CN1671983A - 锁闭装置 - Google Patents

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Abstract

一个锁闭装置，具有一个壳体，其密封地与一个邻接的管道连接，该管道通过它的直径限定一个在壳体上的管通道，并且具有至少一个闭合体，其可运动在一开启位置和一关闭位置之间，其特征在于：该至少一个闭合体通过一个铰接机构借助一个垂直于流动方向可运动的调节驱动装置可运动，以使闭合体在其开启位置上被安置在管通道的外部，其中该闭合体具有一个轮廓，该轮廓在开启位置上与该管通道的轮廓适配并且其在关闭位置上沿径向密封地靠置在管通道上。

Description

锁闭装置
本发明涉及一个锁闭装置，其具有一个壳体，它密封地与一个邻接的管道相连接，该管道通过其直径限定一个管通道，以及具有至少一个用于该管道的闭合体，其可运动在一个开启位置和一个关闭位置之间。
这样的锁闭装置应该尽可能少地维修和尽可能无腐蚀。它们可以由金属或塑料构成，其中由热塑性材料制成的装置具有的优点是，不仅是这些单个的壳体构件可以借助公知的焊接工艺被以镜式-加热元件套管或加热线圈焊接技术材料融合地相连接，而且能够同样以简单方式实现一个与一个已有的PE管道网相连接。
按照现有技术的金属锁闭装置则在运行时特别在一个饮用水网中时要承受腐蚀作用和强烈的结壳现象。这就可能导致该锁闭装置的故障并甚至密封功能的失效和该装置的损坏。由于一般方式通过一个借助螺栓的法兰连接导致的高重量和这种机械的连接，金属的锁闭装置特别在埋入地下的区域中承受强烈的腐蚀影响。
密封闭合的闭合体已在许多过程中而且在那些处于较高的压力和较高温度下运行的过程中证明是良好的。在大多数的结构方案中涉及一个闭合体，其横交于流动地围绕一个轴转动并且在开启位置上被环绕地流过。
在DE1013135中公开了一个由锻钢制造的高压止回阀，其围绕一个在管通道外部的轴可以摆动到一个管中的槽中，以致于该管通道被接通。在被关闭的状态上该阀瓣或闭合体轴向上安置在一个在管通道中的环形支承面上。
在GB2009877A中公开了一种带有两个隔开的闭合瓣的管道，其基本上构成一个改进的止回阀。该阀瓣之一借助一个制动机构被保持在它的关闭位置上。
US4,064,916表明了一个可皱折的阻断加压器(Sperrblase)，其借助一个绳索可以从管通道中拉出。
对于某些应用场合，特别是在这类具有相对小的管直径例如用于饮用水领域的场合下，这样的一个闭合体则起到一个流动阻塞的作用。因此该管道借助一个清洁器的通过就当然在所述开启位置上是不可能的了。
由此本发明的任务是，将一个由热塑性材料制成的并且在必要时可以被强化的锁闭装置如此设置，以便这些公知的金属滑阀之缺陷被排除。
按照本发明这一任务如此解决，即，该至少一个闭合体通过一个铰接机构借助一个可垂直于流动方向运动的调节驱动装置可以运动，以便闭合体在其开启位置上被安置在该管通道的外边，其中该闭合体具有一个轮廓，它在开启位置上与该管通道的轮廓适配并且它在关闭位置上沿径向密封地靠置在管通道上。该调节驱动装置例如可以是一个螺杆驱动装置并且特别是一个不可上升的螺杆。
其中该闭合体作为优选可围绕一个与壳体固定的轴摆动，该轴横交于流动地安置在管直径的高度上或在径向上进一步往外地安置。
该铰接机构可以具有一个与闭合体固定的轴和一个与调节驱动装置固定的轴，其中在该与闭合体固定的轴和与调节驱动装置固定的轴之间的间距最优选地选择，以使在到达该可垂直运动的调节驱动装置的上终端位置时该闭合体摆动，使它基本上与管道对齐。
在本发明的另一个实施例中该闭合体设有一个导引结构沟槽，其中嵌入有一个与调节驱动装置固定的连接结构，该结构借助调节驱动装置可沿着该导引结构沟槽运动。
可以规定，该闭合体可以围绕一个轴摆动，该轴位于管通道的内部。其中该轴可以在该管通道的内部与壳体固定或者也可以沿着一个在壳体中的导引结构沟槽在管通道内运动。在该第一变型方案中优选的是，与壳体固定的轴集成在闭合体中。为了使闭合体在开启位置和关闭位置之间运动，它可以通过一个在调节驱动装置上铰接的杠杆摆动。一个修改方案规定，该闭合体通过一个在调节驱动装置上固定安置的柔性绳索可以摆动。
最后也为优选的是，该闭合体仅被铰接在调节驱动装置上。该闭合体因此可以说位于管子中并且通过形状配合连接在液体反作用力的影响下找到它的路程。该闭合体是自稳定的并且表明了一个在密封边上的较大柔韧性。
特别优选的是设置两个在流动方向上相对置的闭合体。
借助本发明就可获得一个可清洁的(molchbare)平滑的管底部(Rohrsohle)。该铰接机构在关闭和开启过程中有压力支承地工作。该相对置的闭合体引起一个微小的死水区，这样就减小了停滞的萌生(Verkeimung)。在运行中较小的操作力矩则有利于壳体设计的力分布曲线及应力分布曲线。完全一般原则是，关节点及转轴的数目出于成本原因和基于故障敏感性应保持在尽可能地小。
另外一些一个或多个闭合体的结构方案是可能的。作为例子，一个闭合体可以被构造为一个垂直或水平百叶窗结构，并具有多个叶片，它们在开启位置上相互重叠地埋入在壳体中。该闭合体也可以被构造为孔径光阑式结构，其中光阑(式)元件在开启位置上被沿径向向外地拉出并且埋入在壳体中。一个光阑形式的闭合体也可以通过一个相应的导引结构通道被从管直径中拉出，其中该导引结构通道考虑了该密封性。另外，该闭合体可以是一个螺栓，其在关闭状态中将管直径封闭住并且为了开启借助一个螺纹调节驱动装置从管直径中拉出来。
对于这些各种的调节及铰接机构的结构方案则相应地与闭合体的选择的实施结构方案适配。
下面仅以例子的方式借助附图详细地阐述本发明。附图为：
图1是按照本发明一个优选实施例的一个锁闭装置的部分剖开侧视图，其中两个闭合体几乎处在闭合位置上，
图2是类似于图1的一个视图，其中该闭合体在开启位置上，
图3是铰接机构的一个细节视图，
图4是类似于图2的闭合体在开启位置上的锁闭装置的一个局部剖开的透视图，
图5是一个锁闭装置的透视图，其闭合体几乎处在闭合位置上，
图6以分图(a)，(b)，(c)，(b)表明了闭合体的另外实施例，它们可以应用在本发明的一个锁闭装置中，
图7是一个用于本发明之另一实施例的一锁闭装置的铰接机构的剖视图，
图8是一个具有图7之铰接机构的锁闭装置的局部剖开透视图，
图9是一个用于本发明第三实施例锁闭装置的铰接机构的剖视图，
图10是一个具有图9之铰接机构的锁闭装置的局部剖开透视图，
图11是一个具有图9之铰接机构的锁闭装置的另一透视图，
图12是一个用于本发明之第四实施例的一锁闭装置的铰接机构的剖视图，
图13是一个具有图12之铰接机构的锁闭装置的局部剖开透视图，
图14是一个具有图12之铰接机构的锁闭装置的另一透视图，
图15是一个用于根据本发明的第五优选实施例的一锁闭装置的铰接机构的剖视图，
图16是一个具有图15之铰接机构的锁闭装置的局部剖开透视图，
图17是一个用于根据本发明第六实施例的一锁闭装置的铰接机构的剖视图，和
图18是一个具有图17之铰接机构的锁闭装置的局部剖开透视图，
图1以局部剖示意图表明了一个具有一个壳体10的锁闭装置，该壳体10与邻接的管道110，120密封地相连接。原则上说该锁闭装置也可以被构造为滑阀装置(berschiebarmatur)，如图3，4，5所描述的那样。这个在PE管上的密封结构可以总是借助加热线圈焊接技术(Heizwendelschweiβtechnik)实现。通过该管道110，120的内直径也在壳体10的内部限定一个管通道。每个管道110，120是可以由一个闭合体20，30封闭的，闭合体通过一个铰接机构-它在以后还要详细描述-一方面与该锁闭装置的壳体10并且另一方面与一个调节驱动装置-它可在双箭头z的垂直方向上运动-可摆动地相连接。该调节驱动装置包括一个不可升高的螺杆40，其可转动地支承在壳体10中，其中该转动驱动装置通过一个手转轮42示意地描述。该螺杆40按一般方式啮合在一个螺纹套筒44中，该套筒可以运动在一个设在壳体10中的导引结构12中。该螺杆40或螺纹套筒44通过一个未在图中描述的唇式密封所密封。
用于闭合体20，30的铰接机构由一个分别带有三个轴22，24，26及32，34，36的杠杆系统构成，所有这些轴横交于流动方向x延伸。其中轴22及32与调节驱动装置固定，轴24及34与闭合体固定以及轴26及36与壳体固定，其中这些轴26及36在管道110和120之管直径的外部被固定在壳体10上。与调节驱动装置固定的轴22及32安置在该螺纹套筒44的远末端上。
图1表明了该锁闭装置及由闭合体20，30几乎被封闭的管道110，120。在该被封闭的位置上闭合体20，30被压在管通道中，其中该内部的密封性通过该锁闭体之塑料和/或一个密封材料的弹性变形来实现，该锁闭体例如以一个唇密封的形式处在该闭合体20及30上或其一上和/或在管通道的内表面上。当现在该管道110、120应被打开时，则转动驱动轮42，使该螺杆40被旋入到该螺纹套筒44中。因此轴22及32也垂直向上地运动并且将该阀瓣20和30导送到一个如图2所示的终端位置上。该闭合体20和30基本上与管道110和120的管通道对齐了。
图3表明了在开启位置上并且在螺杆40进入到螺纹套筒44中时该铰接机构的细节。该螺纹套筒44的底部46设有一个螺纹孔，从而一个螺栓60、一个第一杠杆50就可以-通过一个轴环(Wellring)48或类似物作固定地-被不会丢失地保持在该螺纹套筒44上。该第一杠杆50伸出螺纹套筒44的外圆周并且在其端部上限定了横交于流动方向x延伸的轴22，32。另外的杠杆52，54绕这些轴可摆动地被支承。借助其另一端部，这些杠杆52，54与闭合体20，30连接。为此在闭合体20，30中的每一个上借助两个螺栓62，64或66，68并通过一个用于加强的对置件70，72被固定地安置一个第三杠杆56，58。这些杠杆56，58中的每一个安置在一个纵向延伸的部分上，该部分基本上在流动方向x上的闭合体20，30上延伸。在这个纵向延伸的部分上并且在指向图中心的一侧上杠杆52或54绕着轴24或34可摆动地支承。该第三杠杆56，58分别具有一个横截面为J形的部分，该部分借助它的弯曲部从该长形部分的上方朝着壳体延伸并且在此处绕着轴26，36可摆动地支承。这些杠杆长度被如此选择，以便在开启位置上轴24和34相对图面中心而言位于轴22，32的里边。依此阀瓣20和30被导引向一起，使它们在螺纹套筒44的下方几乎相接触。阀瓣20和30被如此设计，以使它们与管通道的轮廓相对齐。因此获得一个流动阻力小的轮廓。
图4表明了该锁闭装置之局部剖开的透视图，其中它作为滑阀装置(berschiebarmatur)安置在管道130上。借助手轮42该螺杆40可被操作，其如先前已描述的，该螺杆可使该闭合体20，30摆动。闭合体20，30处在开启位置上并且基本上将一个位于管道130上的孔132封住，该孔是为了让调节驱动装置的铰接机构通过。该调节驱动装置的操作按一般方式借助一个手轮42实施。
在图5的透视图中该手轮被省去，其按一般方式通过一个四边形结构140与螺杆40或其加长部无相对转动地连接。该螺杆40此时转动，以使该闭合体30围绕与壳体固定的轴36摆动并且以闭合体的外轮廓密封地靠置在管道130的管通道上。其中可以清楚看出的是，该闭合体30的造型或轮廓要被如此构造，以使它在开启位置上基本上与管道130的内表面对齐。
图6表明了可以应用在本发明中的闭合体之另外的实施结构方案。在分图(a)中以明显示意地描述了一个水平-百叶窗结构200，其单个叶片210可以被接纳在该锁闭装置壳体的一个槽230中。在闭合状态中叶片210就悬挂下来并将管通道220关闭。代替一个水平百叶窗结构地可以应用一个垂直百叶窗结构。分图(b)应用一个螺栓作为闭合体300，其借助一个适当的驱动装置可以被拉回到一个密封封闭的内螺纹310中并且在被旋出的状态中将管通道320封闭。分图(c)表明一个结构为一个孔径光阑400式的闭合体，其中这些单个的光阑元件410可以沿径向朝外地被安置在该锁闭装置壳体的一个相应的槽中。分图(d)表明一个可进入管通道520中的闭合体500，其具有一个弯曲的轮廓，该轮廓被接纳在一个相应的导引结构510中。这个导引结构510可以单件地被构造在该锁闭装置壳体上。
图7表明一个用于本发明之另一实施例的锁闭装置的铰接机构之剖视图，其中，闭合体20，30的运动路程不再象它在图1至5的实施例中描述的那样仅仅通过杠杆来预先确定。而是现在这些与调节驱动装置固定的轴22，32在导引结构沟槽156，158中运动，该沟槽被安置在围绕与壳体固定的轴26，36可摆动的杠杆56，58中。一旦该螺杆40下降，这在其上固定安置的杠杆50则随之下降并且将闭合体20，30驱动到关闭位置上，同时具有一个运动路程，其通过反向的S形导引结构沟槽156或S形导引结构沟槽158预先确定。
从图8一个带有图7之铰接机构的锁闭装置之局部剖开透视图中可以看出，该锁闭装置的其余结构基本上与图4描述的相一致。特别地闭合体20，30也是如此被成形或设计，即它们在关闭位置上将管道130的管通道沿径向密封，而在开启位置上基本上与管道130的内表面对齐。
图9表明一个用于本发明一第三实施例的锁闭装置的铰接机构的剖视图，其中闭合体20，30处在关闭位置上。闭合体20，30中的每一个是围绕一个轴126，136可摆动的，该轴被集成地支承在闭合体20，30中并且作为位置固定的转动中心位于管内部。为了闭合体20，30的摆动运动规定，杠杆52，54被铰接在对应的闭合体20，30的侧面上，以使这些闭合体20，30在关闭状态中和转轴126，136相对置地安置在管道130的内壁上。此外杠杆52，54围绕着与调节驱动装置固定的轴22，32铰接在该调节驱动装置的套筒12上，因此正如已在其他实施例中所描述的那样就能实现一个限定在关闭位置和开启位置之间的摆动运动。
在图10中应特别清楚地看出，该闭合体之被集成的支承是如何实现的，其中该转轴136作为例子总是通过一个支承轴颈可以实现，它嵌入在一个与闭合体30固定连接的弓形件138的孔中。而且在这个实施例中该闭合体30的轮廓(以及它的对置件，在图10中看不到)被如此选择，以便在开启位置上在管中的流动阻力是尽可能的小并且能实现借助一个清洁器(Reinigungsmolch)的通过。关于该调节驱动装置，则其与结合第一及第二实施例所描述的相一致。
在图11中该壳体10的一个另外部分已被省去，故也可以看出该闭合体20。可清楚看出到在壳体壁中集成的支承部分140，142，144，它们被罩盖地嵌入在相应的槽中，因此该转动轴颈本身既不会被结壳也不会受腐蚀。
图12表明了用于本发明的第四实施例的锁闭装置的一个铰接机构的剖视图，其中与图7相类似该闭合体20，30从开启位置到关闭位置的运动或者到一个位于其间限定的位置的运动借助一个导引结构沟槽160，162实现，其以L形或J形地被构造在锁闭装置的壳体壁中。相应设置的对置件则被错位180°地安置在壳体上，因此如从图13更好看出的这些与闭合体20，30固定连接的轴销164，166被导引在这些沟槽中。该另外的铰接结构则一般地在调节驱动装置的套筒12上实现。闭合体20，30的一个修改的方案则从图14中看出。其中该调节驱动装置的套筒12被剖开，因此与调节驱动装置固定的轴22，32的位置可被看清。
图15表明了类似图9的一个铰接机构的剖视图，其中当然杠杆52，54(图9)通过柔性的绳索170，172来代替，因此，和调节驱动装置固定的轴22，32(图9)的必要性就不存在了。转动轴126和136的配置和在图9，10及11的实施例中的相一致并且在此不应再重复了。该绳索170，172的挂置以及该集成的支承140，142，144的配置则由图16的透视图中看出，该图16表明了一个局部剖开的锁闭装置。
在如在图17中描述的实施例中闭合体20，30仅仅被铰接在与调节驱动装置固定的轴22，32上，因此，该闭合体20，30可以绕着其对应的铰接点转动。每个闭合体20，30位于管子中并且通过形状配合连接找到它的精确的位置。闭合体20，30在管通道中与液力共同作用，从而导致该运动驱动装置的一个可观的简化。通过该闭合体20，30的相对自由的运动性，这些闭合体就表现了一个巨大的柔性，因为它们可以调整它们的对于密封优化的位置。通过它们的轮廓造型它们就变得在管通道中自身稳定化。图18以透视图就表明了这一点。
在所有已描述的实施例中该调节驱动装置都能实现，不仅闭合体的一个开启位置及关闭位置可以被调节，因此锁闭装置的开启位置及关闭位置可被调节，而且还有分别限定的中间位置也可以按照该螺杆被下降或上升远近被调节。
作为壳体的主材料规定是高密封性的聚乙烯(HDPE)，以便能实现一个简便的在已有的管道网上的连接。另外该壳体可以通过一个金属夹层或被强化的热塑性材料以及一个由长纤维或短纤维构成的外部加固强化。
这些在前面的说明书中，在附图中以及在权利要求书中公开的本发明特征不仅单个的而且以任意的组合构成对于实现本发明的实质。

Claims (16)

1.锁闭装置，具有一个壳体(10)，其密封地与一个邻接的管道(110，120)相连接，该管道通过其直径限定一个在壳体(10)中的管通道，并且具有至少一个闭合体(20，30；200，300，400，500)，其可以运动在一个开启位置和一个关闭位置之间，其特征在于：
至少一个闭合体(20，30)通过一个铰接机构借助一个垂直于流动方向可运动的调节驱动装置(40，42，44)可以运动，以便闭合体在其开启位置上被安置在该管通道的外边，其中该闭合体(20，30)具有一个轮廓，该轮廓在开启位置上与该管通道的轮廓适配并且它在关闭位置上沿径向密封地靠置在管通道上。
2.按权利要求1的锁闭装置，其特征在于：
该闭合体(20，30)可围绕一个与壳体固定的轴(26，36)摆动，该轴(26，36)横交于流动方向地安置在管直径的高度上或者在径向上进一步往外地安置。
3.按权利要求1或2的锁闭装置，其特征在于：
该铰接机构具有一个与闭合体固定的轴(24，34)以及一个与调节驱动装置固定的轴(22，32)。
4.按权利要求3的锁闭装置，其特征在于：
在与闭合体固定的轴(24，34)和与调节驱动装置固定的轴(22，32)之间的间距选择成在闭合体的开启位置上这些闭合体与管通道对齐。
5.按权利要求1或2的锁闭装置，其特征在于：
该闭合体(20，30)设有一个导引结构沟槽(156，158)，该沟槽中嵌有一个与调节驱动装置固定的连接结构(50)，其借助调节驱动装置(40，42，44)可沿着该导引结构沟槽(156，158)运动。
6.按权利要求1的锁闭装置，其特征在于：
该闭合体(20，30)可以围绕一个轴(126，136)摆动，该轴(126，136)位于该管通道内部。
7.按权利要求6的锁闭装置，其特征在于：
该轴(126，136)是在管通道内部与壳体固定的。
8.按权利要求7的锁闭装置，其特征在于：
该与壳体固定的轴(126，136)被集成在闭合体(20，30)中。
9.按权利要求6至8之一的锁闭装置，其特征在于：
该闭合体(20，30)通过一个在调节驱动装置(40，42，44)上铰接的杠杆(52，54)是可摆动的。
10.按权利要求6至8之一的锁闭装置，其特征在于：
该闭合体(20，30)通过一个在调节驱动装置(40，42，44)上固定安置的柔性绳索(170，172)可摆动。
11.按权利要求6的锁闭装置，其特征在于：
该轴是在管通道内部沿着一个在壳体(10)上设置的导引结构沟槽(160，162)可运动的。
12.按权利要求1的锁闭装置，其特征在于：
该闭合体(20，30)仅被铰接在调节驱动装置(40，42，44)上。
13.按权利要求1的锁闭装置，其特征在于：
该锁闭体是一个水平百叶窗结构(200)或一个垂直百叶窗结构，它的叶片(210)在开启位置上被安置在壳体的一个槽(230)中。
14.按权利要求1的锁闭装置，其特征在于：
该锁闭体是一个螺栓(300)，其在开启位置上可埋入到壳体的一个内螺纹(310)中。
15.按权利要求1的锁闭装置，其特征在于：
该锁闭体是一个孔径光阑式结构(400)，它的光阑元件(410)可以埋入在壳体的一个空槽中。
16.按权利要求1的锁闭装置，其特征在于：
该锁闭体(500)可运动到管直径外部的一个导引结构(10)中。
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