handgriff des Stellgliedes 12
18 Kontermutter des Stellgliedes 12
19 Führung
20 weiteres Stellglied 21 selbstdichtende Mutter des Stellgliedes 20

Claims

Patentansprüche
1. Kugelrückschlagventil für Rohrleitungen mit einer den Strömungsquerschnitt des Ventiles in Sollrichtung freigebenden und bei Richtungsumkehr der Strömung das Ventil selbsttätig schließenden Kugel, die unter der Wirkung des rückströmenden Mediums und/oder der Schwer¬ kraft gegen einen dichtenden Anschlagsitz im Inneren des Ventiles gepreßt wird, d a d u r c h g e¬ k e n n z e i c h n e t, daß die Kugel (7) durch ein von außen betätigbares Stellglied (12) in ihrer den Strömungsquerschnitt verschließenden Stellung festleg¬ bar ist.
2. Kugelrückschlagventil nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Stellglied (12) als manuell betätigbare Schraube ausgebildet ist.
3. Kugelrückschlagventil nach Anspruch 1 oder 2, d a- d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Stellglied die Ventilwandung (15) in einem Winkel oberhalb der Horizontalen seitlich durchgreift, wobei ihr freies Ende (13) durch Verdrehen gegen die Oberfläche der Kugel (7) anlegbar ist.
4. Kugelrückschlagventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das freie Ende (13) des Stellgliedes (12) eine Kappe (14) aus weichem bzw. elastischem Werkstoff aufweist.
5. Kugelrückschlagventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Stellglied in einer nach außen vorstehenden Ventilge¬ häuseauswölbung (11) angeordnet ist.
6. Kugelrückschlagventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,- daß in der Ventilwandung (15) eine Mutter (16) zur Aufnahme des Stellgliedes (12) vorgesehen ist.
7. Kugelrückschlagventil nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Mutter (16) selbstdichtend ist.
8. Kugelrückschlagventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Kugel (7) durch ein von außen betätigbares weiteres Stellglied (20) aus ihrer den Strömungsquerschnitt verschließenden Stellung anhebbar ist.
9. Kugelrückschlagventil nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das weitere Stellglied (20) als manuell betätigbare Schraube ausgebildet ist, die in einer im Ventilgehäuse unterhalb des Kugelmit¬ telpunktes der Kugel (7) vorgesehenen selbstdichtenden Mutter (21) angeordnet ist.
10. Kugelrückschlagventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß für das Stellglied (12) bzw. das weitere Stellglied (20) eine Kontermutter (18 bzw. 22) vorgesehen ist.
11. Kugel rückschl agventi 1 nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein den Rohrleitungsraum oberhalb der Kugel (7) und den Rohrleitungsraum unterhalb der Kugel (7) verbindender, absperrbarer Bypasskanal vorgesehen ist.
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