Hochdruckabsperr vorrichtung. Es ist bekannt, dass Hochdruckabsperrvor- richtungen, insbesondere für Druckluft, bei denen. die Abdichtung im geschlossenen Zu stande durch aufeinander gepresste metallische Flächen und Kanten bewirkt wird-, auch bei bestem Einschleifen und sorgfältiger Mate rialauswahl nur kurze Zeit dichthalten.
Das rührt in der Hauptsache davon her, dass ins besondere bei nur wenig geöffnetem Ventil kegel, die Luft mit sehr grosser Geschwindig keit an den .Sitzflächen vorbeis,trömt, und dass die dichtenden Flächen und Kanten durch von der Druckluft mitgeführte feste Teil chen, erfahrungsgemäss selbst schon durch von der Druckluft mitgerissene Wassertröpf chen, rasch abgeschliffen werden.
Um dem zu begegnen, hat man schon ver sucht, den erforderlichen dichten Abschluss dadurch zu erreichen, dass der Ventilkegel oder Teller sich auf entsprechend weicheres oder nachgiebiges Material, wie Speziallegie rungen von Weissmetall, Hartgummi, Zellon und dergleichen Stoffe, aufsetzt und durch den 'hohen Schliessdruck dagegen gepresst wird. Aber auch das hat auf die Dauer kein befriedigendes Ergebnis gebracht, weil auch hierbei das schon erwähnte Abschleifen der Sitzflächen eintritt, ganz abgesehen davon, dass die Sitzflächen durch das häufige scharfe Aufeinanderpressen allmählich zerdrückt wer den.
Die meisten Hochdruckabsperrvorrich- tungen kranken deshalb nach wie vor daran, dass sie im Gebrauch nach einiger Zeit un dicht werden. Dadurch geht auf Kosten der Wirtschaftlichkeit der Anlage dauernd Druckluft verloren, was in bestimmten Fällen unbedingt verhindert werden muss.
Die Konstruktion der den Gegenstand der Erfindung bildenden Hochdruckabsperrvor- richtung geht nun einen von !dem bisher Übli chen abweichenden Weg. Sie beruht darauf, dass beim Schliessen zuerst ein grober Ab schluss mittels eines Schiebers erfolgt, und dass ausserdem an den in Frage kommenden Leckstellen zwischen Zufluss- und Abfluss- seite eine Lippenringdichtung vorgesehen und so angeordnet ist,
dass sie ebenso wie die Dichtungsflächen des Grobabschlusses ausser halb des Strömungsweges des hochgespannten Druckmittels liegt, also gegen Beschädigun gen durch ungehemmtes Auftreffen desselben geschützt ist, und das bis zu ihr durchtre tende Druckmittel mit Sicherheit zurückhält.
In den Fig. 1 bis 9 sind vier Ausfüh rungsbeispiele der erfindungsgemässen Hoch druckabsperrvorrichtung in Schnittdarstel lung veranschaulicht.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3 ist ein gerade geführter hohler, unten ge schlossener und mit zwei Lochreihen 2 und 3 versehener Rohrschieber 1 vorgesehen, der in den Fig. 2 und 3 in grösserem Massstabe dar gestellt ist. -Dieser Rohrschieber besitzt Innen gewinde, das mit dem Gewinde einer Schrau benspindel 9 in Eingriff steht, die durch ein Handrad 4 gedreht werden kann, in axialer Richtung aber nicht verschiebbar ist. Durch Drehen des Handrades 4 kann sonach der Rohrschieber 1 in der in dem dreiteiligen Ge häuse 7 festsitzenden Schieberbuchse 5 auf und niedergeschraubt werden.
Die Buchse 5 ist mit Öffnungen 6 versehen, mit denen die Öffnungen 3 des Rohrschiebers zur Deckung gebracht werden können.
Soll die in Fig. 1 und 2 geöffnet dar gestellte Vorrichtung geschlossen werden, so wird durch Drehen des Handrades 4 der Rohrschieber 1 hochgeschraubt. Dabei gleitet seine Lochreihe 3 von der mit ihr in Deckung gewesenen Lochreihe 6 der Führungsbuchse weg an dem nicht durch Öffnungen unterbro chenen obern Teil der Buchse 5 vorbei.
Von diesem Zeitpunkt an ist der durch den Stut zen des Gehäuses 7 seitlich eintretende und unten austretende Hochdruckluftstrom unter brochen, und es kann nur noch zwischen der Buchse und dem Umfang des in dieser sich etwa mit Gleitsitz bewegenden Schiebers so wie durch die Gewindeverbindung des Schie bers mit der Spindel etwas Luft bis zur Aus trittsseite durchdringen.
Diese Leckluft, die, wenn nur die grobe Abdichtung vorhanden @väre, entweichen und verloren gehen würde, wird nun durch einen den Rohrschieber um schliessende Lippenringmanschette 10 am Entweichen gehindert. Diese an sich bekannte Stopfbuchsdichtung ist zwischen dem untern und dem mittleren Teil des Gehäuses 7 mit geringem axialem Spiel eingesetzt.
Der innere Lippenrand der Manschette legt sich in der Schliessstellung des Schiebers (Fig. 3) unter der Wirkung der Druckluft an die zylin drische Aussenfläche des untern Teils des Rohrschiebers fest an und dichtet zuver lässig ab. Beim Schliessvorgang, das heisst also beim Hochgehen des Rohrschiebers 1, muss die l".ochreihe 2 durch den Lippenring 10 hin durchtreten. Dabei muss Sorge getragen wer den, dass der Lippenrand dieses aus Gummi hergestellten und daher empfindlichen Lip penringes nicht verletzt werden kann.
Zu diesem Zwecke ist die Oberfläche des Rohr schiebers 1 oberhalb und unterhalb der Loch reihe 2 ringsherum durch Abdrehen kegelig ausgespart und die Ränder der Öffnungen 2 sind nach aussen zu abgerundet. Ausserdem sind aus dem gleichen Grunde die Bohrungen 2 schräg zur Achse, und zwar nach aussen aufwärts, also gleichsinnig mit der Lage der Dichtungslippen gebohrt. Dadurch wird erreicht, dass die während des Schliessvor ganges noch ausströmende Leckluft bestrebt ist, den empfindlichen Lippenrand des Lip penringes vom Rohrschieber abzudrängen, so dass der Lippenring auch hierdurch gegen Be schädigungen geschützt wird.
Das untere Ende des Rohrschiebers 1 ist als Ventilkegel 12 ausgebildet; er kann durch Drehen des Handrades 4 auf den im Gehäuse vorgesehenen Sitz 13 niedergeschraubt wer den. Notfalls lässt sich also die zweite Ab dichtung zwischen der Eintritts- und der Austrittsseite auch hierdurch wenigstens kurzzeitig bewirken und der Betrieb behelfs- %veise aufrecht erhalten, wenn der Lippenring ausnahmsweise einmal versagen sollte und bei nächster Gelegenheit durch einen andern zu ersetzen ist. Da die Lebensdauer solcher Lippenring manschetten bei Stopfbuchsen vielfach er probt und bewährt ist,
hat man es bei der beschriebenen Anwendung .derselben mit einer zum Öffnen und Schliessen geeigneten Ab sperrvorrichtung zu tun, die sich gerade we gen ihrer Zuverlässigkeit bei sehr hohen Drücken vorteilhaft von den herkömmlichen Ventilbauarten unterscheidet. Auch eignet sie sich für besondere Verhältnisse, wo für In standsetzungsarbeiten vielfach nur kurze Zeit und einfache Hilfsmittel zur Verfügung stehen.
Bei .der zweiten Ausführungsform, nach den Fig. 4 und 5, ist ebenfalls der mit Innen gewinde versehene und gerade geführte Rohr schieber 1 vorhanden, der mittels des Hand rades 4 auf und nieder geschraubt werden kann. In der 0f f enstellung des Schiebers (Fig. 4) strömt die Druckluft aus der Flasche - in diesem Falle von unten kommend durch die in das Innere des Rohrschiebers 1 hineinragende feste Führungsbuchse 5 und durch die Öffnungen 2 des Rohrschiebers seitlich zur Verbrauchsstelle ab. Beim Nieder schrauben des Rohrschiebers 1 überdeckt die Führungsbuchse 5 die Lochreihe 2 und schliesst den Druckluftstrom grob ab (Fig. 5).
Etwaige Leckluft, die zwischen dem Rohr , schieber 1 und der Buchse 5 sowie durch das Gewinde des Rohrschiebers vordringt und das Gehäuse innen unter Druck setzt, wird vor dem mit dem Austrittsstutzen unmittelbar verbundenen Raum nach unten zu durch den Lippenring 10 und nach oben zu durch einen zweiten Lippenring 11 abgedichtet; dabei pressen sich die innern Lippenränder der Lippenringe auch hier wieder unter -der Wir kung .der Druckluft dichtend gegen die Aussenfläche des Rohrschiebers 1 an.
Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 5 befinden sich an den Rohrschiebern 1 Nasen 8, die in Nuten 15 der Haube 16 des Gehäuses 7 geführt sind; die Nasen 8 dienen dazu, beim Verstellen des Rohrschiebers 1 ein Verdrehen desselben zu verhindern.
Die Vorkehrungen zur Verhütung einer Beschädigung des Lippenringes 10 beim Durchtritt der Lochreihe 2 entsprechen den jenigen bei der ersten Ausführungsform.
Bei der dritten Ausführungsform, nach den Fig. 6 und 7, verläuft die Strömung durch das Gehäuse wieder wie bei der zuerst beschriebenen Ausführung, nämlich von oben nach unten. Der Schieber für den Grobab- ;
schluss der Druckluft ist hierbei jedoch etwas anders gestaltet; er hat einen kolbenförmigen Teil 14, der zwei Lippenringe 10 und 11 mit einander zugekehrten Lippen trägt und an dessen unterem Ende ein kurzer, unten offe-, ner rohrförmiger Teil 1 mit Durchtritts- öffnungen 2 angeordnet ist.
Ausserdem weicht diese Ausführungsform von den beiden an- dern, insofern ab, als der Schieber 1 beim Drehen des Handrades 4 sich mit der Schrau benspindel 9 mitdreht, die ihrerseits mit dem Gewinde des Gehäuses 7 in Eingriff steht und sich darin auf und nieder schiebt.
In der Offenstellung (Fig. 6) kann die Druckluft von der Druckluftflasche her durch die Öffnungen 6 der festen Schieber buchse 5 und die Öffnungen 2 des Rohr schiebers 1 zur Verbrauchsstelle abströmen. Beim Niederschrauben des Kolbens 14 wer den die @Gffnungen 2 durch die nicht durch brochene Wand im untern Teil der Führungs buchse 5 grob abgeschlossen.
In dieser End- lage des Schiebers liegen die Lippenringe 10, 11 zu beiden Seiten der Öffnungen 6 der Führungsbuchse 5. Infolgedessen kann die bis zum Kolben 14 vordringende Druckluft We der nach oben noch nach unten entweichen, da die Lippenringe unter .der Einwirkung der Leckluft sich mit ihren äussern Lippen fest gegen die Innenwand der Führungsbuchse 5 anlegen und so einen vollkommen zuver lässigen Abschluss bilden.
Eine derartige Anordnung mit dem be sonderen und zuverlässigen Zusammenwirken von Schieber und Lippenringdichtung lässt sich ferner auch für selbsttätige Ventile ver wenden; so handelt es sich bei der vierten Ausführungsform nach den Fig. 8 und 9 um ein .Sicherheitsventil, dessen Bezeichnungen teilweise mit denen der andern Ausführungs formen übereinstimmen. In dem Gehäuse 7 ist ein als hohler Stufenkolben ausgebildeter Schieber 17 angeordnet, der zu beiden Seiten seiner Ringfläche 18 im Bereich des kleine ren und des grösseren Durchmessers mit je einer Schlitzgruppe 19, 20 versehen und von je einem elastischen Lippenring 10, 11 umge ben ist.
In einen den Schieber umgebenden Ringraum 21 mündet einerseits der Anschluss stutzen 22 für die Druckleitung. anderseits eine Bohrung 23, deren Wand nach der ent gegengesetzten Richtung in eine schneiden artige Kante ausläuft. Zwischen dieser und der in gewissem Abstand davon liegenden gleichartigen, aber entgegengesetzt gerichte ten Kante einer gleichachsigen Bohrung 24. die mit der Aussenluft in Verbindung steht, befindet sich eine an ihrem äussern Rand ein gespannte Membrane 25, die unter der Ein wirkung einer vorgespannten Feder 26 gegen die Kante der Bohrung 23 anliegt. Bis zum äussern Ende der die grössere Stufe des Schie bers aufnehmenden Bohrung reicht eine an dieser angeordnete Längsnut 27, an die eine mit je einem Zweig zu beiden Seiten der Membrane ausmündende Bohrung 28 ange schlossen ist.
So lange der zu überwachende Druck in dem betreffenden Behälter, Rohr oder der gleichen die normale Höhe hat oder unter halb der zulässigen Grenze bleibt, schliesst die Membrane gemäss Fig. 8 die Bohrung 23 ab; gleichzeiti-- ist die grössere Stirnfläche des Schiebers durch die Verbindung der Nut 27 mit der Aussenluft entlastet, so dass der Schie ber nur an seiner Ringfläche 18 unter der Einwirkung des Druckmittels steht und da durch in der Schliesslage gehalten wird.
Sobald jedoch der Druck vor dem Ventil zu hoch wird, wird die Membrane entgegen ihrer einstellbaren Federbelastung in die Lage nach Fig. 9 verstellt, in der die Nut 27 von der ins Freie führenden Bohrung 24 ab gesperrt und dafür an die unter Druck stehende Bohrung 23 angeschlossen ist. Das Druckmittel kann also jetzt auch die grössere Stirnfläche des Schiebers beaufschlagen. Die ser wird dadurch nach links in seine Offen lage verschoben, in der die ringförmige Stufenfläche als Anschlag zur Hubbegren zung .dient.
Dort verbleibt er allerdings nur bis zu dem Zeitpunkt, in dem die Spannung des Druckmittels sich durch das über die Schlitze 20, 19 nach aussen erfolgende Ab strömen desselben bis etwas unter die zu lässige Höchstgrenze verringert hat. Dann wird durch das Überwiegen der Federbela stung der Membrane wieder der Zustand nach Fig. 8 hergestellt. Auf die im Innern des Schiebers vorhandenen Stirnflächen wirkt das Druckmittel mit gleicher Kraft in den entgegengesetzten Richtungen ein und beein flusst somit die Bewegung des Schiebers nicht.
Ein derartiges Ventil kann auch umge kehrt zum selbsttätigen Absperren einer nor malerweise offenen Verbindung beim Unter schreiten eines zulässigen Mindestdruckes ver wendet werden; dann schliesst es nur beim Eintreten eines nicht gewünschten Betriebs zustandes. In diesem Falle ist unter Umstän den bei der Gestaltung der Schlitze im Schie ber darauf besondere Rücksicht zu nehmen, dass die beim Durchströmen des Schiebers ein tretende Drosselwirkung den jeweiligen Ver hältnissen entspricht.
Ausserdem kann mit einer ebenfalls im wesentlichen entsprechen den Anordnung ein selbsttätiges Schliessen beim Überschreiten und ein selbsttätiges Öff nen beim Unterschreiten eines bestimmten Druckes erreicht werden; dazu brauchen nur die Schlitze, Bohrungen nsw. in geeigneter i Weise anders angeordnet zu werden. Schliess lich lassen sich die innern Dichtungslippen der beiden Lippenringe durch entsprechende Massnahmen wie bei den andern Ausführungs formen schützen.
Die Vereinigung eines Haupt- und eines Hilfssteuerorganes, von denen nur das letz tere unter Federdruck steht, ist bei andern Ventilbauarten an sich bekannt. Der damit erreichte Vorteil, dass die im kritischen Au- s genblick möglichst schnell durchzuführende Öffnungs-bezw. Schliessbewegung des Haupt steuerorganes nicht durch eine zunehmende Federkraft gehemmt wird, erhöht die Zweck mässigkeit der vorliegenden Anordnung noch mehr.
Selbst wenn aber die Normallage des Schiebers aus irgendwelchen Gründen, zum Beispiel zwecks Vermeidung seiner Stufen form, besser durch eine vorgespannte Feder als durch das auf seine Ringfläche einwir kende Druckmittel aufrechterhalten bezw. wiederhergestellt wird, so ist dies mit einer verhältnismässig weichen Feder erreichbar, die nur den bei der Schieberbewegung auf tretenden Reibungswiderstand, aber keinen Gegendruck zu überwinden braucht.
Die vier beschriebenen Ausführungsfor men der erfindungsgemässen Absperrvorrich tung stimmen also darin überein, dass beim Schliessen zunächst ein grober Abschluss mit tels eines Schiebers erfolgt, und dass an schliessend daran ein stopfbuchsenartig wir kender F.einabschluss der Druckluft durch an sieh bekannte Lippenringe (z. B. durch die bekannte "Simmerit Lippenring-Manschetten- dichtung") eintritt.
Alle Elemente sind dabei so angeordnet, dass ihre zur Abdichtung bei tragenden Flächen bezw. Teile ausserhalb des Hauptströmungsweges des Druckmittels lie gen. Desgleichen sind Vorkehrungen getrof fen, dass der empfindliche Lippenrand der Lippenringe beim Überschleifen der Durch trittsöffnungen nicht beschädigt werden kann.