DE558059C - Absperrventil fuer Hochdruckleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Absperrventil, das geeignet ist, insbesondere in Leitungen Anwendung zu finden, in denen das Fördermittel, z. B. Dampf, unter hohem Druck strömt. In derartige Hochdruckleitungen eingebaute Absperventile müssen zur Erzielung einer hohen Betriebssicherheit baulich möglichst einfach gestaltet sein und eine sichere und rasche Bedienung zulassen. Einerseits ίο muß die Möglichkeit bestehen, die Ventile langsam zu öffnen, um eine allmähliche Anwärmung der an das Ventil angeschlossenen Leitung zu ermöglichen, anderseits müssen die Ventile in Fällen der Gefahr, beispielsweise bei Rohrbrüchen, schnell geschlossen werden können. Bisher hat man sich in der Regel in der Weise zu helfen gesucht, daß man in die Hochdruckleitung neben dem eigentlichen für den normalen Betrieb beao stimmten Absperrorgan ein Rohrbruchventil einbaute, das im Falle eines Rohrbruchs ein sofortiges Absperren des. zerstörten Leitungsstranges ermöglichte.

Gemäß der Erfindung wird nun ein Abas Sperrventil, bei dem der Ventilteller durch eine drehbare, aber unverschiebbare Steuerspindel bewegt wird, mit einer zweiten Handstellvorrichtung versehen, die mittels eines auskuppelbaren Untersetzungsgetriebes derart auf die Steuerspindel wirkt, daß wahlweise durch die erste Stellvorrichtung ein rascher Ventilschluß oder durch die zweite Stellvorrichtung- eine langsame öffnungsünd Schließbewegung herbeigeführt werden kann. Auf diese Weise ist ein Hochdruckabsperrventil geschaffen, das die Funktionen der bisher verwendeten zwei Absperrorgane in sich vereinigt und den an ein derartiges Ventil gestellten Anforderungen Genüge leistet.

Es sind nun zwar bereits Ventile bekannt geworden, bei denen der. Ventilteller durch eine in ihrer Längsrichtung nicht verschiebbare, sondern nur drehbare Steuerspindel bewegt wird. Diese Ventile fanden jedoch nur 4S in solchen Leitungen Anwendung, in denen das .Fördermittel unter dem normalen geringen Druck strömte. Es bestand bei diesen bekannten Ventilen daher gar nicht die Notwendigkeit, außer der für gewöhnlich vorgesehenen Hauptstellvorrichtung eine besondere zweite Stellvorrichtung vorzusehen, die über ein auskuppelbares Untersetzungsgetriebe auf die Steuerspindel einwirkt; denn bei diesen bekannten sogenannten Niederdruckventilen SS bestand gar nicht die Notwendigkeit, sie in Fällen der Gefahr rasch schließen zu können, sie aber für gewöhnlich langsam zu öffnen.

Ferner ist ein Absperrventil bekannt geworden, das gegebenenfalls dadurch rasch geschlossen werden soll, daß der mit dem Ventilkegel verbundene Teil der Steuerspindel von dem übrigen, durch ein Handrad steuerbaren Spindelteil getrennt wird, so daß der Ventilteller nach unten fällt und die Ventilöffnung abschließt. Ein auskuppel-

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bares Untersetzungsgetriebe zwischen einer zweiten Handstellvorrichtung und der Steuerspindel ist also bei dieser bekannten Bauart nicht vorgesehen. Außerdem findet bei diesem Ventil keine unverschiebbare Spindel Anwendung, so daß bei ihm die Gefahr des Undichtwerdens der Stopfbüchsenpackung und die hierdurch bedingten sonstigen Betriebsnachteile bestehen.

ίο Ein den Anforderungen des modernen Hochdruckbetriebes entsprechendes Absperrventil wird erst geschaffen, wenn eine drehbare, jedoch nicht längsverschiebbare Steuerspindel für den Ventilteller und ein zwischen einer zweiten Handstellvorrichtung und der Steuerspindel vorgesehenes auskuppelbares Untersetzungsgetriebe Anwendung finden, so daß wahlweise durch die eine Stellvorrichtung ein rascher Ventilschluß oder durch die· andere Stellvorrichtung eine langsame öffnungs- und Schließbewegung herbeigeführt werden kann.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Fig. ι ist eine Seitenansicht des Ventils, teilweise im Schnitt. Fig. 2 zeigt das Ventil in anderer Stellung im Längsschnitt und -Fig. 3 im Querschnitt gemäß der Linie G-H der Fig. 2. In Fig. 4 sind die mit der Steuerspindel des Ventils zusammenwirkenden Abziehnocken für den Ventilteller dargestellt. Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform der Antriebsglieder für den Ventilteller, und in den Fig. 6 und 7 ist ein Querschnitt bzw. ein Grundriß einer besonderen Ausführungsform des Ventiltellers veranschaulicht.

In einem mit Anschlußstutzen 1 und 2 ausgerüsteten Ventilgehäuse 3 (Fig. 1 und 2) ist durch Anordnung eines Dichtungsringes 4 o. dgl. ein Ventilsitz geschaffen, der bei kleineren Ventilen entgegen der bisher üblichen Bauart einen größeren Durchmesser aufweist als die im Ventilgehäuse 3 vorgesehene Durchtrittsöffnung 6 für das Fördermittel. Der mit dem Ventilsitz 4 zusammenwirkende Ventilteller 7 ist zweckmäßig gleichfalls mit einem Dichtungsrings ausgerüstet und als eine nachgiebige, elastische Platte ausgebildet. Zur Steuerung des Ventiltellers 7 dient eine Spindel 9, die einerseits in einer Aussparung 10, anderseits in einem stopfbüchsenartigen Ansatz 11 des Ventilgehäuses 3 drehbar, jedoch nicht längsverschiebbar gelagert ist. Eine Stopfbüchsenpackung 12 sichert die luft- und dampfdichte Lagerung der aus dem Ventilgehäuse 3 herausragenden Steuerspindel 9.

Außerhalb des Gehäuses 3 ist auf der Steuerspindel 9 ein Handrad 13 befestigt, während innerhalb des Gehäuses an der Spindel gegenüber dem Rand des Ventiltellers 7 Nocken 14,15 vorgesehen sind, die mit bügeiförmig die Steuerspindel 9 umfassenden, am Ventilteller 7 befestigten Steuergliedern 16 zusammenwirken, um bei Drehung der Steuerspindel 9 das Abheben des Ventiltellers von seinem Sitz zu bewirken. Die Abziehnocken 14, 15 kommen nur mit Ansätzen 1.7 der Bügel 16 in Berührung, welche die Nokken also frei umschließen. Die Nocken 14 und 15 der Steuerspindel 9 weisen insofern voneinander abweichende Formen auf, als gemäß Fig. 4 der Nocken 15 einen längeren Anlaufweg aufweist, um auf die volle Hubhöhe zu kommen, als der Nocken 14. Bei der in Fig. 4 durch die Pfeile angedeuteten Drehrichtung der Steuerspindel 9 beim öffnen des Ventils wird_also zunächst der Nocken 15 mit dem zugehörigen bügeiförmigen Steuerglied 16 zusammenwirken, während der Nocken 14 erst wirksam wird, wenn die Steuerspindel 9 bereits eine Drehung von beispielsweise 90 ° zurückgelegt hat. Auf diese Weise wird erreicht, daß der nachgiebige Ventilteller 7 zunächst nur an einer Stelle seines Umfanges vom Ventilsitz 4 angelüftet wird, während der übrige Teil des Umfanges noch fest auf diesem Sitz aufruht. Um eine Selbsthemmung der Nocken 14 und 15 bei geöffnetem Ventil zu erzielen, werden diese Nocken zweckmäßig an denjenigen Stellen 14" und 15° abgeflacht, d.h. mit ganz geringer Steigung ausgebildet, an denen sie in der Offenlage des Ventils mit den Steuergliedern 16 des Ventiltellers 7 zusammenwirken. Zwischen den Nocken 14 und 15 ist ein weiterer Nocken 18 auf der Steuerspindel 9 angeordnet, der beim Schließen des Ventils mit einem Ansatz 19 des Ventiltellers zusammenwirkt und diesen Teller fest gegen den Ventilsitz 4 preßt.

Bei dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen den auf der Steuerspindel angeordneten Nocken 14, 15 einerseits und dem Drucknocken 1S anderseits je ein Ansatz 20 angeordnet. Diese Ansätze 20 sind mit Bezug auf die Nocken 14 und 15 derart an der Spindel 9 angebracht, daß sie erst- nach erfolgtem Abheben des Ventiltellers 7 vom Ventilsitz 4 mit in ihrer Bahn liegenden Anschlägen 21 des Ventiltellers zusammenwirken. Wird die Spindel 9 daher nach erfolgter öffnung des Ventils weitergedreht, so schwenken die Ansätze 20 den Ventilteller 7 aus dem freien Durchgangsquerschnitt des Rohres heraus in die in Fig. 3 mit gestrichelten Linien dargestellte Lage. Die Rückführung des Tellers 7 aus dieser Lage in die Schließlage erfolgt durch nicht dargestellte Anschlagglieder der Spindel 9, die mit entsprechenden Ansätzen des Tellers 7 zusammenwirken. Die Rückführung des Tel-

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lers 7 wird durch den auf ihm lastenden Druck des Fördermittels unterstützt.

Besondere Anschlagglieder u. dgl. für die Schwenkung des Tellers in seine Offenstellung und für die Rückführung des Tellers sind für den Fall entbehrlich, daß die Nocken 14, 15 und 18 bei abgehobenem Ventilteller und Weiterdrehung der Spindel π gleichzeitig mit den bügeiförmigen Steuergliedern 16 und dem Ansatz 19 des Tellers zusammenwirken, wie in Fig. 5 schematisch dargestellt ist. In diesem Fall sind Spindel und Ventilteller durch Reibung so fest miteinander gekuppelt, daß der Teller auch ohne besondere Anschlagglieder herausgeschwenkt und danach wieder in die Schließlage zurückgeführt werden kann.

Die Strömungsverhältnisse sind im Innern des Ventils dann besonders günstig, wenn der Ventilteller 7 bei geöffnetem Ventil überhaupt aus der Strömungsrichtung des Fördermittels herausgeschwenkt ist (Fig. 3). Der Ventilteller 7 bietet in diesem Fall dem entgegenströmenden Fördermittel überhaupt keinen Widerstand.

In den Fig. 6 und 7 ist eine Bauart des Ventiltellers 7 in größerem Maßstabe dargestellt, die insbesondere bei Ventilen für Rohrleitungen mit großem Durchmesser Anwendung findet. Bei zu großem Durchmesser des Ventiltellers im Verhältnis zur zulässigen Tellerstärke würde die Nachgiebigkeit des Ventiltellers zu groß sein, um bei unter hohem Druck stehenden Fördermitteln eine sichere Abdichtung zwischen Ventilteller 7 und Ventilsitz 4 zu gewährleisten. Um die Nachgiebigkeit eines so großen Ventiltellers wieder auf das zulässige und erforderliche Maß zu verringern, ist der Teller 7 quer zu der in Fig. 7 durch den Pfeil Y veranschaulichten Abrollrichtung mit Versteifungsrippen 22 versehen. Diese Versteifungsrippen werden nicht bis an den äußeren Rand des Ventiltellers 7 geführt, um am ganzen Umfang des Ventiltellers die zur Abdichtung erforderliche Nachgiebigkeit der Tellerplatte beizubehalten.

Auf dem aus dem Gehäuse 3 herausragenden Ende der Steuerspindel 9 ist außer dem Handrad 13 noch ein Schneckenrad 23 befestigt (Fig. i), das mit einer Schnecke 24 kämmt. Am äußeren Ende der Schneckenachse ist ein zweites Handrad 25 befestigt, bei dessen Drehung also nicht nur die Schnecke 24, sondern auch das Schneckenrad 23 und damit die Steuerspindel 9 langsam entsprechend dem Untersetzungsverhältnis zwischen Schnecke und Schneckenrad gedreht werden.

Die Schnecke 24 und auch- ihre Achse sind mittels eines Exzenters 26 (Fig. 1) in einem am Gehäuse 3 befestigten Lagerbock 27 gelagert. Durch Schwenken des Exzenters 26 mittels des Hebels 28 können Schnecke 24 und Schneckenrad 23 in bzw. außer Eingriff miteinander gebracht werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Steuerspindel entweder unmittelbar von dem auf der Spindel befestigten Handrad 13 aus oder über das Untersetzungsgetriebe 23, 24 mittels des Handrades 25 zu bewegen.

Bei normalem Betrieb wird das Absperrventil vom Handrad 25 aus gesteuert.

Beim Öffnen des Ventils wird die Steuerspindel 9 entsprechend der Untersetzung des Schneckengetriebes 23, 24 allmählich gedreht. Bei dieser Drehbewegung gibt der Drucknocken 18 den Ansatz 19 des Ventiltellers 7 frei, während auf der einen Seite des Ventiltellerumfanges der Nocken 15 bereits mit dem bügeiförmigen Steuerglied 16 zusammenwirkt und den im übrigen noch auf dem Sitz 4 aufruhenden Ventilteller 7 an einer Stelle anlüftet. In dieser einseitig angelüfteten Stellung findet zwischen den beiden durch den Ventilteller getrennten Seiten des Ventils ein Druckausgleich statt, der es ermöglicht, bei nur geringem Kraftaufwand den Ventilteller 7 durch Weiterdrehen der Steuerspindel 9 in die in Fig. 3 dargestellte, halb geöffnete Lage anzuheben. In dieser Stellung wirken die abgeflachten Teile 14° und iS^a der Nocken 14 und 15 mit den bügeiförmigen Steuergliedern 16 zusammen, so daß eine Selbsthemmung der Steuerglieder für den Ventilteller 7 gewährleistet ist.

Bei weiterer Drehung der Steuerspindel 9 nehmen die Ansätze 20 den Ventilteller 7 nunmehr mit und schwenken ihn in die in Fig. 3 mit gestrichelten Linien veranschaulichte «0 Lage.

Beim Schließen des Ventils unter normalen Verhältnissen wird der Ventilteller zunächst wieder in die in Fig. 3 mit ausgezogenen Linien dargestellte Lage überführt, worauf der Teller 7 bei der weiteren Drehung der Steuerspindel 9 mit Hilfe des Drucknockens 18 wieder auf seinen Ventilsitz 4 gepreßt wird. Die Bewegungsvorgänge der einzelnen Steuerungsteile spielen sich hierbei in umgekehrter Reihenfolge wie beim Öffnungsvorgang ab. Der Schließvorgang wird durch den auf den Ventilteller 7 ausgeübten Druck des Fördermittels begünstigt.

Muß das Absperrventil z. B. infolge eines Rohrbruchs rasch geschlossen werden, so braucht die Kupplung zwischen Schnecke 24 und Schneckenrad 23 nur ausgerückt zu werden. Es ist dann ohne weiteres möglich, durch Drehung des unmittelbar auf der Steuerspindel sitzenden Handrades 13 das Ventil in dem Bruchteil einer Sekunde zu schließen;

denn wie aus den obigen Darlegungen hervorgeht, bedarf es im Höchstfalle nur einer einzigen Umdrehung der Spindel 9, um den Ventilteller 7 aus seiner völlig geöffneten Stellung in die Schließlage zu überführen. Auf diese Weise ist ein außerordentlich schnelles Schließen des Ventils in Fällen der Gefahr ermöglicht, und zwar um so mehr, als der Druck des Fördermittels bei der geschüderten. Bauart des Schiebers im Sinne der Schließbewegung auf den Ventilteller einwirkt.

Mit dem neuen Ventil ist also ein Hochdruckabsperrorgan geschaffen, das die Vorteile einfachster Bauart, raschen Schließens in Fällen der Gefahr und steter Betriebssicherheit in sich vereinigt.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   so i. Absperrventil für Hochdruckleitungen, bei dem der Ventilteller durch eine drehbare, aber unverschiebbare Steuerspindel bewegt wird, gekennzeichnet durch die Anordnung einer zweiten Hand-

   a₅ Stellvorrichtung (25), die vermittels eines auskuppelbaren Untersetzungsgetriebes (23, 24) derart auf die Steuerspindel wirkt, daß wahlweise durch die erste Stellvorrichtung ein rascher Ventilschluß " oder durch die zweite Stellvorrichtung eine langsame öffnüngs- und Schließbewegung herbeigeführt werden kann.
2. 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch ·

   ^v ' gekennzeichnet, daß als Untersetzungsgetriebe ein Schneckengetriebe (23, 24) dient. ;l
3. 3. Ventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dessen Ventilteller in seiner Offenlage parallel oder annähernd parallel zur Strömungsrichtung des Fördermittels liegt, gekennzeichnet durch an der Steuer-Spindel (9) ' vorgesehene Abziehnocken (14, 15) für den Ventilteller (7), die mit entsprechenden Ansätzen (17) zusammenwirken, welche mit dem Ventilteller durch die Spindel und deren Abziehnocken frei umschließende Bügel (16) verbunden sind, sowie durch an der Spindel angeordnete Ansätze (20), die erst nach erfolgtem Abheben des Ventiltellers vom Ventilsitz (4) mit Anschlägen (21) des Tellers zusammenwirken und diesen beim Weiterdrehen der Spindel in eine Lage parallel zum Strömungsmittel schwenken.
4. 4. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Steuerspindel (9) vorgesehenen Nocken (14, 15) an denjenigen Stellen (14°, τζ^α) eine geringe Steigung * aufweisen, an denen sie bei geöffnetem Ventil mit den Steuergliedern (16) des Ventiltellers (7) zusammenwirken.
5. 5. Ventil nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (7) zwecks Erzielung der zum' Abheben des Tellers von dem Ventilsitz (4) erforderlichen Elastizität einen wesentlich größeren Durchmesser aufweist als die nahe dem Ventilsitz (4) liegende Durchgangsöffnung (6) für das Fördermittel.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen