Gegenstand des Hauptpatentes ist ein Absperrorgan zum Regeln des Durchflusses eines strömenden Mediums durch einen allseitig geschlossenen Kanal, insbesondere für Druckleitungen von Wasserkraftanlagen, mit einem an zwei einander gegenüberliegenden Wandteilen des Kanals befestigten, den Kanal durchquerenden Steg, einer im Kanal liegenden, am Steg schwenkbar abgestützten Klappe zum Absperren des Kanals, und einem Antriebsmechanismus zum Schwenken der Klappe. Nach dem Patentanspruch des Hauptpatentes ist dieses Absperrorgan dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmechanismus einen Stellmotor aufweist, welcher einerseits mit der Klappe, andererseits mit dem Steg verbunden ist, wobei die Verbindungsmittel zwischen Klappe und Stellmotor bzw. zwischen Stellmotor und Steg im wesentlichen in einer senkrecht zur Schwenkachse der Klappe verlaufenden, den Kanal durchschneidenden Ebene liegen.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung des Absperrorgans besteht nach dem Unteranspruch 1 des Hauptpatentes darin, dass der Querschnitt des Stegs eine Kante aufweist, und dass die Klappe auf dieser Kante schwenkbar aufliegt, während zur Zentrierung der Klappe in der Schwenkachse mindestens zwei Lager angeordnet sind, die das Eigengewicht der Klappe tragen.
Das geschilderte Absperrorgan kann im Sinne der vorliegenden Erfindung dadurch verbessert werden, dass der Querschnitt des Stegs eine gerundete Kante aufweist, und dass die Klappe auf dieser gerundeten Kante schwenkbar aufliegt.
In der Zeichnung, anhand welcher die Erfindung näher erläutert wird, ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein Absperrorgan, und
Fig. 2 einen Querschnitt in grösserem Masstab durch ein Lager zur Zentrierung der in Fig. 1 gezeigten Klappe.
Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Absperrorgan für Druckleitungen von Wasserkraftanlagen ist in einem allseitig geschlossenen Kanal ein an gegenüberliegenden Wandteilen des Kanals starr befestigter, den Kanal durchquerender Steg 3 vorgesehen. In Fig. 1 ist eine Klappe 4 in einer mittleren Stellung dargestellt. Der in der Zeichnung von links kommende Mediumstrom ist somit gedrosselt. Die aus der an der Klappe 4 vorhandenen Druckdifferenz entstehende Last wird vom Steg 3 übernommen und auf die Wandteile des Kanals übertragen.
Die Klappe 4 ist am Steg 3 schwenkbar gelagert. Die Schwenkachse der Klappe 4 fällt mit der Achse einer Kante 5 des Stegs 3 zusammen, welche zur Übertragung der von dei Klappe 4 ausgeübten Last auf den Steg 3 dient. Der Querschnitt des Stegs 3 weist in Strömungsrichtung eine grössere Ausdehnung auf als quer dazu.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der Steg 3 in der Geschlossen Stellung der Klappe 4 auf der Abstromseite der Klappe angeordnet und nimmt die von der Klappe 4 ausgeübte Kraft in Form einer Streckenlast auf. Eine Durchbiegung der Klappe 4 längs der Schwenkachse kann somit durch den Steg 3 weitgehend verhindert werden. Gegen eine senkrecht dazu auftretende Durchbiegung kann die Klappe durch Rippen versteift werden, die in der Offen-Stellung der Klappe in Strömungsrichtung liegen und deshalb nur einen kleinen Druckverlust für das strömende Medium erzeugen.
In der Schwenkachse, die mit der Achse der Kante 5 zusammenfällt, sind mindestens zwei Lager angeordnet, die so dimensioniert sind, dass sie das Eigengewicht der Klappe 4 zu tragen vermögen und die Zentrierung der Klappe 4 in der Schwenkachse sichern. Eines dieser Lager ist in Fig. 2 dargestellt.
Ein Stellmotor 19 ist unmittelbar am Steg 3 angeschraubt, d. h. der Stellmotor 19 liegt am Steg 3 an. Auf diese Weise ist der Kraftfluss des Antriebsmechanismus auf kürzestem Weg geschlossen. Eine Torsionsbeanspruchung des Stegs 3 infolge der beim Schliessen der Klappe auf die Klappe einwirkenden dynamischen Kräfte des strömenden Mediums kann gewünschtenfalls mittels einer in der Zeichnungsebene liegenden Stütze oder mittels parallel zur Zeichnungsebene liegender Stützen verkleinert werden, die den Steg mit der Wand des Kanals verbinden.
Die Hauptachse des Stellmotors 19 verläuft in Strömungsrichtung des strömenden Mediums, d. h. des zu regelnden Druckwasserstroms. In der Offen-Stellung der Klappe 4 ist der Strömungswiderstand aller im Kanal befindlichen Teile also sehr gering.
Das Druckmittel für die Betätigung des Stellmotors 19 wird durch Bohrungen im Steg 3 geführt, welche seitlich, ausserhalb des Kanals an eine nichtgezeigte Steuervorrichtung angeschlossen werden können. Der Stellmotor 19 ist als doppelwirkender Stellmotor mit Zylinderräumen 11 und 20 ausgebildet. Es kann Druckmedium in den Zylinderraum 20 gegeben werden zwecks Unterstützung der Schliessbewegung der Klappe.
Für die Klappe 4 ist zur Abstützung über der ganzen Länge des Stegs 3 ein am Steg angeschweisster Rundstab 21 vorgesehen, der eine abgerundete Kante 5 mit einer zylinderischen Gleitfläche 22 aufweist, auf welcher die Klappe 4 linienförmig abgestützt und um die Achse der Fläche 22 schwenkbar ist.
Der Rundstab 21 überbrückt im Steg 3 vorhandene Aussparungen 23, durch welche an der Klappe 4 befestigte Lagerbügel 24 hindurchgreifen. Der Vorteil einer solchen Abstützungsart liegt in der einfachen Herstellungsweise, welche keine engen Toleranzen erfordert.
Der Rundstab 21 kann beispielsweise aus rostfreiem Stahl bestehen, und die an der Klappe vorhandene Gegenfläche kann von einer Leiste 25 aus Bronze gebildet werden. Die Bügel 24 können an ihrer dem Rundstab 21 zugewandten Innenseite mit Bronze belegt sein und den Rundstab mit so reichlichem Spiel umfassen, dass eventuell auftretenden Durchbiegungen des Stegs 3 und der Klappe 4 genügend Freiheit gegeben ist.
Die Kante 5 bzw. der Rundstab 21 sollen sich über mehr als die Hälfte der in der Schwenkachse bestehenden Breite der Klappe erstrecken.
PATENTANSPRUCH
Absperrorgan nach dem Patentanspruch des Hauptpatentes, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Stegs (3) eine gerundete Kante (5) aufweist, und dass die Klappe (4) auf dieser gerundeten Kante (5) schwenkbar aufliegt.
UNTERANSPRÜCHE
1. Absperrorgan nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kante (5) über mehr als die Hälfte der in der Schwenkachse bestehenden Breite der Klappe (4) erstreckt.
2. Absperrorgan nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kante (5) von einem am Steg (3) befestigten Rundstab (21) gebildet wird, und dass der Steg (3) von dem Rundstab (21) überbrückte Aussparungen (23) aufweist, durch welche an der Klappe befestigte Lagerbügel (24) hindurchgreifen.
3. Absperrorgan nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kante (5) von einem am Steg (3) befestigten, aus rostfreiem Material bestehenden Stab (21) gebildet wird.
4. Absperrorgan nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (4) mittels einer an ihr befestigten Leiste (25) auf der Kante (5) aufliegt.
**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.
The subject of the main patent is a shut-off device for regulating the flow of a flowing medium through a channel that is closed on all sides, in particular for pressure lines of water power plants, with a web that is attached to two opposing wall parts of the channel and crosses the channel, and one located in the channel and pivotably supported on the web Flap for shutting off the channel, and a drive mechanism for pivoting the flap. According to the claim of the main patent, this shut-off device is characterized in that the drive mechanism has a servomotor, which is connected on the one hand to the flap and on the other hand to the web, the connecting means between the flap and servomotor or between servomotor and web essentially in a perpendicular to Pivot axis of the flap extending, the channel intersecting plane lie.
According to dependent claim 1 of the main patent, a further advantageous embodiment of the shut-off element is that the cross-section of the web has an edge and that the flap rests pivotably on this edge, while at least two bearings are arranged to center the flap in the pivot axis Bear the weight of the flap.
The described shut-off device can be improved in the sense of the present invention in that the cross-section of the web has a rounded edge and that the flap rests pivotably on this rounded edge.
In the drawing, on the basis of which the invention is explained in more detail, an embodiment of the subject matter of the invention is shown in simplified form. Show it:
Fig. 1 shows an axial section through a shut-off device, and
FIG. 2 shows a cross section on a larger scale through a bearing for centering the flap shown in FIG.
In the shut-off device for pressure lines of water power plants shown in FIGS. 1 and 2, a web 3 which is rigidly attached to opposite wall parts of the channel and traversing the channel is provided in a channel which is closed on all sides. In Fig. 1, a flap 4 is shown in a central position. The medium flow coming from the left in the drawing is thus throttled. The load resulting from the pressure difference present on the flap 4 is taken over by the web 3 and transferred to the wall parts of the duct.
The flap 4 is pivotably mounted on the web 3. The pivot axis of the flap 4 coincides with the axis of an edge 5 of the web 3, which serves to transfer the load exerted by the flap 4 to the web 3. The cross section of the web 3 has a greater extent in the flow direction than transversely thereto.
As can be seen from FIG. 1, the web 3 is arranged in the closed position of the flap 4 on the downstream side of the flap and absorbs the force exerted by the flap 4 in the form of a line load. Bending of the flap 4 along the pivot axis can thus be largely prevented by the web 3. The flap can be stiffened against a deflection occurring perpendicular to it by ribs which, when the flap is in the open position, lie in the direction of flow and therefore only generate a small pressure loss for the flowing medium.
In the pivot axis, which coincides with the axis of the edge 5, at least two bearings are arranged, which are dimensioned so that they are able to carry the weight of the flap 4 and ensure the centering of the flap 4 in the pivot axis. One of these bearings is shown in FIG.
A servomotor 19 is screwed directly to the web 3, i. H. the servomotor 19 rests on the web 3. In this way, the power flow of the drive mechanism is closed in the shortest possible way. A torsional stress on the web 3 as a result of the dynamic forces of the flowing medium acting on the flap when the flap is closed can, if desired, be reduced by means of a support lying in the plane of the drawing or by means of supports lying parallel to the plane of the drawing, which connect the web to the wall of the duct.
The main axis of the servomotor 19 runs in the direction of flow of the flowing medium, d. H. of the pressurized water flow to be regulated. In the open position of the flap 4, the flow resistance of all parts located in the channel is very low.
The pressure medium for the actuation of the servomotor 19 is passed through bores in the web 3, which can be connected laterally, outside the channel, to a control device, not shown. The servomotor 19 is designed as a double-acting servomotor with cylinder chambers 11 and 20. Pressure medium can be given into the cylinder space 20 in order to support the closing movement of the flap.
For support over the entire length of the web 3, a round rod 21 welded to the web is provided for the flap 4, which has a rounded edge 5 with a cylindrical sliding surface 22, on which the flap 4 is supported linearly and can be pivoted about the axis of the surface 22 .
The round bar 21 bridges existing recesses 23 in the web 3, through which the bearing brackets 24 attached to the flap 4 reach. The advantage of such a type of support lies in the simple production method, which does not require tight tolerances.
The round rod 21 can for example consist of stainless steel, and the counter surface present on the flap can be formed by a strip 25 made of bronze. The brackets 24 can be covered with bronze on their inside facing the round rod 21 and encompass the round rod with sufficient play that any deflections of the web 3 and the flap 4 are given sufficient freedom.
The edge 5 or the round bar 21 should extend over more than half of the width of the flap existing in the pivot axis.
PATENT CLAIM
Shut-off device according to the patent claim of the main patent, characterized in that the cross-section of the web (3) has a rounded edge (5) and that the flap (4) rests pivotably on this rounded edge (5).
SUBCLAIMS
1. Shut-off device according to claim, characterized in that the edge (5) extends over more than half of the width of the flap (4) existing in the pivot axis.
2. Shut-off device according to claim, characterized in that the edge (5) is formed by a round bar (21) fastened to the web (3), and that the web (3) has recesses (23) bridged by the round bar (21), through which the bearing bracket (24) attached to the flap reach.
3. Shut-off device according to claim, characterized in that the edge (5) is formed by a rod (21) made of stainless material and fastened to the web (3).
4. Shut-off element according to claim, characterized in that the flap (4) rests on the edge (5) by means of a strip (25) attached to it.
** WARNING ** End of DESC field could overlap beginning of CLMS **.