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Absperrschieber
Die Erfindung bezieht sich auf einen Absperrschieber mit einem Verschlussstück, das im Schnitt quer zum Hub in der einen Richtung, z. B. der Durchflussrichtung, kürzer ist als quer dazu und das von einer Membran überzogen ist, die mit ihrem Rand im Gehäuse eingespannt ist.
Es gibt einerseits Membranschieber, bei denen das mit einer Membran überzogene Verschlussstück einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Soweit das Verschlussstück solcher Membranschieber oberhalb des grössten Querschnittes des Verschlussstückes mit einer Einschnürung versehen ist, ist die Einschnürung ebenfalls wieder kreisförmig, wie auch der eingespannte Rand der Membran in Kreisform gehalten ist. Bei einer besonderen Ausführungsform dieser Art ist das Verschlussstück an der Unterseite noch mit einem Ansatz versehen, der im Querschnitt dreieckförmig ausgebildet ist. Der Ansatz stellt hiebei kein Dichtungselement dar, sondern nur ein zusätzlich aufgesetztes Teil, das dazu dient, die Strömung des durchflie- ssenden Mediums möglichst verlustlos zu gestalten.
Bei andern Membranschiebern anderseits, bei denen das Verschlussstück in Durchflussrichtung kürzer als quer dazu gehalten ist, ergibt sich eine Ausbildung der Membran bzw. des Verschlussstückes in der Weise, dass der Querschnitt des Verschlussstückes oberhalb des grössten Durchmessers der Art nach derselbe ist, wie unterhalb des Durchmessers bzw. in beiden Fällen viereckig. Demgemäss ist auch die Membran mit dem Einspannrand viereckig gehalten. Der Gehäuseflansch bzw. der Deckelflansch ist dieser Grundrissform ebenfalls als Viereck angepasst. Da die Membran durch das Öffnen und Schliessen des Ventils einer Bewegung unterworfen ist, durch die bei der Membran Falten ungleicher Länge und Art entstehen, ergeben sich in der Membran Spannungen, die durch das Hinzutreten der durch das Druckmedium ausgeübten Kräfte beträchtlich werden können.
Beispielsweise ist zwischen der Einspannstelle und dem Verschlussstück in der Richtung quer zum Durchfluss weniger Membranlänge vorhanden als in der Durchflussrichtung. Bei einem bestimmten Hub des Verschlussstückes wird die Membran nicht nur in den beiden 900 zueinander liegenden Richtungen unterschiedlichen Kräften unterworfen, sondern es entstehen auch noch in der Diagonale zwischen den beiden Richtungen wirkende Kräfte, die die Membran auf Zerren beanspruchen. Man könnte diese Ungleichheit der Beanspruchung dadurch herabsetzen, dass das Verschlussstück im Querschnitt kreisförmig ausgebildet wird.
Der kreisförmige Querschnitt, d. h. die halbkugelige Gestaltung des Verschlussstückes, hat jedoch gerade bei grossen Nennweiten den Nachteil, dass das Ventil in Durchflussrichtung ausserordentlich breit ausfällt und unförmig wird, abgesehen davon, dass die Halbkugelform des Ansatzes noch andere Nachteile für die Beanspruchung der Membran und für die Abdichtung mit sich bringt.
Gemäss der Erfindung werden diese Nachteile dadurch behoben, dass das an sich bekannte im Schnitt quer zum Hub in der einen Richtung, z. B. Durchflussrichtung, kürzer als quer dazu ausgebildete Verschlussstück mit einem eingeschnürten, noch von der Membran überzogenen Hals vor kreisrundem Querschnitt versehen ist, wobei auch der eingespannte Rand der Membran in bekannter Weise Kreisform aufweist.
Bei einem Verschlussstück in der Form einer Pyramide, die sich in Schliessrichtung verjüngt, soll der Durchmesser des eingeschnürten Halses vorteilhaft gleich der Basisbreite der Pyramide oder etwas kleiner sein.
Auf diese Weise ist es möglich, Absperrschieber mit Membranabdichtung auch bei grossen bzw. grössten Nennweiten zu verwenden, ohne dass Gefahr besteht, dass die Membran unzulässig beansprucht oder gefaltet wird. Der Schieber selbst bleibt in Durchflussrichtung verhältnismässig schmal. Es werden in wirksamer Weise die Vorteile eines schmalen und quer zur Durchflussrichtung breiteren Verschlussstückes mit denjenigen eines Schiebers vereinigt, bei dem die Entfernungen der Einspannstelle der Membran bis zum
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Kern des Verschlussstückes ringsherum gleich sind. Eine ungleiche Verteilung der Kraftwirkung an der Membran ist aufgehoben. Die wirksame Membranfläche, soweit sie nicht mehr fest mit dem Verschlussstück verbunden ist, kann sich ringsherum in gleicher Weise in Falten legen bzw. wölben.
Ungleiche und zerrende Beanspruchungen werden vermieden. Es ist ferner möglich, das Gehäuse des Schiebers trotz der grösseren Länge des Verschlussstückes quer zur Durchflussrichtung durch das kreisförmige Einschnüren des Verschlussstückes in dieser Richtung gedrungen erhalten. Dadurch wird die Membranfläche insgesamt kleiner. Die durch das Druckmedium auf die Mebranfläche wirkenden Kräfte werden geringer. Die Bedienungskräfte können kleiner gehalten werden. Dies hat zur Folge, dass man bei Kraftantriebe für die Betätigung des Schiebers einen kleineren Kolben verwenden kann.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht. Fig. 1 zeigt einen Absperrschieber gemäss der Erfindung im senkrechten Schnitt quer zur Durchflussrichtung. In Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt parallel zur Durchflussrichtung dargestellt. Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch den Absperrschieber nach der Linie III-III der Fig. 1. Fig. 4 zeigt die Membran für sich im Schaubild.
Der Absperrschieber besteht aus dem Gehäuseunterteil l mit dem Befestigungsflansch 1 a und dem Gehäuseteil 2, in welchem die Spindel 3 als nichtsteigende Spindel geführt ist. Zwischen Unterteil und Oberteil ist die Membran 4 eingespannt, die das Verschlussstück 5 umgibt. Dieses ist so ausgebildet, dass es nach unten pyramidenförmig verjüngend verläuft und einen flachen Boden 5a aufweist. Im Querschnitt ist das Verschlussstück 5 als Rechteck gehalten, u. zw. mit der kurzen Achse in Durchflussrichtung des Schiebers und mit der langen Achse quer dazu. Eine solche Ausbildung ist bekannt und hat mehrfache Vorzüge.
Erfindungsgemäss ist das Verschlussstück von einem grössten Querschnitt an, der in der Höhe der Linie A-B liegen kann, nach oben in Richtung der Spindel eingezogen, u. zw. so, dass der kleinste Querschnitt des eingezogenen Teiles 5b des Verschlussstückes Kreisform bzw. nahezu Kreisform aufweist. Die Kreisfläche wird zweckmässig durch die Breite des Verschlussstückes 5 in Durchflussrichtung (Fig. 2) bestimmt. In der Ebene quer zur Durchflussrichtung wird also das Verschlussstück nach oben hin bis zur Breite des Verschlussstückes in Durchflussrichtung eingezogen. Bei dieser Ausbildung können trotz der pyra. 1Ú- denförmigen Gestaltung des Verschlussstückes 5 die Flanschenteile 1 b und 2 a der Gehäuse kreisförmig gehalten werden.
Die Bearbeitung nicht nur der Gehäuseteile, sondern auch der Presstorm für die Herstellung der Membran wird einfach, da es sich um gedrehte Flächen handelt.
Diese Ausbildung gilt nicht nur für pyramidenförmig gehaltene Verschlussstücke, sondern für alle solche, die im Querschnitt in der einen Richtung kürzer sind als in der andern. Bei Schiebern grösserer Nennweiten wirkt sich der Erfindungsgegenstand besonders vorteilhaft aus. Er ist aber auch für Schieber kleinerer Nennweiten vorteilhaft.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Absperrschieber mit einem Verschlussstück, das von einer Membran überzogen ist, die mit ihrem Rand im Gehäuse eingespannt ist. dadurch gekennzeichnet, dass das an sich bekannte im Schnitt quer zum Hub in der einen Richtung, z. B. der Durchflussricht'mg, kürzer als quer dazu ausgebildete Verschlussstück mit einem eingeschnürten, noch von der Membran überzogenen Hals von kreisrundem Querschnitt versehen ist, wobei auch der eingespannte Rand der Membran in bekannter Weise Kreisform aufweist.