DE68914145T2 - Schieberventil. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft Hochdruck-, Hochtemperatur-Schieberventile, insbesondere zur Verwendung in Hochdruckanlagen, so wie solche, die in Dampfkesseln, Erdölraffinerien und ölgefeuerten Dampfinjektionssystemen vorgefunden werden.
• Bis jetzt ist der Ventilkörper bei herkömmlichen wirtschaftlichen Hochdruck-, Hochtemperatur-Schieberventilen horizontal geteilt worden und besteht hauptsächlich aus einem gegossenen oder geschmiedeten Körper und einem Ventildeckel. Bei solchen horizontal geteilten Ventilen ist jedoch die maschinelle Bearbeitung der Ventilkammer faktisch unmöglich und bestenfalls extrem schwierig und teuer, und haben daher solche Ventilkammern bis jetzt rauhe Gußflächen aufgewiesen und besteht bei solchen Ventilen eine Neigung der Flüssigkeiten bzw. Fluide, durch das Ventil durchzuströmen, um die Ventilsitzflächen auszuwaschen und den Schieber zu deformieren.
• Die US-A-3,963,214 beschreibt ein vertikal geteiltes Schieberventil zur Verwendung beim Befördern von Hauptstromfluiden unter Druck, wie Hauptströmen in Wasserverteilungssystemen. Allerdings ist dessen Konstruktion derart, daß es zum Gebrauch bei Hochdruckanwendungen, so wie Dampfanlagen, bei welchen die Sicherheitsstandards extrem streng sind, nicht fähig sein würde.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Schieberventil einen Ventilkörper, wovon ein Hauptkörperteil eine Ventilkammer beinhaltet, die auf der einen Seitenwand des Ventilkörpers völlig offen ist, wodurch die ganze Ventilkammer freigelegt und zur maschinellen Bearbeitung zugänglich ist, und ein durch eine Halswand begrenztes Halsteil, wobei die offene Seitenwand maschinell bearbeitet ist, um eine flache Berührungsfläche bzw. angepaßte Oberfläche um die offene Ventilkammer herzustellen, wobei das Hauptkörperteil Einlaß- und Auslaßöffnungen sowie einen sich dazwischen quer erstreckenden Verbindungsgang aufweist, ein Ventilschieberelement, das in der Ventilkammer vertikal geführt ist und sich zwischen einer offenen Stellung, in der sich das Schieberelement oberhalb des querverlaufenden Verbindungsganges befindet, und einer geschlossenen Stellung, in der das Schieberelement den Verbindungsgang verschließt, hinund herbewegbar ist, um den Durchfluß von Flüssigkeit bzw. Fluid durch ihn zu verhindern, wobei das Ventilschieberelement eine glatte, ebene, stromabwärts gerichtete Wand aufweist, die in der geschlossenen Stellung auf einer flachen, den Verbindungsgang umgebenden Auflagefläche bzw. Sitzfläche aufliegt, und eine keilförmige, stromaufwärts gerichtete Wand aufweist, die mit einer keilförmigen Wand in der Kammer zusammenwirkt, um die stromabwärts gerichtete Wand dicht gegen die ebene Auflagefläche bzw. Sitzfläche zu drücken, einen in dem Halsteil geführten Ventilschaft, wobei sich der Ventilschaft in die Ventilkammer hineinerstreckt und ein unteres Ende mit einem Gewinde aufweist, das mit einer Aussparung mit entsprechendem Gewinde in dem Schieberelement zusammenwirkt, und wobei der Schaft in einem Lager im Halsteil drehbar ist, um das Schieberelement zwischen der offenen und geschlossenen Stellung anzuheben und abzusenken, wobei die offene Seite des Hauptkörperteils durch eine entfernbare Schließplatte verschließbar ist, die eine ebene Fläche aufweist, welche an die entsprechende ebene Fläche am Hauptkörperteil angepaßt ist, und eine Klemmvorrichtung zur Festklemmung bzw. Festspannung der Schließplatte am Hauptkörperteil.
• Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil zum Zwecke dessen Verwendung in Hochdruck-Dampfanlagen und ähnlichen Systemen geeignet ist, und nur der Teil des Ventilkörpers, der die Ventilkammer umgibt, offen und von der ebenen, angepaßten Auflagefläche umgeben ist, die Halswand die Form einer integralen, durchgehenden Wand aufweist, welche den Ventilschaft vollständig umschließt, die Schließplatte auf deren Innenfläche einen Vorsprung aufweist, welcher in der offenen Seite der Ventilkammer verschiebbar ist, um so in die Ventilkammer teilweise hineinzuragen und darin genau passend angeordnet zu sein, die ebenen, angepaßten Auflageflächen der Schließplatte und des Hauptkörperteils eine die Ventilkammer umgebende Aussparung umschließen, und eine Dichtung in der die Ventilkammer umgebende Aussparung unter der Wirkung der Klemmvorrichtung gehalten ist, um das Austreten von unter hohem Druck stehender Flüssigkeit bzw. Fluid aus der Ventilkammer zu verhindern. Bei diesem Ventil kann das Schließelement entfernt werden, um den gesamten Innenraum der Ventilkammer zu dessen maschineller Bearbeitung freizulegen, und in einer Stellung am Hauptkörperteil befestigt werden, um den Betrieb in Hochdruckdampfanlagen und ähnlichen Systemen zu gewährleisten.
• Durch Vorsehen der Schließplatte auf der Seite des Hauptkörperteils des Ventilkörpers, an welchem Huaptkörperteil das Halsteil integral angebracht ist und der die Ventilkammer, den Ventilschaft, den Schieber und eine Auflagefläche bzw. Sitzfläche umfaßt, wobei die Schließplatte eine der Wände der Ventilkammer darstellt und an der Seite des Hauptkörperteils durch Schraubeinrichtungen über angepaßte ebene Auflageflächen entfernbar gehalten bzw. angebracht ist, derart, daß die gesamte Ventilkammer bei Entfernung der Schließplatte zur Freilage kommt, wobei es möglich ist, die Ventilkammer in dem Hauptkörperteil und ebenso die Innenwand der Schließplatte leicht, vollständig und genau maschinell zu bearbeiten, um so einen Ventilhohlraum und Auflageflächen bzw. Sitzflächen bei relativ geringen Kosten bereitzustellen.
• Die Kammer stellt ebenso eine präzise Führung für das Schieberelement dar und weist nicht die rauhen Gußflächen der bekannten horizontal geteilten Schieberventile auf. Die Kammer des Ventils, die sämtliche sich bewegenden Teile beinhaltet, kann daher unter Gewährleistung einer konsistenten Wanddicke vollständig maschinell bearbeitet werden. Die Vermeidung von rauhen Gußflächen in dem Hohlraum vermindert die Neigung der Flüssigkeiten bzw. Fluide, zu kavitieren und die Ventilsitzflächen auszuwaschen sowie den Schieber zu deformieren. Entsprechend der besonderen Konstruktion des Ventilkörpers erzeugt die Bearbeitungsmaschine so eine Ventilkammer mit einer sehr geringen Toleranz, die eine genaue Passung der Ventilsitzfläche in der Ventilkammer und eine dichtere Passung zwischen dem Schieberventil und der Ventilsitzfläche gewährleistet. Die durch die maschinelle Bearbeitung erreichte geringe Toleranz erlaubt eine Austauschbarkeit von Teilen in den Ventilen desselben Öffnungsdurchmessers. Dies steht im Gegensatz zu konventionellen gegossenen Schieberventilen mit einer horizontalen Teilung in dem Ventilkörper, die auf eine Weise hergestellt werden, welche eine empirisch-praktische Passung der Ventilsitzfläche und des Ventilkörpers sowie eine bedeutsame Erhöhung in den Herstellungskosten dieses Teils des Ventils erfordern.
• Das Ventil der vorliegenden Erfindung kann aus praktisch jedem Material hergestellt werden, das momentan verfügbar ist. Da sämtliche Teile maschinell bearbeitet sind, kann der Operateur der Anlage Einheiten lagern, die an viele der Ventile angepaßt bzw. für viele der Ventile geeignet sind, und was die gegenwärtige Notwendigkeit beseitigt, Ventile aus dem Einsatzgebiet, manchmal per Luft, zur Reparatur zu transportieren. Die Genauigkeit des maschinellen Bearbeitungsverfahrens, die der Herstellung sämtlicher Teile zugrunde liegt, gestattet der Kammer, als eine Führung für den Schieber zu dienen und begrenzt die Abnutzung an dem Ventilschaft. Eine präzise maschinell bearbeitete Passung wird zu einer verminderten Schub- bzw. Scherbelastung auf die Schrauben führen und trägt zu dem Vorteil des Ventils in Hochdrucksituationen bei. Das Ventil der vorliegenden Erfindung kann aus einem Schmiedestück mit vollständig maschinell bearbeiteten inneren Kammern und Teilen hergestellt werden und kann daher aus jedem Material, welches geschmiedet werden kann, gemacht werden und kann tatsächlich aus Stangenmaterial und somit jeglichem Material, welches maschinell bearbeitet werden kann, erzeugt werden.
• Da das Schieberventil zur Verwendung in Hochdruck-, Hochtemperatur-Anlagen, so wie Hochdruck-Dampfanlagen, geeignet ist, ist weiterhin eine gehaltene Dichtung in einer Aussparung zwischen der Schließplatte und dem Hauptkörperteil vorgesehen, die das Entweichen von Hochdruck-Dampf zwischen den ebenen Auflageflächen der Schließplatte und des Hauptkörperteils von dem Ventil verhindert. Die gehaltene Dichtung ist derart in eine Nut eingebracht, daß sie nicht in die Ventilkammer durch die Öffnung unter Ansaugung hineingezogen noch aus dieser zwischen den angepaßten Auflageflächen durch den Hochdruck in dem Ventil ausgeblasen werden kann. Wünschenswerterweise ist die Dichtung zwischen den angepaßten Auflageflächen zwischen dem Vorsprung an der Schließplatte in einer Aussparung in der Kante des Hauptkörperteils um die Kammer herum gehalten. Ohne eine derartige Dichtung könnte das Ventil nicht in Hochdruck-, Hochtemperatur-Anlagen arbeiten. Weiterhin ist die Schließplatte, wie oben erwähnt, um eine solche Dichtung bereitzustellen und zugleich eine maschinell bearbeitete Fläche für die Ventilkammer vorzusehen, mit einem Vorsprung versehen, der in dem Hauptkörperteil und in der Ventilkammer angeordnet ist. Dieser hat den weiteren Vorteil, daß er auch linearen und radialen Schub- bzw. Scherbeanspruchungen widersteht, welche auf das Ventil während seiner Installation und Verwendung in Hochdruck-, Hochtemperatur-Anlagen einwirken können. Des weiteren kann bei Entfernung der Schließplatte ein einfacher Zugang zu der Ventilsitzfläche in der Ventilkammer erhalten werden und kann daher eine austauschbare ebene Ventilsitzfläche erzeugt werden, die sehr einfach ersetzt werden kann, und kann somit die Lebensdauer des Ventils wesentlich verlängert werden.
• Bei den bekannten, horizontal geteilten Ventilen bedeutet die Abnutzung der Ventilsitzfläche in dem Ventil gewöhnlich das Ende der Lebensdauer des Ventils.
• Bis jetzt sind die gegenüberliegenden Auflageflächen des Schiebers von dem Ventil, die die Öffnungen des Ventils durch Aufsitzen auf einer Ventilsitzfläche verschließen, bei vielen Schieberventilen entweder parallel zueinander gewesen oder sind, um den Dichtungsdruck des Schiebers zu verbessern, keilförmig gewesen, derart, daß der Schieber im Querschnitt eine V-Form aufweist und auf entsprechend geformten Ventilsitzflächen aufliegt. Bei einem solchen V- förmigen Schieber schreitet die bzw. das unter Hochdruck stehende Flüssigkeit bzw. Fluid sofort bei Bewegung des Schiebers aus seiner geschlossenen Stellung in seine offene Stellung fort, um um den Schieber herumzuströmen, wodurch eine Turbulenz und Kavitation in der abwärts gerichteten Öffnung des Ventils, die unerwünscht ist, hervorgerufen wird.
• In einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist ein Schieberelement in dem vorliegenden Schieberventil vorgesehen, das geeignet ist, auf der Ventilsitzfläche in der geschlossenen Stellung mit einem guten bzw. hohen Dichtungsdruck aufzuliegen und in welchem die Bewegung der bzw. des unter Druck stehenden Flüssigkeit bzw. Fluids unterbunden wird, bis die abwärts gerichtete Öffnung beginnt, sich zu öffnen, was eine Druckerhöhung auf den Schieber hervorruft, welche ihn gegen die glatte Auflagefläche des Körpers von dem Ventil beaufschlagt und somit die Kavitation vermindert. Dementsprechend besitzt der Schieber eine ebene, stromabwärts gerichtete Wand, die in der geschlossenen Stellung auf einer ebenen Sitzfläche aufliegt, welche den Verbindungsgang umgibt, und weist eine keilförmige, aufwärts gerichtete Wand auf, die mit einer keilförmigen Wand in der Kammer zusammenwirkt, um die abwärts gerichtete Wand an die ebene Sitzfläche anzudrücken bzw. zu beaufschlagen, wobei die Flüssigkeit bzw. das Fluid nur in der Lage ist, durch den Verbindungsgang hindurchzuströmen, wenn sich das untere Ende des Schiebers oberhalb des unteren Teils der Wand von dem Verbindungsgang befindet, wodurch so die Kavitation vermindet wird. Auf diese Weise verwendet das Ventil einen ebenen Schieber, der auf einer ebenen und vorzugsweise austauschbaren Sitzfläche aufliegt bzw. aufsitzt, wobei der Schieber eine Keilform auf der stromaufwärtigen bzw. stromaufwärts gerichteten Seite aufweist, welche die gegenseitige Beaufschlagung bzw. das Aneinanderdrücken der Auflageflächen fördert, welche bei Hochdruckbedingungen in höchstem Maße erwünscht ist. Die Einlaß- und Auslaßöffnungen sind in der geschlossenen Stellung vollständig abgedeckt, wodurch das Ventil in die Lage versetzt ist, extremen Drücken zu widerstehen. In einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung umfaßt die Schließplatte so eine der Einlaß- und Auslaßöffnungen und noch wünschenswerterweise die keilförmige Wand der Kammer, die daher mit geringen Toleranzen an der ebenen Auflagefläche der Schließplatte schnell maschinell bearbeitet werden kann.
• Bei einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung ist die Auflagefläche bzw. Sitzfläche in der Kammer um den Verbindungsgang herum entfernbar angebracht und ist die Auflagefläche bzw. Sitzfläche geeigneterweise ein einzelnes Teil. Diese austauschbare Auflagefläche bzw. Sitzfläche erleichtert die Reparatur, wobei die Auflagefläche bzw. Sitzfläche aus jeder Anzahl von Materialien hergestellt werden kann, um am besten der Abrasion und/oder korrosiven Flüssigkeiten bzw. Fluiden oder Gasen zu widerstehen. Das Schieberventil besitzt zweckmäßigerweise Metall-auf-Metall- Sitzflächen und verwendet stromaufwärtigen Druck, um die Sitzfläche zu unterstützen, wobei dieser Druck nicht freigesetzt wird, bis der Schieber beginnt, die Öffnung freizugeben, und so derartige Auswaschbedingungen verhindert werden.
• Hochdruck-Schieberventile sollten wünschenswerterweise dem Standard genügen, der durch ANSI festgelegt ist, so wie weiter in der Veröffentlichung B. 16-34 oder dem API-Standard 6D festgelegt ist, daß nämlich die Packung bzw. Dichtung in der Stopfbüchse, welche das Lager für den Ventilschaft des Hochdruck-Schieberventils bildet, austauschbar sein sollte, während das Ventil in Betrieb ist. Bis jetzt sind Hochdruck-Schieberventile erfunden worden, um solche Standards, bei denen die Packung bzw. Dichtung austauschbar ist, wenn sich das Ventil in der vollständig geschlossenen Bedingung bzw. Stellung befindet, d.h. die Ventilplatte den Verbindungsgang geschlossen hat, erfüllen. Alternativ sind Hochdruck-Schieberventile erfunden worden, bei denen die Packung bzw. Dichtung austauschbar ist, wenn sich das Ventil in der vollständig offenen Bedingung bzw. Stellung befindet. Solche Ventile haben den Nachteil, daß es bei vielen Hochdruck-Anlagen oftmals wünschenswert ist, die Packung bzw. Dichtung auszutauschen, wenn sich das Ventil der in der vollständig offenen Bedingung bzw. Stellung befindet, und zu anderen Zeiten, wenn sich das Ventil in der geschlossenen Bedingung bzw. Stellung befindet. Dies ist bis jetzt durch ein Ein-Schieberventil nicht vorgesehen worden.
• Bei einer weiteren Ausführung der Erfindung ist ein Hochdruck-Ventil vorgesehen, bei welchem die Packung bzw. Dichtung aus der Stopfbüchse in der geschlossenen und vollständig offenen Bedingung bzw. Stellung des Ventils durch Isolation bzw. Trennung der Stopfbüchse von der Ventilkammer bei jeder Bedingung bzw. in jeder Stellung entfernbar ist.
• So umfaßt die Ventilschafteinrichtung in diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung einen Ventilschaft, der sich durch die Kammer und den Körper erstreckt, welcher ein unteres Ende mit einem Gewinde umfaßt, das mit einer Aussparung mit entsprechendem Gewinde in dem Schieber zusammenwirkt, wobei der Schaft in einem Lager in dem Körper drehbar ist, um den Schieber zwischen der offenen und geschlossenen Stellung anzuheben und abzusenken, wobei das Lager eine Stopfbüchse mit einer Packung bzw. Dichtung darin, eine untere Sitzfläche und eine obere Sitzfläche beinhaltet, durch welche sich der Schaft erstreckt, wobei der Schaft einen doppelwirkenden, integralen, zwischen den Sitzflächen angeordneten Kragen umfaßt, der schräge Randanschläge trägt, welche eine selbsteinstellende Dichtung mit den oberen und unteren Sitzflächen bildet.
• Bei einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist die obere Sitzfläche von der Stopfbüchse gebildet, die einen sich von deren Boden nach unten erstreckenden Flansch aufweist, welcher mit dem Ventilkörper einen Hohlraum definiert, der den Kragen mit einer in einer Ausnehmung zwischen dem Flansch und dem Halsteil gehaltenen Dichtung beinhaltet.
• Bei einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung umfaßt die Stopfbüchse eine nachgiebige Dichtungsbüchse, die mit dem Halsteil eine Stopfbüchse einschließlich der Packung bzw. Dichtung bildet und nach unten verlaufende Flansche aufweist, welche das Halsteil definieren, wobei der Hohlraum den darin angeordneten Kragen aufweist und ein Haltering geeignet ist, in dem Halsteil einstellbar angebracht zu sein, um direkten, nach unten gerichteten Druck auf die Dichtungsbüchse auszuüben und dadurch eine Dichtung zwischen der Dichtungsbüchse und dem Halsteil herbeizuführen.
• Die Packung bzw. Dichtung der Stopfbüchse des Ventils von der vorliegenden Erfindung verwendet zweckmäßigerweise eine auf Druck ansprechende Packung, die sich zur Hochdruck-Beaufschlagung eignet, und weist einen integralen Kragen an dem Schaft und komplementäre Sitzflächen in dem Körper und der Stopfbüchse auf, um Gegendrucksitzflächen in entweder der offenen oder geschlossenen Stellung zu bilden, derart, daß ein Druck auf die Packung nur ausgeübt wird, wenn sich der Schieber aus der offenen in die geschlossene Stellung oder umgekehrt bewegt. Daher weist die Stopfbüchse einen rückseitige Sitzfläche bzw. Gegensitzfläche in der offenen und geschlossenen Stellung auf, der den Druck auf die Pakkung auf Zeitabschnitte begrenzt, wenn sich der Schieber zwischen der offenen und geschlossenen Stellung bewegt. Der begrenzte Druck auf die Packung gestattet deren Austausch, während das Ventil geöffnet oder geschlossen ist, ohne den Druck in dem Ventil wegzunehmen oder das Ventil aus der Leitung zu entfernen. Die Packungsringe der Packung eignen sich als einzelne vollständige Stücke, weniger als geteilte, demgemäß die Stopfbüchse von dem Körperhohlraum in der äußersten offenen oder geschlossenen Stellung vollständig isoliert ist.
• Bei Hochdruck-Schieberventilen haben die zusammenwirkenden Dichtungsflächen, welche die Stopfbüchse von der Ventilkammer in entweder der offenen oder geschlossenen Stellung des Ventils isolieren bzw. trennen, bis jetzt weiterhin die Neigung gehabt, Hochdruck-Flüssigkeit bzw. -Fluid infolge eines sehr hohen, zwischen den zusammenwirkenden Auflageflächen notwendigen Druckes hindurchzulassen, wobei diese Undichtigkeit unerwünscht ist. Gemäß einer weiteren, besonders wünschenswerten Ausführung der vorliegenden Erfindung hat sich herausgestellt, daß die Undichtigkeit der bzw. des unter Hochdruck stehenden Flüssigkeit bzw. Fluids im wesentlichen beseitigt wird, wenn die schrägen Randanschläge des doppelwirkenden Kragens in Linien abdichtende Anlage mit den Sitzflächen bewegt werden, die aus rechtwinkligen Kanten um geeignete Öffnungen in dem Körper des Ventils und in der Stopfbüchse bestehen, durch welche der Ventilschaft geführt ist. Diese Linien abdichtende Anlage für Hochdruck- Schieberventile ist äußerst wünschenswert, da sie mit einander anstoßenden Schleifflächen mit genauen Toleranzen geschliffen sein müssen, um die Undichtigkeit von Hochdruck- Dampf zu vermeiden, und solche Flächen dazu neigen, sich im Gebrauch beträchtlich abzunutzen, wodurch die Lebensdauer des Ventils verkürzt wird.
• Bei einer anderen bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist die Stopfbüchse des weiteren von zylindrischer Konfiguration, wobei die Basis der Büchse von deren unterem Ende nach oben gerichtet beabstandet ist, welche bedingt dadurch einen nach unten gerichteten Flansch hinterläßt, der ein unteres, ringförmiges, ausgespartes Ende aufweist, um eine Ringdichtung aufzunehmen, wobei der Flansch mit dem Körper des Ventils einen Hohlraum definiert, durch welchen sich der Ventilschaft erstreckt und der den Kragen an dem Schaft unterbringt bzw. aufnimmt, wobei die Außenfläche des oberen Endes des Zylinders in Gewindeeingriff mit der mit einem Gewinde versehenen Innenfläche eines zylindrischen, aufrecht stehenden Teils des Körpers des Ventils ist. Die Anwesenheit der Dichtung zwischen der Stopfbüchse und dem Körper des Ventils verhindert eine Undichtigkeit der bzw. des unter Druck stehenden Flüssigkeit bzw. Fluids um die Stopfbüchse herum, und die Anbringung der Stopfbüchse in dem Körper mittels des mit einem Gewinde versehenen Teils an dessen oberen Ende vermeidet eine Verformung der Dichtung während der Anbringung der Stopfbüchse in dem Körper des Ventils.
• Die vorliegenden Erfindung wird weiter anhand der beigefügten Zeichnung erläutert, in welcher:
• Fig. 1 eine Teilseitenansicht eines Hochdruck-, Hochtemperatur-Schieberventils gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung in der geschlossenen Bedingung bzw. Stellung längs der Linie A-A in Fig. 2 ist;
• Fig. 2 eine Teilendansicht längs der Linie B-B in Fig. 1 ist;
• Fig. 3 eine Teilseitenansicht des Schieberventils in der offenen Stellung längs der Linie C-C in Fig. 4 ist;
• Fig. 4 eine Teilendansicht längs der Linie D-D in Fig. 3 ist;
• Fig. 5 eine Vergrößerung des Lagers von der Schaftlagerung des Schieberventils der Fig. 1 bis 4 ist; und
• Fig. 6 eine Vergrößerung eines Lagers gemäß einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung ist.
• Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen umfaßt das Schieberventil einen Ventilkörper 1, der einen horizontalen Verbindungsgang 3 durch diesen aufweist, welcher aufwärts gerichtete und abwärts gerichtete Öffnungen definiert und mit Gewinden versehene Enden 2 zum Verbinden mit Leitungen einer Hochtemperatur-, Hochdruck-Anlage aufweist. Die Öffnungen werden durch einen Schieber 4 geöffnet und geschlossen, der eine ebene, glatte, stromabwärts gerichtete Auflagefläche 5 aufweist, welche an einer entfernbaren, um den Verbindungsgang 2 herum angeordnete Ventilauflagefläche bzw. Ventilsitzfläche 6 anliegt. Demnach ist die Auflagefläche bzw. Sitzfläche 6 ein einzelnes Teil, das genau in die vorstehende maschinell bearbeitete Kante bzw. den vorstehenden maschinell bearbeiteten Rand in dem Ventilkörper 1 eingepaßt ist, daher ersetzt oder aus jedem geeigneten Material in Abhängigkeit von der Verwendung konstruiert werden kann. Der Schieber 4 in der geschlossenen Stellung weist sein unteres Ende auf, das sich in eine Aussparung bzw. Ausnehmung 7 in der Wand des Verbindungsgangs 2 hineinerstreckt, wobei die Aussparung 7 einen Teil der Ventilkammer 8 bildet, in der sich der Schieber 4 zwischen seiner offenen und geschlossenen Stellung hin- und herbewegt. Die stromaufwärts gerichtete Fläche 21 des Ventilschiebers 4 besitzt eine Keilform, die mit einer gleichartigen Fläche 22 in der Kammer 8 zusammenwirkt, was einen Dichtungsdruck für eine feste Abdichtung zwischen der abwärtig gerichteten Fläche 5 der Ventilauflagefläche 6 bereitstellt und mit der Aussparung 7 der Kammer 8 dazu führt, daß die Öffnungen vollständig geöffnet oder, wenn geschlossen, vollständig abgedeckt sind, wodurch es ermöglicht wird, extremen Drükken standzuhalten. Die Bewegung des Schiebers 4 zwischen der offenen und der geschlossenen Stellung wird mittels Drehung eines Handrades 9 bewirkt, das an dem Ventilschaft 10 angebracht ist, welcher ein mit einem Gewinde versehenes unteres Ende 11 aufweist, das in einer mit einem Gewinde versehenen Aussparung in dem Schieber 4 dreht, wobei der Schaft 10 ebenso einen doppelwirkenden Kragen 12 umfaßt, der in einem Hohlraum zwischen einem Liniensitz 13, welcher an einer Kante in einem Halsteil 101 des Körpers 1 gebildet ist, wobei das Halsteil eine integrale, durchgehende, umlaufende Halswand aufweist, und einem Liniensitz 14, welcher durch eine Kante eines Stopfbüchsenkörpers 15 gebildet ist, der in das durch eine integrale, durchgehende Halswand 101 definierte Halsteil über ein mit einem Außengewinde versehenes, oberes Ende in einen mit einem Innengewinde versehenen, zylindrischen Teil des Körpers 1 eingeschraubt ist und einen an den Kragen 12 angepaßten Hohlraum definiert.
• Insbesondere auf Fig. 5 bezugnehmend, enthält der Stopfbüchsenkörper 15 eine Packung bzw. Dichtung 16 des Chevron- Typs, die druckerregt ist und von einer Packungsstopfbüchse 17 gehalten ist, welche in einen ein Lager für den Ventilschaft 10 bildenden Hilfsstopfbüchsenkörper 15 eingeschraubt ist. Der Stopfbüchsenkörper 15 weist einen sich nach unten erstreckenden Flansch 102 auf, der einen Hohlraum definiert, welcher durch einen O-Ring 18 abgedichtet ist, der zweckmäßigerweise ein weicher Eisenring oder ein nichtrostender Spiraleisenring aus Stahl zwischen seinem vertieften unteren Ende und dem Halsteil 101 des Ventilkörpers 1 ist. Der doppelwirkende Kragen 12 dient als ein Axiallager, besitzt aber auch schräge Randanschläge, um etwa 300 geeignet, welche eine selbsteinstellende Liniendichtung und einen Sitz an Zwei-Wege-Gegendichtungs-Sitzflächen 13 und 14 gestattet, die durch rechtwinklige Kanten in dem Halsteil 101 und der Stopfbüchse 15 gebildet sind, durch welche der Schaft 10 verläuft, wenn sich das Schieberventil 4 in seiner geschlossenen Stellung befindet, wenn die Gegendichtungs-Sitzfläche 13 wirksam ist, wobei die Stopfbüchse ohne Undichtigkeit der bzw. des unter Druck stehenden Flüssigkeit bzw. Fluids von der Kammer isoliert, ausgenommen wenn sich der Schieber 4 zwischen der offenen und geschlossenen Stellung hin- und herbewegt. Demnach ist die Stopfbüchse in einer solchen Stellung von dem Flüssigkeitsbzw. Fluiddruck in dem Ventil vollständig isoliert, wodurch die Möglichkeit des Austausches der Packung, wenn erforderlich ohne Entfernung des Ventils aus der Leitung, in der offenen oder geschlossenen Stellung gegeben ist, so den Anforderungen der ANSI, so wie fortgesetzt in der Veröffentlichung B-16-34 oder API in Standard 2D, entspricht und so zur Vereinfachung der Auflagefläche bzw. Sitzfläche, wenn gefordert, vorgesehen ist.
• Unter Bezugnahme auf Fig. 6 ist der doppelwirkende Kragen 12 zwischen einer durch das Halsteil 101 gebildeten Sitzfläche und einer durch eine perlitische, nachgiebige, eisenhaltige Dichtungsbüchse 110 gebildete Sitzfläche angeordnet, die in dem Halsteil 101 mit dem unteren Ende von sich nach unten erstreckenden Flanschen 113, welche in eine abgemessene Aussparung in dem Halsteil 101 eingepaßt sind, verschiebbar angeordnet sind. Der Druck ist auf die Dichtungsbüchse 110 durch einen Haltering 111 einstellbar aufgebracht, der in das Halsteil 101 eingeschraubt ist, um eine undurchdringliche Hochdruck-Dampfdichtung mit dem Halsteil 101 zur Verfügung zu stellen. Die Dichtung 110 und der Haltering 111 definieren mit dem Halsteil eine Stopfbüchse, welche die Packung 16 enthält, die von einer Stopfbüchsenschraube 117 gehalten ist.
• Noch einmal auf die Fig. 1 bis 4 zurückkommend, weist der Ventilkörper 1 ein Hauptkörperteil 1b auf, das an dessen einen Seite durch eine entfernbare Schließplatte 1a verschlossen ist, welcher eine ebene Auflagefläche bzw. Sitzfläche aufweist, die an eine entsprechende, ebene Auflagefläche bzw. Sitzfläche an dem Hauptkörperteil angepaßt ist, welche miteinander über Schrauben 20 und eine gehaltene, von einer Standard-Stahl-Spiraldichtung gebildete Dichtung 30 verklemmt bzw. verspannt sind, wobei das Hauptkörperteil 1b sämtliche operativen Teile, den Schieber 4 und den Schaft 10 und die Ventilauflagefläche bzw. Ventilsitzfläche 6 eingeschlossen, enthält, und die Abdeckplatte 1a einen Vorsprung 1c aufweist, der in der exzentrischen Ventilkammer 8 angeordnet ist, was eine sehr feste Passung erlaubt sowie linearen und radialen Schub- bzw. Scherbeanspruchungen widersteht und auch die Dichtung 30 in sämtlichen Richtungen hält. Die Innenfläche des Vorsprunges 1c bildet somit die Wand 22 der Kammer 8.
• Das Schieberventil der vorliegenden Erfindung weist somit Ventilöffnungen auf, die vollständig offen oder, wenn geschlossen, vollständig abgedeckt sind, wobei die Körperteile, die aus einem am besten geeigneten Material hergestellt sind, um korrosiven Flüssigkeiten bzw. Fluiden oder Gasen zu widerstehen, und nicht nur beschichtet sind, die Aufnahme von Hochdruck-, Hochdrucktemperatur-Flüssigkeiten bzw. -Fluiden oder -Gasen erlauben, stellt die Stopfbüchse zur Verfügung, die von der Körperkammer vollständig isoliert ist, ausgenommen, wenn sich der Schieber durch die einander gegenüberliegende offene oder geschlossene Stellung bewegt, stellt austauschbare Sitzflächen aus für Betriebsbedingungen des Ventils am besten geeignetem Material zur Verfügung, gestattet die maschinelle Bearbeitung des Körpers und des Deckels aus einem Schmiedestück und somit aus einem höherwertigen Material, gestattet den Austausch der Packung, gestattet eine enge maschinell bearbeitete Toleranz sämtlicher Teile, um die Schieberkammer ebenso als eine Führung für den Schieber zu gestatten, und stellt enge bzw. kleine Toleranzen zur Verfügung, welche den vollständigen Austausch sämtlicher Teile sicherstellt, d.h. sämtliche Sitzflächen passen zu jeder Sitzflächenkammer. Weiterhin können sämtliche Körperhohlraum- und ineinander bzw. zueinander passende Abdeckungsteile zur Passung vollständig maschinell bearbeitet sein, um eine Gehäusedichtung zu beinhalten und um Schub- bzw. Scherbeanspruchungen auf die Schrauben zu vermindern.

Claims (11)

1. Ein Schieberventil bestehend aus einem Ventilkörper (1), wovon ein Hauptkörperteil (1b) eine Ventilkammer (8) beinhaltet, die auf der einen Seitenwand des Ventilkörpers (1) völlig offen ist, wodurch die ganze Ventilkammer (8) freigelegt ist und maschinell bearbeitet werden kann, und ausserdem bestehand zugänglich aus einem durch eine Halswand begrenzten Halsteil (101), wobei die obengenannte offene Seitenwand maschinell bearbeitet wird, um eine flache Berührungsfläche um die offene Ventilkammer herzustellen, und wobei das Hauptkörperteil (1b) Einlass und Auslassöffnungen und einen dazwischen querlaufenden Verbindungsgang trägt, ausserdem bestehend aus einem Ventilschieberelement (4), das in der genennten Ventilkammer (8) vertikal geführt wird und sich hin und her bewegen kann zwischen einer offenen Stellung, wobei das Schieberelement (4) sich oberhalb des querverlaufenden Verbindungsganges (3) befindet, und einer geschlossenen Stellung, wobei das Schieberelement (4) den Verbindungsgang (3) absperrt, um den Durchfluss von Flüssigkeit durch ihn zu verhindern, und das Ventilschieberelement (4) hat eine glatte, ebene, stromabwärts gerichtete Wand (5), die in der geschlossenen Stellung auf einer flachen, den Verbindungsgang (3) umgebenden Auflagefläche (6) aufliegt, sowie eine keilförmige, stromaufwärts gerichtete Wand (21), die mit einer keilförmigen Wand (22) in der Kammer (8) zusammenwirkt, um die stromabwärts gerichtete Wand (5) dicht gegen die ebene Auflagefläche (6) zu drücken, und weiterhin bestehend aus einem in dem Halsteil (101) geführten Ventilschaft (10), der bis in die Ventilkammer (8) hineinragt und am unteren Ende (11) mit einem Gewinde ausgerüstet ist, das in eine Aussparung mit entsprechendem Gewinde in dem Schieberelement (4) eingreift, und dieser Ventilschaft (10) is in einem Lager im Halsteil (101) drehbar geführt, um dadurch das Schieberelement (15) zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung heben und senken zu können, und die offene Seite des Hauptkörperteils (1b) ist durch eine abnehmbare Platte abgeschlossen, die mit einer ebenen Fläche gegen eine entsprechende ebene Gegenfläche am Hauptkörperteil (1b) aufliegt, weiterhin eine Klemmvorrichtung (20) zum Festhalten der Schliessplatte (1a) gegen den Hauptkörperteil (1b), dadurch gekennzeichnet, dass die Schieberventil geeignet ist zum Einbau in Hochdruck- Dampfanlagen und ähnlichen Systemen, und nur der Teil des Ventilkörpers (1), der die Ventilkammer (8) umgibt, offen und von der ebenen Auflagefläche umgeben ist, und die Halswand hat die Form einer integralen, durchgehenden Wand (101) die den genannten Ventilschaft (10) völlig umschliesst, und die genannte Schliessplatte (1a) trägt einen Vorsprung (1c) auf Innenfläche, welcher in der offene Seite der Ventilkammer (8) gleitend eingreift und dabei in die Ventilkammer (8) teilweise hineinragt und dort genau hineinpasst, und die ebenen Auflageflächen der Schliessplatte (1a) und des Hauptkörperteils (1b) bilden eine Aussparung um die Ventilkammer (8) und eine Dichtung (30) ist in dieser um die Ventilkammer (8) herumlaufenden Aussparung unter der Wirkung der Klemmvorrichtung (20) festgehalten, um das Austreten von unter hohem Druck stehender Flüssigkeit aus der Ventilkammer (8) zu verhindern, und die Schliessplatte (1a) kann entfernt werden kann, um sich Zugang zu dem Innenraum der Ventilkammer (8) zu verschaffen, damit dieser Raum maschinell bearbeitet werden kann, bzw. die Schliessplatte am Hauptkörperteil (1b) befestigt werden kann, um den Betrieb des Ventils in Hochdruckdampfanlagen und ähnlichen Systemen zu gewährleisten.

2. Ein Schieberventil nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Aussparung, worin die Dichtung (30) festgehalten ist, durch einen um die Kammer (8) hermlaufenden Absatz am Rande des Hauptkörperteils (1b) sowie durch eine Seitenwand des Vorsprungs (1c) gebildet wird.

3. Ein Schieberventil nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schliessplatte (1b) mit einer der genannten Einlass- oder Auslassöffnungen ausgerüstet ist.

4. Ein Schieberventil nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die keilförmige Wand der Kammer ein Teil des Vorsprungs (1c) ist.

5. Ein Schieberventil nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ebene Auflagefläche (6) ein ablösbar an die Kammer (8) angeschlossenes Einsatzteil ist, das den Verbindungsgang (3) umschliesst.

6. Ein Schieberventil nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schliessplatte (1a) an dem Hauptkörperteil (1b) durch Bolzen (20) angeschlossen ist.

7. Ein Schieberventil nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager eine Stopfbüchse (15) beinhaltet, durch welche der Ventilschaft (10) verläuft, und dazu eine Abdichtung (16), und von der Stopfbüchse (15) ausgehend ein nach unten gerichteter Flansch (102) zusammen mit dem Halsteil (101) einen Hohlraum bildet, welcher Flansch abdichtend am Halsteil (101) anliegt, und genannter Ventilschaft (10) einen integralen Kragen (12) hat, der in dem Hohlraum zwischen einer von der Stopfbüchse (15) gebildeten oberen Sitzfläche (14) und einer am Halsteil (101) geformten unteren Sitzfläche (13) gehalten wird, und der obengenannte Kragen (12) schräge Randanschläge trägt, die selbensteinstellende Dichtungen mit den oberen und unteren Sitzflächen (14, 13) bilden, und der genannte Kragen (12) bei den Stellungen "völlig offen" und "völlig geschlossen" des Ventilschieberelementes (4) gegen diese oberen und unteren Sitzflächen gedrückt wird, um dadurch die Stopfbüchse (15) von der Hochdruckflüssigkeit abzutrennen, damit die Packung (16) ausgetauscht werden kann, während das Ventilschieberelement (4) völlig offen oder völlig geschlossen ist.

8. Ein Schieberventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dichtungsflansch (18) in einer Aussparung zwischen dem Flansch (102) un dem Halsteil (101) festgehalten wird.

9. Ein Schieberventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung sich im unteren Teil des Flansches (102) befindet.

10. Ein Schieberventil nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die oberen und unteren Sitzflächen (14, 13) durch Randanschläge an der Stopfbüchse (15) sowie durch das neben dem Ventilschaft liegende Halsteil (101) gebildet sind, und bei den offenen und geschlossenen Stellungen des Ventilschieberelements (4) diese Sitzflächen abdichtend gegen die schrägen Randanschläge des Kargens (12) anliegen.

11. Ein Schieberventil nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stopfbüchse eine nachgiebige Dichtungsbüchse (110) mit nach unten gerichteten Flanschen (113) enthält und zusammen mit dem Halsteil (101) eine Stopfbüchse einschliesslich Pakkung bildet und der Kragen (12) im genannten Hohlraum gelagert ist, und ein Halterung (111) einstellbar gelagert im Halsteil (101) ist, um direkten nach unten gerichteten Druck auf die Büchse (110) auszuüben und dadurch eine Dichtung zwischen der Büchse (110) and dem Halsteil (101) herbeizuführen.