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Absperrschieber für Rohrleitungen
Die Erfindung bezieht
sich auf Absperrschieber für Rohrleitungen mit im Querschnitt ovalem Gehäuseaufsatz
mit einem in diesem'mit Spiel geführten Verschlußstuck mit normal zur Spindelachse
entsprechend ovalem Querschnitt, aessen in Richtung der Rohrachse gesehener Umriß
unten eine dem Rohrinnendurchmesser angepaßte Rundung und oben eine Wölbung aufweist
und in dessen unuerer Rundung und Seitenwänden in einer durchgehenden Nut eine Dichtung
aus elastisch nachgebendem Materiai eingebettet ist, die mi-u einer die gewölbte
obere Fläche a.es Verschlußstücks überdeckenden Dichtplatte aus einem Stücr, besteht,
welche in einer Projektion in Richtung der Spindelachse einen dem ovalen Innenquerschnitt
des Gehäuseaufsatzes entsprechenden ovalen Umriß hat, unu. mit einem die Dichtplatte
abdeckenden Druckstuck, das mittels durch die Dichtplatte unu durch
Zöcher
im Druckstück hindurchnagender, ihren maximalen Abstand bestimmender Bolzen oder
dgl. mit dem VerschluB-stück in Richtung der Spindelachse beweglich verbunden ist.
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Absperrschiebern dieser Bauart ist eigen, da.u das Verschlußstück
mit den Dichtungen praktisch ohne Reibung der Dichtungsflächen an Wandteilen des
Schiebergehäuses bis in die Schließstellung gebracht wird, und dann die Dichtungen
praKtisch nur auf Druckbeansprucht werden, wobei es ein weiterer Vorteil ist, daß
die den Dichtungen gegenüberliegenuen Gehäuseflächen unbearbeitet bleiben können,
da die zwischen Verschlußstück und Druckstück liegende Dichtplatte erst dann aus
dem Zwischenraum heraus- und an die Wand angepreßt wird, wenn das Verschlußstück
mit der an seiner unteren Rundung und an seinen Seitenwänden vorgesehenen Dichtung
fest an die Innenwand des Rohrdurchgangs gepreßt wird.
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Bei dem bekannten Absperrschieber liegt die Krummungsachse der Wölbungen
etwa am oder sogar un-Gerhalb des unteren Endes des Verschlußstückes. Die Dichtplatte
und die in die Nut an den Seitenwänden eingelegten Dichtungsteile treffen etwa un-Ger
einem rechten Winkel zusammen. Wenn beim Schließen des Schiebers das Verschlußstück
etwa dreiviertel seines Hubs zurückgelegt hat, beginnt der Druck hinter dem Absperrschieber
abzusinken, so daß das Verschlußstücx einseitig an die Führungsf
-täche
im Gehäuse angelegt wird. Der dann auftretente Reibungswiderstand, der sich aus
o.em Produkt des Druckabfalls, der Querschnittfläche und des Reibungswertes ergibt,
muß von der Spindel auf das Druckstück aufgebracht werden, um das Verschlußstuck
in seine a Schließstellung zu bringen. Durch den Reibungswiderstana des Verschlußstücks
einerseits und die von der Spindel av.das Druckstück ausgeübte Kraft andererseits
wird die Dichtungsplatte bereits jetzt aus dem Zwischenraum zwischen Drucxstück
und Verschlußstück herausgepreßt: Wenn die seitlich. und unten um das VerschluB-stüclL
sich erstreckenden Dichtungsteile zur Anlage an Gier Gehäuseinnenwand kommen, ist
der größte Reibungswiderstand erreicht, weil. nunmehr der volle Betriebedruck auf
dem Verschiußstück lastet. Da die seitlichen Dichtungsteile von der Gehäusewand
zurückgehalten werden, wird nunmehr ras Gummi der Dichtung vor allem am übergang
von, der Dichtungsplatte zu den seitlichen Dichtungsteilen nach außen gepreßt, so
daß dort ein nach außen vcrspringenaer Wulst entsteht. Es wurde fest-
| gestellt, dau durch den Reibungswiderstand, den die- |
| ser W uls i. aem Verbringen des Verschlußsiückes in die |
| volis ::änaige Schließlage entgegensetzt, ganz erhebli- |
| che Werte hat. Es war beispi eisweise bei einem unter- |
| Schieber zum vollständigen Schlietien des A.bsperr- |
| scn4Lpf@-ers in nie endgültige Schließlage- ein Drehmoment |
von 27 mkp erforderlich. Sobald das Gummi aber an dieser Stelle
mit einem Schleifapparat weggeschliffen war, erniedrigte sich das zum vollständigen
Schließen erforderliche Drehmoment auf 7 bis S mkp. Das Nacharbeiten der Dichtung
ist aber ein zusätzlicher Arbeitsvorgang, der große Sorgfalt erfordert. Da die Menge
des an dieser Stelle wegzunehmenden Gummis wegen der Toleranz der unbearbeitet bleibenden
Gußstücke be. jedem Absperrschieber anders'ist und bei zuviel weggenommenem Gummi
das zum vollständigen Schließen erforderliche Drehmoment wieder steigt, wird der
beschriebene Nachteil auch nicht dadurch befriedigend beseitigt, daß man in der
Außenfläche der Dichtung schon bei deren Formgebung eine Höhlung schafft.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Absperrventil
der eingangs genannten Gattung so weiterzubilden, daß ohne Nacharbeit an der Dichtung
bei allen Absperrschiebern zum vollständigen Schließen ein etwa gleiches verhältnismäßig
niedriges Drehmoment auf die Spindel aufzubringen ist.
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Das vorgenannte Ziel ist bei dem Absperrschieber nach der Erfindung
dadurch gelöst, dab die Wölbungen der oueren Fläche des Versehlußstücks, der Dichtplatte
und der Unierflä,che des Druckstücks eine
mit der Achse der unteren
Rundung des Verschlußstücks im wesentlichen zusammenfallende grümmungsachse haben
und daß der Übergang zwischen Dichtungsplatte und in der Nut der Seitenwände befindlichen
Dichtungsteilen ebenfalls stark abgerundet ist.
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Bei dieser Ausbildung des Absperrschiebers gemäß der Erfindung ist
es trotz kürzerer langer Achse des ovalen Querschnitts des Gehäuseaufsatzes und
dadurch verbesserterFestigkeit des letzteren möglich, die Seitenwände unter einem
flachen Winkel zu neigen. Hierdurch werden auch die mit den Schrägflächen des Gehäuses
zusammenwirkenden seitlichen Teile der Dichtung gegenüber der bekannten Konstruktion
wesentlich kürzer. Durch die starke Abrundung ist außerdem ein Ausweichraum geschaffen,
in den das Gummi beim Anpressen des Verschlußstücks ausweichen kann, ohne über-
beansprucht zu werden. Alle diese Ergebnisse haben dazu geführt, daß das zum Erreichen
der endgültigen Schließstellung erforderliche Drehmoment ohne Nacharbeit an der
Dichtung stets gleich und nur etwa ein Viertel des bisher bei diesen Ventilen im
Ni ttel erforderlich gewesenen Drehmoments ist. Dadurch,
das die
der.stärksten Reibung ausgesetzten Flächenteile der Dichtung verringert bzw. ganz
fortgefallen sind, ist auch die Verschleißmöglichkeit der Dichtung geringer und
damit die lebenadauer der Dichtung merklich erhöht.
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Der Reibungswiderstand dea Versohlußstückes beim Schließen und insbesondere
kurz vor der endgültigen Schließlage hängt aber auch von der Ausbildung der Führung
des Verschlußstüokes irri Gehäuse ab. Es hat sich gezeigt, daB es für 'die Erzielung
eines bei allen Absperrschiebern möglichst gleichen niedrigen Spindeldrehmomentes
zum vollständigen Schließen vorteilhaft ist, wenn die in Richtung der Rohrachse
weisenden Flächen des Verschlußstüekes über dessen ganze Höhe entsprechend uer Innenfläche
des ovalen Gehäuseaufsatzes gekrümmt sind. Da die Durchdringung des ovalen Gehäuseaufsatzes
mit dem Durchflußrohr bis weit in das Durchflüßrohr hineinreicht, ist das Versehlußstück
bis weit in den Rohrdurchgang hinein, und zwar etwa bis zur Mitte des Rohrdurchgangs
des Gehäuses, gegen die am Versehlußstück wirkenden Drucxun@erschiede abgestützt.
Durch diese verbesserte Führung wird mit noch größerer Sicherheit gewährleistet,
das die Dichtung praktsich ohne Reibung an den Wänden bis in die Schließstellung
geführt wird. Die hebensdauer der Dichtung wird dadurch noch weiter erhöht. Ferner
wird durch diese Ausbildung des Versehlußstückes an der Unterseite des Verschlußstüokes
eine in Richtung des Durchflußrohres breite Auflage des Verschlusstücks auf der
Rohrinnenwand ge-
'schaffen, so daß diese ebenfalls bei der Aufnahme
der auf Verxanten gerichteten Kräfte am Verschlußstück mitwirkt.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an
einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt einen hängsschnitt durch einen Absperrschieber gemäß
der Erfindung und Fig. 2 einen Querschnitt, wobei in beiden Figuren das Vereehlußstück
mit Dichtung und Druckstück in der linken Hälfte in Ansicht gezeigt ist.
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Das Gehäuse 1 mi-c dem Durchflußrohr 2 hat einen im Querschnitt ovalen
Gehäuseaufsatz 3. Die lange Achse des ovalen Querschnitts liegt quer zur Achse des
Durchflußrohre 2 unu ist länger als der Dachmesser nes Durchflußrohreg. Entsprechend
geht die Innenfläche 4 des ovalen Gehäuseaufsatzes 3 in dem in Fig. 2 gezeigtem
Querschnitt des Absperrschiebern über keilförmig nach unten zulaufende Flächen 5
in die zylindrische Innenwand 6 des Durchflußrohres über. Im Deckel 7 des Gehäuseaufsatzes
3 ist aia Schieberspindel 8 in be£annter Weise gegen ,Aaialverechiebung festgehalten.
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Für den Abschluß ass Durchflußrohres 2 dient aas VerschluBstück y.
Dieses hat, in Richtung der Achse a es
Durchflußrohres 2 gesehen,
unten eine der Innenwand 6 des Durchflußrohres 2 gegenüberstehende, teilzylindrische
Fläche 10, an die sieh nach oben in Form eines Keils auseinanderlaufende Seitenflächen
11 anschließen. Nach oben ist das Verschlüßstück 9 durch eine gewölbte Fläche 12
abgeschlossen, deren Krümmungsachse mit der Krümmungsachse der teilzylindrischen
Fläche 10 und damit in der in der Zeichnung dargestellten Schließstellung des Verschlußstüoks
2 der Achse des Durchflußrohres 2 zusammenfällt. Die beiden in Richtung der Achse
des Durehflußrohres weisenden Flächen 13 und 14 des Verschlußstücks 9 haben In einer
im rechten Winkel zur Achse der Spindel 8 stehenden Ebene einen der Innenfläche
4 des ovalen Gehäuseaufsatzes entsprechenden Umriß.
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In der teilzylindrischen Fläche 10 und den Seitenflächen 11 ist eine
in einer Querebene liegenae Nut 15 vorgesehen. In dies e. Nut 15 ist eine etwas
über die Außenfläche des-Verschlußstücks 9 vorspringende Dichtung 16 einvulkanisiert,
und zwar gleichzeitig mit dem Vulkanisieren einer mit ihr aus einem Stück bestehenden
Dichtplatte 17 auf die gewölbte Oberfläche 12 des Verschlußstü.cks 9. Die der Innenwand
des Schiebergehäuses gegenüberliegenue Außeniläche des in die Nut 15 eingebetteten
Dichtungsteils 16, die den keilförmigen Inneaflächen 5 des Gehäuses entsprechend,
im
Querschnitt von Fig. 2 gesehen, nach oben und außen sich . erstreckt,
geht mit einer großen Abrundung 16a in die Oberfläche 18 der Dichtplatte 17 über,
die so stark ist, daß sie nur an. dem keilförmig verlaufenden Flächenteil 5 der
Innenfläche des Absperrschiebergehäuses zur Anlage kommt. Die Dichtplätte 17 hat
in einer Projektion in Richtung der Spindelaehse einen der Innenfläche 4 des ovalen
Gehäuseaufsatzes @ entsprechenden ovalen Umriß. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß
das ganze üerschlußstück y von einer Gummihülle ya umgeben ist.
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Die Dichtplatte 17 ist von einem Druckstück 19 überdeckt, das einen
mit der Dichtplatte 17 in Berührung stehenden Flanschteil 20 besitzt, welcher ebenfalls
in einer Projektion in Richtung der Spindelachse einen der Innenfläche 4 des ovalen
Gehäuseaufsatzes 3 entsprechenden Umriß hat, so daß dr die Dichtplatte 17 vollständig
überdeckt. Das Druckstück 19 weist eine in Richtung der Achse des Durchflußrohres
2 quer hindurchnagende Aussparung 21 auf, die dem Umriß der Spindelmutter 22 entspricht.
Außerdem hat das Druckstück Durchbrüche 23, durch welche durch die Dichtplatte 17
hindurchgehende, mit dem Verschlußstück 9 aus einem Stüctc bestehende Fortsätze
24 nach oben hindurchragen. Diese Fortsätze 24 haben eine Hakenschulter 25, mit
der sie hinter einen an der Spindelmutter
vorgesehenen Ansatz
26 greifen.
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Beim Drehen der Spindel bewegen sich Druckszück una Verschlußstück
als Einheit nach oben und unten. In den Fig. 1 und 2 ist die Stellung gezeigt, bei
welcher beim Abwärtsbewegen dieser Einheit die Dichtung mit ihrem Teil 16 in. Anlage
an den Innenflächen 5 und 6 des Gehäuses gekommen ist. Beim Weiterdrehen der Spindel
8 drückt die Spindelmutter 22 gegen die untere Begrenzungsfläche 27 der Aussparung
21 des Druckstücxs, so daß dieses die Dichtplatte 17 in dem Zwischenraum zwischen
ihm und der gewölbten Oberfläche 12 des Verschlußstückes 9 zusammendrückt, wobei
die Dichtplatte 17 aus dem Zwischenraum heraus und in Anlage an die Innenzläche
¢ des Gehäuseauf-
| geht |
| Satzes gedrückt wird. Beim Öffnen des Ventils/zu- |
nächst das Druokstümk mit der Spindelmutter zusammen zurück, bis der Ansatz 26 der
Spindelmutter unter die Hakenschlhuter 25 greift, und dann auch das Verschlußstück
9 zurücknimmt.
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Bei der Schließ- und Öffnungsbewegung wird das Druckstüok 19 von seinem
Flansch 20 und Verschlußstück 9 von seinen Flächen 13 und 14 an der Innenhäche 4
des ovalen Gehäuseaufsatzes 3 geführt, wobei jedoch ein solches Führungsspiel vorgesehen
ist, daß eine Bearbeitung der beim Guß entstandenen Flächen
%der
Teile nicht erforderlich ist. Die Führung ist ja nur so weit erforderlich, daß ein
Mitdrehen des Verschlu:ßstückes mit der Spindel verhindert ist. Im übrigen liegt
das Versdhlußstück durch den Strömungsdruck beim Bewegen nur an einer Seite dier
Innenfläche 4 des Gehäuseaufsatzes an. Bei der oben beschriebenen Gestaltung
der Flächen 15 una 14 des gerschlußstücks ist diese aber bis etwa zur Mitte des
Durahflußrohres 2 gegen den Strömungsdruck abgestützt, da, wie aus Fig. 1 ersichtl.ich$
die Durchdringungslinien 2$ und 29 zwischen der InnEen£läche 4 des ovalen Gehäuseaufsatzes
3 und der zylindrischen Innenfläche 6 des Durchflußrohres 2 einerseits und den keilförmig
nach unten zulaufenden Flächenzeilen 5 der Innenfläche des Gehäuses andererseits
bis Über die Mitte des Durchflußrohres 2 hindusreichen.