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Die
Erfindung betrifft einen Flachschieber mit
- – einem
Schiebergehäuse,
- – zumindest zwei in dem Schiebergehäuse quer zu
einem Strömungskanal geführten Schieberplatten,
welche dicht aufeinander gleitend, gegenläufig bewegbar
sind und sich in Schließstellung überdecken sowie
in Offenstellung den Strömungskanal freigeben,
- – beidseitig des Schiebergehäuses angeordnete Anschlussflansche,
- – sowie zumindest zwei den Schieberplatten zugeordnete
Flanscheinsätze, welche die Innenwandung des Strömungskanals
bilden und mit axialem Bewegungsspiel lose in das Schiebergehäuse
eingesetzt sind und mit ihren (inneren) Stirnflächen gegen
die jeweilige Schieberplatte drückbar sind,
wobei
eine oder beide Flanscheinsätze jeweils zumindest eine
Betätigungsfläche, z. B. einen radial vorkragenden
Lagerbund aufweist bzw. aufweisen, welche in eine Betätigungskammer,
z. B. Ringkammer des Schieberghäuses und/oder der Anschlussflansche
ragen, wobei die Betätigungskammer bzw. Ringkammer mit Überdruck
beaufschlagbar ist.
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Ein
solcher Flachschieber dient als Absperr- und/oder Dosierelement
für Schüttgüter oder flüssige bzw.
fluide Medien, welche durch den Strömungskanal geführt
werden, wobei der Strömungskanal durch Betätigung
der Schieberplatten verschlossen oder (kontinuierlich) um ein gewünschtes Maß geöffnet werden
kann. Dazu wird an den Flachschieber in der Praxis eine geeignete
Steuervorrichtung angeschlossen, welche einen Betätigungsmechanismus
des Flachschiebers steuert. Der Strömungskanal wird dabei
im Wesentlichen von den beiden Flanscheinsätzen gebildet.
Dieses hat zunächst einmal den Vorteil, dass die losen
Flanscheinsätze nicht zwangsläufig aus demselben
Material gefertigt sein müssen, wie das (übrige)
Schiebergehäuse, so dass eine optimale Anpassung an den
Einsatzzweck möglich ist. Darüber hinaus kann
mittels der lose einsetzbaren Flanscheinsätze eine optimale
Dichtwirkung erzeugt werden, da die Flanscheinsätze mit
einem geeigneten Druckmittel, z. B. Druckluft gegen die Schieberplatte drückbar
sind.
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Ein
Flachschieber der eingangs beschriebenen Art ist aus der
DE 100 65 714 A1 bekannt.
Die axial bewegbaren, dort als Flanschdichtungen bezeichneten Flanscheinsätze
sind über einen Druckluftkanal mittels Druckluft beaufschlagbar.
Dabei wird ferner die Möglichkeit beschrieben, die Flanscheinsätze
im schließenden Sinne mittels Druckfedern zu beaufschlagen
und dann im öffnenden Sinn mit Druckluft zu beaufschlagen.
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Ferner
kennt man einen druckdichten Absperrschieber, welcher über
eine Schieberplatte verfügt. Wenn die Schieberplatte ihre
Schließposition eingenommen hat, wird ein Dichtring mit
Hilfe eines durch eine Leitung zugeführten Druckmediums
gegen die Schieberplatte gedrückt. Wenn die Schieberplatte
dann in ihre geöffnete Stellung verschoben werden soll,
wird der Dichtring zunächst angehoben, indem über
eine weitere Zuleitung der Dichtring mit einem Druckmedium in entgegengesetzter
Richtung beaufschlagt wird (vgl.
DE
27 46 609 ).
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Bei
einem Ventil ist es im Übrigen bekannt, einen axial verschiebbaren
Dichtungsring über mehrere Druckluftzuleitungen in entgegengesetzten Richtungen
zu verschieben (
WO 98/25057 ).
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Schließlich
ist es im Zusammenhang mit aufblasbaren Dichtungen bekannt, diese
Dichtungen einerseits zum Abdichten mit Überdruck zu beaufschlagen
und andererseits zum Entlasten mit Unterdruck zu beaufschlagen (vgl.
DE 29 516 530 ). Auf die Konstruktion
und den Einsatz von Flachschiebern hatten derartige Entwicklungen
keinen Einfluss.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flachschieber der eingangs
beschriebenen Art zu schaffen, welcher bei einwandfreier Dichtwirkung einen
funktionsgerechten Betrieb ermöglicht und insbesondere
ein einwandfreies Öffnen und Schließen des Schiebers
gewährleistet.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einem gattungsgemäßen
Flachschieber der eingangs beschriebenen Art, dass die Betätigungskammer,
z. B. Ringkammer (bzw. beide Betätigungskammern) wahlweise
sowohl zum Abdichten des Flanscheinsatzes gegen die Schieberplatte
mit Überdruck als auch zum Entlasten der Schieberplatte
mit Unterdruck beaufschlagbar ist/sind. Dazu ist die bzw. jede Betätigungskammer
bzw. Ringkammer über zumindest einen Steuerkanal mit sowohl
einer Überdruckquelle als auch mit einer Unterdruckquelle
verbunden. Dabei kann es sich um separate Überdruckquelle
und Unterdruckquelle oder auch um eine kombinierte Über-
und Unterdruckquelle handeln.
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Dabei
geht die Erfindung zunächst einmal von der (bekannten)
Erkenntnis aus, dass ein lose einsetzbarer Flanscheinsatz aus z.
B. Metall, welcher über Druckluft in axialer Richtung verschiebbar
ist, eine hervorragende Dichtwirkung gewährleistet, da der
Flanscheinsatz bei Druckluftbeaufschlagung mit seinen stirnseitigen
Dichtflächen gegen die sich beispielsweise in Schließstellung
befindenden Schieberplatten drückbar ist. Es wird folglich
zuverlässig vermieden, dass die durch den Strömungskanal
hindurchgeführten Medien, z. B. Flüssigkeiten
oder Schüttgüter, in das Innere des Schiebergehäuses
gelangen. Trotz dieser hervorragenden Dichtwirkung wird im Rahmen
der Erfindung ein besonders einfaches und verschleißfreies Öffnen
und Schließen des Flachschiebers bzw. deren Schieberplatten
erreicht, da zum öffnen und Schließen und folglich
zum Bewegen der Schieberplatten eine vorherige, einwandfreie Entlastung
der Schieberplatten möglich ist. Denn die Ringkammer, welche
von entweder dem Schiebergehäuse oder dem Anschlussflansch
oder auch gemeinsam von Schiebergehäuse und Anschlussflansch
gebildet werden kann, ist im Rahmen der Erfindung nicht nur zum
Abdichten mit Überdruck, sondern insbesondere auch zum
Entlasten der Schieberplatten mit Unterdruck beaufschlagbar. Da
zum Entlasten nicht nur die bislang verwendete Überdruckquelle
abgeschaltet wird, sondern ”aktiv” Unterdruck angelegt
wird ist eine besonders zuverlässige Entlastung gewährleistet,
so dass sich die Schieberplatten einwandfrei betätigen
lassen, und zwar ohne nennenswerten Verschleiß im Bereich
der Schieberplatten und/oder der Flanscheinsätze. Dieses
ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Flanscheinsätze
im Bereich ihrer (inneren) Stirnflächen mit jeweils zumindest
einer gegen die Schieberplatte anliegenden (elastischen) Dichtung
versehen sind. Eine solche Dichtung ist im Rahmen der Erfindung
vorzugsweise als Ringdichtung, z. B. O-Ring ausgebildet, welche
in eine stirnseitig in die Stirnfläche des Flanscheinsatzes
eingearbeitete Nut eingelegt bzw. eingesetzt ist. Mit einer solchen
Dichtung lässt sich zunächst einmal die Abdichtung
zwischen Flanscheinsatz und Schieberplatte erheblich verbessern,
insbesondere wenn bei geschlossenem Schieber der Flanscheinsatz
mit Überdruck beaufschlagt ist. Mit Hilfe der Unterdruckbeaufschlagung
gelingt nun trotz der Elastizität des Dichtungsringes und
gegebenenfalls erhöhter Reibung eine einwandfreie Entlastung
der Schieberplatte. Es besteht insbesondere die Möglichkeit,
die Geometrie des Dichtungsrings so auszugestalten, dass dieser
auch bei abgeschaltetem Überdruck dicht gegen die Schieberplatte
anliegt, da mit Hilfe der Unterdruckbeaufschlagung eine einwandfreie
Entlastung im Sinne eines Abhebens des Dichtungsrings von der Schieberplatte
möglich ist. Insofern kommt der Unterdruckbeaufschlagung
des Flanscheinsatzes dann besondere Bedeutung zu, wenn der Flanscheinsatz stirnseitig
mit einem Dichtungselement versehen ist.
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Ferner
kommt der Unterdruckbeaufschlagung des Flanscheinsatzes dann besondere
Bedeutung zu, wenn die Flanscheinsätze in an sich bekannter
Weise mittels Druckfedern beaufschlagt sind, welche den jeweiligen
Flanscheinsatz gegen die Schieberplatte drücken. Der Einsatz
solcher Druckfedern hat zunächst einmal den Vorteil, dass
eine ausreichende Dichtwirkung selbst dann gewährleistet
ist, wenn die Druckluftzufuhr ausfallen sollte, da in einem solchen
Fall in jedem Fall eine gewisse Vorspannung der Flanscheinsätze über
die Druckfedern in Richtung der Schieberplatte bewirkt wird. In
einem solchen Fall drücken die Flanscheinsätze
jedoch selbst bei unterbrochener Druckluftzufuhr mit verhältnismäßig
großer Kraft auf die Schieberplatten. Die erfindungsgemäße
Unterdruckbeaufschlagung der Ringkammer, welche die Flanscheinsätze
aktiv von den Schieberplatten abhebt, führt nun dazu, dass
trotz der Federkraftbeaufschlagung ein einfaches Öffnen und
Schließen der Schieberplatten möglich ist und dass
der Verschleiß in diesem Bereich minimiert wird.
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Die
Steuerung von Überdruck und Unterdruck kann über
eine Steuervorrichtung erfolgen, welche mit der Überdruckquelle
einerseits und der Unterdruckquelle andererseits verbunden ist.
Insoweit kann es sich um eine ohnehin vorhandene Steuervorrichtung
handeln, welche auch zum Öffnen und Schließen
des Flachschiebers bzw. der Schieberplatten eingesetzt wird. Die
Steuervorrichtung kann dabei so ausgebildet sein, dass wahlweise Überdruck und
Unterdruck in einer an die jeweilige Schließ- bzw. Funktionsstellung
des Flachschiebers angepassten Weise erzeugt werden. Das bedeutet,
dass mit Hilfe der Steuervorrichtung Unterdruck im Bereich der Flanscheinsätze
erzeugt wird, während die Schieberplatten des Flachschiebers
bewegt werden und das anschließend, sobald die Schieberplatten
eine gewünschte Funktionsstellung erreicht haben, Überdruck
erzeugt wird, so dass die einwandfreie Dichtwirkung gewährleistet
ist.
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Die
Flanscheinsätze können in an sich bekannter Weise
aus Metall, z. B. aus Stahl, vorzugsweise Edelstahl, gefertigt sein.
Es besteht aber alternativ auch die Möglichkeit, die Flanscheinsätze
aus einem anderen Material, z. B. aus Kunststoff oder einem Verbundwerkstoff,
z. B. Kunststoff-Metall-Verbundwerkstoff zu fertigen. Stets besteht
die Möglichkeit, das Material unabhängig von dem
Schiebergehäuse zu wählen und dem jeweiligen Einsatzzweck anzupassen.
Außerdem ist ein Austausch der Flanscheinsätze
möglich, ohne dass das gesamte Schiebergehäuse
ausgetauscht werden muss. Im Übrigen ist es zweckmäßig,
dass die Flanscheinsätze bis auf den Bereich der Schieberplatten
die ihnen zugeordneten Bereiche der Anschlussflansche und des Schiebergehäuses
vollständig überdecken und folglich die Innenwandung
des Strömungskanals bilden.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
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1 ausschnittsweise
einen erfindungsgemäßen Flachschieber in Offenstellung
mit einer entfernten Schiebergehäusehälfte,
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2 den
Gegenstand nach 1 in Schließstellung,
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3 einen
erfindungsgemäßen Flachschieber in leicht abgewandelter
Ausführungsform in einer vereinfachten perspektivischen
Ansicht,
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4 einen
Schnitt A-A durch den Gegenstand nach 3 und
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5 einen
Schnitt B-B durch den Gegenstand nach 3.
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In
den Figuren ist ein Flachschieber dargestellt, welcher als Absperr-
und/oder Dosierelement für z. B. Flüssigkeiten
oder Schüttgüter dienen kann. Der Flachschieber
weist ein Schiebergehäuse 1 sowie zwei in dem
Schiebergehäuse quer zu einem Strömungskanal 2 geführte
Schieberplatten 3a, 3b auf. Diese Schieberplatten
sind dicht aufeinander gleitend, gegenläufig bewegbar.
Jede der Schieberplatten 3a, 3b ist im Wesentlichen
U-förmig ausgebildet, wobei die U-Schenkel 4 in
Bewegungsrichtung verlaufen. Die Schieberplatten 3a, 3b weisen
spiegelbildlich zueinander angeordnete Ausnehmungen 5 auf,
welche in Offenstellung die Schieberdurchtrittsöffnung
begrenzen und sich in Schließstellung überschneiden
und dabei mit ihren Basisabschnitten 6 den Strömungskanal 2 verschließen.
Jede Schieberplatte ist an einen Betätigungsmechanismus 7 angeschlossen,
der in den Figuren lediglich angedeutet ist. Ferner ist der Flachschieber
mit zwei beidseitig des Schiebergehäuses 1 an
diesem Schiebergehäuse 1 befestigten Anschlussflanschen 8 versehen, über
welche der Flachschieber mit z. B. angrenzenden (nicht dargestellten)
Rohrleitungen oder dergleichen verbindbar ist. Der grundsätzliche
Aufbau ist in 1 und 2 dargestellt.
Die 3, 4, 5 zeigen
einen solchen Gegenstand in leicht abgewandelter Geometrie.
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Eine
vergleichende Betrachtung der 3, 4 und 5 macht
deutlich, dass der Strömungskanal im Bereich des Flachschiebers
von zwei lose in den Flachschieber eingesetzten Flanscheinsätzen 9 gebildet
wird, welche gleichsam die Wandung des Strömungskanals 2 bilden.
Diese Flanscheinsätze sind aus Metall, z. B. aus Stahl,
gefertigt. Sie sind mit axialem Bewegungsspiel geführt,
so dass sie mit ihren (inneren) Stirnflächen 10 gegen
die jeweilige Schieberplatte (3a, 3b) drückbar
sind. Dazu ist jeder Flanscheinsatz mit einem radial vorkragenden
Lagerbund 11 versehen, welcher in eine Ringkammer 12 ragt,
wobei diese Ringkammer im Ausführungsbeispiel gemeinsam
von dem Schiebergehäuse 1 und dem jeweils daran
befestigten Anschlussflansch 8 gebildet wird. Dazu weist
der Anschlussflansch 8 im Ausführungsbeispiel
eine umlaufende bzw. ringförmige Ausnehmung bzw. Einformung
auf, welche im Zuge des Befestigens des Anschlussflansches an dem
Schiebergehäuse die Ringkammer 12 bildet. Die
Flanscheinsätze 3a, 3b selbst sind im
Ausführungsbeispiel im Querschnitt im Wesentlichen T-förmig
ausgebildet.
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Erfindungsgemäß sind
die beiden Ringkammern 12 nun wahlweise sowohl zum Abdichten
des Flanscheinsatzes 9 gegen die Schieberplatte 3a, 3b mit Überdruck
als auch zum Entlasten der Schieberplatte 3a, 3b mit
Unterdruck beaufschlagbar. Dazu ist die Ringkammer 12 bzw.
sind die Ringkammern 12 über jeweils einen Steuerkanal 13 mit
sowohl einer Überdruckquelle 14 als auch einer
Unterdruckquelle 15 verbunden. Diese sind in den Figuren
lediglich angedeutet. In der 5 ist beispielhaft
lediglich ein Steuerkanal 13 für einen Flanscheinsatz 9 dargestellt.
Der darüber hinaus vorgesehene Steuerkanal für
den zweiten Flanscheinsatz ist nicht gezeigt. Ferner ist eine Steuervorrichtung 16 angedeutet,
mit welcher der Flachschieber geöffnet und geschlossen werden
kann. Diese Steuervorrichtung 16 ist ebenfalls mit der Überdruckquelle 14 und
der Unterdruckquelle 15 verbunden, so dass im Zuge der
Steuerung des Öffnens und Schließens des Flachschiebers
zugleich in der gewünschten Weise wahlweise die Ringkammer 12 entweder
mit Überdruck oder mit Unterdruck beaufschlagt werden kann.
Im Ausführungsbeispiel ist dabei jeweils ein gemeinsamer
Steuerkanal 13 für Überdruck einerseits
und Unterdruck andererseits vorgesehen. Es versteht sich, dass geeignete
Steuerbauteile (z. B. Ventile) vorgesehen sein müssen,
welche im Einzelnen nicht dargestellt sind. Im Übrigen
besteht die Möglichkeit, dass für die beiden Steuerkanäle
bzw. Ringkammern der beiden Flanscheinsätze eine gemeinsame Über-
und/oder Unterdruckquelle vorgesehen ist. Alternativ können für
jede Ringkammern jeweils eine separate Über-/Unterdruckquelle
vorgesehen sein.
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Befinden
sich die Schieberplatten 3a, 3b beispielsweise
in einer gewünschten Funktionsstellung, z. B. in Schließstellung,
so lassen sich nun die beiden Flanscheinsätze 9 durch Überdruckbeaufschlagung der
Ringkammern 12 in Abdichtrichtung A auf die Schieberplatten 3a, 3b zu
bewegen, so dass eine optimale Dichtwirkung erzielt wird. Diese
Dichtwirkung wird im Ausführungsbeispiel noch dadurch erhöht, dass
die Flanscheinsätze im Bereich ihrer (inneren) Stirnflächen 10,
jeweils eine Dichtung 17 aufweisen, welche als Ringdichtung
ausgebildet ist, die in eine umlaufende Ringnut 18 des
Flanscheinsatzes 9 eingesetzt ist.
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Soll
nun beispielsweise der sich in Schließstellung befindliche
Flachschieber geöffnet werden und sollen dazu die Schieberplatten 3a, 3b verschoben
werden, so wird nun im Rahmen der Erfindung nicht nur gleichsam
passiv die Überdruckzufuhr unterbrochen, sondern es findet
eine aktive Entlastung der Schieberplatten 3a, 3b statt,
indem die Ringkammern 12 mit Unterdruck beaufschlagt werden,
so dass die Flanscheinsätze 9 in der in 4 angedeuteten
Entlastungsrichtung E bewegt werden. Dieses führt selbst
unter Berücksichtigung der eingesetzten elastischen Dichtungen 17 im
Bereich der Stirnflächen 10 zu einer hervorragenden
Entlastung der Schieberplatten 3a, 3b, so dass
einerseits eine einwandfreie Betätigung der Schieberplatten
ermöglicht wird und andererseits der Verschleiß minimiert
wird.
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Besonders
vorteilhaft ist die erfindungsgemäße kombinierte Über-
und Unterdruckbeaufschlagung der Ringkammern 12 dann, wenn
ergänzend Druckfedern vorgesehen sind, welche die Flanscheinsätze
in Abdichtrichtung A auf die Schieberplatten 3a, 3b beaufschlagen
und folglich die Flanscheinsätze 9 auf die Schieberplatten 3a, 3b drücken.
Diese Druckfedern sind in den Figuren nicht dargestellt, sie wirken
in Richtung des Pfeils A. Diese Druckfedern sorgen für
eine ständige Beaufschlagung der Flanscheinsätze,
selbst wenn die Überdruckzufuhr ausfallen sollte. Dieses
ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil auf diese Weise bei Ausfall der
Druckluftzufuhr ein Eintreten des zu fördernden Mediums
in das Innere des Schiebergehäuses vermieden oder zumindest
minimiert wird. Im Rahmen der Erfindung kann nun mit verhältnismäßig
hohen Federkräften gearbeitet werden, da über
die Unterdruckbeaufschlagung eine einwandfreie Entlastung der Schieberplatten 3a, 3b gelingt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10065714
A1 [0003]
- - DE 2746609 [0004]
- - WO 98/25057 [0005]
- - DE 29516530 [0006]