DE1070464B - Ventil mit aus wechselbarem Ventilsitz - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT 1 070

ANMELDETAG:

B EKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT:

AUSGABE DER
PATENTSCHRIFT:

kl. 47 g 40/05

INTERNAT. KL. F 06 k

6. JU NI 19 5 5

3. DEZEMBER 1959 2. JUNI 19 6 0

stimmt Oberein mit auslegeschrift

1 070 464 (S 44231 XII/47 g)

Die Erfindung betrifft ein Ventil mit losem, auswechselbarem Ventilsitz, der gegen das Gehäuse durch eine Dichtung abgedichtet ist, deren Anpreßdruck im Betrieb nachstellbar ist.

Es ist häufig erwünscht, die in Rohrleitungen eingeschweißten Ventile, deren Ventilsitze einem starken Verschleiß unterworfen sind, mit leicht auswechselbarem Ventilsitz zu versehen. Bei bekannten Ventilen dieser Art wird der Sitzring unter Zwischenlegung von Dichtungen entweder in das Gehäuse eingeschraubt oder gegebenenfalls unter Benutzung einer Hülse mittels einer in das Ventilgehäuse von außen einschraubbaren Verschraubung im Ventilgehäuse festgehalten. Da bei diesen Ventilen die Strömungsrichtung des Arbeitsmittels in den Ventilsitzringen umgelenkt wird, müssen diese und auch die Hülse mit seitlichen Durchtrittsöffnungen versehen werden. Diese öffnungen sind die Ursache für Turbulenzen in der Arbeitsmittelströmung, die ebenso wie die Wandschwächungen des Ventilsitzringes sich bei Arbeitsmitteln, die mit sehr hohem Druck und sehr hoher Temperatur strömen, nachteilig bemerkbar machen können. Bei diesen Ventilen wird ein sehr häufiges Nachstellen der Befestigungsvorrichtung erforderlich.

Es sind auch Ventile bekannt, bei denen der Ventilsitzring durch mehrere Knaggen mit schräger Gleitfläche gehalten wird. Ohne das Gehäuse zu öffnen, ist bei diesen Ventilen eine der Knaggen mittels einer Schraube in der Gehäusewand von außen her verstellbar und kann dabei den mit schrägen Gleitflächen versehenen Sitzring in radialer Richtung verschieben. Die Nachteile dieser Ausführung liegen in dieser möglichen radialen Verschiebung des Ventilsitzringes bei steigendem Anpreßdruck, insbesondere dann, wenn das Abschlußstück nicht ebenfalls radial verschieblich an der Ventilspindel befestigt sein kann, was bei hohen Arbeitsmitteldrücken wegen der Gefahr des Flatterns bei geöffnetem Zustand des Ventils möglichst vermieden wird.

Das erfindungsgemäß ausgebildete Ventil, bei dem der Durchtritt des Arbeitsmittels nur an den stirnseitigen öffnungen des Ventilsitzringes erfolgt, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitzring durch den Arbeitsmitteldruck und/oder durch den Schließdruck des Verschlußstückes auf seine Dichtung gepreßt und durch eine an sich bekannte, seitlich in Höhe des Ventilsitzringes am Ventilgehäuse quer zur Ventilspindel angeordnete, von außerhalb des Ventilgehäuses nachstellbare Einrichtung lediglich in seiner jeweiligen Stellung gesichert ist.

Im Gegensatz zu den bekannten Ventilen, bei denen der Ventilsitzring durch die von außerhalb des Ventilgehäuses nachstellbaren Einrichtungen auf seine Dichtung gepreßt wird, wird bei dem Ventil nach der ErVentil mit auswechselbarem Ventilsitz

Patentiert für:

Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft,
Winterthur (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:
Särweiz vom 25. Mai 1955

findung der Ventilsitz ring nur durch den Arbeitsmitteldruck und/oder durch den Verschließdruck des Verschlußstückes auf seine Dichtung gepreßt, so daß die von außen nachstellbare Einrichtung nur als Sicherung zu dienen braucht. Da der Sitzring in eine zylindrische Bohrung im Gehäuse eingepaßt ist, kann er sich bei Betätigung des radial verschraubbaren Sicherungselementes nicht in seiner Ebene verschieben.

Weitere Merkmale der Erfindung sind auch aus den in der Zeichnung als Ausführungsbeispiele dargestellten Druckregelventilen und der nachstehenden Beschreibung zu entnehmen.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäß ausgebildetes Ventil im Schnitt;

Fig. 2 gibt die Sicherungsvorrichtung dieses Ventils in einem vergrößerten Maßstab wieder, während in
Fig. 3 eine andere Ausführungsform der Sicherungsvorrichtung dargestellt ist;

Fig. 4 zeigt das Schnittbild einer anderen Ventilausführung.

Die in den Figuren übereinstimmenden Einzelheiten sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen. Das Ventilgehäuse ist mit 1, die Ventilspindel mit 2, der Ventilteller mit 3, der Ventilsitzring mit 4 und die Sicherungsvorrichtung mit 5 bezeichnet. Die Durchströmrichtung des Arbeitsmittels durch das Ventil ist durch Pfeile angedeutet. In den gezeigten Ventilen ist der Antriebsmechanismus für die Ventilspindel nicht dargestellt. Die Spindel kann entweder von Hand oder automatisch zum Beispiel durch ölgesteuerte Servomotoren betätigt werden. Nach Fig. 1 stützt sich der in die zylindrische Führung des Ventilgehäuses unter

OQS 523/256

genauer Passung eingebrachte Sitzring 4 mit einem Vorsprung 6 über eine Dichtung 7 auf einem entsprechenden Absatz 8 der Innenwand des Gehäuses ab. Die Ventilspindel ist oberhalb des Ventiltellers in einer Bohrung 9 des lösbaren, zylindrischen Verschluß-Stückes 10 des Ventilgehäuses geführt. Dieses Verschlußstück ist stufenförmig verjüngt und an seinem äußeren Ende mit einem Gewinde versehen, auf das die Mutter 11 aufschraubbar ist. Diese Mutter, die zum Vorspannen der auf eine Stufe des Verschluß-Stücks aufgelegten Dichtung 12 dient, stützt sich gegen die auf das Ventilgehäuse aufschraubbare und mit einer zentralen Bohrung für den Durchtritt des Verschlußstückes versehene Überwurfmutter 13 ab. Die Dichtung 12 wird auf ihrem Sitz durch den von der Überwurfmutter angepreßten Distanzring 14 festgehalten.

Die Sicherungsvorrichtung 5 ist ;in einer seitlichen Bohrung 15 des Ventilgehäuses untergebracht. Diese Bohrung ist quer zur Ventilspindel angeordnet und mündet in den druckseitigen Raum des Ventilgehäuses ein. Sie braucht nicht unbedingt rechtwinklig zur Ventilspindel, wie es in den Fig. dargestellt ist, ausgeführt zu sein. Die Sicherungsvorrichtung 5 (Fig. 2) besteht aus einer Spindel 16, die mit einem Gewindeteil 17 versehen ist, das in eine Hülse 18 einschraubbar ist. Das geschlossene Ende der Hülse 18 ist als Schieber 19 ausgebildet. Der Ventilsitzring 4 ist mit so viel schrägen Gleitflächen 20 versehen, wie Sicherungsvorrichtungen angeordet sind. In jeder Gleitfläche ist eine Nut 21 angebracht, in welcher der Schieber 19 mit einer Feder geführt ist. Die Spindel 16 besitzt ferner einen dem Durchmesser der Bohrung 15 entsprechenden Teller 22. Die Spindel ist durch eine axiale Bohrung eines in die Bohrung 15 von außen einschraubbaren und sich auf der Gehäusewand abstützenden Verschlußstückes 23 hindurchgeführt. Zwischen dem Verschluß stück und dem Teller ist die Dichtung 24 zwischen zwei Unterlegscheiben 25 angeordnet.

Nach Fig. 3 ist das Verschluß st "ck durch eine mittels in die Gehäusewand einschraubbare Schraubenbolzen 26 festgehaltene Deckplatte 27 ersetzt; die Deckplatte besitzt eine öffnung 28 für den Durchtritt der Spindel nach außen. Die Spindel ist hier als einseitig offener, stufenförmiger Hohlkörper 29 ausgebildet und mit einem Innengewinde versehen. In dieses Innengewinde ist der Schieber mit einem Gewindeansatz 30 einschraubbar. Die Spindel besitzt ferner an ihrer Außenseite einen Absatz 31. Zwischen diesem und dem von der Deckplatte festgehaltenen Distanzring 32 sind die Dichtung 33 und die Unterlegscheibe 34 angeordnet.

Bei Inbetriebnahme des Ventils wird der Ventilsitzring 4 durch das in Pfeilrichtung durchströmende Arbeitsmittel auf seinen Sitz 8 im Gehäuse gepreßt, wobei durch Zusammendrücken der Dichtung 7 eine vollkommene Abdichtung zwischen ihm und der Gehäusewand erzielt wird. Ebenfalls kann beim Schließen des Ventils durch den Anpreßdruck des Ventiltellers 3 auf den Ventilsitz diese Dichtwirkung hervorgerufen oder noch verstärkt werden. Der so angepreßte Ventilsitz wird in dieser Stellung durch die zur Sicherungsvorrichtung 5 gehörende Spindel 16 festgehalten, die bei der hierfür erforderlichen Drehbewegung den in der Nut 21 geführten Schieber 19 gegen den Ventilsitzring vorstößt und dadurch selbst nach außen unter Erhöhung des Anpreßdruckes gegen die Dichtung 24 in der Sicherungsvorrichtung gedrückt wird. Bei Nachlassen des Arbeitsmitteldruckes oder bei geöffnetem Ventil kann somit der Ventilsitzring nicht mehr von seinem Sitz abgehoben werden. Das Nachstellen der Sicherungsvorrichtung wird nur dann nötig, wenn der Ventilsitzring lose ist und die Abdichtung 7 zwischen Ventilsitzring und Gehäuse nachgelassen hat. Die Abdichtung der Sicherungsvorrichtung nach außen erfolgt beim Nachstellen der Spindel 16, wobei der Spindelteller 22 nach außen gegen die Dichtung 24 und das Verschlußstück 23 gepreßt wird. Der Druck des Arbeitsmittels, der dauernd auf die Sicherungsvorrichtung 5 bzw. auf den Spindelteller 22 einwirkt, trägt ebenfalls zur Abdichtung bei.

Nach Fig. 4 wird die Abdichtung des Ventilsitzringes im Ventilgehäuse dadurch erreicht, daß der Ventilsitzring 4 sich unter Zwischenlegung einer Dichtung 7 auf einem Stirnende eines in das Innere des Ventilgehäuses eingeführten Rohres 40 abstützt. Dieses Rohr ist mittels einer Überwurfmutter 41 an dem Ventilgehäuse festgehalten. Der im Ventilgehäuse herrschende Druck des Arbeitsmittels drückt den Ventilsitzring gegen das in das Ventilgehäuse eingeführte Rohr, wodurch die Dichtung 7 zusammengepreßt und die vollkommene Abdichtung zwischen Ventilgehäuse, Sitzring und Rohr erzielt wird. Die vollkommen dichte Verbindung dieses Rohres mit dem Ventilgehäuse ergibt sich daraus, daß das durch die Überwurfmutter festgehaltene Rohr nicht dem Druck ausweichen kann. Diese Verbindung kann besonders dann von Vorteil sein, wenn das Ventilgehäuse und das Rohr aus verschiedenem Material bestehen, das sich nicht zusammenschweißen läßt. Die Dichtwirkung wird hier ebenso wie bei den vorstehend beschriebenen Beispielen durch die bei Autoklavverschlüssen bekannte Wirkung erzielt. Bei diesen wird nämlich auch die Abdichtung um so stärker, je größer der Druck ist, der auf das Dichtungsmaterial einwirkt. Das in Fig. 4 dargestellte Ventil, dessen Spindelantrieb nicht gezeigt ist, läßt sich mit Vorteil als Bypaßventil verwenden, da bei diesen in der Regel ein genügender Druckabfall im Ventilgehäuse vorhanden ist, um einen ausreichenden Anpreßdruck des Ventilsitzringes auf die Dichtung zu erhalten. Auch hier wird der Ventilsitzring durch den Druck des in Pfeilrichtung strömenden Arbeitsmittels auf seinen Sitz, der in diesem Fall das Stirnende des Rohres 40 ist, unter Zusammendrükken des Dichtungsmaterials 7 gepreßt. Ein Anpreßdruck wird ebenfalls in der Schließstellung des Ventils durch den Spindelteller 3 ausgeübt. Die Sicherungsvorrichtung 5, die den Ventilsitzring in seiner jeweiligen Stellung festhält, entspricht der in Fig. 3 dargestellten.

Um den Ventilsitzring beim Anziehen der Spindel der Sicherungsvorrichtung nicht zu verklemmen, empfiehlt es sich, mindestens zwei Sicherungsvorrichtungen, besser aber drei, am Umfang des Ventilgehäuses vorzusehen. Während in den gezeigten Beispielen die Sicherungsvorrichtung auf eine schräge Gleitfläche des Ventilsitzringes angreift und ihre Bohrung mit dem druckseitigen Raum des Ventilgehäuses in Verbindung steht, ist es auch denkbar, die Sicherungsvorrichtung, in Fließrichtung des Arbeitsmittels gesehen, unterhalb der Dichtung des Ventilsitzringes vorzusehen. Auch bei dieser Anordnung läßt sich erreichen, daß der Ventilsitz in seiner jeweiligen angepreßten Stellung festgehalten wird. In diesem Fall würde aber auf den Vorteil verzichtet werden, daß auch der Arbeitsmitteldruck die Dichtung der Sicherungsvorrichtung in der Bohrung anpressen kann. In allen geschilderten Fällen wird in der Regel der Anpreßdruck des Ventilsitzringes auf seine Dichtung nicht von der Sicherungsvorrichtung ausgeübt, sondern nur vom Arbeitsmitteldruck bzw. vom Druck des Ventiltellers in seiner Schließstellung.

Für das in den Regelventilen verwendete Dichtungsmaterial gilt grundsätzlich, daß ein aus einer plas-ti-

sehen Weichpackung, zum Beispiel Asbest und Graphit, bestehendes Dichtungsmaterial besonders dann geeignet ist, wenn eine nach drei Seiten wirksame Abdichtung des Dichtungseinsatzes erforderlich ist. Dies kann der Fall sein, wenn ein unter Druck stehender Raum S gegen die äußere Atmosphäre abgedichtet werden muß, wie dies zum Beispiel bei den gefangenen Dichtungen für die Sicherungsvorrichtungen und das Verschlußstück des Ventilgehäuses nach Fig. 1 oder für das in Fig. 4 dargestellte Ventil zutrifft. In den gezeigten Ventilen ist die zwischen Ventilsitzring und Gehäusewand angeordnete Dichtung in mit Passung bearbeiteten zylindrischen Führungen gefangen. Da bei dem Ventil entsprechend Fig. 1 mittels dieser Dichtung zwei unter Druck stehende Räume gegeneinander abgedichtet werden sollen, ist nur je eine Abdichtung an den gegenüberliegenden Seiten der Dichtung erforderlich. An Stelle einer Weichpackung kann also hier auch eine metallische Dichtung verwendet werden.

Die vorerwähnten Regelventile lassen sich vorteilhaft für flüssige oder gasförmige Arbeitsmittel, die unter sehr hohem Druck stehen und sehr hohe Temperaturen besitzen, verwenden. Sie sind daher besonders geeignet für die Verwendung in Dampferzeugungsanlagen, die mit überkritischem Druck betrieben werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Ventil mit losem, auswechselbarem Ventilsitzring, der gegen das Gehäuse durch eine Dichtung abgedichtet ist, deren Anpreßdruck im Betrieb nachstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitzring durch den Arbeitsmittelschlußstückes auf seine Dichtung gepreßt und durch eine an sich bekannte, seitlich in Höhe des Ventilsitzringes am Ventilgehäuse quer zur Ventilspindel angeordnete, von außerhalb des Ventilgehäuses nachstellbare Einrichtung lediglich in seiner jeweiligen Stellung gesichert ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungseinrichtung in an sich bekannter Weise aus einer in der Bohrung axial festgehaltenen und nach außen durch eine gefangene Dichtung abgedichteten drehbaren Spindel besteht, die mittels eines Gewindes mit einem Schieber verbunden ist, der sicäi mit seinem einen Ende in einer Führung in einer schrägen Gleitfläche des Sitzringes abstützt.

3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Aufnahme der Sicherungseinrichtung dienende Bohrung in an sich bekannter Weise in den druckseitigen Raum des Ventilgehäuses einmündet.

4. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die den Ventilsitzring gegen das Ventilgehäuse abdichtende Packung in einer mit Passung bearbeiteten zylindrischen Führung angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 74 145, 77 943,
398,850 833;

schweizerische Patentschrift Nr. 104 157;
französische Patentschrift Nr. 1 011 443;
USA.-Patentschriften Nr. 1401637, 1916738,

druck und/oder durch den Schließdruck des Ver- 2 507 851.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

I 90S 687/224 11.