DE2814339C2 - Absperrventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Absperrventil mit einer zur jo Anzeige eingetretener Undichtheiten am Ventilsitz vorgesehenen Einrichtung, die eine Meßkammer umfaßt, die beim Schließer, des V uiles gebildet und deren Innendruck sodann erhöht wird, z. B. indem das Volumen der Meßkammer verfeinert wird, wobei die Meßkammer über einen Kanal, der den aus zwei radial beabstandeten Sitzringen bestehenden Ventilsitz im Gehäuse durchsetzt, mit einer Kontrolleinrichtung in Verbindung steht und die Meßkammer an einem in Richtung der Schließbewegung geführten Halteorgan befestigt ist.

Bei bekannten Einrichtungen der vorgenannten Art (AT-PS 3 13 010) konnten Undichtheiten nicht ver.siieden werden, weil der Ventilsitz von einem Balg getragen ist, der schon nach relativ kurzer Verwendungszeit. größenordnungsmäßig im Bereich zwischen 2 bis 6 Wochen, weich wurde und solcherart seine Federeigenschaften weitgehend verlor, wiewohl diese Einrichtung eine Verbesserung einer aus der AT-PS 2 50 106 bekannten Einrichtung bringen sollte, bei der die Meßkammer eine Wandung aufweist, die zwei Ventilsitze enthält, die vor. zwei axial hintereinander angeordneten Ventilkörpern zur Bildung der Kammer verschlossen werden müssen. Um eine verläßliche Funktion der beiden Sitzflächen zu sichern, müssen bei der bekannten Vorrichtung die beiden Ventilkörper mit Bezug ■ufeinander federn, was bei der bekannten Einrichtung einen konstruktiven Mehraufwand verursachte, ohne daß das Dichtungsproblem eine Lösung gefunden hätte. So wird bei der bekannten Vorrichtung für flüssige, also nahezu inkompressible Medien vorgeschlagen, die Meßkammerseitenwandungen vom Ventilgehäuse zu bilden, also starr auszubilden und den einen Ventilkörper als Verdrängungskörper auszubilden, der — nachdem das Schließventil geschlossen und ein Abströ- *'» men der Flüssigkeit aus der Meßkammer nicht mehr möglich ist — in Schließrichtung bewegt wird und dabei den Druck in der Meßkammer erhöht, der mittels eines Balgenmanometers beobachtet werden kann.

Für Gase ist eine derartige Konstruktion nicht empfehlenswert, da zur Erzielung eines merkbaren Druckanstieges in der Meßkammer der Verdrängungskörper entweder sehr groß ausgebildet oder ein entsprechend großer Hub vorgesehen werden müßte. Offenbar aus diesem Grund sieht bereits die AT-PS 2 50 106 für gasförmige Medien ein Abgehen von einer Meßkammer mit starren Wandungen vor \χνΛ bildet die Seitenwandungen von Balgen, die einenends an einem Ringkörper festgelegt sind, der den zweiten Ventilsitz trägt Die Ventilkörper sind bei der bekannten Anordnung mit ihren Schäften teleskopartig ineinander geführt Derartige starre Gleitführungen sind problematisch, da eine ungleichmäßige Verformung der Konstruktionsteile im Betrieb, vor allem unter Hitzeeinwirkung, nicht vermieden werden kann. Als Folge hiervon gleichen sich die daran betroffenen Teile nicht mehr genau aneinander an. Die hierbei auftretenden Abdichtungsprobleme konnten durch Anwendung eines Federbalges weder bei der Einrichtung gemäß der AT-PS

2 50 106 noch bei der Einrichtung gemäß der AT-PS

3 13 010 gelöst werden, bei der nur mehr ein Ventilsitz abzudichten ist um die Meßkammer zu schließen, wobei der diesen Sitz abschließende Körper als Platte ausgebildet ist die von einem Balgen gehalten ist der auf der der mit dem Sitz zusammtnwirkenden Platte gegenüberliegenden Seite von einer Deckplatte gehalten ist die keine öffnungen aufweist so daß durch Gegeneinanderbewegen der Platten unter Verformung des Balgens der Druck in der Meßkammer erhöht werden kann. Meßkammern mit starren Wandungen, wie sie die AT-PS 2 50 106 in der zweiten Ausführungsform für Flüssigkeiten vorschlägt können etwaigen ungleichen Verformungen überhaupt nicht folgen. Nun sinkt aber — wie bereits erwähnt — bei Federbalgen die Federkraft bereits nach relativ kurzer Zeit stark ab, so daß bedingt durch den Ausfall der Federkraft des Metallbalges dann lediglich ta. 50% des anfänglichen Preßdruckes vorhanden sind. Ei»i derart verminderter Preßdruck reicht jedoch nicht aus, um den Sitz abzudichten und einen Prütdruck zuzulassen, der sicherstellt, daß ein Sicherheitsschalter betätigt wird. Dadurch kommt es zu einer Störungsmeldung und als Folge zu einem Ausfall der Gas-Befeuerungsanlage (Kesselanlage).

Durch Hitzeeinwirkung und den in den Heizgasen (Stadt-Erdgas-Gichtgas) enthaltenen Schwefel kommt es weiters zu e-ner Vulkanisierung des Materials der Dichtung. Dies bedingt eine Erhöhung der Härte des Gummis der Dichtung. Durch den bereits erwähnten Verlust von 50% der anfänglichen Federkraft bei den bekannten Einrichtungen und das Härterwerden des Materials reicht dann die. bei den bekannten Konstruktionen noch mögliche Belastung nicht aus. eine einwandfreie Abdichtung zu bewerkstelligen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, unter den im Betrieb auftretenden Bedingungen, nämlich Belastung und Wärmebeanspruchung, eine einwandfreie Abdichtung sicherzustellen. Dieses Ziel wird bei einem Absperrventil der eingangs erwähnten Art erreicht, wenn gemäß der Erfindung, die Meßkammer in einem glockenförmigen, starre Wandungen aufweisenden Zylinder gebildet ist, der gelenkig am Halteorgan befestigt ist und in dem abgedichtet ein Kolben verschiebbar ist, der den meßkammerseitigen Ventilsitz trägt. Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Dichtsitzes auf einem Kolben kann ein hinreichender

Druck ausgeübt werden, um die Abdichtung zu sichern, selbst für den Fall, dab sich der gehäuseseitige Ventilsitz verformt, weil durch die gelenkige Verbindung zwischen dem glockenförmigen Zylinder und seinem Halteorgan eine automatische Zentrierung sichergestellt werden kann. Tritt eine ungleiche Verformung ein, kann sich die aus dem Kolben und dem glockenförmigen Zylinder bestehende Baugruppe auch schräg zur Bewegungsrichtung des Halteorganes stellen, wobei immer noch eine hinreichend starke Belastbarst des Kolbens und damit auch des Ventil-itzes sichergestellt ist

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Absperrventils kann somit bei allen im Betrieb auftretenden Belastungen und Wärmebeanspruchungen eine einwandfreie Abdichtung sichergestellt werden. Dies stellt die Vermeidung eines gegen Ermüdungserscheinungen anfälligen Balges und ein in sich starrer Körper, der sich jedoch durch die gelenkige Lagerung einstellen kann, sicher.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung können stärkere Schließfedern eingebaut werden, u. zw. von ungefähr 13kp Schließkraft, welche sich einerseits am Ventilteller mit Kolben und andererseits am Flansch des Spulenträgers abstützen, der das Gehäuse -urch den O-Ring abdichtet. Durch das Eigengewicht des kompletten Ventilstößels, das ca. 2 kp beträgt, wird eine Gesamtkraft von ungefähr 15 kp auf den Dichtsitz zur Einwirkung gebracht, was die erforderliche Abdichtung sichert.

Hierbei kann auch ein Rückschlag aus der Gas-Befeuerungsanlage, die mit einem erfindungsgemäßen Absperrventil ausgestattet ist, die Abdichtung nicht aufheben. Es müßte nämlich eine Kraft von mehr als 15kp gegen den Gasfluß wirken, um den Ventilsitz abzuheben. Eine solche Kraft würde einen Druck von 15 · 10⁴FHmWS erforderlich machen. Nach den Vorschriften des TÜV für die Güteklasse 1A sind jedoch nur 15 · IO² mm WS vorgeschrieben.

In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, daß der meßkammerseitige Ventilsitz am Kolben des glockenförmigen Zylinders ringförmige, radial beabstandete Dichtlippen aufweist, zwischen welchen der von der Meßkammer kommende Kanal einmündet. Diese Ausführungsform vermeidet eine gegenseitige Beeinflussung der Dichtlippen bei der Abdichtung und stellt sicher, daß die Dichtlippen verschieden tief auf die ihnen gegenüberliegenden Dichtsitze aufgepreßt werden können, ohne sich gegenseitig zu beeinflussen, wie dies bei der vorerwähnten bekannten Einrichtung (AT-PS 3 13 01C) zu erwarten wäre, wo eine durchgehende Scheibe vorgesehen ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles, das ein erfindungsgemäßes Absperrventil im Längsschnitt zeigt, näher erläutert:

Das Absperrventil weist ein Gehäuse 12 auf, in welchem eine, eine Meßkammer 23 umfassende Einrichtung zur An/eige eingetretener Undichtheiten am Ventilsitz angeordnet ist. wobei die Meßkammer 23 erst beim Schließen durch die Einbeziehung des kompletten Ventilkörpers gebildet wird. Die Erhöhung des Innendruckes in der Meßkammer 23 kann etwa durch Verkleinern des Volumens der Meßkammer 23 erfolgen. Im Gehäuse 12 befindet sich ein Ventilsitz 16, der aus zwei radial beabstnndeten Sitzringen besteht. Zwischen den beiden Sitzringen des gehäuseseitigen Ventilsitzes 16 befindet sich ein Ringraum 18, in welchen ein aus dem Gehäuse 12 hinausführender und in eine nicht näher dargestellte Kontrolleinrichtung münden· der Kanal 17 einmündet. Die Meßkammer 23 ist an einem, in Richtung der Schließbewegung des Ventiies "> geführten Halteorgan 6 befestigt und ist in einem glockenförmigen, starre Wandungen aufweisenden Zylinder 9 gebildet Der glockenförmige Zylinder 9 ist hierbei gelenkig an dem Halteorgan 6 befestigt. In dem Zylinder 9 ist abgedichtet ein Kolben 14 verschiebbar. Die Abdichtung zwischen dem Kolben 14 und der Innenwandung des glockenförmigen Zylinders 9 erfolgt hierbei durch eine Lippendichtung 10, die im Kolben 14 verankert ist und deren Lippen die Innenwandung des glockenförmigen Zylinders 9 bei Bewegung des Kolbens 14 bzw. des Zylinders 9 entlang gleiten. Der Kolben 14 trägt den meßkammerseitigen Ventilsitz 15, der mit dem gehäuseseitigen Ventilsitz 16 zusammenwirkt und nach dem Aufsetzen auf den gehäuseseitigen Ventilsitz 16 den Ringraum 18 nach oben abschießt, wobei jedoch der Ringraum 18 über einen im Kolben 14 befindlichen Kanal 21 mit der Meßkammer 23 in Verbindung gebracht werden kann. In dem Kolbe . 14 ist gleitbar ein Stcuerkolben 1! für den Abschluß de;, den Kolben 14 durchsetzenden, in den Ringraum 18 ausmündenden Kanals 21 gelagert. Der Steuerkolben 11 steht hierbei unter dem Einfluß einer Belastungsfeder 3. die bestrebt ist, den Steuerkolben 11 in eine Stellung zu bewegen, in der der Kanal 21 im Kolben 14 offen ist. Der meßkammerseitige Ventilsitz 15 am Kolben 14 weist ringförmige, radia' beabstandete Dichtlippen auf. zwischen welchen der von der Meßkammer 23 kommende, im Kolben 14 befindliche Kanal einmündet. Die Betätigung des Ventils erfolgt magnetisch durch eine Magnetspule 5. die in einem Gehäuse 19 untergebracht ist, das mittels eines Flansches 8 auf das Ventilgehäuse 12 aufgesetzt und mit dem Ventilgehäuse 12 verschraubt ist. Das Halteorgan 6 der Meßkammer 23 bildet den Anker der Magnetspule und steht unter dem Einfluß einer Druckfeder 4. die bestrebt ist. das Halteorgan in Richtung des Abschlusses de^c Veniües zu bewegen. Das Ventil verharrt so lange in der Offensteliung, so lange die Magnetspule 5 unter Sp; rinung steht. Der Kolben 14. der im glockenförmigen Zylinder 9 gleitbar gelagert ist. steht unter dem Einfluß einer Feder 1. die bestrebt ist. den Kolben 14 in eine Stellung zu bewegen, in der das Volumen der Meßkammer 23 am größten ist. In diesel Stellung wird der Kolben 14 durch einen Anschlag 13 am glockenförmigen Zylinder 9 gehalten. Der Anschlag 13 ragt hierbei von der Wandung des glockenförmigen Zylinders 9 gegen die Achse des Zylinders 9 und der Kolben 14 liegt mit einer sich radial erstreckenden Schulter 20 an dem Anschlag 13 an. Die Feder 1 ist mit einem F.nde am Flansch 8 des Magnetspulengehäuses 19 und mit dem anderen Ende am Kolben 14 abgestützt.

Sobald die Magnetspule 5 stromlos wird, erfolgt der Abschluß des Ven'iles. dies jedoch in zwei Etappen. Zunächst wird hierbei der Kolben 14 unter der Wirkung der Feder 1 gegen den gehäuseseitigen Ventilsitz 16 gepreßt. Darauffolgend wird dann der glockenförmige Zylinder 9 unter dem Einfluß der Druckfeder 4 gemeinsam mit dem Halteorgan 6 in Schließrichtung bewegt. Hierdurch wird das in der Meßkammer 23 befindliche Medium über den im Kolben 54 befindlichen *" Kanal 21 und den Auslaßkanal 17 der einen Gasdruckschalter enthaltenden Kontrolleinrichtung zugeführt. Der Gasd: uckschallt·' überwacht das Ventil. Am Ende der unter dem Einfluß der Feder 4

erfolgenden Abwärtsbewegung des glockenförmigen /vlinders 9 wird der Steuerkolben Il betätigt, n./w. durch Anlaufen eines im glockenförmigen Zylinder 9 befindlichen Anschlagkörpers 7 am Steuerkolben II. Der Steuerkolben 11 wird hierbei entgegen dem Einfluß seiner Belastungsfeder 3 gegen einen im Kolben 14 befindlichen O-Ring 2 gepreßt und verschließt hierbei den im Kolben 14 befindlichen Kanal 21.

Damit ist die Verbindung /wischen der Meßkammer 23 und dem Kanal 17 unterbrochen. Sollte der Ventilsit/ 15, 16 undicht sein, so kann aus der Kammer der Kontrolleinrichtung Druck entweichen und der Gasdruckschaiter betätigt werden und die aufgetretene Undichtheit melden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Absperrventil mit einer zur Anzeige eingetretener Undichthejten am Ventilsitz vorgesehenen Einrichtung, die eine Meßkammer umfaßt, die beim Schließen des Ventils gebildet und deren Innendruck sodann erhöht wird, z. B. indem das Volumen der Meßkammer verkleinert wird, wobei die Meßkammer über einen Kanal, der den aus zwei radial beabstandeten Sitzringen bestehenden Ventilsitz im Gehäuse durchsetzt, mit einer Kontrolleinrichtung in Verbindung steht und die Meßkammer an einem in Richtung der Schließbewegung geführten Halteorgan befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßkammer (23) in einem glockenförmigen, starre Wandungen aufweisenden Zylinder (9) gebildet ist, der gelenkig am Halteorgan (6) befestigt ist und in dem abgedichtet ein Kolben (14) verschiebbar ist, der den meßkammerseitigen Ventilsitz (15) trägt

Z Ab^oerrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeäcönet, daß der meßkammerseitige Ventilsitz (15) am Kolben (14) des glockenförmigen Zylinders (9) ringförmige, radial beabstandete Dicht lippen (22) aufweist, zwischen welchen der von d^r Meßkammer (23) kommende Kanal (21) einmündet