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Die
Erfindung betrifft ein Ventil und insbesondere ein Doppel-Absperrventil
mit einer Ablassmöglichkeit.
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Doppel-Absperrventile
werden für
Gesundheits- und Sicherheitszwecke eingesetzt, um Arbeitskräfte zu schützen, welche
auf einem isolierten Teil eines Systems wie einer Dampfleitung arbeiten.
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Ein
Doppel-Absperrventil ist in der WO 02/29303 offenbart. Dieses Ventil
enthält
zwei Drehkugelventile, die in Reihe geschaltet in einem gemeinsamen
Ventilkörper
angeordnet sind. Ein Ablassventil ist zwischen die Drehkugelventile
gesetzt, um Druck abzubauen, der zwischen ihnen aufgebaut wird,
wenn sich die Kugelventile in ihren geschlossenen Positionen befinden.
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Da
die Kugelventile nebeneinander entlang einem geraden Flüssigkeitsströmungsweg
zwischen Endseiten des Ventilkörpers
angeordnet sind, wird bezüglich
der Gesamtlänge
des Ventilkörpers
eine Zwangsbedingung gestellt, wodurch es schwierig sein kann, eine
gewünschte
Abmessung zwischen den Seiten zu erreichen, um das Ventil mit einem
bestehenden einfachen Isolationsventil austauschbar zu machen.
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Die
FR-A-588211 offenbart ein Ventil mit einem Ventilkörper, der
gegenüberliegend
angeordnete Verbindungsabschnitte aufweist, wobei sich Einlass-
und Auslasspassagen jeweils von den Verbindungsabschnitten innerhalb
des Körpers
zu einer mittleren Kammer erstrecken, wobei die mittlere Kammer
mit den Einlass- und Auslasspassagen durch jeweilige Öffnungen
in Verbindung steht, wobei jede Öffnung
unabhängig
durch ein jeweiliges Ventilelement verschließbar ist, welches Ventilelement
in Kontakt mit der Öffnung
und aus diesem heraus bewegbar ist, wodurch die mittlere Kammer
gegen die jeweiligen Einlass- oder Auslasspassage isolierbar ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung umfassen die Öffnungen
Ventilsitze, die durch jeweilige Ventilsitzkomponenten definiert
sind, welche an den Körper
gepasst sind, und die Verbindungsabschnitte weisen parallele Kupplungsflächen auf.
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Vorzugsweise
ist eine Entlüftungspassage bzw.
Ablasspassage zum Entlüften
der mittleren Kammer, wenn beide Öffnungen geschlossen sind, vorhanden.
Ein Absperrventil kann vorhanden sein, um die Strömung durch
die Entlüftungspassage
zu steuern. Die Entlüftungspassage
kann mit einer Entlüftungsleitung
in Verbindung stehen, welche ein offenes Ende aufweist, um es zu
ermöglichen,
die mittlere Kammer in die Atmosphäre oder in einen geeigneten
Behälter,
der unterhalb des offenen Endes der Entlüftungsleitung vorhanden ist,
zu entlüften.
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In
bevorzugten Ausführungsformen
sind die Ventilelemente in Kontakt mit den jeweiligen Ventilsitzen
entlang Achsen bewegbar, welche in einer gemeinsamen Ebene parallel
zu den Kupplungsflächen liegen,
und sie können
aus diesem Kontakt heraus bewegt werden. Folglich sind die Ventilelemente
entlang dem Ventilkörper
zwischen den Kupplungsflächen
an der gleichen Position. Dies ermöglicht es, dass die Abmessung
zwischen den Flächen
des Ventils minimiert werden kann.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform sind
die Bewegungsachsen der Ventilelemente miteinander ausgerichtet,
wobei sich die Ventilelemente entlang der gemeinsamen Achse in entgegengesetzte
Richtungen in Kontakt mit den Ventilsitzen bewegen. Betätigungselemente,
bspw. Handräder,
für die Ventilelemente
sind somit auf gegenüberliegenden Seiten
des Ventilkörpers
vorhanden.
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In
einer alternativen Ausführungsform schneiden
die Bewegungsachsen der Ventilelemente einander. Dies ermöglicht es,
dass das Ventil mit den Betätigungselementen
so ausgestattet werden kann, dass die Ventilelemente in einer leichter
zugänglichen
Weise in einigen Installationen vorhanden sein können. Der Neigungswinkel kann
ein beliebiger geeigneter Winkel sein, der in eine spezielle Installation passt,
und das Ventil kann in einem Bereich von verschiedenen Winkeln zur
Verfügung
gestellt werden. Bspw. kann ein individuelles Ventil einen Schnittwinkel
im Bereich von 60° bis
180° haben,
wobei spezifische Varianten Schnittwinkel von 80°, 90° und 120° aufweisen, zusätzlich zu
einer Variante, welche ausgerichtete Achsen (d.h. einen Schnittwinkel
von 180°)
aufweist.
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In
den bevorzugten Ausführungsformen weist
jedes Ventilelement eine Dichtfläche
auf, die bspw. in Angriff an einen jeweiligen Ventilsitz vorhanden
ist, welcher sich transversal zur Bewegungsachse erstreckt. Jeder
Ventilsitz kann kreisförmig
sein, wobei er die jeweilige Öffnung
umgibt.
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Die
Bewegung der Ventilelemente in den Kontakt mit den jeweiligen Ventilsitzen
und aus diesem heraus kann durch eine drehbare Spindel bewerkstelligt
werden, die in Bezug auf den Ventilkörper durch eine Balgdichtung
oder eine Stopfbuchsendichtung abgedichtet werden kann.
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Die
Kopplungsflächen
des Ventilkörpers
können
auf Kopplungsflanschen vorhanden sein, und der Abstand zwischen
den Kopplungsflächen
kann im Wesentlichen den Ingenieurstandard entsprechen, wie bspw.
EN558 und ASME B16.10. Diese Standards definierten die Abmessung
zwischen den Flächen
von Pipelinekomponenten in Bezug auf den inneren Durchmesser der
Pipeline.
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Im
Zusammenhang mit dieser Erläuterung bedeutet "Wesentliches Übereinstimmen" mit einem Ingenieurstandard;
dass der fragliche Abstand ausreichend nahe an demjenigen, welcher
durch den Standard spezifiziert ist, liegt, um es zu ermöglichen, dass
das fragliche Produkt ein Produkt ersetzt; das genau mit dem Standard übereinstimmt,
ohne eine Modifikation der Röhrenumgebung
zu erfordern.
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Für ein besseres
Verständnis
der Erfindung und um deutlicher zu zeigen, wie sie ausgeführt werden
kann, wird nun beispielhaft Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen.
In diesen:
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zeigt 1 ein
Doppel-Absperrventil;
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ist 2 eine
Schnittansicht des Ventils von 1;
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entspricht 3 1,
zeigt jedoch eine alternative Ausführungsform;
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zeigt 4 eine
andere Ausführungsform des
Doppel-Absperrventils; und
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ist 5 eine
Schnittansicht des Ventils von 4.
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1 zeigt
ein Ventil, das einen Ventilkörper 2 aufweist,
der mit Endflanschen 4, 6 versehen ist, die jeweilige
Kupplungsflächen 8, 10 aufweisen.
Gegenüberliegend
angeord nete Ventilbetätigungseinheiten 12, 14 sind
mit dem Körper 2 verbunden,
wobei jede ein Ventilbetätigungselement 16, 18 in
Form eines Handrades aufweist.
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Ein
Absperrventil 22 ist an den Ventilkörper 2 gepasst, um
die Strömung
von einer Entlüftungspassage 58 (2)
zu einer Entlüftungsleitung 20 zu steuern.
Einlass- und Auslasspassagen 24, 26 sind innerhalb
des Körpers 2 ausgebildet
und öffnen
sich an den Flächen 8, 10.
Die Passagen 24, 26 stehen mit Ventilkammern 28, 30 in
Verbindung, welche voneinander durch eine Wand 32 getrennt
sind. Eine Passage, welche eine mittlere Kammer 34 definiert, erstreckt
sich durch die Wand 32 und ist mit Ventilsitzeinschüben 36, 38 versehen,
welche in die Ventilkammern 28, 30 vorstehen und
von der benachbarten Oberfläche
der Wand 32 aus vorstehen. Die Kammer 34 hat einen
umfangsseitigen radialen Fortsatz 40, welcher eine Barriere
gegen das Austreten durch das Material der Wand 32 bildet.
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In
dem in 2 gezeigten Zustand ist die mittlere Kammer 34 gegen
die Ventilkammern 28, 30 durch jeweilige Ventilelemente 42, 44 isoliert,
welche an den Ventilsitzen 36, 38 angreifen. Die
Ventilelemente 42, 44 sind, mit etwas Kippfreiheit,
auf Spindeln 46, 48 angebracht, die jeweils auf
herkömmliche Weise
in den Betätigungseinheiten 12, 14 durch
Rotation mittels der Handräder 16, 18 gelagert
sind, um die Ventilelemente 42, 44 gegen die Ventilsitze 36, 38 und
von diesen weg zu bewegen.
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Die
Betätigungseinheiten 12, 14 sind
mit dem Körper 2 vernietet,
wobei ein jeweiliger Becher 50, 52 eine Aufnahme
bildet. Ein Balg 54, 56 ist abdichtend an jedem
Ende mit dem Becher 50, 52 verbunden, um Dichtungen
zwischen den Ventilkammern 28, 30 und der Außenseite
zu bilden.
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Die
Entlüftungspassage 58 erstreckt
sich von der mittleren Kammer 34 und führt zur Entlüftungsleitung 20 über das
Absperrventil 22.
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In
dem in 2 gezeigten Zustand ist das Ventil geschlossen,
und somit wird eine Strömung von
der Einlasspassage 24 zur Auslasspassage 26 durch
den Kontakt zwischen den Ventilelementen 42, 44 mit
den jeweiligen Ventilsitzen 36, 38 verhindert. Selbst
wenn ein Leck zwischen einem der Ventilelemente 42, 44 und
seinem Sitz 36, 38 auftritt, verhindert das andere
Ventilelement eine Strömung
durch die mittlere Passage 34.
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Wenn
ein Leck am stromaufwärts
gelegenen Ventilelement 42 auftritt, tritt Fluid in die
mittlere Kammer 34 ein, fließt jedoch durch die Entlüftungspassage 58 ab,
so dass der Aufbau von Druck innerhalb der mittleren Kammer 34 verhindert
wird. Wenn das Material des Körpers 2,
bspw. ein Gussmaterial wie Eisen, porös wird, wird der Durchtritt
von Fluid zwischen den Ventilkammern 28, 30 durch
den Fortsatz 40 verhindert oder zumindest eingeschränkt, da
jedes Fluid, das in den Fortsatz 40 eintritt, in die mittlere
Kammer 34 und dann durch die Entlüftungspassage 58 abgelassen
wird.
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Folglich
stellt das in den 1 und 2 gezeigte
Ventil ein hochzuverlässiges
Absperrmittel zur Verfügung,
um zu verhindern, dass Fluid stromaufwärts des Ventils in die Rohrleitung
und andere Komponenten, die sich stromabwärts des Ventils befinden, fließt.
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Es
ist anzumerken, dass die Ventilelemente 42, 44 beim
Betrieb entlang einer gemeinsamen Achse 60 bewegt werden,
welche die Rotationsachse der Spindeln 46, 48 ist.
Somit liegen die Bewegungsachsen der Ventilelemente 42, 44 in
einer gemeinsamen Ebene, die parallel zu den Kupplungsflächen 8, 10 ist.
Dies bedeutet, dass die Abmessung des Ventils von Fläche zu Fläche (d.h.
der Abstand zwischen den Kupplungsflächen 8 und 10)
minimiert werden kann, wodurch es diesem Abstand zwischen den Flächen ermöglicht wird,
den relevanten Ingenieurstandards, bspw. EN558 und ASME B16.10,
zu entsprechen.
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3 zeigt
eine Modifikation des in 2 gezeigten Ventils. In der
Ausführungsform
von 2 sind die Balgdichtungsanordnungen 50, 54; 52, 56 durch
eine Stopfbuchsendichtung ersetzt, welche eine Stopfbuchse 62 umfasst,
auf die eine Druckplatte 64 einwirkt, um Dichtungen 66 zu
komprimieren. Die Dichtungen 66 greifen an den Spindeln 46, 48 an, um
Lecks durch die Ventilkammern 28, 30 zu verhindern.
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Dem
in 3 gezeigten Ventil fehlt der radiale Fortsatz 40 von
der mittleren Kammer 34 aus, wobei ein solcher Fortsatz
jedoch, falls dies erforderlich ist, eingeschlossen werden kann.
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Die 4 und 5 zeigen
ein Ventil ähnlich
demjenigen der 1 und 2, mit der
Ausnahme, dass die Ventilelemente 42, 44 in Kontakt
mit den Sitzen 36, 38 entlang Achsen 68, 70,
welche einander unter 90° schneiden,
und aus diesem Kontakt heraus bewegt werden. Es ist anzumerken,
dass andere Schnittwinkel möglich
sind, um gegebenen Umständen
gerecht zu werden. Ein Vorteil der in den 4 und 5 gezeigten
Anordnungen liegt darin, dass die Handräder 16, 18 für einen
erleichterten Zugang positioniert werden können, während die Entlüftungspassage 58 am
Boden der mittleren Kammer 34 beibehalten wird.
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Detaillierter
ist anzumerken, dass im Vergleich zu dem in 1 gezeigten
Ventil die Betätigungseinheit 14,
einschließlich
des Ventilelements 44 und der zugehörigen Komponenten, in der Ausführungsform
der 4 und 5 über 90° nach oben gedreht wurde. Diese
Anordnung ermöglicht es,
dass das Ventil bspw. direkt an eine Wand zur rechten Seite des
Ventils gesetzt werden kann, wie in 5 gezeigt.
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Die
mittlere Kammer 34 ist in der Ausführungsformen der 4 und 5 bogenförmig, wobei
sich die Entlüftungspassage 58 auf
ihrem äußeren Radius
befindet.
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Bei
dem in den 4 und 5 gezeigten Ventil
wird eine Balgdichtungsanordnung für die Ventilspindeln 46, 48 verwendet, ähnlich der
Anordnung der 1 und 2, wobei
jedoch anzumerken ist, dass auch eine Stopfbuchendichtungsanordnung, wie
in 3 gezeigt, verwendet werden könnte.
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Die
Struktur der in den Figuren gezeigten Ventile ermöglicht es,
dass die Abmessung von Fläche
zu Fläche
gleich derjenigen eines einfachen Absperrventils desselben Bohrungsdurchmessers
gemacht werden kann. Somit kann ein erfindungsgemäßes Ventil
ein bestehendes Einzelabsperrventil ersetzen, ohne dass eine Neuanordnung
der benachbarten Rohrleitung erforderlich ist.