DE1214495B

DE1214495B - Gate valve

Info

Publication number: DE1214495B
Application number: DES78448A
Authority: DE
Inventors: Adrianus Van Dop
Original assignee: SHELL INT RESEARCH; Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: SHELL INT RESEARCH; Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1961-03-14
Filing date: 1962-03-12
Publication date: 1966-04-14

Description

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.Gate valve The invention relates to a gate valve with two annular grooves arranged in the housing, open towards the slide plate, in which there are sealing rings with a rectangular cross-section, each one with the flow channel have related V-shaped annular groove.

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.There is already a gate valve of this type known in which the sealing ring fits exactly into a recess of a housing part, which means a threaded ring can be moved axially to the sealing ring with its end face to press against the slide. With the annular groove should be achieved that the im Flow channel prevailing pressure pushes the sealing ring apart, so that a Sealing between the sealing ring and the slide on the one hand and the sealing ring and the walls of the sealing ring receiving recess on the other hand. Since the V-shaped annular groove extends axially, the inner and outer peripheral surfaces become of the sealing ring pressed apart, creating a seal between the sealing ring and housing can be achieved. The deformation in the axial direction is known in this case Arrangement, however, only slight. If, therefore, between the end face of the sealing ring and small solid particles stick to the slider, the sealing property goes lost.

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.In order to avoid these disadvantages of the known slide design, is according to the invention based on such a known arrangement as follows Combination suggested: a) the V-shaped annular groove extends from the inner one Circumferential surface of the sealing ring radially outward; b) each sealing ring has on the side facing the slide plate a bead of approximately semicircular shape Cross section on; c) the sealing ring is in the housing by a radially extending Clamped outer flange.

Vorzugsweise ist dabei die Tiefe der V-förmigen Ringnut etwas größer als die Entfernung der Mitte des Wulstes von der inneren Umfangsfläche des Dichtungsrings.The depth of the V-shaped annular groove is preferably somewhat greater as the distance of the center of the bead from the inner peripheral surface of the seal ring.

" 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."There are already sealing rings without a V-shaped ring groove, however known with a portion of semicircular cross-section. These well-known However, sealing rings are not directly comparable with the ring according to the invention, since in the known constructions the fluid pressure is not used, to increase the contact pressure ft of the sealing ring on the slide. Since the inventive design of the sealing ring, the V-shaped annular groove in the radial Direction, the sealing ring is pushed apart in the axial direction, when the pressure of the flow channel has an effect in the annular groove. Through this expansion in the axial direction only the semicircular bead of the sealing ring becomes pressed against the slide. There is between the sealing ring and the slide thus theoretically a line contact, in practice the sealing ring and Slide on a narrow ring surface. This enables the slide to move without first having to loosen the clamping of the sealing ring. Also can there are no solid particles between the narrow sealing surface and the slide and the wear of the sealing ring is kept very low.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is described below with reference to schematic drawings explained in more detail using an exemplary embodiment.

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.F i g. 1 shows in longitudinal section one half of one according to the invention Slide valve; FIG. 2 is a radial section drawn on a larger scale by a sealing ring according to the invention and the parts adjacent to it.

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.The slide valve comprises a housing with an annular connecting part 1, which encloses an inlet channel 2, further with an annular connecting part 3, which encloses an outlet channel 4, and with a central component 7 which is arranged between the two connecting parts. It is assumed that the fluid is flowing in the direction of the two arrows A. However, the direction of flow does not matter here, as the slide valve is of a completely symmetrical design. The two connection parts 1 and 3 can be connected to parts of a pipeline, and they are each provided with a flange 5 and 6 for this purpose. At its other end, each connecting piece carries a connecting flange 8 or 9, and these flanges carry projections 10 and 11 which serve for centering and which engage in the middle piece 7. When the parts mentioned are assembled, the connecting pieces 1 and 3 and the center piece 7 delimit two recesses 12 and 13, the cross-section of which is rectangular in the radial direction and the open ends of which face the slide part 16. The sealing rings 14 and 15 are installed in these recesses in such a way that their connecting lips are firmly clamped between the connecting pieces 1 and 3 on the one hand and the middle piece 7 on the other hand. In each of the connecting pieces 1 and 3, several openings 18 are formed, which establish connections between the flow channels 2 and 4 on the one hand and the recesses 12 and 13 on the other hand in such a way that the fluid pressure is transmitted through the openings to the sealing rings where the V- shaped grooves are located. In the drawing, the slide valve is shown in its closed position. In order to open the valve, the slide 16 is moved in the direction of the two double arrows B. This movement of the slide is brought about in the usual way with the aid of a slide rod or a similar actuator. When the slide 16 is moved towards its open position, the opening 17 in the slide is completely free of the flow channel.

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.In Fig. 2 is the sealing ring 14 together with those adjacent to it Parts shown on a larger scale. The sealing ring comprises a section 20, which has a rectangular cross-section in the radial direction and a V-shaped Groove 21 is provided, a portion 22 with a semicircular in the radial direction Cross section and a connecting lip 23. The connecting lip is between the Connection piece 1 and the middle piece 7 firmly clamped, while the other sections of the sealing ring lie in the recess 12.

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.Be it. it is now assumed that the sealing ring is located on the supply side of the line closed by the slide 16. In this case, a perfect seal is achieved because the pressure applied to the slide 16 by the section 22 of the sealing ring is supported by the pressure of the fluid. This pressure, which thus also prevails in the flow channel 2, is transmitted through the opening 18 to the V-shaped groove 21. As a result, the section 22 is pressed firmly against the slide body 16 by the pressure of the fluid. For this purpose, the groove 21 should be sufficiently deep, and the distance between the lowest point of the groove and the flow channel 2 should be greater than the shortest distance between the section 22 and the flow channel. The reason for this is that the section a of the sealing ring hatched with dashed lines does not bear the pressure ff , because the rear part of this section adjoins a part of the recess 12, which is also the connection piece 1, the slide 16 and the section 22 are adjacent and in which the fluid medium pressure also prevails, which is transmitted to this space via the gap between the connection piece 1 and the slide 16.

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.The risk of excessive deformation of the sealing ring and one Overturning of the same when moving the slide increases when the Pressure increased. The lip 23 is provided to prevent undesired movements of the sealing ring to prevent. With this arrangement, the outer peripheral surface of the section is supported 20 always on the middle piece 7 and the connector 1 from.

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.The connection piece 1 is the slide 16 on the flow channel 2 facing side closely adjacent, so that the sealing ring 14 from the recess 12 is completely enclosed. This is particularly important if When closing or opening the valve, high flow velocities occur. The reason for this is that the sealing ring 14 is not in direct contact with the flow channel 2 stands, at least not to such an extent that dynamic Forces which occur at high flow velocities and which at certain Points can reach very high values, especially when the slider is close to is fully closed, an effect on movement and deformation of the sealing ring 14 can exercise.

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.The sealing ring described is of robust construction and an excellent sealing effect is achieved even though there is only a small contact area between the sealing ring and the slide. The general shape of the sealing ring according to the invention has been determined by a number of tests which have shown that the embodiment described is the most appropriate. These tests also resulted in the minimum dimensions for a sealing ring of sufficient strength. These minimum dimensions are shown in FIG. 2 with small letters and have the following values: b = l0mm e = 15mm c = 9 mm f = 6 mm d = 18 mm g = 16 mm Dez is suitable for use with slide valves with different opening diameters. The smallest opening diameter of the slide, in which a sealing ring with the dimensions specified above can be used, is approximately 50 mm. The mentioned minimum dimensions of the sealing ring can be maintained up to an opening diameter of the slide of about 400 mm. With larger opening diameters, the dimensions of the sealing ring are proportionally increased, but the specified ratios should be retained.

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.Several slide valves of the type described here are already in place in use; you are at a transport pipeline for crude oil provided, and the diameter of the slide opening is 300 and 400 mm, respectively.

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.There are other possible applications in the chemical industry as well as in the oil processing industry, e.g. B. for liquid or gas lines for transferring substances from one treatment or storage container to another.

Das Schieberventil ist ferner bei Gasverteilungsleitungssystemen verwendbar, z. B. bei neuzeitlichen Stadtgasanlagen.The slide valve can also be used in gas distribution line systems, z. B. in modern town gas systems.

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.Furthermore, the slide valve is used in the field of measurement technology Find; if you have a single valve body with several openings of different types Provides diameter, it is z. B. possible to use the slide as a measuring orifice.

Claims

Claims: 1. Gate valve with two arranged in the housing, Annular grooves open towards the slide plate, in which there are sealing rings with rectangular Cross-section are, each one associated with the flow channel Have a V-shaped ring groove, g e k e n n z e i c h -n e t d u r c h the combination the following features: a) the V-shaped annular groove (21) extends from the inner one Circumferential surface of the sealing ring (14) radially outward; b) each sealing ring has on the side facing the slide plate (16) a bead (22) of somewhat semicircular shape Cross section on; c) the sealing ring is in the housing (7 to 9) by a radial extending outer flange (23) clamped.

2. Gate valve according to claim 1, characterized in that the depth of the V-shaped annular groove (21) is slightly greater than the distance of the center of the bead (22) from the inner peripheral surface of the sealing ring. References considered: U.S. Patent No. 2,278,849; French patents nos. 1089 995, 1105893.