DE2806737C2

DE2806737C2 - Ventil, insbesondere für Hochdruckdampf

Info

Publication number: DE2806737C2
Application number: DE2806737A
Authority: DE
Inventors: Ekkehard 4230 Wesel Matthes
Original assignee: Ch Zikesch Maschinen- und Apparatebau 4100 Duisburg De GmbH
Current assignee: Ch Zikesch Maschinen- und Apparatebau 4100 Duisburg De GmbH
Priority date: 1978-02-17
Filing date: 1978-02-17
Publication date: 1984-06-28
Also published as: NL184748C; DE2806737A1; FR2417702B1; NL7901078A; AT381152B; IT7920281A0; AU4436879A; JPS54152226A; IT1112173B; AU525893B2; NL184748B; ATA125679A; FR2417702A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere für Hochdruckdampf, mit einem zwei Anschlußkanäle aufweisenden Gehäuse, mit einem Absperrteil zum Absperren der beiden Anschlußkanäle und mit einem in dem Absperrteil angeordneten Entlastungsventil, das durch eine zylindrische Bohrung, einen Ventilsitz und ein Schließteil gebildet ist, das aus der einen Richtung nur mit Betriebsdruck und aus der entgegengesetzten Richtung teils mit Betriebsdruck und teils mit Gehäusedruck beaufschlagt ist.

Ein derartiges Ventil ist aus der US-PS 23 51 775 bekannt, und zwar für einen zwischen einem Tank und einem Tankwagen verlaufende Rohrleitung. Ein Überdruck der entweder in dem dem Tankwagen zugeordneten Rohrleitungsende oder aber im Gehäuse des Ventils selbst entsteht, wird in Richtung auf den Tank abgebaut. Um den entweder aus dem Tankwagen oder aus dem Ventilgehäuse kommenden Überdruck jeweils abbauen zu können, ist das Entlastungsventil als Doppelventil ausgebildet derart, daß jeweils eine Kugel eines Ventils zusammen mit dem zugeordneten Ventilsitz innerhalb einer Bohrung angeordnet sind und die Kugeln durch eine gemeinsame Feder in unterschiedliche Richtungen jeweils gegen ihren Ventilsitz gedruckt werden. Die die Kugeln und die Feder aufnehmende Bohrung verläuft schräg durch den Randbereich des Absperrteils. Diese Bohrung ist zwischen den Ventilsitzen mittels einer Querbohrung im Absperrteil mit der zum Tank führenden Anschlußleitung verbunden und steht über jenseits der Ventilsitze anschließende weitere Bohrungen einerseits mit dem Gehäuse und andererseits mit demjenigen

to Teil der Anschlußleitung in Verbindung, der auf der dem Tank abgewandten Seite des Absperrteils liegt. Das Herstellen dieser Bohrungen ist technisch schwierig und erhöht den Aufwand in sehr nachteiliger Weise ebenso wie die Verwendung eines aus zwei Kugeln und zwei Ventilsitzen bestehenden Absperrteils.

Während das bekannte Ventil so ausgebildet ist, daß die Entlastung eines Überdrucks in Richtung auf die drucklose Seite erfolgt, ist es für Ventile, die mit unter hohem Druck stehenden Medien, wie beispielsweise Dampf, beaufschlagt werden sollen, im allgemeinen erforderlich, die Druckentlastung zu der jeweils den Betriebsdruck führenden Seite zu bewirken. Bei im Hochdruckbereich arbeitenden Ventilen jedoch ist es sehr schwierig, ein ausreichend genaues Ansprechen des Entlastungsventils zu gewährleisten, wenn das Ansprechen von einer Federkraft abhängig ist. Somit ist es bei den bekannten Ventilen nachteilig, daß das Ansprechen der Entlastungsventile von der Schließkraft einer Feder in einer solchen Weise abhängig ist, daß die Kugeln durch die Feder ständig in Richtung gegen den anstehenden Druck beaufschlagt werden und erst nach Überschreiten des Ansprechdrucks vom jeweiligen Ventilsitz abgehoben werden. Es kommt als Nachteil hinzu, daß für unterschiedliche Betriebsdruckwerte auch die Entlastungsventile unterschiedlich dimensioniert sein müssen.

Es ist ferner aus der DE-OS 14 50 521 ein Ventil bekannt, bei dem Hilfsventile ebenfalls unmittelbar im Absperrteil angeordnet und dabei in Bohrungen eingesetzt sind, die angenähert in Strömungsrichtung verlaufen. Diese Hilfsventile haben den Zweck, von der einen oder der anderen Seite her Betriebsdruck abnehmen zu können, der zur Beaufschlagung eines das Absperrventil betätigenden Stellkolbens dient. Die Hilfsventile arbeiten hierbei als einfache Rückschlagventile.

Aus der DE-AS 20 41 722 ist ein Entlastungsventil bekannt, das so betrieben werden kann, daß eine Druckentlastung jeweils in die mit Betriebsdruck beaufschlagte Rohrleitung erfolgt. Das Entlastungsventil ist so aufgebaut, daß es nach dem Prinzip der Differenzdruckmessung arbeitet. Da das Ventil jedoch den Überdruck wahlweise in zwei unterschiedliche Richtungen abbauen kann, sind zu diesem Zweck zwei Schließteile erforderlich.

Es war Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ventil der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es sich bei möglichst geringem Platzbedarf in einfacher Weise innerhalb des Absperrteils anordnen läßt und gleichzeitig derart ausgelegt ist, daß es bereits bei einer verhältnismäßig geringen Differenz zwischen dem Gehäusedruck und dem Betriebsdruck anspricht und einen im Gehäuse vorhandenen Überdruck zur Betriebsdruckseite hin ableitet.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichniingsteil

b5 des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst. Das Absperrteil hat eine sich zur Strömungsrichtung parallel erstreckende Bohrung, die einen als Schließteil dienenden Kolben aufnimmt. Als Anschlag für den Kolben an

der dem Ventilsitz gegenüberliegenden Seite dient ein zum Kolben koaxialer Anschlagring, der in das Absperrteil eingesetzt ist. Der außerhalb des Ventilsitzes liegende äußere Querschnittsbereich der dem Ventilsitz zugewandten Kolbenseite begrenzt einen Ringraum, der durch den Kolben durchsetzende, in Richtung auf die dem Ventilsitz abgewandte Kolbenseite zur Kolbenachse hin geneigt verlaufende und in die Öffnung des Anschlagringes mündende Entlastungskanäle mit dem Jen Betriebsdruck führenden Anschlußkanal verbunden ist Der Anschiagring und der äußere Querschnittsbereich des Kolbens begrenzen einen zur Aufnahme einer Federgeeigneten Raum.

Der zur Herstellung des Entlastungsventils erforderliche technische Aufwand ist verhältnismäßig gering, denn es brauchen im Absperrteil nur entsprechende koaxiale Bohrungen vorgesehen zu werden. Auch wird für die Anordnung des Entlastungsventils ein nur geringer Konstruktionsraum beansprucht. Ferner kann das Entlastungsventil in vorteilhafter Weise nach dem Differenz'Jruckprinzip arbeiten. Dies gewährleistet ein sehr genaues Ansprechen des Entlastungsventils bereits bei Druckdifferenzen in der Größenordnung von wenigen Bar unabhängig von der Wirkung einer Federkraft. Der zur Aufnahme einer Feder geeignete Raum dient nur dem Zweck, im Bedarfsfall eine Feder von verhältnismäßig geringer Kraft einzusetzen, falls es erforderlich sein sollte, beispielsweise bei schräger Einbaulage des Ventils, den Schließteil des Entlastungsventils in unbeaufschlagtem Zustand in einer definierten Endstellung zu halten.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Außendurchmesser des Anschlagringes größer s :in als der Durchmesser der den Kolben aufnehmenden Bohrung. Aufgrund dieser Durchmesserdifferenz entsteht im Absperrteil eine Ringschulter, die als Anlage für den Anschlagring dienen kann.

Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Kolben an seiner dem Ventilsitz abgewandten Seite einen inneren Ringansatz aufweist, an dem sich eine vorzugsweise als Tellerfeder ausgebildete Feder in radialer Richtung zentrierend abstützt und an dessen Stirnseite die Entlastungskanäle münden. Diese Ausbildung erleichtert somit das Einsetzen einer Feder der obengenannten Art im Bedarfsfall.

Nachfolgend wird eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch das Absperrteil eines Ventils mit eingebautem Entlastungsventil;

Fig. 2 einen Schnitt durch das Absperrteil entlang der Linie H-II in Fig. 1.

Das Ventil hat ein Gehäuse 10, das hier nur teilweise schematisch angedeutet ist und in das zwei Rohr leitungsenden 11 und 12 münden. Es fehlt der obere Teil des Gehäuses 10 mit dem Antrieb für eine Spindel 13, die das Absperrteil 14 trägt. Letzteres ist aus zwei Schließplatten 15 und 16 gebildet, die mittels dreier über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordneter Federn 17 gegeneinander abgestützt sind und dadurch mit ihren eo Sitzflächen 18 an entsprechende Sitzflächen 19 der beiden Rohrleitungsenden 11 und 12 angedrückt werden. Zwischen den in die Schließplatten 15 und 16 eingreifenden Teilen der Spindel 13 ist ein ausreichend großes Spiel vorhanden, um den Schließplatten 15 und 16 die b5 erforderliche Bewegungsmöglichkeit zu geben und gleichzeitig auch eine Verbindung zwischen dem Innenraum des Gehäuses 10 und einer in der SDindel 13 vorhandenen mittleren Aussparung 20 herzustellen. Wie im übrigen auch F i g. 2 erkennen läßt, sind die Schließplatten 15 und 16 über einen Teil ihres Umfanges hin mit den in sie eingreifenden Teilen der Spindel 13 formschlüssig verhakt, so daß sie durch die Spindel 13 durch eine zur Achse der Rohrleitungsenden 11 und 12 radiale Bewegung aus der hier gezeigten Schließstellung entfernt werden können.

Das Rohrleitungsende 11 ist mit Betriebsdruck beaufschlagt, während das Rohrleitungsende 12 drucklos ist. Bei Öffnung des Absperrschiebers ergibt sich also eine in der Zeichnung von rechts nach links verlaufende Strömungsrichtung. Das vorzusehende Entlastungsventil befindet sich deshalb in der dem Rohrleitungsende 11 zugeordneten Schließplatte 16. Es hat im einzelnen folgenden Aufbau:

Durch eine Bohrung entsprechenden Durchmessers ist ein Zylinderraum 21 gebildet, in den ein scheibenförmiger Kolben 22 eingesetzt ist. Eine in Verlängerung des Zylinderraumes 21 bis zur Aussparung 20 verlaufende Bohrung bildet einen Druckraum 23, der über die Aussparung 20 und durch Spalte 25 zwischen den Schließplatten 15 und 16 und der Spindel 13 mit dem Innenraum des Gehäuses 10 in Verbindung steht. Zwischen dem Druckraum 23 und dem Kolben 22 befindet sich ein Ventilsitz 26, der durch eine entsprechende Ringfläche am Ende des Zylinderraumes 21 gebildet ist. A η dieser Seite hat der Kolben 22 eine dem Ventilsitz 26 entsprechende Ringfläche. Nach außen hin schließt sich ein durch entsprechende Ausdrehungen teils in der Seitenfläche des Kolbens 22 und teils in der Schließplatte 16 gebildeter und den Ventilsitz 26 umgebender Ringraum 27 an. Von diesem gehen über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnete und zur Mittelachse geneigte Entlastungskanäle 28 aus. Diese münden auf der anderen Kolbenseite im Bereich der Stirnfläche eines inneren Ringansatzes 29 am Kolben 22.

Eine ebenfalls von dem betriebsdruckseitigen Rohrende 11 ausgehende größere Bohrung bietet Raum zum Einsetzen eines Anschlagrings 30, der mit der Außenseite der Schließplatte 16 bündig abschließt und auf dem sich eine als Tellerfeder ausgeführte Feder 31 abstützt. Diese umfaßt den Ringansatz 29 und drückt den Kolben 22 auf den Ventilsitz 26. Der Anschlagring 30 hat eine Durchgangsbohrung 24.

In der hier dargestellten Schließstellung des Absperrschiebers setzt sich der Betriebsdruck durch die Entlastungskanäle 28 in den Ringraum 27 fort. Für den entsprechenden Flächenbereich ist also der Betriebsdruck bereits kompensiert. Wenn sich jetzt aus dem Innenraum des Gehäuses 10 ein höherer Druck aufbaut, so kann dieser vom Druckraum 23 her den Kolben 22 zum Abheben bringen, sobald ein bestimmter Druckwert erreicht ist. Die druckbeaufschlagten Flächen des Kolbens 22 sind entsprechend bemessen. Der aus dem Gehäuse 10 kommende Überdruck wird nach Abheben des Kolbens 22 vom Ventilsitz 26 über den Ringraum 27 und die Entlastungskanäle 28 zum Rohrleitungsende U hin abgebaut. Wenn dieser Druck einen zulässigen Wert erreicht hat, kann der Betriebsdruck, unterstützt von der Feder 31, den Kolben 22 dichtend an den Ventilsitz 26 andrücken.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ventil, insbesondere für Hochdruckdampf, mit einem zwei Anschlußkanäle aufweisenden Gehäuse, mit einem Absperrteil zum Absperren der beiden Anschlußkanäle und mit einem in dem Absperrteil angeordneten Entlastungsventil, das durch eine zylindrische Bohrung, einen Ventilsitz und ein Schließteil gebildet ist, das aus der einen Richtung nur mit Betriebsdruck und aus der entgegengesetzten Richtung teils mit Betriebsdruck und teils mit Gehäusedruck beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Bohrung (21) im Absperrteil (16) zur Strömungsrichtung parallel erstreckt, daß das Schließteil ein Kolben (22) ist, daß ab Anschlig für den Kolben (22) an der dem Ventilsitz (26) gegenüberliegenden Seite ein zum Kolben (22) koaxialer Anschlagring (30) in das Absperrteil eingesetzt ist, daß der außerhalb des Ventilsitzes (26) liegende äußere Querschnittsbereich der dem Ventilsitz (26) zugewandten Kolbenseite einen Ringraum (27) begrenzt, der durch den Kolben (22) durchsetzende, in Richtung auf die dem Ventilsitz (26) abgewandte Kolbenseite zur Kolbenachse hin geneigt verlaufende und in die öffnung des Anschlagringes mündende Entlastungskanäle (28) mit dem den Betriebsdruck führenden Anschlußkanal (11) verbunden ist und daß der Anschlagring (30) und der äußere Querschnittsbereich des Kolbens (22) einen zur Aufnahme einer Feder geeigneten Raum begrenzen.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Anschlagringes (30) größer ist als der Durchmesser der Bohrung (21).

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (22) an seiner dem Ventilsitz (26) abgewandten Seite einen inneren Ringansatz (29) aufweist, an dem sich eine vorzugsweise als Tellerfeder ausgebildete Feder (31) in radialer Richtung zentrierend abstützt und an dessen Stirnseite die F.ntlastungskanäle(28) münden.