AT236178B

AT236178B - Mehrwegdrehschieber

Info

Publication number: AT236178B
Application number: AT539061A
Authority: AT
Inventors: Leonid Dipl Ing Bazilevsky
Original assignee: Waagner Biro Ag
Priority date: 1961-07-12
Filing date: 1961-07-12
Publication date: 1964-10-12

Description

Mehrwegdrehschieber
Die Erfindung betrifft einen Mehrwegdrehschieber für Strömungsleitungen, wie für Rohrleitungen, Kamine od. dgl., vorzugsweise mit abgerundeten, hauptsächlich kreisförmigen oder ovalen Querschnitten mit verdrehbarem Absperrorgan.

Durchgangsventile mit einer elektrisch von aussen betätigten Klappe in Form eines Zylinderausschnittes sind bekannt. Bei diesen bekannten Konstruktionen schneidet die Drehachse der Klappe die Rohrachse oder es liegt die Drehachse vollkommen ausserhalb des Rohres. Die bekannten Bauarten genügen den Anforderungen der Praxis nicht.

Die Erfindung ist durch die Kombination der Merkmale gekennzeichnet, dass das Absperrorgan als ein Wandausschnitt einer der abzusperrenden Strömungsleitung ausgebildet ist und dass vor und nach dem Verdrehen das Absperrorgan verschiebbar ist, insbesondere parallel zu sich selbst verschiebbar ist, wobei die Achse, um die das Absperrorgan verdreht wird, die durch die Rohrachsen gegebene Ebene in Nähe des Schnittpunktes dieser Rohrachsen durchsetzt. Diese Konstruktion bringt die Vorteile eines geringen Strömungswiderstandes, einer leichten Bauweise usf. auch für jene Fälle mit sich, in welcher eine unbedingt dichte Absperrung der einzelnen Rohrleitungen bei leichter Verschwenkbarkeit notwendig ist.

Der erfindungsgemässe Schieber kann vorzugsweise als geschweisste Stahlkonstruktion ausgeführt sein.
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(abgeschert) werden, wird die Drehachse und damit das Verschlusssegment zuerst um den Betrag 2e parallel zu sich selbst zurückgenommen (Fig. lob), dann um 900 nach rechts geschwenkt (Fig. lc) und dann wieder um den Betrag 2e nach vor geschoben, so dass es an den Dichtungen 4 des Abzweigrohres 3 dichtend anliegt (Fig. 1d) : Eine etwas andere Art der Verschiebung der Achse wird in den Fig. 2a-2d dargestellt, wo die Dreh'achse des Verschlusssegments 2 selbst in einem Exzenter gelagert ist, der jeweils um 900 gedreht wird.

Das Verschlusssegment 2 macht daher eine kleine Kippbewegung, die jedoch bei dem grossen Durchmesser nicht stört. In der in Fig. 2b strichliert dargestellten Mittelstellung ist zu sehen, dass der Abstand zwischen Rohrkante und Segmentrücken so gross ist (0, 415 Radius des Rohres), dass ohne weiteres darauf Verstärkungsrippen angebracht werden können.

In Fig. 3 ist vergrössert die konstruktive Ausbildung des Exzenterzapfenantriebes nach den Fig. 2a-2d in angepresster Stellung gezeigt, wobei es sich hier um eine Sonderausführung mit wassergekühlten hohlwandigen Elementen handelt, wie sie etwa bei heissen Industrieabgasen verwendet werden. Dabei ist das Verschlusssegment 2 auf einemhohlen Zapfen 5 befestigt, der selbst exzentrisch in einer Büchse 6 drehbar gelagert ist. Die Exzenterbüchse 6 ist erst in dem an der Wandung des Rohres 1 aussen befestigten Lagerbock 7 gelagert. Zur Verstellung der Exzenterbüchse 6 und damit Abheben des Segments 2 von der Dichtung 4 dient ein auf der Exzenterbüchse 6 aufgekeiltes Schneckenrad 8, das von einer Schnecke 9 angetrieben wird.

Für die Drehung des Segments 2 ist am Ende des Bolzens 5 ein Zahnrad 10 befestigt, welches mit einem innen verzahnten Aussenzahnkranz'il kämmt. Dieser Zahnkranz sitzt auf einem glockenförmigen Träger 12, der über ein auf seinem Schaft 13 aufgekeiltes Schneckenrad í4 angetrieben wird. Schnecke 15 und Motor dieses Schneckenantriebes (14, 15) müssen natürlich mit dem Antrieb für die Exzenterbüchse 6 zusammen programm-bzw. synchrongesteuert sein, was durch nicht dargestellte Schaltmittel (wie z. B. durch Nockenscheiben betätigte Schalter usw.) erfolgt.

Die Zuführung des Kühlmittels zum hohlwandigen Absperrorgan erfolgt über eine Leitung 16, welche durch den hohlen Schaft 13 und den ebenfalls hohlen Bolzen 5 geführt ist. Der Lagerbock 7 wird über Leitungen 17, 18 an einen Kühlmittelkreislauf angeschlossen. Die Übertragung der Drehbewegung auf die Lagerung der andern Seite erfolgt entweder mechanisch über Zahnräder und Wellen oder über eine elektrische Welle. Die beiden Lagerbolzen 5 sind ja an sich durch das Absperrorgan 2 selbst miteinander gekuppelt.

In Fig. 4a-4d ist die Anordnung mit Doppelexzenter schematisch dargestellt, welche den Zweck hat, eine geradlinige Führung des Lagerzapfens 5 zu gewährleisten. Hiezu sind zwei ineinanderliegende Exzenterbüchsen 19 und 20 mit den Exzentrizitäten el und e2 erforderlich, die gleichzeitig im entgegengesetzten Sinne (in Pfeilrichtung) gedreht werden. Dabei wirkt auf den Zapfen 5 die Exzentrizität ei + e2 = e, so dass derselbe im gesamten um 2e verschoben wird (Fig. 4a gegenüber Fig. 4c). Der Vorgang ist kurz folgender
Verdreht man den Exzenter 20 um z. B. 900 nach rechts und den Exzenter 19 gleichzeitig um 900 nach links, dann bleibt die Achse des Zapfens 5, die im Exzenter 19 ebenfalls exzentrisch gelagert ist. in einer senkrechten Linie.

Die relative Verdrehung vom Exzenter 19 gegenüber Exzenter 20 muss den doppelten Winkel betragen. Diese relative Bewegung wird z. B., wie in Fig. 5 gezeichnet, durch ein Planetengetriebe erreicht.
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den Zahnräder 23a und 23b sind drehbar mit dem Exzenter 20 verbunden. Beim Verdrehen des Exzenters 20 durch'z. B. den Schneckentrieb 8, 9 wandert das Zahnradpaar mit, wobei es mit Zahnrad 21 immer im Eingriff bleibt. Dadurch dreht sich das. Rad 22 und damit der Exzenter 19 in die Gegenrichtung, u. zw. bei D = 2 D6 mit der zweifachen Winkelgeschwindigkeit gegenüber demExzenter 20.

Die Drehung des Klappensegments 2 erfolgt hier durch den Schneckentrieb 14, 15 über eine Kulissenführung 24,25 in der ein auf dem Zapfen 5 aufgekeilter Mitnehmer 26 geführt ist.

In den Fig. 7a-7h sind schematisch die verschiedenen Segmentstellungen bei einem Vierwegventil dargestellt, wobei zwei Segmente 2 und 2'verwendet werden. Diese Segmente werden nach Abheben von der Dichtung 4 verschwenkt und dann wieder angepresst. Sie können gemäss Fig. 8a und 8b auch übereinandergestellt werden, so dass nur ein Rohrstrang abgeschlossen ist. Es können somit alle möglichen Schaltstel- lungen erreicht werden.

Wie aus diesen Figuren ersichtlich ist, erfolgt das Verdrehen von Segment und Exzenter nach genau bestimmter Folge, aber nicht immer parallel, so dass sie nicht festgekoppelt werden können.

Während beim Handantrieb das Verdrehen durch Schema und Betriebsanweisung oder durch Kulisse und Blockierungsmechanismus erreicht werden kann, muss bei mechanischem Antrieb ein Mechanismus vorhanden sein, der automatisch die Bewegungen regelt.

Die Erfindung ist auf die dargestellten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt. Es können vielmehr alle bekannten Kulissenführungen zur Verstellung sowie Programmsteuerungen verwendet werden.

An Stelle von zwei Antriebsmotoren kann auch mit einem das Auslangen gefunden werden, wenn eine gesteuerte Kupplung angewendet wird.

Die vorgeschlagenen Mehrwegdrehschieber können breite Verwendung finden besonders für Rohrleitungen mitNiederdruckwasserströmung z. B. für grosse Bewässerungsanlagen, wo die Pumpenstationen Fluss- wasser auf weite Entfernung treiben, um dort das Wasser auf einzelne Gebiete zu verteilen. Sind die Schieber mit Elektroantrieb ausgerüstet, dann können sie von einer einzigen weit entfernten Zentrale durch Umschaltungen auf dem Armaturenbrett beherrscht werden.

Gute Verwendung können sie ausserdem finden bei Strömungsleitungen von Abgasen, besonders wenn die Strömungsleitungen mit Abzweigungen ausgestattet sein müssen, wie es z. B. bei wassergekühlten Kaminen mit Filteranlagen zum Reinigen des Abgases der Fall ist.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Mehrwegdrehschieber für Strömungsleitungen, wie für Rohrleitungen, Kamine od. dgl., vorzugsweise mit abgerundeten, hauptsächlich kreisförmigen oder ovalen Querschnitten mit verdrehbarem Absperrorgan, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, dass das Absperrorgan (2) als ein Wandausschnitt einer der abzusperrenden Strömungsleitung (1, 3) ausgebildet ist und dass vor und nach dem Verdrehen das Absperrorgan (2) verschiebbar ist, insbesondere parallel zu sich selbst verschiebbar ist, wobei die Achse, um die das Absperrorgan (2) verdreht wird, die durch die Rohrachsen gegebene Ebene in Nähe des Schnittpunktes dieser Rohrachsen durchsetzt.

Claims

2. Drehschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschieben des Absperrorgans (2) mechanisch, z. B. durch Exzenter, u. zw. einfache (6) oder Doppelexzenter (19, 20) hydraulisch durch Servomotoren oder elektromagnetisch erfolgt (Fig. 3-6).

3. Drehschieber nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass für Vierweg-Strömungs- leitungen (1, 3) das Absperrorgan zwei Segmente (2, 2') aufweist und bei entsprechendem Verdrehen der beiden Teile je nach Bedarf eine Zweiweg-, Dreiweg- oder Vierwegströmung gegeben ist (Fig. 7a-7h).

4. Drehschieber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für den automatischen Antrieb ein stufenweise, z. B. 900 verdrehbares Absperrorgan (2) und ein ebensolches Verschiebeorgan z. B. Exzenter (6) vorgesehen sind, wobei für jedes weitere Verdrehen ein neuer Arbeitsbefehl erforderlich ist.

5. Drehschieber nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei getrennte Schnekkenantriebe (8, 9,14, 15) vor, gesehen sind, von denen der eine (8,9) mit dem oder den Verschiebeexzenter (n) (6,19, 20) in Verbindung steht, während der andere (14, 15) der Klappendrehung dient.

6. Drehschieber nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung eines geraden Verschiebeweges zwei gegenläufig verdrehbare Exzenter (19,20) ineinander vorgesehen sind, die über ein Planetengetriebe (21,22, 23a, 23b) miteinander gekuppelt sind (Fig. 5).

7. Drehschieber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerzapfen (5) über eine Kulissenführung (24,25) mit dem Verdrehantrieb für die Schieberdrehung verbunden ist.

8. Drehschieber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein Antriebsmotor vorgesehen ist, wobei die Antriebsgetriebe für Exzenter (19, 20) und Schieberdrehung mechanisch oder elektrisch gesteuert kuppelbar sind.

9. Drehschieber nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in an sich bekannter Weise das Absperrorgan (2) hohlwandig ausgebildet und von einem Kühlmittel durchströmt ist.

10. Drehschieber nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in an sich bekannter Weise das Absperrorgan (2) auf der Aussenseite mit Versteifungsrippen versehen ist.

11. Drehschieber nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vierwegventilen die beiden Absperrorgane (2, 2') vermittels verschiedener Exzenter ineinander schiebbar und so in die gleiche Stellung bringbar sind.