DE2229033C3

DE2229033C3 - Gate valve

Info

Publication number: DE2229033C3
Application number: DE19722229033
Authority: DE
Inventors: Benton Frederick Houston Tex. Baugh (V.StA.)
Original assignee: Vetco Offshore Industries Inc
Current assignee: Vetco Inc
Priority date: 1971-06-16
Filing date: 1972-06-14
Publication date: 1976-04-29

Description

Die Erfindung betrifft einen Absperrschieber, dessen zwischen gehäuseseitigen, im Bereich des Ein- und Auslaßkanals angeordneten Dichtungsflächen zwischen einer Offen- und einer Schließstellung verschiebbarer Schieber eine in Offenstellung den Ein- und Auslaßkanal verbindende Durchtrittsöffnung sowie einen in Schließstellung den Übertritt von Medium zwischen den Kanälen verhindernden, in einer Bohrung des Schiebers abgedichtet und axial beweglich geführten Verschlußkörper aufweist, der sich über den Querschnitt dieser Kanäle hinaus erstreckt, je einen an der zu- bzw. abflußseitigen Dichtungsfläche anliegenden, elastischen Dichtungsring trägt und in Schließstellung unter Einwirkung des abzusperrenden Mediums gegen die abflußseitige Dichtungsfläche gepreßt wird.The invention relates to a gate valve, its between the housing side, in the area of the inlet and outlet channel arranged sealing surfaces between an open and a closed position displaceable Slide a through opening connecting the inlet and outlet ducts in the open position and one in Closed position preventing the passage of medium between the channels, in a bore of the Sealed and axially movably guided closure body, which extends over the cross section of these channels extends out, one each resting on the sealing surface on the inlet and outlet side, carries elastic sealing ring and in the closed position under the action of the medium to be shut off against the sealing surface on the outflow side is pressed.

Bei einem bekannten Absperrschieber dieser Art (DT-Gbm 18 54 255) ist der in der Schieberbohrung axial beweglich geführte Verschlußkörper an seinen beiden Stirnflächen mit je einem elastischen Dichtungsring für eine Abdichtung gegenüber der Innenwandung des Gehäuses um dessen Durchflußbohrung herum versehen, während ein weiterer, im mittleren Bereich des Verschlußkörpers in einer Umfangsnut angeordneter ' Dichtungsring für eine Abdichtung gegenüber der Innenfläche der Schieberbohrung vorgesehen ist, wobei der umfangsseitige Dichtungsring in der Schieberbohrung stets mit einer gegebenen Anpreßkraft anliegt, die allen vorkommenden Druckbelastungen durch das abzusperrende Medium gerecht werden muß. Diese Anordnung erfordert einen hohen Dichtungsmaterial- und Bearbeitungsaufwand des Verschlußkörpers zur Festlegung der insgesamt drei Dichtungsringe.In a known gate valve of this type (DT-Gbm 18 54 255) that is in the valve bore axially movably guided closure body on its two end faces, each with an elastic sealing ring provided for a seal against the inner wall of the housing around its flow hole, while another, arranged in the central region of the closure body in a circumferential groove 'Sealing ring is provided for a seal with respect to the inner surface of the slide bore, wherein the circumferential sealing ring in the slide bore always rests with a given contact pressure, which must meet all pressure loads caused by the medium to be shut off. This arrangement requires a high amount of sealing material and machining of the closure body for fixing of a total of three sealing rings.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Absperrschieber mit einfachen baulichen Mitteln und geringem Herstellungsaufwand zu schaffen, der in Schließstellung auch bei wechselnden Druckbelastungen durch das abzusperrende Medium stets eine sichere Abdichtung gewährleistet.The invention is based on the object of providing a gate valve with simple structural means and little To create manufacturing costs in the closed position even with changing pressure loads a secure seal is always guaranteed by the medium to be shut off.

Ausgehend von einem Absperrschieber der eingangs angegebenen Art wird dies nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der Verschlußkörper zueinanoer parallel angeordnete, ebene, mit den ebenfalls eben ausgebildeten Dichtungsflächen zusammenwirkende Endflächen aufweist, sowie daß die beiden Dichtungsringe in Umfangsnuten des Verschlußkörpers eingesetzt sind und je eine Dichtungsschürze aufweisen, die mit der zylindrischen Innenwand der Schieberbohrung und mit der zugehörigen Dichtungsfläche in Dichtungseingriff sieht.Starting from a gate valve of the type specified at the outset, this is achieved according to the invention achieved that the closure body zueinanoer parallel arranged, flat end surfaces which cooperate with the sealing surfaces which are also flat has, and that the two sealing rings are inserted in circumferential grooves of the closure body and each have a sealing skirt which is connected to the cylindrical inner wall of the slide bore and to the associated Seeing sealing surface in sealing engagement.

Bei dieser Ausgestaltung sind nur zwei Dichtungsringe vorgesehen, um eine Abdichtung gegenüber den Durchflußkanälen des Gehäuses und gegenüber der Wandung der den Verschlußkörper aufnehmenden Schieberbohrung vorzunehmen, wodurch der Dichtungsmaieria J- und Bearbeitungsaufwand des Verschlußkörpers entsprechend herabgesetzt ist. Die Anbringung dieser beiden Dichtungsringe am Verschiußkör^er gestaltet sich denkbar einfach, indem die Dichtungsringe in die einseitig zur Stirnfläche des Verschlußkörpers verlängerten Umfargsnuten eingesetzt werden. In Schließstellung des Absperrschiebers liegt der Jibflußseitige Dichtungsring nicht nur an der den Durchflußkanal enthaltenden gehäuseseitigen Innenfläche, sondern auch an der Wandung der Schieberbohrung mit Dichtungseingriff an, da sich der jeweilige axiale Druck des abzusperrenden Mediums auch entsprechend in radialer Richtung auf den Dichtungsring auswirkt. Der zuflußseitige Dichtungsring gerät hierbei durch die durch den herrschenden Mediumdruck bewirkte radiale Aufweitung ebenfalls in entsprechenden Dichtungseingriff mit der Schieberbohrung und bewirkt somit im Verein mit dem abflußseitigen Dichtungsring eine zweifache Abdichtung des Verschlußkörpers gegenüber der Schieberbohrung und vermeidet daher mit Sicherheit ein Auslecken von Medium aus dem Zuflußkanal um den Verschlußkörper. Hierdurch ist wiederum gewährleistet, daß der volle zuflußseitige Mediumdruck auf den Verschlußkörper wirken und ihn in Dichtungseingriff mit der den Abflußkanal enthaltenden Dichtungsfläche drücken kann, so daß dort die abflußseitige Dichtung eine den wechselnden Mediumdrücken entsprechende große Dichtwirkung entfalten kann. Der Absperrschieber nach der Erfindung besitzt daher ein hohes Maß an Betriebssicherheit. In this configuration there are only two sealing rings provided to provide a seal against the flow channels of the housing and against the Make wall of the slide hole receiving the closure body, whereby the sealing maieria J- and machining effort of the closure body is reduced accordingly. The attachment of these two sealing rings on the closure body is very simple in that the sealing rings inserted into the circumferential grooves extended on one side to the end face of the closure body will. In the closed position of the gate valve, the sealing ring on the jib flow side is not only located on the Flow channel containing the housing-side inner surface, but also on the wall of the slide bore with sealing engagement, since the respective axial pressure of the medium to be shut off also changes accordingly acts in the radial direction on the sealing ring. The sealing ring on the inflow side gets involved due to the radial expansion caused by the prevailing medium pressure also in corresponding Sealing engagement with the slide bore and thus effects in conjunction with the sealing ring on the outflow side a double sealing of the closure body with respect to the slide bore and avoids therefore with certainty a leakage of medium from the inflow channel around the closure body. Through this it is again ensured that the full medium pressure on the inflow side acts on the closure body and can press it into sealing engagement with the sealing surface containing the drainage channel so that there the seal on the outflow side has a large sealing effect corresponding to the changing medium pressures can unfold. The gate valve according to the invention therefore has a high degree of operational safety.

Es ist zwar schon ein Dichtungsring in einer Absperrvorrichtung (DT-AS 11 55 947) bekanntgeworden, der bei Beaufschlagung mit einem abzusperrenden Medium sowohl stirnseitig als auch radial abdichtet, jedoch ist der Dichtungsring hierbei in einer Sackbohrung des Absperrorgans angeordnet und entfaltet seine radiale Abdichtung lediglich gegenüber der Seitenwandung der Sackbohriing, während zur Mediumabsperrung allein die stirnseitige Abdichtung unter Anlage der freien Stirnfläche des Dichtungsringes an der den Durchflußkanal enthaltenden Gehäusedichtfläche wirksam ist. Eine Abdichtung eines axial beweglich geführten Verschlußkörpers eines Absperrschiebers gegenüber dessen Bohrung läßt sich daher mittels der bekannten Anordnung nicht bewerkstelligen.A sealing ring in a shut-off device (DT-AS 11 55 947) has already become known, which, when exposed to a medium to be shut off, seals both at the end face and radially, however the sealing ring is arranged in a blind hole of the shut-off element and unfolds its radial one Sealing only against the side wall of the Sackbohriing, while for the medium shut-off alone the end-face seal with the free end face of the sealing ring in contact with the flow channel containing housing sealing surface is effective. A seal for an axially movably guided closure body a gate valve opposite its bore can therefore be used by means of the known arrangement not accomplish.

in der nachstehenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigtin the description below is an exemplary embodiment of the subject matter of the invention explained in more detail in conjunction with the drawing. In the Drawing shows

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Absperrschieber in Schließstellung undF i g. 1 shows a vertical section through a gate valve in the closed position and

F i g. 2 einen vergrößerten Schnitt nach der Linie 11-11 in F ig. 1.F i g. 2 shows an enlarged section along the line 11-11 in FIG. 1.

Der Absperrschieber nac.'i der Zeichnung umfaßt ein Gehäuse 10 mit fluchtenden Ein- und Auslaß- bzw. Zu- und Abflußkanälen 11,12. Das Gehäuse 10 hat eine z. B. durch Ausbohren gebildete zylindrische Bohrung 15, die senkrecht zum Ein- und Auslaßkanal 11, 12 verläuft, sich vom oberen Ende 16 des Gehäuses 10 nach unten erstreckt und an dessen unterem Ende 17 abgeschlossen ist. Innerhalb der zylindrischen Bohrung 15 sind zwei einander gegenüberliegende Dichtungsplatten 18, 19 angeordnet, die der Wand 21 der zylindrischen Bohrung 15 entsprechende und mit dieser in Eingriff stshende zylindrische Außenflächen 20 und einen einen Schieber 25 aufnehmenden Raum begrenzende, im Abstand parallel zueinander gelegene ebene Dichtungsflächen 22, 23 aufweisen. Die unteren Enden 26 der Dichtungsplatten 18, 19 liegen auf dem Boden der zylindrischen Bohrung 15 auf und ihre oberen Enden stehen ein kurzes Stück über das obere Ende 16 des Gehäuses 10 vor. Die Dichtungsplatten 18,19 haben Kanäle 27, 28, die einen im wesentlichen dem Ein- und Auslaßkanal II, 12 gleichen Durchmesser aufweisen und zu diesen fluchtend verlaufen. Ein Austreten von Medium entlang der zylindrischen Außenfläche 20 jeder Dichtungsplatte 18, 19 wird durch einen elastischen Dichtungsring 29 in einer Nut 30 in der zylindrischen Außenfläche 20 jeder Dichtungsplatte 18, 19 verhindert, der den Dichtungsplattenkanal 27 bzw. 28 umgibt und mit der zylindrischen Wand 21 der Bohrung 15 um einen angrenzenden Kanal 11 bzw. 12 herum in Eingriff steht. Die Dichtungsplatten 18, 19 sind im Gehäuse 10 in fester Stellung angebracht.The gate valve according to the drawing comprises a housing 10 with aligned inlet and outlet or inflow and outflow channels 11, 12. The housing 10 has a z. B. formed by drilling a cylindrical bore 15, which runs perpendicular to the inlet and outlet channels 11, 12, extends from the upper end 16 of the housing 10 downwards and is closed at the lower end 17 thereof. Within the cylindrical bore 15, two opposing sealing plates 18, 19 are arranged, the flat sealing surfaces 22, which correspond to the wall 21 of the cylindrical bore 15 and engage with it, and which delimit a space accommodating a slide 25 and are spaced parallel to one another , 23 have. The lower ends 26 of the sealing plates 18, 19 rest on the bottom of the cylindrical bore 15 and their upper ends protrude a short distance beyond the upper end 16 of the housing 10. The sealing plates 18, 19 have channels 27, 28 which have a diameter that is essentially the same as the inlet and outlet channels II, 12 and which run in alignment with them. A leakage of medium along the cylindrical outer surface 20 of each sealing plate 18, 19 is prevented by an elastic sealing ring 29 in a groove 30 in the cylindrical outer surface 20 of each sealing plate 18, 19, which surrounds the sealing plate channel 27 and 28 and with the cylindrical wall 21 the bore 15 is engaged around an adjacent channel 11 and 12, respectively. The sealing plates 18, 19 are attached in the housing 10 in a fixed position.

Der Schieber 25 besitzt einander parallel gegenüberliegende, ebene Seiten 43, die in einem Abstand zueinander verlaufen, der dem Abstand zwischen den ebenen Dichtungsflächen 22, 23 der Dichtungsplatten 18, 19 entspricht. Der Schieber 25 ist aus einer Offenste!- lung, in der eine mit den Kanälen 27, 28 übereinstimmende Durchtrittsöffnung 44 mit diesen fluchtet, in eine Schließstellung verschiebbar, in der ein Teil des Schiebers 25 die Kanäle 27, 28 absperrt. Hierzu ist ein im wesentlichen zylindrischer Verschlußkörper 50 vorgesehen, der in einer sich durch den Schieber 25 erstreckenden zylindrischen Bohrung 45 axial beweglich angebracht ist, wobei die Achse der Schieberbohrung 45 und des Verschlußkörpers 50 parallel zu den Kanälen 11, 12, 27, 28 durch das Gehäuse 10 und die Dich- so tungsplatten 18, 19 verläuft. Die Gesamtdicke oder axiale Abmessung des Verschlußkörpers 50 stimmt mit der Dicke des Schiebers 25 überein. Der Schieber 25 selbst hat entgegengesetzt gerichtete zylindrisch konvexe Flächen 46, die der Wand 21 der zylindrischen Bohrung 15 des Gehäuses 1° entsprechen und entlang dieser verschiebbar sind. Der Verschlußkörper 50 besitzt ebene Endflächen 47, die in einem gegenseitigen Abstand gelegen sind, der dem Abstand zwischen d^n ebenen Dichtungsflächen 22, 23 der Dichtungsplatten 18, 19 im wesentlichen gleich ist, wobei der Durchmesser des Verschlußkörpers 50 wesentlich größer als der Durchmesser der fluchtenden Kanäle 27, 28 durch die Dichtungsplatten 18,19 ist, so daß der Verschlußkörper die Kanäle 27, 28 voll übergreifen und mit seinen äußeren Randbereichen ium Bilden einer Melali-auf-Metall-Dichtung an den ebenen Dichtungsflächen 22, 23 der Dichtungsplaiten 18, 19 in Eingriff kommen kann.The slide 25 has parallel opposite, flat sides 43, which run at a distance from one another which is the distance between the flat Sealing surfaces 22, 23 of the sealing plates 18, 19 corresponds. The slide 25 is one of the most open! ment, in which a matching with the channels 27, 28 passage opening 44 is aligned with these, in a closed position, in which part of the slide 25 blocks the channels 27, 28. This is a substantially cylindrical closure body 50 is provided, which extends in a through the slide 25 cylindrical bore 45 is mounted axially movable, the axis of the slide bore 45 and the closure body 50 parallel to the channels 11, 12, 27, 28 through the housing 10 and the seal processing plates 18, 19 runs. The total thickness or axial dimension of the closure body 50 agrees the thickness of the slide 25 match. The slide 25 itself has oppositely directed cylindrically convex Areas 46 which correspond to the wall 21 of the cylindrical bore 15 of the housing 1 ° and along these are movable. The closure body 50 has flat end surfaces 47 which are in a mutual Distance equal to the distance between d ^ n flat sealing surfaces 22, 23 of the sealing plates 18, 19 is essentially the same, the diameter of the closure body 50 is much larger than the diameter of the aligned channels 27, 28 through the Sealing plates 18,19, so that the closure body fully overlap the channels 27, 28 and with his outer edge areas to form a melali-to-metal seal come into engagement on the flat sealing surfaces 22, 23 of the sealing plates 18, 19 can.

Als Sicherheit gegen ein Lecken zwischen dem Verschlußkörper 50 und dem Schieber 25 trägt der Verschlußkörper 50 kreisförmige elastische Dichtungsringe 51 an seinem Umfang, die in Dichteingriff mit der zylindrischen Innenwand 52 der Schieberbohrung 45 stehen. Wie in F i g. 2 dargestellt, sind die Dichtungsringe 51 in Umfangsnuten 53 des Verschlußkörpers 50 eingesetzt und weisen Dichtungsschürzen 54 auf, die in entgegengesetzten Richtungen vorstehen und mit der zylindrischen Innenwand 52 der Schieberbohrung 45 in Eingriff stehen. Jede Dichtungsschürze 54 endet dabei an der angrenzenden ebenen Endfläche 47 des Verschlußkörpers 50 und kann an der ebenen Dichtungsflächc 22 oder 23 einer benachbarten Dichtungsplatte 18 bzw. 19 in Anlage kommen. Somit verhindern die Dichtungsringe 51 ein Durchtreten von Medium zwischen dem Verschlußkörper 50 und der zylindrischen Innenwand 52 der Schieberbohrung 45 in beiden Richtungen und dichten ferner gegen die ebenen Dichtungsflächen 22, 23 der Dichtungsplatten 18,19 ab.As a security against leakage between the closure body 50 and the slide 25, the closure body 50 carries circular elastic sealing rings 51 on its circumference, which are in sealing engagement with the cylindrical inner wall 52 of the slide bore 45. As in Fig. 2, the sealing rings 51 are inserted into circumferential grooves 53 of the closure body 50 and have sealing aprons 54 which protrude in opposite directions and are in engagement with the cylindrical inner wall 52 of the slide bore 45. Each sealing skirt 54 ends at the adjacent flat end surface 47 of the closure body 50 and can come into contact with the flat sealing surface 22 or 23 of an adjacent sealing plate 18 or 19, respectively. Thus, the sealing rings 51 prevent the passage of medium between the closure body 50 and the cylindrical inner wall 52 of the slide bore 45 in both directions and also seal against the flat sealing surfaces 22, 23 of the sealing plates 18, 19.

In Offenstellung des Schiebers 25 fluchtet dessen Durchtrittsöffnung 44 mit den Kanälen 27, 28, 11, 12 und verbindet diese. Mittels einer Schraubenspindel kann der Schieber 25 in seine Schließstellung nach oben entlang den Dichtungsplatten 18, 19 verschoben werden, bis der Verschlußkörper 50 entsprechend der Darstellung in F i g. 1 und 2 die Kanäle 27, 28 vollständig abdeckt. Der Verschlußkörper 50 wird durch den zuflußseitigen Mediumdruck innerhalb der Schieberbohrung 45 in Metall-auf-Metall-Anlage mit der ebenen Dichtungsfläche 23 der abflußseitigen Dichtungsplatte 19 gedruckt und schließt deren Kanal 28 vollkommen ab. Die Metall-auf-Metall-Abdichtung wird durch Dichtungseingriff des abflußseitigen elastischen Dichtungsringes 51 mit der ebenen Dichtungsfläche 23 der Dichtungsplatte 19 unterstützt, wobei dieser Dichtungsring 51 außerdem mit der zylindrischen Innenwand 52 der Schieberbohrung 45 in Dichtungseingriff steht. Der zuflußseitige elastische Dichtungsring 51 wird durch den zuflußseitigen Mediumdruck in lecksicherem Dichtungseingriff mit der zylindrischen Innenwand 52 der Schieberbohrung 45 gehalten. Auf Grund des Dichtungseingriffs der Dichtungsringe 29 der Dichtungspiatten 18, 19 kann kein unter Druck stehendes Medium zwischen den Dichtungsplatien 18, 19 und der zylindrischen Wand 21 der Bohrung 15 austreten.In the open position of the slide 25, its passage opening 44 is aligned with the channels 27, 28, 11, 12 and connects them. The slide 25 can move into its closed position by means of a screw spindle be moved up along the sealing plates 18, 19 until the closure body 50 according to the Representation in FIG. 1 and 2 completely covers the channels 27, 28. The closure body 50 is through the Medium pressure on the inflow side within the slide bore 45 in metal-on-metal contact with the flat Sealing surface 23 of the outflow-side sealing plate 19 printed and closes the channel 28 completely away. The metal-to-metal seal is achieved through sealing engagement of the outflow-side elastic sealing ring 51 with the flat sealing surface 23 of the sealing plate 19 supports, this sealing ring 51 also with the cylindrical inner wall 52 of the Slide bore 45 is in sealing engagement. The inflow side elastic sealing ring 51 is through the Medium pressure on the inflow side in leak-proof sealing engagement with the cylindrical inner wall 52 of the Slide bore 45 held. Due to the sealing engagement of the sealing rings 29 of the sealing plates 18, 19 can not pressurized medium between the sealing plates 18, 19 and the cylindrical Wall 21 of the bore 15 emerge.

Der nur zwei Dichtungsringe 51 verwendende Verschlußkörper 50 kann bei der dargestellten und beschriebenen Ausbildung unter Aufwendung geringerer Kosten als bisher hergestellt werden. Die Verschiebbarkeit des Schiebers 25 zwischen seiner Offen- und Schließstellung beeinflußt nicht die volle Metall-auf-Metall-Abdichtung zwischen dem Verschlußkörper 50 und der abflußseitigen Dichtungsfläche 23 der Dichtungsplatte 19, da der Verschlußkörper 50 in der Schieberbohrung 45 axial beweglich geführt ist und sich zur ordnungsgemäßen Anlage an der Dichtungsplatte 19 verschieben kann. Durch die die Metall-auf-Metall-Abdichtung zwischen dem Verschlußkörper 50 und der Dichtungsplatte 19 ergänzenden elastischen Dichtungsringe 51 ist eine besonders sichere Abdichtung erreicht.The closure body 50 using only two sealing rings 51 can be used in the case of the illustrated and described Training can be produced at a lower cost than before. The movability of the slide 25 between its open and closed positions does not affect the full metal-to-metal seal between the closure body 50 and the outflow-side sealing surface 23 of the sealing plate 19, since the closure body 50 is axially movably guided in the slide bore 45 and to can move proper system on the sealing plate 19. Because of the metal-to-metal seal between the closure body 50 and the sealing plate 19 supplementary elastic sealing rings 51 a particularly secure seal is achieved.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Gate valve, whose between the housing-side, in the area of the inlet and outlet channel arranged sealing surfaces between an open and a closed position displaceable slide a connecting the inlet and outlet channel in the open position Passage opening and in the closed position the passage of medium between the Preventing channels, sealed in a bore of the slide and guided axially movable Has closure body, which extends beyond the cross section of these channels, one each on the sealing surface on the inlet or outlet side, resilient sealing ring and in Closed position under the action of the medium to be shut off against the sealing surface on the outflow side is pressed, characterized in that that the closure body (50) are arranged parallel to one another, flat, with the also flat formed sealing surfaces (22, 23) having interacting end surfaces (47), and that the two sealing rings (51) are inserted into circumferential grooves (53) of the closure body and one each Have sealing skirt (54) which with the cylindrical inner wall (52) of the slide bore (45) and is in sealing engagement with the associated sealing surface (22, 23).

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