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Absperrschieber Die Erfindung bezieht sich auf einen Absperrschieber
mit zwei im Gehäuse angeordneten, zur Schieberplatte hin offenen Ringnuten, in denen
sich Dichtungsringe mit rechteckigem Querschnitt befinden, die je eine mit dem Durch$ußkanal
in Verbindung stehende V-förmige Ringnut aufweisen.
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Es ist bereits ein Absperrschieber dieser Art bekannt, bei welchem
der Dichtungsring genau in eine Aussparung eines Gehäuseteils paßt, der mittels
eines Gewinderinges axial bewegt werden kann, um den Dichtungsring mit seiner Stirnfläche
gegen den Schieber zu pressen. Mit der Ringnut soll erreicht werden, daß der im
Durchflußkanal herrschende Druck den Dichtungsring auseinanderdrückt, um damit eine
Abdichtung zwischen dem Dichtungsring und dem Schieber einerseits sowie dem Dichtungsring
und den Wänden der den Dichtungsring aufnehmenden Aussparung andererseits zu erzielen.
Da sich die V-förmige Ringnut axial erstreckt, werden die inneren und äußeren Umfangsflächen
des Dichtungsrings auseinandergepreßt, wodurch sich eine Abdichtung zwischen Dichtungsring
und Gehäuse erzielen läßt. Die Verformung in axialer Richtung ist bei dieser bekannten
Anordnung jedoch nur gering. Wenn sich daher zwischen der Stirnfläche des Dichtungsrings
und dem Schieber kleine feste Teilchen festsetzen, geht die Dichtungseigenschaft
verloren.
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Um diese Nachteile der bekannten Schieberausbildung zu vermeiden,
wird erfindungsgemäß ausgehend von einer derartigen bekannten Anordnung folgende
Kombination vorgeschlagen: a) die V-förmige Ringnut erstreckt sich von der inneren
Umfangsfläche des Dichtungsrings radial nach außen; b) jeder Dichtungsring weist
auf der der Schieberplatte zugekehrten Seite eine Wulst von etwa halbkreisförmigem
Querschnitt auf; c) der Dichtungsring ist im Gehäuse durch einen radial sich erstreckenden
Außenflansch eingespannt.
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Vorzugsweise ist dabei die Tiefe der V-förmigen Ringnut etwas größer
als die Entfernung der Mitte des Wulstes von der inneren Umfangsfläche des Dichtungsrings.
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" Es sind an sich bereits schon Dichtungsringe ohne V-förmige Ringnut,
jedoch mit einem Abschnitt von halbkreisförmigem Querschnitt bekannt. Diese bekannten
Dichtungsringe sind aber mit dem erfindungsgemäßen Ring nicht unmittelbar vergleichbar,
da bei den bekannten Konstruktionen nicht der Flüssigkeitsdruck ausgenutzt wird,
um die Anpreßkra,ft des Dichtungsrings am Schieber zu erhöhen. Da sich durch die
erfindungsgemäße Ausbildung des Dichtungsrings die V-förmige Ringnut in radialer
Richtung erstreckt, wird der Dichtungsring in axialer Richtung auseinandergedrückt,
wenn sich in der Ringnut der Druck des Durchflußkanals aus, wirkt. Durch diese Expansion
in axialer Richtung wird lediglich der halbkreisförmige Wulst des Dichtungsrings
gegen den Schieber gedrückt. Zwischen dem Dichtungsring und dem Schieber herrscht
damit theoretisch eine Linienberührung, praktisch berühren sich Dichtungsring und
Schieber auf einer schmalen Ringfläche. Dies ermöglicht eine Bewegung .des Schiebers,
ohne vorher die Einspannung des Dichtungsrings lockern zu müssen. Außerdem können
sich zwischen der schmalen Dichtungsfläche und dem Schieber keine festen Teilchen
festsetzen, und auch der Verschleiß -des Dichtungsrings wird sehr gering gehalten.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen
an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt im Längsschnitt eine Hälfte eines erfindungsgemäßen
Schieberventils; F i g: 2 ist ein in größerem Maßstab gezeichneter radialer Schnitt
durch einen erfindungsgemäßen Dichtungsring und die ihm benachbarten Teile.
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Das Schieberventil umfaßt ein Gehäuse mit einem ringförmigen Anschlußteil
1, der einen Einlaßkanal 2 umschließt, ferner mit einem ringförmigen Anschlußteil
3,
der einen Auslaßkanal 4 umschließt, sowie mit einem zentralen Bauteil
7, der zwischen den beiden Anschlußteilen angeordnet ist. Es sei angenommen,
daß das Strömungsmittel in der Richtung der beiden Pfeile A strömt. Jedoch spielt
die Strömungsrichtung hier keine Rolle, da das Schieberventil von völlig symmetrischer
Konstruktion ist. Die beiden Anschlußteile 1 und 3 können mit Teilen einer Rohrleitung
verbunden werden, und sie sind zu diesem Zweck mit je einem Flansch 5 bzw. 6 versehen.
An ihrem anderen Ende trägt jedes Anschlußstück einen Verbindungsflansch 8 bzw.
9, und diese Flansche tragen zur Zentrierung dienende Fortsätze 10 bzw.
11, die in das Mittelstück 7 eingreifen. Wenn die genannten Teile zusammengebaut
sind, begrenzen die Anschlußstücke 1 und 3 sowie das Mittelstück 7 zwei Aussparungen
12 und 13, deren Querschnitt in radialer Richtung rechteckig ist und' deren offene
Enden dem Schieberteii 16 zugewandt sind. Die Dichtungsringe 14 und 15 sind -so
in diese Aussparungen eingebaut, daß ihre Verbindungslippen zwischen den Anschlußstücken
1 und 3 einerseits und dem Mittelstück 7 andererseits fest eingespannt sind. In
jedem der Anschlußstücke 1 und 3 sind mehrere Öffnungen 18 ausgebildet, die Verbindungen
zwischen den Strömungskanälen 2 und 4 einerseits und den Aussparungen 12 und 13
andererseits derart herstellen, daß der Strömungsmitteldruck durch die Öffnungen
dort auf die Dichtungsringe übertragen wird, wo sich die V-förmigen Nuten befinden.
In der Zeichnung ist das Schieberventil in seiner geschlossenen Stellung gezeigt.
Um das Ventil zu öffnen, bewegt man den Schieber 16 in Richtung_ der beiden Doppelpfeile
B. Diese Bewegung des Schiebers wird in der üblichen Weise mit Hilfe einer Schieberstange
oder eines ähnlichen Betätigungsorgans hervorgerufen. Wenn der Schieber 16 in-Richtung
auf seine geöffnete Stellung bewegt wird, gibt die Öffnung 17 in dem Schieber den
Strömungskanal vollständig frei.
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In F i g. 2 ist der Dichtungsring 14 zusammen mit den ihm benachbarten
Teilen in größerem Maßstab dargestellt. Der Dichtungsring umfaßt einen Abschnitt
20, der einen in radialer Richtung rechteckigen Querschnitt hat und mit einer V-förmigen
Nut 21 versehen ist, einen Abschnitt 22 mit einem in radialer Richtung halbrunden
Querschnitt sowie eine Verbindungslippe 23. Die Verbindungslippe ist zwischen dem
Anschlußstück 1 und dem Mittelstück 7 fest eingespannt, während die anderen Abschnitte
des Dichtungsrings in der Aussparung 12 liegen.
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Es sei. nunmehr angenommen, daß der Dichtungsring auf der Zuführungsseite
der durch den Schieber 16 verschlossenen Leitung liegt. In diesem Falle wird eine
einwandfreie Abdichtung erzielt, denn der durch den Abschnitt 22 des Dichtungsrings
auf den Schieber 16 aufgebrachte Druck wird durch den Druck des Strömungsmittels
unterstützt. Dieser Druck, der somit auch in dem Strömungskanal 2 herrscht, wird
durch die Öffnung 18 zu der V-förmigen Nut 21 übertragen.- Infolgedessen wird der
Abschnitt 22 durch den Strömungsmitteldruck fest gegen den Schieberkörper 16 gedrückt.
Zu diesem Zweck soll die Nut 21 genügend tief sein, und der Abstand zwischen dem
tiefsten Punkt der Nut und dem Strömungskanal 2 soll größer sein als die kürzeste
Entfernung zwischen dem Abschnitt 22 und dem Strömungskanal. Der Grund hierfür besteht
darin, daß der mit gestrichelten Linien schraffierte Abschnitt a des Dichtungsrings
den Druck nicht ff erträgt, denn der hintere Teil dieses Abschnitts grenzt
an einen Teil der Aussparung 12 an, dem auch das Anschlußstück 1, der Schieber 16
und der Abschnitt 22 benachbart sind und in welchem ebenfalls der Strömungsmiitteldruck
herrscht, der zu diesem Raum über den Spalt zwischen dem Anschlußstück 1 und dem
Schieber 16 übertragen wird.
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Die Gefahr einer zu starken Verformung des Dichtungsrings und eines
Umkippens desselben bei Bewegungen des Schiebers vergrößert sich, wenn sich der
Druck erhöht. Die Lippe 23 ist vorgesehen, um unerwünschte Bewegungen des Dichtungsrings
zu verhindern. Bei dieser Anordnung stützt sich die äußere Umfangsfläche des Abschnitts
20 stets an dem Mittelstück 7 und dem Anschlußstück 1 ab.
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Das Anschlußstück 1 ist dem Schieber 16 auf dessen dem Strömungskanal
2 zugewandten Seite nahe benachbart, so daß der Dichtungsring 14 von der Aussparung
12 vollständig umschlossen wird. Dies ist insbesondere -dann von Bedeutung, wenn
beize Schließen oder Öffnen des Schiebers hohe Strömungsgeschwindigkeiten auftreten.
Der Grund hierfür besteht darin, daß der Dichtungsring 14 nicht in direkter Berührung
mit dem Strömungskanal 2 steht, jedenfalls nicht in einem solchen Ausmaß, daß dynamische
Kräfte, die bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten auftreten und die an bestimmten
Punkten sehr hohe Werte erreichen können, insbesondere wenn der Schieber nahezu
vollständig geschlossen ist, eine Wirkung bezüglich der Bewegung und Verformung
des Dichtungsrings 14 ausüben können.
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Der beschriebene Dichtungsring ist von robuster Konstruktion, und
es wird eine hervorragende Abdichtungswirkung erzielt, obwohl nur eine kleine Berührungsfläche
zwischen dem Dichtungsring und dem Schieber vorhanden ist. Die allgemeine Form des
erfindungsgemäßen Dichtungsrings wurde durch eine Anzahl von Versuchen ermittelt,
aus denen sich ergab, daß die beschriebene Ausbildungsform die zweckmäßigste ist.
Aus diesen Versuchen ergaben sich ferner die Mindestabmessungen für einen Dichtungsring
von ausreichender Festigkeit. Diese Mindestabmessungen sind in F i g. 2 mit kleinen
Buchstaben bezeichnet und haben die nachstehend aufgeführten Werte: b=l0mm e=15mm
c = 9 mm f = 6 mm d= 18 mm g= 16 mm Dez beschriebene Dichtungsring eignet
sieh zur Verwendung bei Schieberventilen mit unterschiedlichen Öffnungsdurchmessern.
Der kleinste öffnungsdurchmesser des Schiebers, bei dem sich ein Dichtungsring mit
den vorstehend angegebenen Abmesssungen verwenden läßt, beträgt etwa 50 mm. Die
erwähnten Mindestabmessungen des Dichtungsrings können bis zu einem Öffnungsdurchmesser
des Schiebers von etwa 400 mm beibehalten werden. Bei größeren Öffnungsdurchmessern
werden die Abmessungen des Dichtungsrings proportional vergrößert, jedoch sollen
die angegebenen Verhältnisse beibehalten werden.
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Mehrere Schieberventile der hier beschriebenen Art befinden sich bereits
in Gebrauch; sie sind bei
einer Transportleitung für Rohöl vorgesehen,
und der Durchmesser der Schieberöffnung beträgt 300 bzw. 400 mm.
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Weitere Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich in der chemischen Industrie
sowie in der Ölverarbeitungsindustrie, z. B. bei Flüssigkeits- oder Gasleitungen
zum überführen von Stoffen von einem Behandlungs- oder Lagerbehälter zum anderen.
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Das Schieberventil ist ferner bei Gasverteilungsleitungssystemen verwendbar,
z. B. bei neuzeitlichen Stadtgasanlagen.
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Weiterhin kgnn das Schieberventil auf dem Gebiet der Meßtechnik Verwendung
finden; wenn man einen einzigen Schieberkörper mit mehreren öffnungen von unterschiedlichem
Durchmesser versieht, ist es z. B. möglich, den Schieber als Meßblende zu benutzen.