SHUT-OFF VALVE WITH SOFT SEALING VALVE CONE

Abstract: The invention relates to a shut-off valve with a soft-sealing valve cone which can be moved by a valve spindle, the valve cone having metallic supports above and below its soft-sealing part, which come to rest in a conical valve seat when the shut-off valve is closed, a spring element abutting onto the soft-sealing part resulting in the soft-sealing part being pressed against the valve seat on further movement of the valve spindle in the closing direction, because of the deformation of the spring element. A complete chambering of the soft-sealing part during the deformation process is achieved according to the invention in that the support (7) located underneath the soft-sealing part (2) is formed by a rigid plate (4) covering the end face of the soft-sealing part (2), and in that an elastic sprung plate (3) is arranged independently of the support (8) above the soft-sealing part (2), which plate (3) is to be deformed by the end face of the valve spindle (10) which moves further after abutment of the supports (7, 8).

Description: Absperrventil mit we ichd ichtende m Ventilkegel Die Erfindung betrifft ein Absperrventil mit einem durch eine Ventilspindel bewegbaren weichdichtenden Ventilkegel, welcher ober- und unterhalb seines weichdichtenden Teiles metallische Abstützungen besitzt, die beim Schliessen des Absperrventils in einem konischen Ventilsitz zur Anlage kommen, wobei ein auf dem weichdichtenden Teil aufliegendes Federelement bei einer weiter in Verschlussrichtung erfolgenden Bewegung der Ventilspindel aufgrund seiner Verformung eine Pressung des weichdichtenden Teiles gegen den Ventilsitz bewirkt. Solche Absperrventile sind in einer Reihe verschiedener Ausführungen bekanntgeworden. Gegenüber den mit einem durchgehend metallischen Ventilkegel ausgestatteten Absperrventilen besitzen sie den Vorteil, dass im Abdichtbereich vorhandener Schmutz in den weichdichtenden Teil eingebettet wird, also nicht zur Verhinderung einer dichten Absperrung führt. Die u.a. aus der DE-PS 1 267 046 und der DE-OS 25 08 272 bekannten Absperrventile können allerdings aufgrund des Elastomermaterials ihrer Weichdichtungen nur -bis zu Medientemperaturen von ca. 0 120 0 eingesetzt werden. Eine wesentliche Gemeinsamkeit der bekannten Absperrventile mit weichdichtendem Ventilkegel liegt in ihrer grundsätzlichen Wirkungsweise: Nach dem Aufsetzen der unterhalb des weichdichtenden Teiles gelegenen Abstützung wird die Weichdichtung durch ein oberhalb gelegenes, mittelbar oder unmittelbar durch die weiter nach unten bewegte Spindel beaufschlagtes Metallteil durch axiale Pressung nach aussen, also gegen den Ventilsitz zur dichtenden Anlage verformt. Es wäre hierbei wünschenswert, wenn die Weichdichtung während des gesamten Ve rformungsvorganges vollständig gekammert wäre d.h. keine freie, unbeaufschlagte Oberflächenpartie besässe, welche durch die Pressung an den beaufschlagenden Metallteilen vorbeigequetscht würde. Abgesehen von der Möglichkeit partieller Zerstörungen oder Ablösungen des Weichdichtungsmaterials, ist es vor allem von Nachteil, dass der herausgecluetschte Dichtung anteil nicht mehr als elastisches Einbettmaterial zur Verfügung steht. Die natürliche Nachspannmöglichkeit im Elastomer, die z.B. bei kleinen Verformungen infolge Temperaturschwankungen benötigt wird, ist herabgesetzt. Im übrigen ist zu berücksichtigen, dass jedes der gebräuchlichen Elastomere einen plastischen Verforsnunge anteil besitzt, dass sich also die bisher üblichen Weichdichtungen nach einer Verformung nicht vollständtg in ihre ursprüngliche Form zurückbilden. Es bleibt der sog. DrucWerformungsrest übrig. Dies kann nur teilweise dadurch kompensiert werden, dass das Elastomer. volumen möglichst gross gewählt wird, um den Restverformungsanteil zu minimieren. Bedingt durch die Art des Zusammenwirkens zwischen einem konischen Ventilsitz und einem Ventilkegel, dessen metallischer Oberteil sich während des Verförmungsvorganges tiefer in den Ventilsitz hineinbewegt, ist die erwünschte vollständige Kammerung des weichdichtenden Teiles während des Verformungsvorganges bei den geschilderten Absperrventilen nicht möglich. Die Wirkungsweise dieser Absperrventile setzt voraus, dass der Durchmesser des metallischen Oberteiles kleiner ist als der Konussitz an der Stelle, an der der Oberteil zum Stillstand gelangt. Es ist auch schon ein Absperrventil mit einem konischen Dichtelement bekannt, dessen gummielastische Dichtung während des Anpressvorganges im Ventilsitz zwischen einem unteren Führungsteil und einer die Dichtung von oben beaufschlagenden Federscheibe gekammert ist (DE-PS 29 38 315). Die kreisringförmige, nach unten konkave Federscheibe wird nach dem Aufsetzen ihres Aussenrandes im Ventilsitz durch ein am Ende der Ventilspindel befindliches Druckstück gegen die Dichtung gepresst und dabei abgeflacht. Die mit diesem Vorgang verbundene Vergrösserung des Aussendurchmessers der Federscheibe verursacht eine starke Pressung der aufliegenden Kante gegen den Ventilsitz. Es ist daher mit einer hohen Beanspruchung urdeinem entsprechenden Verschleiss in diesem Bereich zu rechnen. Dies kann schliesslich zu einer Beeinträchtigung der Dichtwirkung führen, weil die einwandfreie Anpressung der Dichtung nur bei gleichzeitigem Aufsetzen von Führungsteil und Federscheibe gewährleistet ist. Da im übrigen die Dichtung dieses Systems von einer der Befestigung des Führungsteiles dienenden Einrichtung durchbrochen ist, die sich relativ zu der Dichtung bewegt, kann wegen der am Innendurchmesser der Dichtung erfolgenden Walk- und Reibarbeit das Auftreten eines Leckstromes nicht auf Dauer ausgeschlossen werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Absperrventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei geringem Verschleiss¯ des weichdichtenden Teiles und des Ventilsitzes einen stets vöfl;i dichten Abschluss gewährleistet. Dte gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die unterhalb des weichdichtenden Teiles gelegene Abstützung von einer die Stirnfläche des weichdichtenden Teiles überdeckenden starren Platte gebildet wird und dass oberhalb des weichdichtenden Teiles eine von der Abstützung unabhängige federelastische Platte angeordnet ist, welche durch die Stirnfläche der nach dem Anliegen der Abstützungen weiterbewegten Ventilspindel zu verformen ist. Die Unteransprüche nennen vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes. Beim erfindungsgemässen Absperrventil ist der weichdichtende Teil während des Verformungsvorganges vollständig gekammert. Er bildet eine ununterbrochene, die gesamte Öffnung des Ventilsitzes ausfüllende Dichtung. Da der weichdichtende Teil ausserdem eine elastische Verbindung zwischen der unteren und der oberen Abstützung herstellt, erfolgt eine gegenseitige Anpassung in der Anlage der beiden Abstüzungen im Ventilsitz2 bevor die Pressung des weichdichtenden Teiles gegen den Ventilsitz beginnt. Aufgrund der besonderen Art der Verformung beim erfindungs- gemässen Absperrventil ist die Forderung nach elastischem Verhalten der Weichdichtung wesentlich abgeschwächt. Hierdurch eröffnet sich vor allem die Moglichkeit, auch solche Materialien für den weichdichtenden Teil einzusetzen, die nicht die Elastizität der Elastomere haben, dafür aber eine wesentlich höhere 0 Beständigkeit, beispielsweise gegen Medientemperaturen über 120 C, besitzen. Hier ist vor allem an PTFE zu denken, das bisher wegen seiner geringen Elastizität und seines Kriechverhkitens bei weich- dichtenden Absperrventilen der eingangs genannten Art nicht einsetzbar war. Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemässen Absperrventil im Bereich des Ventilsitzes. Der Ventilkegel 1 besteht aus einem weichdichtenden Teil 2, einer oberhalb des weichdichtenden Teils 2 angeordneten, durch Vulkanisation mit diesem verbundenen federelastischen Platte 3, einer die untere Stirnfläche des weichdichtenden Teils 2überdeckenden, nach oben gewölbten starren Platte 4 und einer oberhalb der federelastischen Platte 3 angeordneten starren Platte 5. Die aus Blech bestehenden Platten 4 und 5 sind mit dem weichdichtenden Teil 2 verklammert, ihre im Ventilsitz zur Anlage kommenden Ränder bilden die Abstützungen 7 und 8 des Ventilkegels 1. Die obere Blechplatte 5 besitzt einen rohrförmigen Ansatz 9, über den die Befestigung des Ventilkegels 1 mit einer Ventilspindel 10 in der Weise hergestellt wird, dass der obere Teil des rohrförmigen Ansatzes 9 nach einem Walzvorgang eine an der Ventilspindel 10 durch Eindrehen entstandene Schulter hintergreift. Auf diese Weise liegt die Ventilspindel 10 mit einer balligen Stirnfläche unmittelbar auf der federelastischen Platte 3 auf. Beim Schliessen des Ventils setzen zunächst die an den Blechplatten 4 und 5 vorhandenen Abstützungen 7 und 8 im Ventilsitz 6 auf. Hierdurch ergibt sich eine Vordrosselung der Durchgangsströmung. Bei weiterer Abwärtsbewegung der Ventilspindel 10 wird die federelastische Platte 3 nach unten gedrückt. Bei dieser Bewegung weicht der weichdichtende Teil nach aussen aus, wird also zunehmend gegen den Ventilsitz 6 gepresst. Es ergibt sich eine rundum fest anliegende Abdichtung. Beim Öffnen des Ventils bewegt sich die federelastische Platte 3 aufgrund ihrer Eigenspannung in ihre Ursprungsform zurück und die Anpressung des weichdichtenden Teils 2 an- den Ventilsitz 6 wird aufgehoben. Liegt nun die Schulter der Ventilspindel 10 im rohrformigen Ansatz 9 an, so wird der Ventilkegel 1 ohne eine Reibung des weichdichtenden Teiles 2 vom Ventilsitz 6 abgehoben.

Claims: A shut off valve comprising a softly sealing valve cone (1) adapted to be moved by a valve stem (10) and which above and below its softly sealing part (2) in the axial direction possesses metallic supports (7 and 8), which on closure of the shut off valve come into engagement with a conical valve seat (6), a downwardly concave spring element (3), which rests on the softly sealing part (2), being deformed directly when there is a further motion in the closing direction, by the valve stem (10) so as to cause flattening and owing to such deformation causes a pressing of the softly sealing part (2) against the valve seat (6), characterized in that above the softly sealing part (2) a resiliently elastic plate (3) is arranged which rests on the softly sealing part (2) and is independent from the support (8), and this plate (3) is to be deformed by the end face of the valve stem (10) which is moved on farther by the end face after the engagement of the supports (7 and 8), in that the support (7) arranged under the softly sealing part (2) is formed by a rigid plate (4) covering the end face of the softly sealing part (2) and in that the softly sealing part (2) extends between the resiliently elastic plate (3) and the lower rigid plate (4) radially and continuously. The shut off valve as claimed in claim 1, characterized in that the softly sealing part (2) is formed by an elastomer. The shut off valve as claimed in claim 1, characterized in that the softly sealing part (2) is constituted by PTFE. The shut off valve as claimed in claim 1 and any one of the following claims, characterized in that the upper and the lower support (7 and 8) of the valve cone (1) are constituted by sheet metal parts (4 and 5), which are clampingly attached to the softly sealing part (2) or are connected by vulcanization.

Inventors: RUCKERT, HEINZ-JUERGEN, Ruckert, Heinz-Jürgen 
Applicants: KSB AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1986
Main classification: F16K1
IPC codes: F16K1