DE10250774A1

DE10250774A1 - Absperrarmatur

Info

Publication number: DE10250774A1
Application number: DE2002150774
Authority: DE
Inventors: Metin Gerceker; Ralf Sobig
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Neles Germany GmbH
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2004-05-13

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Absperrarmatur (1) mit einer in einem Gehäuse (2) angeordneten Drehklappe (3), die um Drehachse (D) schwenkbar gelagert ist, wobei eine erste Exzentrizität (E1) durch eine in Richtung der Längsachse (L) angeordnete Beabstandung der in der Absperrstellung befindlichen Drehklappe (3) von der gemeinsamen Mittelachse (M) des Gehäuses (2) und der Drehklappe (3) gebildet ist und wobei eine zweite Exzentrizität (E2) durch eine in Querrichtung angeordnete Beabstandung der Drehachse (D) von der gemeinsamen Mittelachse (M) des Gehäuses (2) und der Drehklappe (3) gebildet ist. Die Aufgabe, eine Absperrarmatur mit verbesserter Betriebssicherheit im Langzeitbetrieb und verringerten Kosten zur Verfügung zu stellen, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine dritte Exzentrizität (E3) vorgesehen ist, die durch eine in Richtung der Längsachse (L) angeordnete Beabstandung der Drehachse (D) von der gemeinsamen Mittelachse (M) des Gehäuses (2) und der Drehklappe (3) gebildet, und/oder eine vierte Exzentrizität (E4) vorgesehen ist, die von einer asymmetrischen Anordnung der Dichtfläche (6) gebildet ist. Die Dichtfläche (6) ist gemäß einer Ausgestaltungsform als Kegelfläche ausgebildet ist, wobei die vierte Exzentrizität (E4) von einer in Querrichtung angeordneten Beabstandung der den Symmetriepunkt (S) der Dichtfläche (6) bildenden Kegelspitze von der Längsachse (L) gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Absperrarmatur mit einer in einem Gehäuse angeordneten Drehklappe, die um Drehachse schwenkbar gelagert ist, wobei eine erste Exzentrizität durch eine in Richtung der Längsachse angeordnete Beabstandung der in der Absperrstellung befindlichen Drehklappe von der gemeinsamen Mittelachse des Gehäuses und der Drehklappe gebildet ist und wobei eine zweite Exzentrizität durch eine in Querrichtung angeordnete Beabstandung der Drehachse von der gemeinsamen Mittelachse des Gehäuses und der Drehklappe gebildet ist.
Aus der DE 100 57 408 A1 ist eine gattungsgemäße, doppelt exzentrische Absperrarmatur bekannt. Die Drehklappe weist die Form eines Kugelabschnitts auf, wobei die senkrecht zur Durchflussrichtung angeordnete gemeinsame Mittelachse der Drehklappe und des Gehäuses von der Drehklappe im Bereich der Dichtfläche, d.h. von der in der Absperrstellung angeordneten Drehklappe, in Richtung der Längsachse und somit in Durchströmungsrichtung beabstandet ist (erste Exzentrizität). Zudem ist die Drehachse von der gemeinsamen Mittelachse der Drehklappe und des Gehäuses in Querrichtung und somit senkrecht zur Durchströmungsrichtung beabstandet (zweite Exzentrizität). Im Längsschnitt der Absperrarmatur ist bei derartigen doppeltexzentrischen Absperrarmaturen die Drehachse und die gemeinsame Mittelachse der Drehklappe und des Gehäuses deckungsgleich.
Bei gattungsgemäßen doppelt-exzentrischen Absperrarmaturen ist die Bewegung der Drehklappe von der Absperrstellung in die Durchflussstellung als Schwenkbewegung ausgebildet. Hierdurch tritt an einem im Bereich der Dichtfläche angeordneten Dichtsystem Reibung und Verschleiß auf. Der Verschleiß am Dichtsystem kann zu einer verringerten Betriebssicherheit im Langzeitbetrieb führen, wodurch ein Auswechseln des Dichtsystems im Langzeitbetrieb erforderlich ist. Das Auswechseln des Dichtsystems verursacht Wartungskosten für die Absperrarmatur. Zudem erfordert die Reibung am Dichtsystem ein hohes Antriebsmoment für die Drehklappe sowohl beim Öffnen als auch beim Schließen, wodurch entsprechend leistungsfähige und teure Drehantrieb erforderlich sind. Diese Drehantriebe führen zu hohen Herstellkosten der Absperrarmatur.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Absperrarmatur der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, die hinsichtlich der Betriebssicherheit im Langzeitbetrieb und hinsichtlich der Kosten verbessert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine dritte Exzentrizität vorgesehen ist, die durch eine in Richtung der Längsachse angeordnete Beabstandung der Drehachse von der gemeinsamen Mittelachse des Gehäuses und der Drehklappe gebildet ist, und/oder eine vierte Exzentrizität vorgesehen ist, die von einer asymmetrischen Anordnung einer Dichtfläche gebildet ist.
Mit einer derartigen, vier Exzenter aufweisenden Absperrarmatur wird erzielt, dass die Drehklappe beim Öffnen bei Drehbeginn von der Dichtfläche abhebt bzw. beim Schließen bei Drehende auf die Dichtfläche hinbewegt wird und somit die Drehklappe unmittelbar nach dem Start der Drehbewegung aus der Absperrposition beim Öffnen bzw. bis kurz vor Ende der Drehbewegung beim Schließen frei ist, wodurch gegenüber Absperrarmaturen des Standes der Technik eine schleifende Schwenkbewegung zwischen der Drehklappe und der Dichtfläche und somit dem Dichtsystem vermieden wird. Durch das Abheben der Drehklappe von der Dichtfläche und dem Dichtsystem beim Drehbeginn während des Öffnens bzw. das Hinbewegen der Drehklappe auf die Dichtfläche und das Dichtsystem beim Drehende während des Schließens kann die Reibung zwischen der Drehklappe und dem Dichtsystem sowie der Verschleiß am Dichtsystem wirkungsvoll verringert werden. Durch den verringerten Verschleiß weist die erfindungsgemäße Absperrarmatur gegenüber gattungsgemäßen Absperrarmaturen eine verbesserte Dichtheit in beiden Druckrichtungen und Durchströmungsrichtungen sowie eine erhöhte Betriebssicherheit im Langzeitbetrieb auf und verursacht geringere Wartungskosten. Durch die verringerte Reibung benötigt die Absperrarmatur ein reduziertes Öffnungs- und Schließmoment. Hierdurch kann gegenüber Absperrarmaturen mit einer doppelt-exzentrisch angeordneten Drehklappe ein Drehantrieb mit einem geringeren Antriebsmoment verwendet werden. Gegenüber Absperrarmaturen des Standes der Technik kann somit ein kleinerer und kostengünstigerer Drehantrieb verwendet werden, wodurch sich bei der erfindungsgemäßen Absperrarmatur gegenüber gattungsgemäßen Absperrarmaturen geringere Herstellkosten ergeben. Zudem beansprucht ein kleinerer Drehantrieb einen geringeren Bauraum.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist die dritte Exzentrizität in Verlängerung der ersten Exzentrizität angeordnet ist. Die Drehachse ist somit um die Summe der ersten Exzentrizität und der dritten Exzentrizität in Richtung der Längsachse von der Drehklappe beabstandet. Hierdurch ergibt sich ein großer Hebelarm zwischen Drehklappe und Drehachse, wodurch ein sicheres Abheben der Drehklappe von der Dichffläche zu Drehbeginn des Öffnens bzw. ein sicheres Hinbewegen der Drehklappe auf die Dichtfläche zu Drehende des Schließens erzielt werden kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die dritte Exzentrizität in Verkürzung der ersten Exzentrizität angeordnet ist. Die Drehachse ist somit ausgehend von der ersten Exzentrizität in Richtung der Längsachse um die dritte Exzentrizität zur Drehklappe verschoben. Hierdurch kann der Hebelarm zwischen Drehachse und Drehklappe verringert werden, wodurch das Antriebsdrehmoment für die Drehklappe verringert werden kann.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die vierte Exzentrizität und die zweite Exzentrizität bezüglich der Längsachse auf derselben Halbebene der Absperrarmatur angeordnet sind. Hierdurch wird erzielt, dass die zweite und die vierte Exzentrizität bezüglich der gemeinsamen Mittelachse des Gehäuses und der Drehachse auf einer Seite angeordnea sind, wodurch eine schleifende, Verschleiß und Reibung verursachende Bewegung zwischen Drehklappe und Dichtfläche nach Drehbeginn der Drehklappe aus der Absperrstellung bzw. vor Drehende der Drehklappe in die Absperrstellung wirkungsvoll vermieden wird.
Mit besonderem Vorteil ist die vierte Exzentrizität gemäß einer Ausführungsform der Erfindung durch eine in Querrichtung angeordnete Beabstandung eines Symmetriepunkts der Dichtfläche von der Längsachse gebildet. Durch einen senkrecht zur Längsachse angeordneten Abstand des Symmetriepunktes der Dichtfläche von der Längsachse der Absperrarmatur kann auf einfache Weise eine asymmetrische Dichtfläche erzielt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Dichtfläche als Kegelfläche ausgebildet, wobei die vierte Exzentrizität von einer in Querrichtung angeordnete Beabstandung der den Symmetriepunkt der Dichtfläche bildenden Kegelspitze von der Längsachse gebildet ist. Eine Kegelfläche mit einer von der Längsachse der Absperrarmatur in Querrichtung beabstandeten Kegelspitze kann auf einfache Weise hergestellt werden.
Die Kegelspitze ist bezüglich der Dichtfläche der Absperrarmatur in Richtung der Längsachse vorteilhafter Weise gegenüberliegend zur Drehachse angeordnet, wodurch beim Öffnen und Schließen der Drehklappe eine schleifende Bewegung zwischen Dichtfläche und Drehklappe vermieden werden kann.
Die Dichtfläche kann gemäß einer weiteren Ausgestaltungsform als Kugel ausgebildet sein, wobei die vierte Exzentrizität von einer in Querrichtung angeordneten Beabstandung der den Symmetriepunkt der Dichtfläche bildende Kugelmitte von der Längsachse gebildet ist. Durch die von der Längsachse in Querrichtung beabstandete Kugelmitte kann eine asymmetrische Dichtfläche auf einfache Weise mit geringen Herstellkosten hergestellt werden.
Zweckmäßigerweise ist zwischen der Drehklappe und dem Gehäuse im Bereich der Dichtfläche ein Dichtsystem vorgesehen. Das Dichtsystem kann hierbei an der Drehklappe oder am Gehäuse angeordnet werden.
Das Dichtsystem kann gemäß einer Ausgestaltungsform zumindest eine Weichdichtung aufweisen, beispielsweise eine Dichtung aus Thermoplast, insbesondere PTFE.
Zudem ist es möglich, dass das Dichtsystem zumindest eine Metalldichtung oder zumindest eine Keramikdichtung aufweist.
Darüber hinaus ist es möglich, das Dichtsystem als Kombination zumindest einer Weichdichtung mit einer Metalldichtung und/oder einer Weichdichtung mit einer Keramikdichtung auszubilden.
Zudem ist es möglich, das Dichtsystem als Lamellendichtung auszubilden, die zumindest eine in Richtung der Längsachse hintereinander angeordnete Metalldichtung und Graphitdichtung umfasst.
Weiterhin ist möglich, das Dichtsystem als Block-und-Bleed-Dichtung auszubilden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der schematischen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In der Figur ist eine erfindungsgemäße Absperrarmatur 1 in einem Längsschnitt dargestellt. Die Absperrarmatur 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem eine Drehklappe 3 um die senkrecht zur Zeichenebene dargestellte Drehachse D schwenkbar gelagert ist. Die Drehklappe 3 ist in der Absperrstellung dargestellt. Mittels einer geteilten Antriebswelle 8, die mit einem nicht mehr dargestellten Drehantrieb in Wirkverbindung steht, kann die Drehklappe 3 parallel zur Durchströmungsrichtung 4 in eine Durchflussstellung gedreht werden. Die Drehklappe 3 steht beispielsweise mittels einer Passfederverbindung 9 mit der Abtriebswelle 8 in Wirkverbindung. In Zwischenstellungen ist die Drehplatte 3 drosselnd.
An dem Gehäuse 1 ist ein ringförmiges Dichtelement 5 angeordnet, wobei zwischen dem Dichtelement 5 und der Drehklappe 3 eine Dichtfläche 6 ausgebildet ist. Im Bereich der Dichtfläche 6 kann an der Drehklappe 3 oder dem Dichtelement 5 ein Dichtsystem 7 angeordnet werden.
Die Drehklappe 3 weist bis auf den Bereich der Dichtfläche 6 die Form eines Kugelabschnitts auf, dessen Mittelpunkt auf dem Schnittpunkt der Mittelachse M des Gehäuses 2 und der Längsachse L angeordnet ist. Die Mittelachse M bildet somit die gemeinsame Mittelachse des Gehäuses 2 und der der Drehklappe 3.
Die Drehklappe 3 ist in der gezeigten Absperrstellung in axialer Richtung, d.h. in Richtung der Längsachse L, von der gemeinsamen Mittelachse M des Gehäuses 2 und der Drehklappe 3 beabstandet. Diese Beabstandung bildet die erste Exzentrizität E1.
Die Drehachse D der Drehklappe 3 ist senkrecht zur Längsachse L und somit senkrecht zur Durchströmungsrichtung 4 in Querrichtung von der gemeinsamen Mittelachse M und somit der Längsachse L beabstandet. Dieser Abstand der Drehachse D von der gemeinsamen Mittelachse M bildet die zweite Exzentrizität E2.
Zudem ist die Drehachse D der Drehklappe 3 in Richtung der Längsachse L und somit in Richtung der Durchströmungsrichtung 4 von der gemeinsamen Mittelachse M des Gehäuses 2 und der Drehklappe 3 beabstandet. Dieser Abstand bildet die dritte Exzentrizität E3.
Die Drehachse D ist somit in Richtung der Längsachse L um die dritte Exzentrizität E3 von der Mittelachse M und in Querrichtung um die zweite Exzentrizität E2 von der Mittelachse M beabstandet, wobei die Mittelachse M von der Drehklappe 3 in Richtung der Längsachse L um die erste Exzentrizität E1 beabstandet ist.
Die dritte Exzentrizität E3 kann in Verkürzung der ersten Exzentrizität E1 angeordnet ist. Die Drehachse D ist somit ausgehend von der ersten Exzentrizität E1 um die dritte Exzentrizität E3 zur Drehklappe 3 verschoben. Die Drehachse D ist somit zwischen der Mittelachse M und der Drehklappe 3 angeordnet. Zudem ist es möglich, die dritte Exzentrizität E3 – wie in der Figur dargestellt – in Verlängerung der ersten Exzentrizität E1 anzuordnen, wobei die Drehachse D um die Summe der ersten Exzentrizität E1 und der dritten Exzentrizität E3 in Richtung der Längsachse von der Drehklappe 3 beabstandet ist.
Weiterhin ist an der Absperrarmatur 1 eine vierte Exzentrizität E4 vorgesehen, die von einer asymmetrischen Anordnung der Dichtfläche 6 gebildet.
Die Dichtfläche 6 zwischen dem Dichtelement 5 und der Drehklappe 3 ist bevorzugterweise als Kegelfläche 10 mit einer Hüllkurve K ausgebildet. Der Symmetriepunkt S der Hüllkurve K der Kegelfläche 10, d.h. die Kegelspitze, ist von der Längsachse L der Absperrarmatur 1 in Querrichtung, d.h. senkrecht zur Längsachse L und somit senkrecht zur Durchströmungsrichtung 4, beabstandet. Dieser Abstand des Symmetriepunktes S von der Längsachse L in Querrichtung bildet die vierte Exzentrizität E4. Die vierte Exzentrizität E4 und die zweite Exzentrizität E2 sind hierbei bezüglich der Längsachse L auf derselben, in der Figur unteren Halbebene der Absperrarmatur 1 angeordnet.

Claims

Absperrarmatur mit einer in einem Gehäuse angeordneten Drehklappe, die um eine Drehachse schwenkbar gelagert ist, wobei eine erste Exzentrizität durch eine in Richtung der Längsachse angeordnete Beabstandung der in der Absperrstellung befindlichen Drehklappe von der gemeinsamen Mittelachse des Gehäuses und der Drehklappe gebildet ist und wobei eine zweite Exzentrizität durch eine in Querrichtung angeordnete Beabstandung der Drehachse von der gemeinsamen Mittelachse des Gehäuses und der Drehklappe gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Exzentrizität (E3) vorgesehen ist, die durch eine in Richtung der Längsachse (L) angeordnete Beabstandung der Drehachse (D) von der gemeinsamen Mittelachse (M) des Gehäuses (2) und der Drehklappe (3) gebildet ist, und/oder eine vierte Exzentrizität (E4) vorgesehen ist, die von einer asymmetrischen Anordnung einer Dichtfläche (6) gebildet ist.
Absperrarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Exzentrizität (E3) in Verlängerung der ersten Exzentrizität (E4) angeordnet ist.
Absperrarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Exzentrizität (E3) in Verkürzung der ersten Exzentrizität (E1) angeordnet ist.
Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Exzentrizität (E4) und die zweite Exzentrizität (E2) bezüglich der Längsachse (L) auf derselben Halbebene der Absperrarmatur (1) angeordnet sind.
Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Exzentrizität (E4) durch eine in Querrichtung angeordnete Beabstandung eines Symmetriepunkts (S) der Dichtfläche (6) von der Längsachse (L) gebildet ist.
Absperrarmatur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtfläche (6) als Kegelfläche ausgebildet ist, wobei die vierte Exzentrizität (E4) von einer in Querrichtung angeordnete Beabstandung der den Symmetriepunkt (S) der Dichtfläche (6) bildenden Kegelspitze von der Längsachse (L) gebildet ist.
Absperrarmatur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelspitze bezüglich einer Dichttläche (6) in Richtung der Längsachse (L) gegenüberliegend zur Drehachse (D) angeordnet ist.
Absperrarmatur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichttläche als Kugel ausgebildet ist, wobei die vierte Exzentrizität (E4) von einer in Querrichtung angeordneten Beabstandung der den Symmetriepunkt der Dichtfläche bildende Kugelmitte von der Längsachse (L) gebildet ist.
Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Drehklappe (3) und dem Gehäuse (2) im Bereich der Dichtfläche (6) ein Dichtsystem (7) vorgesehen ist.
Absperrarmatur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtsystem (7) zumindest eine Weichdichtung aufweist.
Absperrarmatur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtsystem (7) zumindest eine Metalldichtung aufweist.
Absperrarmatur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtsystem (7) zumindest eine Keramikdichtung aufweist.
Absperrarmatur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtsystem (7) als Kombination zumindest einer Weichdichtung mit einer Metalldichtung und/oder mit einer Keramikdichtung ausgebildet ist.
Absperrarmatur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtsystem (7) als Lamellendichtung ausgebildet ist.
Absperrarmatur nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellendichtung zumindest eine Metalldichtung und eine Graphitdichtung umfasst.
Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtsystem (7) als Block-und-Bleed-Dichtung ausgebildet ist.