DD252099A3 - Hubkolbenschieber mit selbstreinigung - Google Patents

Abstract

Der Hubkolbenschieber mit Selbstreinigung fuer Transportsysteme fuer selbsterhaertende Mischungen hat zum Ziel, den Verschleiss im Schieber zu senken, Wartungs- und Instandhaltungsaufwand zu reduzieren sowie die Funktionssicherheit einerseits des Schiebers selbst andererseits des Gesamtfoerdersystems wesentlich zu erhoehen, wodurch als Folgeerscheinung in der Versatzwirtschaft ein bedeutender materialoekonomischer Effekt entsteht. Aufgabengemaess ist eine Vorrichtung zu entwickeln, bei der die Dichtelemente nicht im Massestrom liegen, durch die Wirkrichtung des Verschlusselementes eine Selbstreinigung eines offen gehaltenen Totraumes des Schiebers eintritt und eine weitere Reinigung durch ein fliessendes Medium bewirkt wird. Es wird vorgeschlagen in der Medienfoerderleitung einen Abgang anzuordnen, der ein Zentrierelement besitzt, in dem ein elastischer Uebermasskolben im Verschlusszustand positioniert ist und beim Oeffnen einen kurzen, offen gehaltenen Totraumes durchfaehrt, wobei angesetzte erhaertete Mischungsrueckstaende beseitigt und anschliessend der Verschlusskolben durch eine Spuelfluessigkeit gereinigt wird. Figur

Description

elastischer Übermaßkolben mit Stahlkern ausgebildet ist, sitzt im Schließzustand des Schiebers in diesem Zentrierelement. Auf der der Medienförderleitung abgewandten Seite ist der Verschlußkolben mit der Kolbenstange verbunden, die wiederum in einem Führungselement gelagert ist. Dieses Führungselement befindet sich im Flanschbereich des am Abgangsstück angebrachten Krümmers. Der Krümmer ist durchbrochen und mit einem weiteren Dicht- und Führungselement versehen. Beim Transport von z. B. selbsterhärtenden Gemischen in der Medienförderleitung befindet sich der Verschlußkolben im Zentrierelement des Abgangsstückes und schließt den Abgang von der Medienförderleitung drucksiGher ab. Durch den kurzen und offen ausgebildeten Totraum liegt der als Dicht- und Verschließelement wirkende elastische Verschlußkolben nicht im fließenden Medium sondern in einer relativ geschützten Lage, wobei der hohe Druck in der Leitung auf den elastischen Werkstoff wirkt und dabei zwangsläufig eine Verspannung gegen die Dichtflächen herbeiführt. Durch die Strömung und damit verbundene geringe Bewegungen der Mischung im offenen Totraum wird er von erhärteten Teilen nahezu freigehalten. Nur geringfügige, erhärtete Masserückstände verbleiben im Totraum. Nach Abschluß des Transportes von selbsterhärtender Mischung erfolgt eine Spülung der Medienförderleitung mit einer Spülflüssigkeit, wobei der Abgang durch eine Bewegung des Verschlußkolbens in Richtung der Medienförderleitung geöffnet wird. Dabei werden infolge der Bewegung im Abgangsstück und der Anpreßkraft des als Übermaßkolben ausgebildeten Verschlußkolbens gegen die Wandung des Abgangsstückes alle im Totraum befindlichen erhärteten Mischungsrückstände aus dem Abgangsstück in die Medienförderleitung gedruckt und von der Spülflüssigkeit, die nun in der Medienförderleitung und im freigegebenen Abgang fließt, wegtransportiert. Die Spülflüssigkeit kann sowohl von der Medienförderleitung als auch vom Abgang zugeführt werden. Gleichzeitig wird der Verschlußkolben durch die fließende Spülflüssigkeit gereinigt. Zur Stabilisierung des Kolbenstange/Verschlußkolben-Systems kann der elastische Verschlußkolben gegen die Wandung der Medienförderleitung gefahren und damit abgestützt werden. Der Verschluß des Abganges erfolgt durch Zurückfahren des Hubkolben/Kolbenstange/Kolben-Systems, wobei sich der Verschlußkoiben wieder in das Zentrierstück hineinbewegt und den Abgang druckdicht verschließt.

Ausführungsbeispiel ' .

Die Erfindung soll an nachstehendem Beispiel näher erläutert werden. In einem Bergwerk ist ein hydraulisches Feststoffördersystem (Versatzförderungssystem) einzusetzen. Dabei ist der Versatz in der beschriebenen Medienförderleitung 1 von übertage nach untertage zu transportieren. Die Nennweite der Leitung beträgt 200 mm, der Nenndruck 6,4 MPa. Der eingeschweißte Abgang weist die Nennweite 150 mm und den gleichen Nenndruck auf. Im Abgang 2 wurde ein Zentrierstück 3 mit dem Innendurchmesser 135 mm und einer Länge von 150 mm fest eingebracht. Ein Verschlußkolben 4 des Außendurchmessers 147 mm (unbelastet) und einer Länge von 100 mm in Form eines Polyurethanelastomerkolbens mit Stahlkern sitzt im Zentrierstück 3 und verschließt damit den Abgang druckdicht. Der Kern dieses Verschlußkolbens 4 ist über die Kolbenstange 5 und einem weiteren Hubkolben mit einem Hydraulikantrieb des Nenndruckes 16 MPa mit Endlagenfixierung verbunden. Die Kolbenstange 5 ist zweifach mittels der Führungselemente 6 und 8 in Form von Gleitlagern gelagert. Das Gleitlager 8 dichtet den Kolbenstangenaustritt gleichzeitig nach außen ab. Die in diesem Falle als Ablaßleitung fungierende Rohrleitung 7 weist die Nennweite 150 mm und den Nenndruck 4,0 MPa auf. Zu einem geeigneten Zeitpunkt t ist der Schieber zu öffnen, wobei der Verschlußkolben 4 in die Medienförderleitung 1 hineingefahren wird. Eventuell im Totraum zurückgebliebene erhärtete Mischungsrückstände werden durch diese Bewegung in die Medienförderleitung 1 gedrückt, somit der Totraum gereinigt. Das teilweise verschmutzte bis reine Spülwasser fließt durch die Ablaßleitung 7 und die Medienförderleitung 1 ab und reinigt dabei Verschlußkolben 4, Totraum, das Zentrierstück 3, die Kolbenstange 5 und die Gleitlagergehäuse 6 und 8. Das System Kolbenstange 5/Verschlußkolben 4 wird durch ein Andrücken des Verschlußkolbens 4 an die Rohrwand der Medienförderleitung 1 und die Führungselemente 6 und 8 stabilisiert. Zum Schließen des Hubkolbenschiebers wird der Verschlußkolben 4 in das Zentrierstück 3 zurückgezogen. Es wird eine form- und kraftschlüssige Dichtwirkung zwischen dem Verschlußkolben 4 und dem Zentrierstück 3 erreicht, die durch den sich wieder aufbauenden Innendruck in der Medienförderleitung 1 noch erhöht wird. Beim Fluß des mit zum Teil erheblichen Grobkornanteil versehenem Versatzgemisches wird durch die Massebewegung an der Wandung der Medienförderleitung 1 und damit auch zum Teil im offenen Totraum ein Verstopfen des Schiebers verhindert. Die Lage und Bewegungsrichtung der Dichtelemente/des Dichtelementes hat zur Folge, daß sie vor dem Massestrom geschützt werden und erhärtete Mischungsrückstände selbst beseitigen, wodurch sich die Standzeit und die Betriebssicherheit des Hubkolbenschiebers wesentlich erhöht.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   1. Hubkolbenschieber mit Selbstreinigung, wobei als Verschlußeiement ein Kolben aus elastischem Material mit einem Metallkern verwendet wird und das Dichtsystem nicht im Strömungsquerschnitt liegt, gekennzeichnet dadurch, daß ein als Übermaßkolben ausgebildeter elastischer Verschlußkolben (4) mit einem Zentrierstück (3) in einem an der Medienförderleitung (1) angebrachten Abgangsstück (2) mit einem sehr kurz und nach der Medienförderleitung (1) offen ausgebildeten Totraum angeordnet und die Öffnungsrichtung in die Medienförderleitung (1) hinein

   festgelegt ist.
2. 2. Hubkolbenschieber mit Selbstreinigung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Durchmesser/Längen-Verhältnis des offen ausgebildeten Totraumes von 1:2 bis 1:0,05 insbesondere 1:0,25 beträgt.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung ist dem Maschinenbau zugehörig und betrifft einen Schieber, der in Rohrleitungssystemen bevorzugt zum Transport von selbsthärtenden Mischungen eingesetzt wird und einen Rohrab- oder -zugang für verschmutzte Flüssigkeiten bzw. Spül- und Transportmedien druckdicht abschließt.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Absperrvorrichtung wie z. B. Kugelhähne, Absperrklappen und Plattenschieber sind in den verschiedensten Ausführungen seit langem bekannt, siehe dazu „Absperrschieber aus Stahlguß", Katalog des VEB MAW Magdeburg, Ausgabe 1983; „Keystone - das vollständige Programm", Katalog, Ausgabe 1978, Keystone International inc.; Leuschner, G. „Pumpen, Verdichter, Armaturen", Achema-Berichte, Chem.-Ing.-Technik, Weinheim, 54(1982), Heft 11, S. 964-976. Der wesentlichste Nachteil der Absperrklappen besteht in ihrer geringen Druckbelastbarkeit, wobei bereits für einen Druck von 1,6 MPa die Einsatzgrenze im Wesentlichen erreicht ist. Für hohe Druckstufen, beispielsweise 6,4 MPa, sind sie nicht einsetzbar. Allen o. g. Absperrorganen sind weiterhin folgende Nachteile, die ihre Ursachen in der bisherigen Gestaltung haben, gemeinsam. Komplizierte, verschleißempfindliche Dichtsysteme, die nicht im Strömungsquerschnitt liegen, befinden sich dann im Allgemeinen in Toträumen, die für einige Absperrorgane ohnehin konstruktiv bedingt sind. Diese Toträume setzen sich mit dem selbsterhärtenden Gemisch zu und führen zum Funktionsausfall der Vorrichtung, da diese Toträume bei den bekannten Absperrvorrichtungen nicht gereinigt werden können und durch die Wirkrichtung des Absperrelementes nicht von abgelagerten, erhärtenden Gemischteilen bzw. -pfropfen befreit werden. Weitere konstruktiv bedingte Hohlräume der o. a. Absperrvorrichtungen, wie z. B. in Bügelhauben, Kugelgehäusen, Schiebersäcken werden durch die zu fördernden, selbsterhärtenden Gemische zugesetzt und führen zum Funktionsausfall. Verschleißempfindliche Dichtelemente, die sich im Massestrom befinden, werden durch die Abrasion des selbsterhärtenden Gemisches so stark geschädigt, daß sie bereits nach sehr kurzer Zeit ausfallen bzw. ein solcher Einsatz sich von vornherein verbietet. Einfache Plattenschieber und in ihrer Wirkung ähnliche technische Lösungen, „Absperrschieber aus Stahlguß", Katalog des VEB MAW Magdeburg, Ausgabe 1983, sind nicht einsetzbar, da bei der Unterbrechung des Masseflusses durch eine einen Rohrquerschnitt abriegelnde Platte das stillstehende Gemisch erhärtet und den Schieber wie auch die Rohrtour durch Verstopfung unbrauchbar macht. Technische Lösungen, wie z. B. das Drosselventil nach WP-DD 222 948 für technische Gase und flüssige Medien sind mit einem zusätzlichen, starr mit der Vorrichtung verbundenen, reinigendem Element versehen. Auf Grund der Kompliziertheit des Ventilaufbaues der konstruktiven Feingliedrigkeit und der Vielzahl seiner einzelnen Bauelemente ist diese Vorrichtung für gasförmige und flüssige Medien mit Schwebstoffanteilen einsetzbar, jedoch keinesfalls für selbsterhärtende Gemische mit erheblichem Grobkornanteil. Beim Verklemmen von Grobkorn im Durchflußspalt käme es durch die Schieberbewegung zwangsläufig zu einem Bruch des als Hebel ausgebildeten, in den Durchflußspalt eingreifenden Elementes. Darüber hinaus tritt die gleiche verstopfende Wirkung somit der Funktionsausfall, insbesondere der der Feder 22, wie vorgenannt ein, bzw. die Vorrichtung schließt durch ein zwischen Hohlkörper und Hülse eingeklemmtes Grobkom nicht mehr.

   Ziel der Erfindung

   Das Ziel der Erfindung besteht darin, mit geringem apparativen Aufwand und bei höheren möglichen Nenndrücken eine wesentliche Verschleißminderung, damit einhergehend eine Erhöhung der Funktionssicherheit und Reduzierung des Wartungs- und Instandsetzungsaufwandes zu erreichen. Mit der Erhöhung der Betriebssicherheit von Versatzversorgungssystemen von Bergwerken ergibt sich ein wesentlicher materialökonomischer Effekt.

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der das Dichtelement nicht der Abrasion durch den Massestrom unterliegt, ein für ein mögliches Zusetzen vernachlässigbar kleiner Totraum durch die Wirkrichtung des Absperr- und Dichtelementes von erhärtenden Masseteifen befreit und das Absperr- und Dichtelement selbst einer Reinigung durch ein fließendes flüssiges Medium unterzogen wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in der Medienförderleitung ein Abgangsstück mit Flansch angeordnet ist. Im Abgangsstück befindet sich ein Zentrierelement. Der Verschlußkolben, der als