DE2207580A1 - Stopfbuchsenloses absperrventil - Google Patents

Description

• Stopfbuchsenloses Absperrventil Die Erfindung bezieht sich auf ein stopfbuchsenloses Absperrventil mit einem gegenüber dem fest im Ventilgehäuse angeordneten Ventilsitz axial zwischen einer Schließ- und einer Offenstellung bewegbaren Verschlußsttlck.
• Bei bekannten Ventilen mit mechanischer Betätigung des Verschlußstückes ist ein sich von der eigentlichen Dicht fläche des Verschlußstückes bzw. Ventilkegels forterstreckender Abschnitt oder ein auf das Verschlußstück bzw. den Ventilkegel wirkendes Betätigungsmittel durch das Ventilgehäuse hindurchgefGhrt und mittels geeigneter Berührungsdichtungen abgedichtet. Ubliche Dichtungen dieser Art sind O-Ringdlchtungen oder Stopfbuchsen, die je nach den für das Ventil geltenden Betriebsbedingungen, insbesondere nach den auftretenden Druckbeaufschlagungen, zum Einsatz kommen.
• Obgleich O-Ring- oder Stopfbuchsendichtungen in aller Regel eine den Bedürfnissen genügende Abdichtung gewährleisten, läßt sich bei derartigen, unter Berührung mit den abzudichtenden Flächen wirkenden Dichtelementen das Auftreten von Leckagen niemals mit absoluter Sicherheit vermeiden. Unbedingte Sicherheit gegen Leckagen ist aber insbesondere dann erforderlich, wenn beispielsweise giftige und/oder kontaminierte Medien geschleust werden sollen.
• Angesichts der insoweit bestehenden Verbesserungsbedürftigkeit der bekannten Ventile soll erfindungsgemäß ein stopfbuchsenloses Ventil angegeben werden, bei dem keine Dichtungen im herkömmlichen Sinne Verwendung finden und somit auch keine unkontrollierbaren Leckagen auftreten tönen. Ausgehend von einem Ventil der eingangs beschriebenen Art ist die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, daß das Verschlußstück zwischen letzteres und den Strömungsweg'im Ventil konzentrisch umschließenden, in axialer Richtung elastisch nachgiebigen Dichtungsmitteln aufgenommen ist, die mit jeweils einem Ende an einem Flanschteil des Verschlußstückes und dem Ventilgehäuse auf gegenüberliegenden Seiten des Flanschteils strömungsmitteldicht angeschlossen sind.
• Erfindungsgemäß wird somit das Verschlußst;ück zu beiden Seiten eines sich radial vom Verschlußstück forterstreckenden Flanschteils mit Dichtungsmitteln in der Art von Manschetten umschlossen, die ohne Beeinträchtigung des für den Durchtritt des zu schleusenden Mediums erforderli oben Strömungsquerschnittes das Verschlußstück konzentrisch umgehen und einerseits auf gegenüberliegenden Seiten an den genanrten lanschteil und mit ihren davon entfernten Enden an Teilen des -ehäuses strömungsmitteldicht befestigt sind. An sich können Dichtungsmittel beliebiger Ausgestaltung zur Anwendung kommen, die lediglich bei hermetischer Abdichtung des Ventilinnenraums eine den Erfordernissen entsprechende Axialbewegberkeit des Verschlußstückes zwischen einer Schließlage) in der die Dichtfläche des Verschlußstückes sich in Anlage am Ventilsitz befindet, und einer Offenstellung, in der sich zwischen dem Ventilsitz und der genannten Dichtfläche des Verschlußstückes ein Ringspalt bildet, gewährleisten. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung hat es sich jedoch als zweckmäßig erwiesen, als Dichtungsmittel Faltenrohre zu verwenden, die mit dem Flanschteil des Verschlußstücks und dem Ventilgehäuse mittels Schweißung, Lötung, Klebung, Verschraubung od. dgl. fest, jedoch gegebenenfalls lösbar strömungsmitteldicht verbunden sind.
• Faltenrohre als axial federnde Bauelemente sind in den verschiedenartigsten Ausführungsformen bekannt. Derartige Faltenrohre haben sich insbesondere als Dehnungsausgleicher in Rohrleitungen mit thermischer Belastung bewährt. Bei entsprechender ilaterialwahl sind sie auch bedenkenlos in Einrichtungen zum Schleusen aggressiver Substanzen verwendbar.
• Desweiteren kommt ihr Einsatz als Betätigungsmittel für Schaltvorgänge in Betracht. In dieser zuletzt genannten Eigenschaft sind Faltenrohre auch bereits bei einer stopfbuchsenlosen Ventilausführung in der Weise verwendet worden, daß ein an beiden Enden geschlossenes Faltenrohr mit seinem einen Ende axial fest im Ventilgehäuse aufgenommen ist, während das andere Ende mit exem Ventilkegel in axial fester Verbindung steht. Der Innenraum des Faltenrohrs ist über einen durch das die Anordnung umgebende Ventilgehäuse hindurchgeführten Druckluftanschluß mit Druckluft beaufschlagbar, wodurch das Faltenrohr eine Längenausdehnung erfährt und der Ventilkegel vom Ventilsitz abgehoben und somit das Ventil geöffnet wird. Bei Wegnahme der Innendruckbeaufschlagung kehrt der Ventilkegel unter der Wirkung einer Druckstellfeder in die Ausgangslage zurück und das Ventil schließt.
• Es ist offensichtlich, daß bei der bekannten stopfbuchsenlosen Ventilausfiliwung das Faltenrohr lediglich als Betätigungsmittel für den Ventilkegel Verwendung gefunden hat, während die Abdichtung des Ventilinnenraums gegenüber der Umgebung allein durch das Ventilgehäuse erfolgt. @e@gleichta@e @ent@laus@@hru@@ gen in stopfbuchsenloser Bauart si @@@@i@ @@@@@tromag@etis@@en Betätigungsmitteln bekannt. Demgeger@ber erfül@en die bei@ erfindungsgemäßen Ventil eingesetzte@ @altenrehre ne@e@ der axial federnden Abstützung des Vers @lußstü@@@ @@@@ die @@@ga be hermetischer Abdichtung des Verti@innenr@ @@ geg@@über Umgebung.
• Anstelle von Faltenrohren können @ @@@@@@@@ge@@tte. erfi@@ dungsgemäß auch das Verschlußstück @@@@t@@f @o@e@tri@ @ umschließende Schlauchmuffen @us @@@ @@@@@@, @@@@@@ einem sonstigen elastisch verform@@@ @@@@@@@@ @@@@@en@@@ finden, wobei natürlich Resi@ten@ @@@@ @@@@@@@ @e@@@@s@l@@@ Medien gegeben sein muß und der t@ @@ @@@@@ @@@@@ @@@@@tung G@@ @ gesetzt sind. Im Gegensatz zu Ven @@ mit @@@@@@@@@ @en @@ Dichtungsmittel sind jedoch @och@@ @@@@s@@@@@ @@@@@@g@@@@ wenn nach einem weiteren Erfindun@ @@@@@@ @@ Sch@@nchm@@ßen aus Gummi oder einem sonstigen @@ @@ @e@@@@@@@@@@ @@@@@ @er stoff von den Wandungen des ent@ @ @@ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@sch schlossen sind und sich unter @e @@@.@@@@@@@@@ @@@@@dr@d @@ aufschlagung an diesen abstät@e@ In weiterer Ausgestaltung der @r@@ das @@@ @@@@@@@@sch@@ stück als auf der Ventilsitzseite gese@@ @@@@@@@@@@@@@ @@t siner @@@ Ventilsitz angepaßten @icht@@@@h@ @@@ne@ @@@@@@@@@@@@@per s@@gebildet sein@ der innerhalb de@ @ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ St@ @@@@ weges für das zu schledsende @e@@ @@@ @@@@@@@@@@@@@@@@ z@@@ @@@@@ scher Mantel im Anschluß an die mit dem Vertilsitz zusammenwirkende Dichtfl@ @e im wesentlichen radial verlaufende Durchströmkanäle für das Medium aufweist.
• Zur Axialverschiebung ,ies Verschlußstücks zwischen seiner Schließ- und Offenste@lung können, gleichfalls in Ausgestaltung der Erfindung, durch das Ventilgehäuse hindurchgeführte Betätigungsmittel vorgesehen sein, die im Bereich des Flanschteils am Verschlußstuck angreifen. Diesen Betätigungsmitteln kann auch eine die Gehäusedurchführungen abdeckende Schiebemuffe zugeordnet sein, di@ von einer Gleitführung des Ventilgehäuses axial vers@@iebba@ aufgenommen ist und beidseitig der Gehäusedurchfth ungen mittels geeigneter Dichtungsmittel derart strömungsmitteldicht abgedichtet sein kann, daß beim Auftreten von Brüch@@ @@ @@ das Verschlußstück zwischen sich aufnehmenden Dich@ungsmittel @ der Austritt von Strömungsmittel aus dem Absperrventil wirksam @nterbunden ist.
• Weitere Vorteile In @eson@@@heiten der Erfindung sollen im folgenden anhand einiger Aus @nrungsbeispiele erläutert werden, die in der beigefügten Zeichnung schematisch dargestellt sind.
• Es zeigen: Fig. 1 eine erste Ausführungsform, bei Ger ir2 oberen Halbschnitt sich das Verschlußstück in der Schließlage, im unteren Halbschnitt in der Offenstellung befindet Fig. 2 eine zweite Ausführungsform zur Hälfte als Ansicht und zur Hälfte im Schnitt mit in einer mittellage zwischen den schließ- und Offenstellungen befindlichem Verschlu.3stück und Fig. 3 eine weitere Abwandlungsform, gleichfalls zur Hälfte als Ansicht und zur Jalfoe im Schnitt.
• Bei dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Ventil 10 ist das Gehäuse 11 aus einem Gehäusemittelteil 12 un@ an dessen beiden Enden angeschweißten Anschlusteilen 13, 14 gebildet.
• Im Anschlußteil 14 ist der Ventilsitz 15 angeordnet. Im Bereich des Gehäusemittelteils 12 ist das Verschlußstück 16 zwischen einer Schließlage, in der seine dem Ventilsitz 15 angepaßte Dichtfläche 17 am Ventilsitz dichtend anliegt (oberer Halbschnitt), und einer Offenstellung mit einem Ringspalt 18 zwischen Ventilsitz und Dichtfläche des Verschlußstücks (unterer Halbschnitt) axial verschiebbar geführt. Das Verschlußstück 16 ist als auf der Ventilsitzseite geschlossener Hohlkörper ausgeführt, der einen meil des Strömungswegs 19 im Ventil bildet und dessen zylindrischer mantel im Anschluß an die Dichtfläche 17 mit im wesentlichen radial verlaufenden Durchströmkanälen 20 versehen ist. Etwa in der Mitte seiner Längserstreckung besitzt das Verschlußstück 16 einen sich radial von diesem forterstreckenden Flanschteil 2-2, der an der als Führung ausgebildeten Innenfläche des Gehäusemittelteils 12 anliegt. Auf gegenüberliegenden Seiten sind an den Flanschteil 22 Faltenbälge 23, 24 strömungsmitteldicht angeschlossen, etwa angeschweißt, die sich jeweils bis zu den Stirnseiten der Anschlußteile 13, 14 des Gehäuses 11 erstrecken und dort gleichfalls strömungsmitteldicht angeschlossen sind. Diese Faltenbälge umschließen das Verschlußstück mit Abstand konzentrisch in der Art von Manschetten über einen wesentlichen Teil seiner Längserstreckung. In den Flanschteil 22 sind in Form von Stiften 25, 26 Betätigungsmittel für das Verschlußstück eingesetzt, die sich radial durch im Bereich des Flanschteils im Gehäuse- -mittelteil angeordnete Langlöcher 27, 28 hindurcherstrecken.
• Im oberen Halbschnitt in Fig. 1 ist das Verschlußstück 16 in der Schließlage gezeigt, in der sich seine Dichtfläche 17 in dichtender Anlage am Ventilsitz 15 befindet. Gehalten wird das Verschlußstück in dieser Lage mittels einer auf die Betätigungsstifte 25, 26 wirkenden, nicht weiter dargestellten Einrichtung. Wie aus der Zeichnung im einzelnen ersichtlich, ist in der Schließlage der Faltenbalg 24 zusammengedrtekt, der Faltenbalg 23 hingegen gestreckt. Wenn Medium geschleust werden soll, wird das Verschlußstück über die Betätigungsstifte 25, 26 in die im unteren Halbschnitt von Fig. 1 gezeigte Lage axial verschoben. In dieser Offenstellung bildet sich zwischen dem Ventilsitz 15 und der Dichtfluehe 17 des Verschlußstücks ein Ringspalt 18 aus, durch den das zu schleusende Medium in den Ringraum zwischen dem als Hohlkörper aus bildeten VErschlußstück und dem das Verschlußstück umschließenden Faltenbalg 24 eintreten kann. Von diesem Ringraum aus strömt das Medium über Durchströmkanäle 26 in den zylindrischer Wandungen des Verschlußstücks und tritt in den vor Verschlußstück gebildeten, im wesentlichen rohrförmigen Durchströmweg 19 ein. Die Weiterführung des Mediums erfolgt über den Anschlußteil 13 des Ventilgehäuses 11 und ein damit verbund-enes, nicht weiter dargestelltes Leitungssystem. Selbstverständlich kann die Durchströmung des Ventils auch in umgekehrter Rich.-tung erfolgen.
• In Fig. 2 sind für gleiche Teile wie in Fig. 1 gleiche Bezugszeichen eingeführt, jedoch zur Unterscheidung mit einer Strich gekennzeichnet. Die Ausführungsform nach Fig nur scheidet sich von der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform wesentlichen nur durch eine die Langlöcher 27', 28' abdeckende Schiebemuffe 30', die von einer Längsführung des Gehäusemittelteils 13? axial verschiebLar aufgenommen ISt Die in entsprechende Aufnahmebohrungen im Flanschteil 22' des Verschlußstück 16' eingreifenden Betätigungsstifte 25' sind dabei an ihren äußeren Enden mit GewindeaNchnitten versehen und in Aufnahmegewinde der Schiebemuffe eingeschraubt.
• Die Schaltung des Ventils in seine Schließlage bzw. Offenstellung erfolgt durch entsprechende Axialverschiebung der Schiebemuffe 30'.
• Bei der in Fig. 3 veranschaulichten Ausführungsform sind wiederum für gleiche TeIle wie in den Fig. 1 und 2 gleiche Bezugszeichen eingeführt, die jedoch durch zwei Striche gekennzeichnet sind. ei dieser Ausführungsform sind als dem Verschlußteil 16" mit Abstand konzentrisch umschließende und auf beiden Seiten es Flanschteils 22" angeordnete Dichtungsmittel Schlauchmuffen 23", 24'' verwendet. Diese Schlauchmuffen sind mittels Vulkanisierung, Klebung oder in sonstiger geeigneter Weise einerseits mit dem Flanschteil strömungsmitteldicht verbunden, andererseits mit ihren vom Flanschteil entfernten Enden mit Zwischenringen 31", 32", die in entsprechende Innengewinde des Gehäusemittelteils 12" von dessen Stirnseiten aus eingeschraubt sind.Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die Schlachmuffen 23't, 24" an den sie umgebenden Wandungen des Gehäusemittelteils 12" anliegen und sich an diesen unter der Wirkung innerer Druckbeaufschlagung abstützen.
• In die Zwischenringe 31", 32" sind unter Zwischenlage entsprechender Dichtungen Anschlußteile 13", 14" eingeschraubt.
• Hinsichtlich der Funktion unterseheidet sich @@@@@ Fig. @ gezeigte Ausführungsform von den A@sführungsformen nach den Fig. 1 und 2 nur dadurch, daß bei einer Axialverschiebung @es Verschlußstückes 16" zwischen sein@r Sch@ie@ @ge und @e@ Offenstellung die jeweils zusammengedr@@xt@ @lagehruff@ angesichts der beispielsweise dem @er@stoff @@@@i eige@en Volumentreus radial in den zwisehe@ der @swe@@l@en Schlauchmuffe und der zylindrischen @andung des @@rschl@@stücke@ 16" gebildeten Ringraum ausweicht, w@@ren@ de @n@@re. dann @iner Zugbelastung unterliegende @enl@uchmu@f@ @@. @@@ @@@@ kontraktion erfährt.
• Die die Gehäusedurchbrechungen für die @tatigungsmittel 25', 25" abdeckenden Schiebemuffen 3@', 30" @@@ @@@ @ @@@ formen nach den Fig. 2 und verh@@@en @ei@ @@@@t- @@ Undichtigkeiten an den Dichtung@@@ @@@@@@@@ @ @@@@ 24" das Austreten von Strömungsmittel dem @@errve@til und stellen somit ein zusätzliches sicherheitselement da@.
• Selbstverständlich können die in die Schiebemuffen eingeschraubten Betätigungsstifte gegenüber der sugeoraneren @@@iebemuffe ebenso wie die Scheibemuffen im Berei@@ @@@@r Glei@-führungen gegenüber den zugeordnet@@ V@@ti@@@@äu@@@ mitgeeigneter Dichtungen, etwa O-Ring@iestungen, strd@@@@@@ @@eldicht abgedichtet sein.

Claims (7)

Patentansprüche

1. Stopfbuchsenloses Absperrventil mit einem gegenüber dem fest im Ventilgehäuse angeordneten Ventilsitz axial zwischen einer Schließ- und einer Offenstellung bewegbaren Verschlußstück, dadurch gekennzeichnet daß das Verschlußstück (16, 16', 16") zwischen letzteres und den Strömungsweg (19, 19', 19") im Ventil konzentrisch umschließenden, in axialer Richtung elastisch nachgiebigen Dichtungsmitteln (23, 24; 23', 24'; 23", 24") aufgenommen ist, die mit jeweils einem Ende an einem Flanschteil (22, 22', 22") des Verschlußstückes und dem Ventilgehäuse (11, 11', 11") auf gegenüberliegenden Seiten des Flanschteils strömungsmitteldicht angeschlossen sind.

2. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmittel als mit dem Flanschteil (22, 22') des Verschlußstücks (16, 16') und dem Ventilgehäuse (11, 11') mittels Schweißung, Lötung, Klebung, Verschraubung od. dgl.

fest, jedoch gegebenenfalls lösbar verbundene Faltenrohre (23, 24 bzw. 23', 24') ausgebildet sind.

3. Absperrventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Ausbildung der Dichtungsmittel als Schlauchmuffe (23", 24") aus Gummi oder einem sonstigen elastisch verformbaren erkstoff.

4. Absperrventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchmuffe (23", 24t') aus Gummi oder einem sonstigen elastisch verformbaren Werkstoff von den Wandungen des Ventilgehäuses (11") umschlossen sind und sich unter der Wirkung von Innendruck an diesen abstützen.

5. Absperrventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Ausbildung des Verschlußstücks als auf der Ventilsitzseite geschlossener und mit einer dem Ventilsitz (15, 15', 15") angepaßten Dichtfläche (17, 17', 17") versehener Hohlkörper (16, 16', 16"), der innerhalb des Ventils einen Teil des Strömungsweges (19, 19', 19") für das zu schleusende Medium bildet und dessen zylindrischer Mantel im Anschluß an die mit dem Ventilsitz zusammenwirkende Dicht fläche im wesentlichen radial verlaufende Durchströmkanäle (20, 20', 20") aufweist.

6. Absperrventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Ventilgehäuse (11, 11', 11") hindurchgeführte Betätigungsmittel (25, 26; 25', 26'; 25",26") zur Axialverschiebung des Verschlußstücks (16, 16', 16't) zwischen seiner Schließ- und Offenstellung im Bereich des Flanschteils (22> '2', 22") am Verschlußstück angreifen.

7. Absperrventil nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine die Gehäusedurchfuhrungen (27', 27") für die Betätigungsmittel (25', 25") zur Verschlußstückbetätigung abdeckende Schiebemuffe (30', 30"), die von einer Gleitführung des Ventilgehäuses (11', 11") axial verschiebbar aufgenommen ist.