DE102014104138A1

DE102014104138A1 - Pipe switch for pipe line used for flow of fluid, has diaphragm device that is provided with diaphragm along sealing direction for preventing back-flow of fluid due to liquid pressure transferring effect provided to shut-off portion

Info

Publication number: DE102014104138A1
Application number: DE201410104138
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-03-25
Filing date: 2014-03-25
Publication date: 2014-09-25
Also published as: DE202013101269U1

Abstract

The pipe switch (1) has shut-off portion (3) that is projected into flow portion (2) of pipe line for closing flow path (w) of fluid. The shut-off portion rotated about rotation axis is rotatably supported between closed position and open position. A diaphragm device (5) has sealing unit (6) that is sealed in sealing direction from inside to outside against the housing (4) of flow portion. A diaphragm (7) in diaphragm device is provided along sealing direction for preventing back-flow of fluid due to liquid pressure transferring effect provided to shut-off portion.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rohrschalter für Rohrleitungen mit einem in einen Strömungsabschnitt der Rohrleitung hineinragenden und von außen betätigbaren Absperrkörper zur Absperrung eines Strömungsweges eines Fluids, wie Flüssigkeit oder Gas, und einem Gehäuse, mit dem Strömungsabschnitt, wobei der Absperrkörper um eine Drehachse in einem Drehwinkel größer Null zum Strömungsweg von außen betätigbar drehbar gelagert ist und mittels einer eine Membranvorrichtung mit ring- oder schlauschartig ausgebildeter Membran aufweisenden Dichtungsvorrichtung in einer Dichtungsrichtung von innen nach außen gegen das Gehäuse abgedichtet ist, wobei die Membran zumindest mit einem Bereich eine ringartige Öffnung (15) zwischen Gehäuse und Absperrkörper übergreift. Die Erfindung betrifft ferner eine Membran für insbesondere den Rohrschalter.The invention relates to a pipe switch for pipelines with a projecting into a flow section of the pipeline and externally operable shut-off for shutting off a flow path of a fluid, such as liquid or gas, and a housing, with the flow section, wherein the shut-off about an axis of rotation at a rotational angle greater Zero to the flow path operably rotatably supported from the outside and is sealed by means of a membrane device with ring or loop-like membrane having sealing device in a sealing direction from the inside to the outside against the housing, wherein the membrane at least one region with a ring-like opening ( 15 ) overlaps between housing and shut-off body. The invention further relates to a membrane for in particular the pipe switch.

Derartige Rohrschalter sind bekannt. Sie dienen dazu, den Volumenfluss des Fluids zu unterbinden bzw. den Strömungsweg dicht abzusperren. Der Absperrkörper ragt hierbei mit einem Absperrabschnitt quer zur Strömungsrichtung in den Strömungsabschnitt und kann unter in der Regel 90°-Drehung denselben verschließen bzw. freigeben. Ein Problem ist die Abdichtung des von Außen betätigbaren Absperrkörpers gegenüber dem Gehäuse. Dies gilt insbesondere bei gefahrvollen Strömungsmedien, wie aggressiven, toxischen und/oder ätzenden Substanzen, beispielsweise in der chemischen Industrie, die auch nicht in kleinsten Mengen austreten dürfen.Such pipe switches are known. They serve to prevent the volume flow of the fluid or shut off the flow path tight. The shut-off protrudes here with a shut-off section transversely to the flow direction in the flow section and can close the same or release under usually 90 ° rotation. A problem is the sealing of the externally operable shut-off against the housing. This applies in particular to hazardous flow media, such as aggressive, toxic and / or corrosive substances, for example in the chemical industry, which may not leak even in the smallest amounts.

Beispielweise wird in der EP 0 278 417 B1 ein Rohrschalter offenbart, dessen Membranvorrichtung eine Membran aufweist, die mittig über ein zapfenartiges Ende des Absperrkörpers übergestülpt randseitig an dem Gehäuse dichtend eingeklemmt angeordnet ist. Die Membran ist zwischen Absperrkörper und Einklemmung am Gehäuse als faltenbalgartig ausgelegt, wobei eine Formveränderung der Membran bei Verdrehung derselben mit Betätigung des Rohrschalters über die Falten erfolgt.For example, in the EP 0 278 417 B1 discloses a tube switch, the membrane device comprises a membrane which is centrally placed over a pin-like end of the shut-off over the edge of the housing sealingly clamped. The membrane is designed as bellows between shut-off and entrapment on the housing, wherein a change in shape of the membrane during rotation of the same takes place with actuation of the pipe switch via the folds.

In der DE 29 13 022 wird ein für Rohrschalter beschrieben, der innenseitig in seinen Falten mittels einer in die Falten eingreifenden Schraubenfeder abgestützt wird.In the DE 29 13 022 is described a pipe switch, which is supported on the inside in its folds by means of a coil spring engaging in the folds.

Der DE 1 147 454 ist ein Absperrhahn mit einem mit gummielastischen Überzug versehenen Kücken zu entnehmen, wobei der Überzug als Membran in Dichtungsrichtung hinter dem Kücken in einen zur Drehachse axial ausgerichteten Faltenbalg übergeht.Of the DE 1 147 454 is to take a stopcock with a provided with rubber-elastic coating chicks, wherein the coating passes as a membrane in the sealing direction behind the chick in a rotational axis axially aligned bellows.

Eine Aufgabe der Erfindung ist, einen gattungsgemäßen Rohrschalter bzw. eine Membran insbesondere für den Rohrschalter mit einer verbesserten Abdichtung des von Außen betätigbaren Absperrkörpers gegenüber dem Gehäuse unter gleichzeitigem Erhalt der Verdrehbeweglichkeit der Membranvorrichtung bereitzustellen.An object of the invention is to provide a generic pipe switch or a membrane in particular for the pipe switch with an improved sealing of the externally operable shut-off against the housing while maintaining the Verdrehbeweglichkeit the membrane device.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen werden in den Unteransprüchen beschrieben. Die gestellte Aufgabe wird bereits dadurch gelöst, dass die Membranvorrichtung eine Krafterzeugung aufweist, mittels derer eine Spannkraft gegen Dichtungsrichtung in den die Öffnung übergreifenden Bereich der Membran einleitbar ist.The stated object is achieved by the features of claim 1. Advantageous developments are described in the subclaims. The stated object is already achieved in that the membrane device has a force generation, by means of which a clamping force against the sealing direction in the opening cross-over region of the membrane can be introduced.

Damit kann die Membran gegen Dichtungsrichtung in diesem übergreifenden Bereich gegen einen Druck des Strömungsmediums formstabil gehalten werden. Vorzugsweise erfolgt die Krafteinleitung zumindest im Wesentlichen umfänglich zur Dichtungsrichtung. Vorzugsweise erfolgt das Einleiten der Spannkraft vollumfänglich in den die Öffnung übergreifenden Bereich der Membran. Thus, the membrane can be kept dimensionally stable against sealing direction in this overreaching area against a pressure of the flow medium. Preferably, the introduction of force is at least substantially circumferential to the sealing direction. Preferably, the introduction of the clamping force takes place fully in the area of the membrane which overlaps the opening.

Die Membran kann zumindest im Wesentlich oder vollständig rotationssymmetrisch zur Drehachse ausgebildet sein. Die Membran kann folienartig mit einer großen Seitenfläche ausgebildet sein.The membrane may be formed at least substantially or completely rotationally symmetrical to the axis of rotation. The membrane may be formed like a foil with a large side surface.

In einer Ausbildungsform des Rohrschalters kann die Membran die Öffnung in dem die Öffnung übergreifenden Bereich gegen Dichtungsrichtung unter Ausbildung einer ringförmigen Ausstülpung durchsetzen. Es kann die Membran in dem die Öffnung übergreifenden Bereich eine in Dichtungsrichtung geöffnete ringartige Rinne ausbilden.In one embodiment of the pipe switch, the membrane can pass through the opening in the region which overlaps the opening in the direction of the seal to form an annular protuberance. It may form the membrane in the opening over the cross-section opening in the sealing direction annular groove.

Die Ausstülpung kann einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt mit zwei Schenkeln und einem Quersteg aufweisen. Kraftmechanisch günstig können die beiden Schenkel gleich groß ausgebildet sein. Der Querschnitt kann bezüglich einer Öffnungsachse der Öffnung spiegelsymmetrisch ausgebildet sein. Zur stärkeren Druckfestigkeit der Membran können die Schenkel bauchig von einander weggewölbt sein. Sie können bezüglich eines Innenraumes der Ausstülpung konvex nach außen gewölbt ausgebildet sein. Ferner kann der Quersteg zur verbesserten Formstabilität und zur Belastbarkeit eine verstärkte Wandung aufweisen.The protuberance may have a substantially U-shaped cross-section with two legs and a transverse web. Kraftmechanically low, the two legs can be made the same size. The cross section may be mirror-symmetrical with respect to an opening axis of the opening. To increase the compressive strength of the membrane, the legs may bulge away from each other. They may be convexly convex with respect to an interior of the protuberance outwardly curved. Furthermore, the crossbar for improved dimensional stability and resilience have a reinforced wall.

Ist die oben beschriebene Ausstülpung vorgesehen, so kann diese Spannkraft vorzugsweise auf den Boden der Ausstülpung bzw. den Quersteg der im Querschnitt U-förmigen Ausstülpung einwirken. Bei Verdrehung des Absperrkörpers und damit der Membran zum Öffnen und Schließen des Rohrschalters kann sich der Boden der Ausstülpung aus einer neutralen Position, d.h. einer Position mit minimaler Drehbelastung der Membran, in die Schließ- und/oder Offenposition hinein anheben. Dieser Formveränderung der Membran wirkt die Spannkraft entgegen.If the protuberance described above is provided, then this clamping force can preferably act on the bottom of the protuberance or the transverse web of the U-shaped protuberance. Upon rotation of the shut-off and thus the membrane for opening and closing the pipe switch, the bottom of the protuberance from a neutral position, ie a position with minimum rotational load of the membrane, can lift into the closed and / or open position. This Shape change of the membrane counteracts the clamping force.

Insbesondere für Rohrschalter mit in Einbaulage oberhalb des Strömungsabschnitts angeordneter Membranvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Krafterzeugung ein Bauteil aufweist, das zur Erzeugung der Spannkraft mit seiner Gewichtskraft auf den die Öffnung übergreifenden Bereich auflastet. Vorteilhaft einfach kann das Bauteil als Hohlzylinder ausgebildet sein, wobei der Hohlzylinder stirnseitig flächig auf den überspannenden Bereich auflastet.In particular, for pipe switch with arranged in the installed position above the flow section membrane device can be provided that the force generation has a component which loads to generate the clamping force with its weight on the opening cross-over area. Advantageously, the component can be designed as a hollow cylinder, wherein the hollow cylinder frontally auflastet surface on the spanning area.

Der Hohlzylinder kann einen mittleren Radius aufweisen, der gleich dem mittleren Radius der Öffnung ist. Insbesondere im Falle der Ausbauchung ist vorgesehen, dass die Wandstärke des Hohlzylinders kleiner als die radiale Breite der Öffnung ist. Hierbei kann die Wandstärke weniger als oder gleich 90%, vorzugsweise weniger als oder gleich 70% oder weniger als oder gleich 50% der radialen Breite der Öffnung betragen. Die Membran kann in dem die Öffnung übergreifenden Bereich eine Aufnahme für das Bauteil zu dessen insbesondere radialen Lagefixierung an der Membran aufweisen.The hollow cylinder may have a mean radius equal to the mean radius of the opening. In particular, in the case of the bulge is provided that the wall thickness of the hollow cylinder is smaller than the radial width of the opening. Here, the wall thickness may be less than or equal to 90%, preferably less than or equal to 70% or less than or equal to 50% of the radial width of the opening. The membrane may have a receptacle for the component in the region which overlaps the opening for its particular radial positional fixation on the membrane.

Das Bauteil ist vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Edelstahl, gefertigt. Es kann über den gesamten Umfang des Quersteges gegen Dichtungsrichtung auf den Quersteg auflasten.The component is preferably made of metal, in particular stainless steel. It can load over the entire circumference of the crosspiece against sealing direction on the cross bar.

Die Krafterzeugung kann eine Federvorrichtung zur Einleitung einer vorzugsweise einstellbaren Federkraft als Spannkraft in den die Öffnung übergreifenden Bereich aufweisen. Hierzu kann eine Krafteinleitung beispielsweise in Form einer Ringscheibe vorgesehen sein, mittels derer die Federkraft gegen Dichtungsrichtung in die Membran eingeleitet werden kann. Die Federkraft kann in Abhängigkeit beispielsweise von der Differenz der beiden spezifischen Dichten von Strömungsmedium und Flüssigkeit als Regelgröße regelbar sein. Insbesondere bei einer nicht senkrechten oder sogar waagerechten Drehachse können infolge einer geringeren Dichte der Flüssigkeit im Vergleich zu der Dichte des Strömungsmediums in der Rohrleitung ein Aufschwimmen und damit eine Formveränderung der Ausstülpung auftreten. Im umgekehrten Fall kann ein Ausbauchen der Ausstülpung auftreten.The power generation may have a spring device for introducing a preferably adjustable spring force as a clamping force in the opening cross-over area. For this purpose, an introduction of force can be provided, for example in the form of an annular disc, by means of which the spring force can be introduced against sealing direction in the membrane. The spring force can be controlled as a function of, for example, the difference between the two specific densities of flow medium and liquid as a control variable. In particular, in the case of a non-perpendicular or even horizontal axis of rotation, as a result of a lower density of the liquid, a floating and thus a change in shape of the protuberance can occur in comparison to the density of the flow medium in the pipeline. In the opposite case bulging of the protuberance may occur.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Rohrschalters kann das Bauteil federbelastet sein. Hierzu kann die Federbelastung bezüglich der Drehachse axial erfolgen. Idealerweise erfolgt eine axiale Einleitung der Federbelastung in die Membran umfänglich gleichmäßig. Es kann über den Umfang an mindestens zwei Stellen, vorzugsweise an mindestens drei oder vier Stellen jeweils eine Federkrafteinleitung erfolgen. Die Stellen können kraftmechanisch günstig umfänglich gleich voneinander beabstandet angeordnet sein. Pro Krafteinleitungsstelle kann eine vorteilhaft axial geführte Druckfeder vorgesehen sein. Die Druckfeder kann in einem als Führungszylinder ausgebildeten Hohlzylinder geführt und vorzugsweise an demselben endseitig gelagert angeordnet sein. Der Führungszylinder seinerseits kann teleskopierbar in einem Außenzylinder geführt angeordnet sein, wobei der Außenzylinder an dem Gehäuse gegengelagert angeordnet sein kann. Es ist jedoch auch eine beliebige andere axiale Führung der Druckfeder einsetzbar.In a preferred embodiment of the pipe switch, the component may be spring-loaded. For this purpose, the spring load can be effected axially with respect to the axis of rotation. Ideally, an axial introduction of the spring load in the membrane is circumferentially uniform. It can be done over the circumference at least two places, preferably at least three or four places in each case a spring force introduction. The bodies can be arranged at the same distance from each other in terms of force mechanics. For each force introduction point, an advantageously axially guided compression spring can be provided. The compression spring can be guided in a hollow cylinder formed as a guide cylinder and preferably arranged to be mounted on the same end. The guide cylinder in turn can be arranged guided telescopically in an outer cylinder, wherein the outer cylinder can be arranged counter-mounted on the housing. However, it is also any other axial guidance of the compression spring used.

Das Gehäuse kann in üblicher Weise ein sich seitlich vom Strömungsabschnitt erstreckendes Kopfstück aufweisen. In dem Kopfstück kann der Absperrkörper mit einem Betätigungsabschnitt drehbar gelagert sein. Der Absperrkörper kann mit einem Absperrabschnitt aus dem Kopfstück in den Strömungsabschnitt des Gehäuses hineinragen. Der Rohrschalter kann als Drehschieber oder Klappe ausgebildet sein.The housing may include a header extending laterally from the flow section in a conventional manner. In the head piece, the shut-off body can be rotatably mounted with an actuating portion. The shut-off body can protrude with a shut-off section from the head piece into the flow section of the housing. The pipe switch can be designed as a rotary valve or flap.

Hierbei kann die Membranvorrichtung radial auf dem Betätigungsabschnitt aufsitzen. Die Membranvorrichtung bzw. zumindest der Teil des Betätigungsabschnitts in Höhe der Membranvorrichtung und/oder zumindest die Innenseite des Kopfstücks des Gehäuses kann radial achsensymmetrisch oder im Wesentlichen radial achsensymmetrisch zur Drehachse ausgebildet sein. Der Rohrschalter kann somit zumindest im axialen Bereich der Membranvorrichtung rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Das Kopfstück kann domartig oder glockenartig ausgebildet sein. Der Strömungsabschnitt kann Teil des Gehäuses sein.Here, the membrane device can sit radially on the actuating portion. The membrane device or at least the part of the actuating portion at the level of the membrane device and / or at least the inside of the head piece of the housing may be formed radially axially symmetrical or substantially radially axisymmetric to the axis of rotation. The pipe switch can thus be rotationally symmetrical at least in the axial region of the membrane device. The head piece may be formed dome-shaped or bell-shaped. The flow section may be part of the housing.

Der Betätigungsabschnitt kann in üblicher Weise in dem Gehäuse gelagert und von außen her drehmomentwirksam betätigbar sein. Hierzu kann der Betätigungsabschnitt endseitig herausragend angeordnet und mit einem Handhebel, wie Drehrad oder Querriegel, oder einem Anschluss für ein Werkzeug zur Einleitung eines Drehmomentes in den Absperrkörper versehen. Der Absperrabschnitt kann in üblicher Weise in dem Strömungsabschnitt zur Absperrung des Strömungsweges hineinragend angeordnet sein. The actuating portion can be mounted in the usual manner in the housing and be operable from the outside torque effective. For this purpose, the operating section can be arranged at the end outstanding and provided with a hand lever, such as rotary or cross bar, or a connection for a tool for introducing a torque in the shut-off. The shut-off section may be arranged in a conventional manner in the flow section for blocking the flow path.

In einer vorteilhaften Ausbildung des Rohrschalters kann die die Membranvorrichtung eine Stützvorrichtung für die Membran aufweisen. Damit kann die Membran gegen Druckbelastung durch das Rohrmedium, beispielsweise infolge eines Unterschieds in den spezifischen Dichten zwischen Strömungsmedium und Flüssigkeit, und/oder insbesondere bei Verdrehbelastung beim Öffnen und Schließen des Rohrschalters formstabil gehalten werden. In an advantageous embodiment of the pipe switch, the membrane device may have a supporting device for the membrane. Thus, the membrane can be kept dimensionally stable against pressure load through the tube medium, for example as a result of a difference in the specific densities between the flow medium and liquid, and / or in particular during torsional loading during opening and closing of the pipe switch.

Die Stützvorrichtung kann ein radial äußeres Ringelement aufweisen, das dichtend an dem Gehäuse angeordnet ist. Sie kann ein radial inneres Ringelement aufweisen, das dichtend an dem Betätigungsabschnitt angeordnet ist. Die Membran kann radial außen dichtend an dem äußeren Ringelement und/oder radial innen an dem inneren Ringelement angeordnet sein. Die Membran kann dichtend radial innen an dem Betätigungsabschnitt und/oder radial außen an dem Gehäuse angreifen. Konstruktiv einfach kann die Membran an einer Seitenfläche, vorzugsweise an einer in Dichtungsrichtung hinteren Seitenfläche, des äußeren Ringelements und/oder des inneren Ringelements dichtend angreifen. Damit kann eine vollständige Abdichtung zwischen Betätigungsabschnitt und Gehäuse erzielt werden.The support device may comprise a radially outer ring member which sealingly against the Housing is arranged. It can have a radially inner ring element, which is arranged sealingly on the actuating portion. The membrane may be arranged radially outside sealingly on the outer ring member and / or radially inward on the inner ring member. The membrane can sealingly engage radially on the inside of the actuating portion and / or radially on the outside of the housing. Structurally simple, the membrane on a side surface, preferably on a rear side in the sealing direction side surface, the outer ring member and / or the inner ring member sealingly attack. Thus, a complete seal between the operating section and the housing can be achieved.

In einer Weiterbildung des Rohrschalters sind die Ringelemente unter Begrenzung der ringartigen Öffnung radial beabstandet zueinander angeordnet. Die Membran kann die Öffnung dichtend übergreifen. Konstruktiv einfach können die Ringelemente jeweils als Ringscheiben ausgebildet sein. Kraftsymmetrisch günstig können die Ringelemente in Einbaulage in einer gemeinsamen radialen Ebene angeordnet sein.In a further development of the pipe switch, the ring elements are arranged radially to each other while limiting the annular opening. The membrane can cover the opening in a sealing manner. Structurally simple, the ring elements can each be designed as annular discs. Force symmetrical favorable, the ring elements can be arranged in the installed position in a common radial plane.

Mit der Hinterfüllung der Membran mit einer Flüssigkeit kann der von dem Strömungsmedium auf die Membran ausgeübte Druck unmittelbar auf die Flüssigkeit übertragen werden, die bezüglich ihrer physikalischen Eigenschaften praktisch inkompressibel ist. Da die Flüssigkeit ihrerseits Druck übertragungswirksam an dem Gehäuse und/oder Absperrkörper anschließt, kann der auf die Membran wirkende Druck über die Flüssigkeit mechanisch unschädlich für die Membran an das Gehäuse und/oder Absperrkörper abgeleitet werden, ohne dass sich die Membran infolge des Drucks wesentlich verformt. Damit wird die Membran vor erhöhtem Verschleiß geschützt. Da sich die Membran auf der Flüssigkeit „abstützen“ kann, kann die Membran auch dünner und/oder flexibler ausgebildet sein. Dies wiederum ermöglicht eine verbesserte Verdrehbeweglichkeit und hierüber eine verbesserte Abdichtung der Membran über ihren Verdrehweg zwischen der Verschließposition und der Offenposition. Die Flüssigkeit kann ihrerseits „dichtend" gegenüber dem Strömungsmedium wirken, indem es das Strömungsmedium bei kleinsten Undichtigkeiten der Membranvorrichtung absorbieren kann. Vorzugsweise ist die Flüssigkeit chemisch neutral gegenüber dem in der Rohrleitung strömenden Strömungsmedium.With the backfilling of the membrane with a liquid, the pressure exerted by the flow medium on the membrane can be transferred directly to the liquid, which is practically incompressible in terms of its physical properties. Since the liquid in turn connects transfer pressure to the housing and / or shut-off, the pressure acting on the membrane over the liquid mechanically harmless for the membrane to the housing and / or shut-off can be derived without the membrane significantly deformed due to the pressure , This protects the diaphragm from increased wear. Since the membrane can "support" itself on the liquid, the membrane can also be made thinner and / or more flexible. This, in turn, allows for improved rotational mobility and improved sealing of the diaphragm over its path of rotation between the closing position and the open position. The liquid, in turn, can act "sealingly" against the flow medium by being able to absorb the flow medium in the event of the smallest leaks in the membrane device Preferably, the liquid is chemically neutral with respect to the flow medium flowing in the pipeline.

Der Freiraum ist vorzugsweise vollständig mit der Flüssigkeit gefüllt. The free space is preferably completely filled with the liquid.

Konstruktiv einfach kann die Membranvorrichtung mindestens eine Membran aufweisen, die in dem Gehäuse zwischen einem Raum für das Strömungsmedium und einem Freiraum unter Begrenzung der beiden Räume angeordnet ist. Der Freiraum kann mit der Flüssigkeit gefüllt sein. Der an die mindestens eine Membran angrenzende Freiraum und/oder der an die mindestens eine Membran angrenzende Raum für das Strömungsmedium kann radial innen durch den Absperrkörper und radial außen durch das Gehäuse begrenzt werden. Structurally simple, the membrane device can have at least one membrane, which is arranged in the housing between a space for the flow medium and a free space under limitation of the two spaces. The free space can be filled with the liquid. The space adjacent to the at least one membrane free space and / or adjacent to the at least one membrane space for the flow medium can be bounded radially inwardly by the shut-off and radially outward by the housing.

Die Membran kann sich zumindest mit einer Haupterstreckungskomponenten in einer radialen Ebene senkrecht zu einer Drehachse des Absperrkörpers erstrecken. Der Absperrkörper kann die Membran in Einbaulage axial durchgreifend angeordnet sein.The membrane may extend at least with a main extension components in a radial plane perpendicular to a rotation axis of the shut-off body. The shut-off body can be arranged axially through the membrane in installation position.

Drehbelastungsgünstig kann die Membran in einer Nullposition, in der sie in sich unverdreht oder verdrehungsunbelastet ist, in einer 45°-Position zwischen der Schließposition bei 0° und der Offenposition bei 90° des Absperrabschnitts angeordnet sein. Damit wird die Membran in der Offenposition und in der Schließposition lediglich um einen Drehwinkel von +45° bzw. –45° in sich verdreht.In terms of rotational loading, the diaphragm can be arranged in a zero position in which it is undiluted or torsionally loaded in a 45 ° position between the closed position at 0 ° and the open position at 90 ° of the shutoff section. Thus, the diaphragm is rotated in the open position and in the closed position only by a rotation angle of + 45 ° or -45 ° in itself.

Diese an sich sehr einfache Ausführungsform der Membranvorrichtung mit lediglich einer Membran ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn ausreichend Bauraum für eine radiale Membran vorgesehen ist, so dass die Verdrehbewegung der Membran über eine entsprechend große radiale Strecke der Membran erfolgen kann.This per se very simple embodiment of the membrane device with only one membrane is particularly advantageous if sufficient space is provided for a radial membrane, so that the rotational movement of the membrane can take place over a correspondingly large radial distance of the membrane.

Die Membran kann zu einem abzudichtenden umfänglichen Bereich so ausgerichtet angeordnet sein, dass sie bezüglich der Drehachse radial beabstandet zu diesem Bereich angeordnet ist. Die Seitennormale ihrer Membranfläche kann eine Richtungskomponente einer Richtung bilden, mit der die Membran zu diesem Bereich hin weist.The membrane may be arranged aligned with a peripheral region to be sealed in such a way that it is arranged with respect to the axis of rotation radially spaced from this region. The side normal of its membrane surface may form a directional component of a direction with which the membrane points towards this region.

Die Membran kann radial innen dichtschlüssig zu oder an dem Absperrkörper und radial außen dichtschlüssig zu oder an Gehäuse bzw. Kopfstück des Gehäuses angreifen. Damit kann eine Abdichtung zwischen dem Betätigungsabschnitt und dem Kopfstück erzielt werden. Vorzugsweise ist die Membran in Dichtungsrichtung vorn an dem Absperrkörper und in Dichtungsrichtung hinten an dem Gehäuse festgelegt. The membrane can radially inwardly sealingly engage to or against the shut-off body and radially outside sealingly to or to the housing or head piece of the housing. Thus, a seal between the operating portion and the head piece can be achieved. Preferably, the membrane is fixed in the sealing direction at the front of the shut-off and in the sealing direction at the rear of the housing.

Vorteilhaft einfach kann die Membran in Einbaulage bezüglich der Drehachse rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Sie ringartig und/oder schlauchartig ausgebildet sein. Sie kann auch ringscheibenförmig ausgebildet sein. Advantageously, the membrane may be rotationally symmetrical with respect to the axis of rotation in the installed position. They are ring-like and / or hose-like design. It can also be designed annular disk-shaped.

Die Membran kann sich trichterförmig erweiternd ausgebildet sein. In Einbaulage kann die Membran sich in Dichtungsrichtung trichterartig erweiternd angeordnet sein. The membrane may be funnel-shaped widening. In installation position, the membrane can be arranged funnel-like widening in the sealing direction.

Insbesondere dann, wenn, wie beispielsweise bei einem üblichen als Kugelhahn oder als Klappe ausgebildeten Rohrschalter, wenig Bauraum für die Membranvorrichtung vorgesehen sein kann, kann die Membran der Membranvorrichtung in Anpassung an den geringen Bauraum eine faltenbalgartig ausgebildet sein. Hierzu können die Falten der Membran bezüglich der Drehachse axial hintereinander angeordnet sein. In particular, if, as may be provided, for example, in a conventional designed as a ball valve or flap valve, little space for the membrane device, the membrane of the membrane device in adaptation to the small space can be formed bellows. For this purpose, the folds of the membrane with respect to the axis of rotation can be arranged axially one behind the other.

Diese kann ebenfalls an den ringartigen Stützkörper vorzugsweise unter Vorspannung gehalten angeordnet sein. Von den Stützkörpern können alle oder die überwiegende Anzahl jeweils auf dem Führungsabschnitt drehbeweglich gelagert sind. Alternativ zu den ringartigen Stützkörpern kann auch eine Schraubenfeder als Stützkörper vorgesehen sein.This can also be arranged on the annular support body preferably kept under bias. Of the support bodies all or the vast majority of each are mounted rotatably on the guide portion. As an alternative to the ring-like supporting bodies, a helical spring can also be provided as a supporting body.

In einer alternativen Lösung kann eine Membran für einen Rohrschalter, insbesondere für einen Rohrschalter gemäß einer der zuvor oder nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen vorgesehen sein. Die Membran kann einen ringartigen oder schlauchartigen Membrankörper aufweisen.In an alternative solution, a membrane for a pipe switch, in particular for a pipe switch according to one of the embodiments described above or below may be provided. The membrane may have a ring-like or tubular membrane body.

Vorteilhaft kann der Membrankörper der Membran aus einem elastischen Werkstoff hergestellt sein, in dem Verstärkungsstrukturen eingearbeitet oder eingebettet sind.Advantageously, the membrane body of the membrane can be made of an elastic material in which reinforcing structures are incorporated or embedded.

In einer Matrix aus dem elastischen Werkstoff können Verstärkungsstrukturen eingearbeitet oder eingebettet sein. Die Verstärkungsstrukturen sind vorteilhaft anisotrop in der Membran angeordnet. Hierbei können die Verstärkungsstrukturen kraftmechanisch günstig so ausgerichtet sein, dass ihre mechanische Zugfestigkeit in Richtung der zu erwartenden maximalen Belastung beim Öffnen bzw. Schließen des Rohrschalters maximal ist. Dank der Kräfte aufnehmenden Verstärkungsstrukturen kann der Membrankörper dünner und damit leichter verformbar ausgebildet werden. Vorzugsweise sind zwischen den Verstärkungsstrukturen Zwischenräume ohne Verstärkungsstrukturen vorgesehen. Reinforcing structures may be incorporated or embedded in a matrix of the elastic material. The reinforcing structures are advantageously arranged anisotropically in the membrane. In this case, the reinforcing structures can be favorably oriented in terms of force mechanics such that their mechanical tensile strength is maximal in the direction of the maximum load to be expected when opening or closing the pipe switch. Thanks to the forces receiving reinforcing structures of the membrane body can be made thinner and thus easier deformable. Preferably, intermediate spaces without reinforcing structures are provided between the reinforcing structures.

Die Verstärkungsstrukturen können längliche Verstärkungselemente, insbesondere band-, faser- oder kordelartige Verstärkungselemente aufweisen. Diese können eine verhältnismäßig geringe elastische Dehnung aufweisen, wie es beispielsweise bei Kunststofffasern oder Baumwollfasern der Fall ist. Die elastische Dehnung kann noch geringer als die von Kunststofffasern oder Baumwollfasern. Die geringe elastische Dehnung der Verstärkungselemente hat den Vorteil, dass ein auf die Membran wirkende Kraft unter verhältnismäßig leichter elastischer Dehnung im Wesentlichen von den Verstärkungselementen aufgenommen werden kann. Derartige sind insbesondere für den Einsatz bei den oben beschriebenen Ausbildungsformen des Rohrschalters mit einer eine Ausstülpung aufweisenden Membran geeignet. Der Einsatz von Verstärkungsstrukturen aus einem stärker elastischem bis weichelastischen Werkstoff, wie Gummi, Kautschuk oder Silikon, sind insbesondere bei einer faltenartigen Membran vorteilhaft. Die Verstärkungsstrukturen können durch Verdickungen des Membranwerkstoffes gebildet sein. The reinforcing structures may comprise elongated reinforcing elements, in particular ribbon, fiber or cord-like reinforcing elements. These may have a relatively low elastic elongation, as is the case for example with plastic fibers or cotton fibers. The elastic elongation can be even lower than that of plastic fibers or cotton fibers. The low elastic elongation of the reinforcing elements has the advantage that a force acting on the membrane can be absorbed by the reinforcing elements with relatively slight elastic elongation. Such are particularly suitable for use in the above-described embodiments of the pipe switch with a protruding membrane having. The use of reinforcing structures of a more elastic to soft elastic material, such as rubber, rubber or silicone, are particularly advantageous in a pleated membrane. The reinforcing structures can be formed by thickening of the membrane material.

In Einbaulage der Membran in den Rohrschalter können sich die länglichen Verstärkungselemente der Membran in unbelasteter Position, wie in oben beschriebener Nullposition, radial zu Drehachse erstrecken. Damit können die Verstärkungselemente strahlenförmig auseinander laufend in den Membrankörper eingebettet angeordnet sein. In installation position of the membrane in the pipe switch, the elongated reinforcing elements of the membrane in the unloaded position, as in the above-described zero position, extend radially to the axis of rotation. Thus, the reinforcing elements may be radially arranged divergently embedded in the membrane body.

In einer alternativen Lösung kann ein Rohrschalter gemäß einer der zuvor oder nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen mit einer Membran gemäß einer der zuvor oder nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen vorgesehen sein.In an alternative solution, a pipe switch according to one of the embodiments described above or below may be provided with a membrane according to one of the embodiments described above or below.

Die Dichtungsvorrichtung kann, in Dichtungsrichtung axial nach hinten beabstandet zur Membranvorrichtung angeordnet, eine axiale Dichtung, wie Gleitringdichtung oder Stopfbuchsendichtung, aufweisen.The sealing device may, in the sealing direction axially rearwardly spaced to the membrane device arranged, an axial seal, such as mechanical seal or gland seal have.

Zum Schutz und/oder zur Erhöhung einer leichten Drehbeweglichkeit des Sperrelementes in dem Rohrschalter kann in Dichtungsrichtung hinter der Membran und an derselben angrenzend eine Flüssigkeit vorgesehen sein, die kraftmechanisch an das Gehäuse anschließt. Auf Grund der Inkompressibilität der Flüssigkeit kann die Membran gegen einen in Dichtungsrichtung auf die Membran wirkenden Druck lagestabilisiert werden, indem der Druck über die Flüssigkeit an das Gehäuse abgegeben wird. Die Flüssigkeit kann Schmiermittel und/oder Imprägniermittel aufweisen. Damit kann eine Selbstschmierung des Sperrelementes und/oder eine erhöhte Dichtigkeit der in Dichtungsrichtung nachfolgenden Stopfbuchse erzielt werden. Ferner kann einer möglichen Korrosion entgegengewirkt werden. To protect and / or increase a slight rotational mobility of the blocking element in the pipe switch, a liquid can be provided in the sealing direction behind the membrane and adjacent to the same, which connects force-mechanically to the housing. Due to the incompressibility of the liquid, the membrane can be stabilized against a pressure acting on the membrane in the sealing direction pressure by the pressure on the liquid is discharged to the housing. The fluid may include lubricant and / or saturant. In this way, self-lubrication of the blocking element and / or increased tightness of the stuffing box following in the sealing direction can be achieved. Furthermore, a possible corrosion can be counteracted.

Der Rohrschalter kann als Kegelhahn, Drehschieber oder Klappe ausgebildet sein. Der Absperrabschnitt kann beispielsweise als Klappe oder auch, jeweils mit Durchgangsöffnung für das Strömungsmedium, als Kugel oder Kegel ausgebildet sein.The pipe switch can be designed as a cone cock, rotary valve or flap. The shut-off section can be designed, for example, as a flap or also, in each case with a passage opening for the flow medium, as a ball or cone.

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand mehrerer in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsformen des Rohrschalters näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:The present invention will be explained in more detail below with reference to several embodiments of the pipe switch illustrated in a drawing. In the drawing show:

1 einen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform eines Rohrschalters, 1 a longitudinal section of a first embodiment of a pipe switch,

2 einen Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform des Rohrschalters und 2 a longitudinal section of a second embodiment of the pipe switch and

3 eine Draufsicht auf eine schematische Darstellung einer ringförmigen Membran. 3 a plan view of a schematic representation of an annular membrane.

In den 1 und 2 wird jeweils eine Längsschnittansicht einer Ausführungsformen eines Rohrschalters 1 gezeigt. Der Rohrschalter 1 dient zur Absperrung von hier nicht gezeigten Rohrleitungen. Er weist einen in einen Strömungsabschnitt 2 der Rohrleitung hinein ragenden und von außen betätigbaren Absperrkörper 3 zur Absperrung eines Strömungsweges s eines Fluids, wie Flüssigkeit oder Gas, und ein Gehäuse 4 mit dem Strömungsabschnitt 2 auf.In the 1 and 2 each is a longitudinal sectional view of an embodiment of a pipe switch 1 shown. The pipe switch 1 serves to shut off pipes not shown here. He has one in a flow section 2 the pipe into projecting and externally operable shut-off 3 for shutting off a flow path s of a fluid, such as liquid or gas, and a housing 4 with the flow section 2 on.

Der Absperrkörper 3 ist um eine Drehachse a in einem Drehwinkel β hier von 90° zum Strömungsweg s zwischen einer hier jeweils dargestellten Schließposition und einer Offenposition drehbar gelagert. Dies ist in 3 schematisch gezeigt. Ferner ist der Absperrkörper 3 mittels einer eine Membranvorrichtung 5 aufweisenden Dichtungsvorrichtung 6 in einer Dichtungsrichtung d von innen nach außen gegen das Gehäuse 4 abgedichtet. Die Membranvorrichtung 5 weist eine Membran 7 auf.The shut-off body 3 is rotatably mounted about a rotational axis a at a rotational angle β here of 90 ° to the flow path s between a closed position shown here and an open position. This is in 3 shown schematically. Furthermore, the shut-off is 3 by means of a membrane device 5 having sealing device 6 in a sealing direction d from the inside to the outside against the housing 4 sealed. The membrane device 5 has a membrane 7 on.

Die Membran 7 ist zwischen einem Raum 8 für das in dem hier nicht dargestellten Rohr strömende Fluid und einem Freiraum 9 angeordnet, wobei der Freiraum 9 optional mit einer Flüssigkeit, wie Flüssigkeit, Öl, Wasser oder wässrige Lösung, gefüllt sein kann. Die Membran 7 begrenzt den Raum 8 und den Freiraum 9 partiell. Die Membran 7 ist zumindest im Wesentlich oder vollständig rotationssymmetrisch zur Drehachse a ausgebildet. Die Membran 7 jeweils ringartig ausgebildet, wobei die Membran 7 radial innen dichtschlüssig an dem Absperrkörper 3 und radial außen dichtschlüssig an dem Gehäuse 4 angreift.The membrane 7 is between a room 8th for the fluid flowing in the pipe, not shown here, and a free space 9 arranged, the free space 9 optionally with a liquid, such as liquid, oil, water or aqueous solution, may be filled. The membrane 7 limits the space 8th and the free space 9 partially. The membrane 7 is formed at least substantially or completely rotationally symmetrical to the axis of rotation a. The membrane 7 each ring-shaped, wherein the membrane 7 radially inside sealing against the shut-off 3 and radially outside sealingly connected to the housing 4 attacks.

Das Gehäuse 4 weist ein sich bezüglich des Strömungsweges w seitlich von dem Strömungsabschnitt 2 erstreckendes Kopfstück 4.1 auf, in dem der Absperrkörper 3 mit einem Betätigungsabschnitt 3.1 um die Drehachse a drehbar gelagert ist und aus dem der Absperrkörper 3 mit einem Absperrausschnitt 3.1 in den Strömungsabschnitt 2 des Gehäuses 4 hinein ragt. Die Membranvorrichtung 6 sitzt in allen hier gezeigten Ausführungsformen des Rohrschalters 1 radial auf dem Betätigungsabschnitt 3.1 des Absperrkörpers 3 auf. Der Betätigungsabschnitt 3.1 ragt zur Betätigung von außen aus dem Gehäuse 4 heraus.The housing 4 has a laterally of the flow section with respect to the flow path w 2 extending headpiece 4.1 on, in which the shut-off 3 with an operating section 3.1 is mounted rotatably about the axis of rotation a and from which the shut-off 3 with a Absperrausschnitt 3.1 in the flow section 2 of the housing 4 protrudes into it. The membrane device 6 sits in all embodiments of the pipe switch shown here 1 radially on the actuating portion 3.1 of the shut-off 3 on. The operating section 3.1 projects from the outside to the outside of the housing 4 out.

Es ist eine Ventilvorrichtung 10 zur Entlüftung und/oder Befüllung bzw. Spülung eines Freiraumes 9 in Dichtungsrichtung d hinter der Membran 7 vorgesehen. Hierzu sind in den hier gezeigten Ausführungsformen des Rohrschalters 1 entsprechende Entlüftungsventile 10.1 und Befüllungsventile 10.2 vorgesehen.It is a valve device 10 for venting and / or filling or flushing a free space 9 in the sealing direction d behind the membrane 7 intended. For this purpose, in the embodiments of the pipe switch shown here 1 corresponding vent valves 10.1 and filling valves 10.2 intended.

Nicht dargestellt ist eine mögliche in Dichtungsrichtung d hinten und axial beabstandet zu der Membranvorrichtung angeordnete Stopfbuchsendichtung mit Stopfbuchsenring und Brille. Dies hat den Vorteil, dass eventuell an dem Absperrkörper 3 von dem Freiraum 9 axial in Dichtungsrichtung d nach außen dringende Leckage mit Flüssigkeit von dem Stopfbuchsenring 11.1 aufgenommen werden kann, wobei dieser in Folge der Aufnahme sogar noch besser abdichtet.Not shown is a possible in the sealing direction d behind and axially spaced from the membrane device arranged stuffing box seal with stuffing box ring and glasses. This has the advantage that possibly on the shut-off 3 from the open space 9 axially leakage in the direction of seal d outward leaking liquid from the gland ring 11.1 can be recorded, which seals even better as a result of recording.

Wie in den 1 und 2 angedeutet, ist die Membran 7 von dem Freiraum 9 zu dem Raum 8 hin konvex gewölbt ausgebildet. Dieses soll einen möglichen Betriebszustand mit Flüssigkeit gefülltem Freiraum 9 wiedergeben, in dem die Membran 7 auch unter Einfluss der Schwerkraft in den Freiraum 9 entsprechend konvex gewölbt ist. Falls unerwartet geringfügige Leckagen auftreten sollten, kann sich die Membran 7 aufgrund des Flüssigkeitsverlustes bis zu einem bestimmten Grad in den Freiraum 9 hinein konvex wölben, welches jeweils durch eine gestrichelte gebogene Linie angedeutet ist. Damit ist innerhalb eines bestimmten Rahmens auch bei Leckage eine weitgehende Dichtungssicherheit des Rohrschalters 1 vorhanden. Ähnlich kann die Membran 7 auf plötzliche Druckschwankungen im Raum reagieren. Die Membran kann auch in dieser konvex gewölbten Form hergestellt sein.As in the 1 and 2 indicated, is the membrane 7 from the open space 9 to the room 8th formed convexly convex. This is intended to indicate a possible operating state with fluid-filled free space 9 reproduce in which the membrane 7 also under the influence of gravity in the free space 9 is correspondingly convex. If unexpected minor leaks should occur, the membrane can 7 due to fluid loss to a certain degree in the free space 9 bulge into convex, which is indicated in each case by a dashed curved line. This is within a certain frame even with leakage extensive sealing of the pipe switch 1 available. Similarly, the membrane 7 to respond to sudden pressure fluctuations in the room. The membrane may also be made in this convexly arched shape.

Die Membran 7 ist radial innen und radial außen jeweils mit dem ihr zugeordneten Bauteil dichtschlüssig verbunden, indem sie mittels einer Niederhaltung, wie eine Ringscheibe 12, mit dem Bauteil verschraubt ist. Dies ist in dieser Einzelheit lediglich in den 3 und 4 gezeigt.The membrane 7 is radially inwardly and radially outwardly each sealingly connected to its associated component by by means of a holddown, such as an annular disc 12 , is bolted to the component. This is in this detail only in the 3 and 4 shown.

Die Membran 7 ist mittels einer Stützvorrichtung 13 der Membranvorrichtung 5 abgestützt angeordnet, mittels derer die Membran 7 zumindest partiell in einer vorgeschriebenen Form gehalten wird.The membrane 7 is by means of a support device 13 the membrane device 5 arranged supported, by means of which the membrane 7 is held at least partially in a prescribed form.

Bei den hier gezeigten Ausführungsformen des Rohrschalters 1 gemäß den 1 und 2 ist vorgesehen, dass die Stützvorrichtung 13 ein radial äußeres Ringelement 14.1, das dichtend an dem Gehäuse 4 festgelegt ist, und ein radial inneres Ringelement 14.2 aufweist, das dichtend an dem Betätigungsabschnitt 3.1 festgelegt ist, wobei die Membran 7 radial außen dichtend an dem äußeren Ringelement 14.1 und radial innen an dem inneren Ringelement 14.2 festgelegt ist. Hierbei liegt die Membran 7 in Dichtungsrichtung d hinten auf den Ringelementen 14.1, 14.2 auf und ist über Niederhaltung durch die Ringscheiben 12.1 mittels Schrauben 12.2 mit den Ringelementen 14.1, 14.2 verschraubt.In the embodiments of the pipe switch shown here 1 according to the 1 and 2 is provided that the support device 13 a radially outer ring element 14.1 , which seals against the housing 4 is fixed, and a radially inner ring member 14.2 having, sealing the actuating portion 3.1 is fixed, wherein the membrane 7 radially outside sealing to the outer ring member 14.1 and radially inward on the inner ring member 14.2 is fixed. This is the membrane 7 in sealing direction d on the back of the ring elements 14.1 . 14.2 on and is about holding down through the washers 12.1 by means of screws 12.2 with the ring elements 14.1 . 14.2 screwed.

Dabei sind die Ringelemente 14.1, 14.2 jeweils als Ringscheiben ausgebildet. Sie sind, wie den 3 und 4 entnehmbar, in einer gemeinsamen radialen Ebene E und unter Begrenzung einer ringartigen Öffnung 15 radial beabstandet zueinander angeordnet. Das äußere Ringelement 14.1 liegt radial außen an dem Kopfstück 4.1 ab. Das innere Ringelement 14.2 ist radial innen in Höhe des Lagerabschnitts 3.3 mit dem Betätigungsanschnitt 3.1 verschweißt angeordnet. Die Membran 7 überdeckt mit einem Bereich 16 die Öffnung 15. Here are the ring elements 14.1 . 14.2 each formed as annular discs. They are like that 3 and 4 removable, in a common radial plane E and under limitation of a ring-like opening 15 arranged radially spaced from each other. The outer ring element 14.1 lies radially outward on the head piece 4.1 from. The inner ring element 14.2 is radially inward at the level of the bearing section 03.03 with the actuating gate 3.1 arranged welded. The membrane 7 covered with an area 16 the opening 15 ,

In der hier gezeigten Ausführungsform des Rohrschalters 1 durchsetzt die Membran 7 in den die Öffnung 15 übergreifenden Bereich 16 gegen Dichtungsrichtung d unter Ausbildung einer ringförmigen Ausstülpung 17. Diese Ausstülpung 17 ist konvex nach außen ausgebeult. Die ringförmige Ausstülpung 17 weist einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt mit zwei gleichen Schenkeln 17.1 und einem in seiner Wandung verstärkten Quersteg 17.2 auf. Infolge des verstärkten Querstegs 17.2 konzentriert sich die umfängliche Verformung der Membran 7 beim Öffnen und Schließen des Rohrschalters 1 im Wesentlichen auf die Schenkel 17.1. Infolge der ihrer gleichen Ausbildung werden die Schenkel 17.1 bei der Betätigung des Rohrschalters 1 entsprechend gleich verformt.In the embodiment of the pipe switch shown here 1 passes through the membrane 7 in the opening 15 cross-sectoral area 16 against seal direction d to form an annular protuberance 17 , This protuberance 17 is bulged convex to the outside. The annular protuberance 17 has a substantially U-shaped cross section with two identical legs 17.1 and a transverse web reinforced in its wall 17.2 on. As a result of the reinforced crossbar 17.2 concentrates the circumferential deformation of the membrane 7 when opening and closing the pipe switch 1 essentially on the thighs 17.1 , As a result of their equal training, the thighs become 17.1 when operating the pipe switch 1 accordingly deformed equal.

Die Membranvorrichtung 5 weist in den hier gezeigten Ausführungsformen des Rohrschalters gemäß den 1 und 2 zusätzlich eine Krafterzeugung 18 auf, mittels derer eine Spannkraft K gegen Dichtungsrichtung d umfänglich in den die Öffnung 15 übergreifenden Bereich 16 der Membran 7 einleitbar ist. Mittels dieser Spannkraft K kann die Membran 7 im Bereich der Ausstülpung 17 gegen einen Rohrdruck in den Strömungsabschnitt 2 abgestützt gehalten werden. Die Spannkraft K wird hier umfänglich und radial mittig in den Quersteg 17.2 eingeleitet. The membrane device 5 has in the embodiments shown here of the pipe switch according to the 1 and 2 in addition a power generation 18 on, by means of which a clamping force K against seal direction d circumferentially into the opening 15 cross-sectoral area 16 the membrane 7 can be introduced. By means of this clamping force K, the membrane 7 in the area of the protuberance 17 against pipe pressure in the flow section 2 be kept supported. The clamping force K is here circumferentially and radially centered in the transverse web 17.2 initiated.

Gemäß 1 weist die Krafterzeugung 18 ein als Hohlzylinder 18.1 ausgebildetes Bauteil auf. Der Hohlzylinder 18.1 ist konzentrisch zur Drehachse d angeordnet und liegt stirnseitig auf dem Quersteg 17.2 auf. Damit wird der Quersteg 17.2 über seinen gesamten Umfang und damit vollumfänglich gleichmäßig durch den Hohlzylinder 18.1 belastet. Zur radialen Lagefixierung des Hohlzylinders 18.1 ist oberseitig des Quersteges 17.2 eine Aufnahme 17.3 für den Hohlzylinder 18.1 vorgesehen. Der Hohlzylinder 18.1 ist aus rostfreiem Stahl gefertigt. Der Hohlzylinder 18.1 ist in der Flüssigkeit angeordnet.According to 1 indicates the power generation 18 as a hollow cylinder 18.1 trained component on. The hollow cylinder 18.1 is arranged concentrically to the axis of rotation d and lies on the front side on the crosspiece 17.2 on. This will be the crossbar 17.2 over its entire circumference and thus completely uniformly through the hollow cylinder 18.1 loaded. For radial positional fixation of the hollow cylinder 18.1 is upper side of the crossbar 17.2 a recording 17.3 for the hollow cylinder 18.1 intended. The hollow cylinder 18.1 is made of stainless steel. The hollow cylinder 18.1 is arranged in the liquid.

Der Hohlzylinder 18.1 in 1 durchragt die Öffnung 15 in Dichtungsrichtung d. Vorgesehen kann auch ein Hohlzylinder mit geringerer Höhe sein, der in Dichtungsrichtung d vorzugsweise lediglich an die Öffnung 15 heranragt. In diesem Falle kann die Wandstärke des Hohlzylinders so ausgelegt sein, dass sie mit Spiel durch die Öffnung 15 in die Ausstülpung 17 hinein eingelegt werden kann.The hollow cylinder 18.1 in 1 penetrates the opening 15 in sealing direction d. Provided may also be a hollow cylinder with a lesser height, in the sealing direction d preferably only to the opening 15 zoom extends. In this case, the wall thickness of the hollow cylinder can be designed so that they play through the opening 15 in the protuberance 17 can be inserted into it.

Bei der Ausführungsform des Rohrschalters 1 gemäß 2 weist die Krafterzeugung 18 zur Erzeugung der Spannkraft K zusätzlich eine Federvorrichtung 18.2 mit über den Umfang gleich beabstandeten Druckfedern 18.3 auf, die gegen Dichtungsrichtung auf die Aufnahme 17.3 des Quersteges 17.2 unter Gegenlagerung an dem Gehäuse 4 einwirken. Hierbei sind die Druckfedern 18.3 jeweils in einem Führungszylinder 18.4 geführt, der seinerseits teleskopierbar geführt in einen Außenzylinder 18.5 eingreift. In Dichtungsrichtung d vorne ist stirnseitig des Führungszylinders eine Auflagerung 18.6 für die Druckfeder 18.3 und den Führungszylinder 18.4 vorgesehen, die unter Lagefixierung in ein in der Aufnahme 17.3 des Quersteges 17.2 angeordnetes U-Profil 18.7 eingreift. In Dichtungsrichtung hinten ist die Druckfeder 18.3, an einem Dorn 18.8 geführt, an dem Kopfstück 4.1 gegengelagert. Die Federvorrichtung 18.2 ist in dem Freiraum 9 angeordnet. Sie ist von der Flüssigkeit umgeben.In the embodiment of the pipe switch 1 according to 2 indicates the power generation 18 for generating the clamping force K additionally a spring device 18.2 with circumferentially equally spaced compression springs 18.3 on, against seal direction on the recording 17.3 of the crossbar 17.2 under abutment on the housing 4 act. Here are the springs 18.3 each in a guide cylinder 18.4 led, in turn, telescoped guided in an outer cylinder 18.5 intervenes. In the sealing direction d front is the front side of the guide cylinder a Auflagerung 18.6 for the compression spring 18.3 and the guide cylinder 18.4 provided under the fixing in one in the recording 17.3 of the crossbar 17.2 arranged U-profile 18.7 intervenes. In seal direction behind is the compression spring 18.3 , on a thorn 18.8 guided, on the head piece 4.1 against stored. The spring device 18.2 is in the open space 9 arranged. It is surrounded by the liquid.

Das Kopfstück 4.1 weist hier einen gewölbten Deckel 4.2 auf, wobei der Deckel 4.2 mit dem übrigen Kopfstück 4.1 unter Einklemmen der Membran 7 radial außen verschraubt. Hierbei dient die Membran 7 zugleich als Ringdichtung zwischen Deckel 4.2 und Kopfstück 4.1.The head piece 4.1 here has a domed lid 4.2 on, with the lid 4.2 with the remaining head piece 4.1 while pinching the membrane 7 bolted radially on the outside. Here, the membrane is used 7 at the same time as a ring seal between the lid 4.2 and head piece 4.1 ,

Es ist zusätzlich ein Abstandshalter 18.9 in Form eines auf dem Betätigungsabschnitt 3.1 des Absperrkörpers 3 aufsitzenden Ringes vorgesehen. Dorn 18.8 und Außenzylinder 18.5 sind in Dichtungsrichtung d hinten an einer der Wölbung des Deckels 4.2 angepassten Ringplatte 18.10 festgelegt. Außenzylinder 18.5, Dorn 18.8 und Ringplatte 18.10 sind kraftschlüssig, hier mittels Schweißens, miteinander verbunden. Sie können zusammen auch einstückig ausgebildet sein.It is also a spacer 18.9 in the form of one on the operating section 3 .1 of the shut-off body 3 seated ring provided. mandrel 18.8 and outer cylinders 18.5 are in the sealing direction d back to one of the curvature of the lid 4.2 adapted ring plate 18:10 established. outer cylinder 18.5 , Thorn 18.8 and ring plate 18:10 are non-positively, here by welding, connected together. You can also be integrally formed together.

Zur Verringerung der Verdrehbelastung der Membran 7 ist vorgesehen, dass sie in einer Nullposition 0 bei einem halben Drehwinkel β, also bei 45°, bezüglich der Verdrehung unbelastet ist und aus dieser Nullposition 0 um +45° bzw. –45° in die Schließposition S bzw. in die Offenposition O hinein verdreht wird. Dieser Sachverhalt ist in 3 anhand einer Draufsicht auf eine schematische Einzeldarstellung einer ringförmigen Membran 7 gezeigt. To reduce the torsional load of the membrane 7 is provided that they are in a zero position 0 at a half angle of rotation β, ie at 45 °, with respect to the rotation is unloaded and from this zero position 0 is rotated by + 45 ° or -45 ° in the closed position S and in the open position O inside. This situation is in 3 with reference to a plan view of a schematic single representation of an annular membrane 7 shown.

Die Membran 7 gemäß 3 weist zudem einen ringförmigen Membrankörper 7.1 aus einem elastischen Werkstoff auf, in den zusätzliche Verstärkungsstrukturen 23, hier in Form von länglichen Verstärkungselementen 24, eingebettet sind. Diese Verstärkungselemente 24 sind rein exemplarisch lediglich an drei Stellen und in den drei Positionen Nullposition 0, Schließposition S und Offenposition O gezeigt, wobei die Verstärkungselemente 24 in der Nullposition 0 mit durchgehender Doppellinie, in der Schließposition S mit gepunkteter Doppellinie und in der Offenposition mit gestrichelter Doppellinie dargestellt ist. In der Nullposition 0 erstrecken sich die Verstärkungselemente 24 rein radial, während sie in der Schließposition und der Offenposition jeweils um 45° verdreht und entsprechend gedehnt angeordnet sind. Es versteht sich, dass diese Verstärkungselemente 24 über den gesamtem Umfang des Membrankörpers 7.1 und hierbei umfänglich gleich beabstandet angeordnet sind und sich in der Nullposition 0 radial über die Membran 7 erstrecken.The membrane 7 according to 3 also has an annular membrane body 7.1 made of an elastic material, in the additional reinforcing structures 23 , here in the form of elongated reinforcing elements 24 , are embedded. These reinforcing elements 24 are purely exemplary only in three places and in the three positions zero position 0 , Closed position S and open position O shown, wherein the reinforcing elements 24 in the zero position 0 with continuous double line, shown in the closed position S with dotted double line and in the open position with a dashed double line. In the zero position 0 extend the reinforcing elements 24 purely radial, while they are rotated in the closed position and the open position in each case by 45 ° and arranged correspondingly stretched. It is understood that these reinforcing elements 24 over the entire circumference of the membrane body 7.1 and are circumferentially equally spaced and in the zero position 0 radially across the membrane 7 extend.

Die in 3 dargestellte Membran 7 ist lediglich beispielgebend zu sehen. Bei den Ausführungsformen des Rohrschalters 1 ist eine andere Ausführungsform der Membran 7 mit einem im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt eingesetzt, deren Verstärkungselemente im Wesentlichen axial zu der Drehachse d verlaufen, wobei jedoch die Änderung der relativen Lage der Verstärkungselemente 24 bei Verdrehung in die Offenposition O über die Nullposition 0 in die Schließposition S und zurück gleich ist:
In der Nullposition 0 erstrecken sich die lediglich in 3 schematisch dargestellten Verstärkungselemente 24 im Wesentlichen axial in Richtung der Drehachse a, sodass sich die Membran 7 unter Einfluss der eingeleiteten Kraft K weiter nach unten absenkt. Dies ist mit dem gestrichelt eingezeichneten Quersteg 17.2 angedeutet. In beiden Positionen, d.h. in der Schließposition S und in der Offenposition O, verlaufen die Verstärkungselemente 24 schräg zur Drehachse a, wodurch der Quersteg 17.2 gegenüber der Nullposition 0 angehoben ist. Die Verstärkungselemente 24 erstrecken sich hier über die gesamte Membran 7. Infolge des hier verstärkten Querstegs 17.2 erstrecken sich die Verstärkungselemente 24 in dem den Quersteg 17.2 durchlaufende Abschnitt auch in der Offenposition O und in der Schließposition zumindest im Wesentlichen radial zur Drehachse a.In the 3 represented membrane 7 is merely exemplary to see. In the embodiments of the pipe switch 1 is another embodiment of the membrane 7 used with a substantially U-shaped cross-section whose reinforcing elements extend substantially axially to the axis of rotation d, but wherein the change in the relative position of the reinforcing elements 24 upon rotation into the open position O via the zero position 0 in the closed position S and back is the same:
In the zero position 0 extend only in 3 schematically illustrated reinforcing elements 24 essentially axially in the direction of the axis of rotation a, so that the membrane 7 under the influence of the introduced force K further lowers. This is with the dashed cross bar 17.2 indicated. In both positions, ie in the closed position S and in the open position O, the reinforcing elements extend 24 obliquely to the axis of rotation a, whereby the cross bar 17.2 opposite to the zero position 0 is raised. The reinforcing elements 24 extend here over the entire membrane 7 , Due to the here reinforced crossbar 17.2 extend the reinforcing elements 24 in the crossbar 17.2 continuous section also in the open position O and in the closed position at least substantially radially to the axis of rotation a.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Rohrschalter reed switch
22: Strömungsabschnitt flow section
33: Absperrkörper shut-off
3.13.1: Betätigungsabschnitt actuating section
3.23.2: Absperrabschnitt cut-off
3.33.3: Lagerabschnitt bearing section
44: Gehäuse casing
4.14.1: Kopfstück headpiece
4.24.2: Deckel cover
4.34.3: Verengungsbauteil constriction device
4.44.4: Ringplatte ring plate
4.54.5: Durchgangsöffnung Through opening
55: Membranvorrichtung membrane device
66: Dichtungsvorrichtung sealing device
77: Membran membrane
7.17.1: Membrankörper membrane body
88th: Raum room
99: Freiraum free space
9.19.1: erster Bereich first area
9.29.2: zweiter Bereich second area
1010: Ventilvorrichtung valve device
10.110.1: Entlüftungsventil vent valve
10.210.2: Befüllungsventil filling valve
10.310.3: Kanal channel
12.112.1: Ringscheibe washer
12.212.2: Schraube screw
1313: Stützvorrichtung support device
14.114.1: äußere Ringelement outer ring element
14.214.2: inneres Ringelement inner ring element
1515: Öffnung opening
1616: Bereich Area
1717: Ausstülpung protuberance
17.117.1: Schenkel leg
17.217.2: Quersteg crosspiece
17.317.3: Aufnahme admission
1818: Krafterzeugung power generation
18.118.1: Hohlzylinder hollow cylinder
18.218.2: Federvorrichtung spring device
18.318.3: Druckfeder compression spring
18.418.4: Führungszylinder guide cylinder
18.518.5: Außenzylinder outer cylinder
18.618.6: Auflagerung Bearing
18.718.7: U-Profil U-profile
18.818.8: Dorn mandrel
18.918.9: Abstandshalter spacer
18.1018:10: Ringplatte ring plate
2323: Verstärkungsstruktur reinforcing structure
2424: Verstärkungselement reinforcing element
aa: Drehachse axis of rotation
dd: Dichtungsrichtung sealing direction
ff: freie Länge free length
ww: Strömungsweg flow
Ee: Ebene level
KK: Spannkraft tension
ββ: Drehwinkel angle of rotation
00: Nullposition zero position
OO: Offenposition open position
SS: Schließposition closed position

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0278417 B1 [0003]
DE 2913022 [0004]
DE 1147454 [0005]

Claims

Pipe switch ( 1 ) for pipelines into a flow section ( 2 ) of the pipeline projecting and externally operable shut-off ( 3 ) for shutting off a flow path (w) of a fluid, such as liquid or gas, and a housing ( 4 ) with the flow section ( 2 ), whereby the shut-off body ( 3 ) is rotatably mounted so as to be actuatable externally about an axis of rotation (a) at a rotational angle (β) greater than zero relative to the flow path (w) and by means of a membrane device ( 5 ) with ring or loop-like membrane ( 7 ) having sealing device ( 6 ) in a sealing direction (d) from the inside to the outside against the housing ( 4 ) is sealed, wherein the membrane at least with an area a ring-like opening ( 15 ) overlaps between housing and shut-off body, characterized in that the membrane device ( 5 ) a power generation ( 18 ) by means of which a clamping force (K) against sealing direction (d) into which the opening ( 15 ) cross-sectoral area ( 16 ) of the membrane ( 7 ) can be introduced.

Pipe switch ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the membrane ( 7 ) in which the opening ( 15 ) cross-sectoral area ( 16 ) the opening ( 15 ) against sealing direction (d) to form an annular protuberance (d) 17 ) interspersed.

Pipe switch ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the protuberance ( 17 ) has a substantially U-shaped cross section with two preferably identical legs ( 17.1 ) and a preferably reinforced transverse web ( 17.2 ) having.

Pipe switch ( 1 ) according to claim 2 or 3, characterized in that the clamping force (K) at least substantially in the transverse web ( 17.2 ) is initiated.

Pipe switch ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the force generation ( 18 ) a preferably as a hollow cylinder ( 18.1 ) formed part, which is for generating the clamping force (K) with its weight on the opening ( 15 ) cross-sectoral area ( 16 ).

Pipe switch ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the force generation ( 18 ) a spring device ( 18.2 ) with a compression spring ( 18.3 ), whose spring force for generating the clamping force (K) in which the opening ( 15 ) cross-sectoral area ( 16 ) can be introduced.

Pipe switch ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the membrane device ( 5 ) a supporting device ( 13 ), at which the membrane ( 7 ) is supported.

Pipe switch ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the supporting device ( 13 ) a radially outer ring element ( 14.1 ) sealingly against the housing ( 4 ) is arranged, and / or a radially inner ring member ( 14.2 ), which sealingly against the shut-off body ( 3 ), wherein the membrane ( 7 ) radially outwardly sealing to the outer ring member ( 14.1 ) and / or radially inward on the inner ring element ( 14.2 ) is arranged. (At an operating section)

Pipe switch ( 1 ) according to claim 8, characterized in that the ring elements ( 14.1 . 14.2 ) while limiting the ring-like opening ( 15 ) are arranged radially spaced from each other and that the membrane ( 7 ) the opening ( 15 ) covered sealingly.

Pipe switch ( 1 ) according to claim 8 or 9, characterized in that the ring elements ( 14.1 . 14.2 ) are each formed as annular discs, which are arranged in the installed position in a common radial plane (E).

Pipe switch ( 1 ) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the shut-off body ( 3 ) between a closed position (S) and an open position (O) about the rotation angle (β) is rotatable, wherein centrally on a Verdrehweg between closed position (S) and open position (O) has a zero position ( 0 ) is provided, in which the membrane ( 7 ) of the membrane device ( 5 ) is minimally twisted or arranged undiluted.

Membrane ( 7 ) for a pipe switch ( 1 ), in particular for a pipe switch ( 1 ) according to one of claims 1 to 11, with a ring-like or tubular membrane body, characterized in that the membrane body of the membrane ( 7 ) is made of an elastic material in which reinforcing structures ( 23 ) are incorporated or embedded.

Membrane ( 7 ) according to claim 12, characterized in that the reinforcing structures ( 23 ) elongated reinforcing elements ( 24 ), in particular band or cord-like elements.

Membrane ( 7 ) according to claim 13, wherein the membrane ( 7 ) to the torsional load in the pipe switch ( 1 ) is designed around an axis of rotation and centrally on a Verdrehweg between a closed position (S) and open position (O) of the pipe switch ( 1 ) a zero position ( 0 ), characterized in that the elongate reinforcing elements ( 24 ) in zero position ( 0 ) of the membrane ( 7 ) are arranged with respect to their longitudinal extent extending radially to the axis of rotation (a).

Pipe switch ( 1 ) according to one of claims 1 to 11 with a membrane ( 7 ) according to any one of claims 12 to 14.