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Druckmittelbetätigtes Absperr- und Drosselorgan für Rohrleitungen
in gerader und gekrümmter Ausführung Die Erfindung betrifft ein druckmittelbetätigtes
Absperr- und Drosselorgan mit im Schlauch angeordneten Gewebeeinlagen, vorwiegend.von
Dehnung,- und Längsfasern, für den Bereich der stärksten Einschnürung und Feldern-der
maximal auftretenden Zug- und Druckspannungen für Rohrleitungen in gerader und gekrümmter
Ausführung, das als Schlauchventil ausgebildet ist und dessen biegsamer, zusammendrückbarer
Schlauch an seinen Enden druckdicht in einem ihn-umschließenden Rohrgehäuse mit
Ausflußstutzen zur Einleitung des Druckmittels angeordnet ist. Bekannt sind äruckmittelbetätigte
Schlauchventile, bei denen sich der Schlauch beim Schließen gegen einen im Gehäuse
angeordneten Einsatzkörper anlegt. Dieser Einsatzkörper und dessen Halterung im
Gehäuse sind dauernd dem strömenden Medium ausgesetzt.
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Bei einer anderen Art dieser Ventile wird die erwünschte Faltung des
Schlauches trotz gleichmäßig auf den gesamten Umfang des Schlauches wirkenden Druckmittels
dadurch erreicht, daß im Inneren des Schlauches, also im Bereich des Durchflußmediums,
eine starre Buchse angeordnet ist, die mit einer oder mehreren axialen Öffnungen
versehen, den Schlauch in@die gewünschte Zage zwingt.
Der Einbau
dieser Absl?err- und Drosselorgane ist entsprechend ihrer baulichen Gestaltung nur
in geradlinig verlaufenden Rohrleitungen möglich.
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Ein dem jeweiligen Betriebs- und Steuerdruck sowie sonstigen Belastungen
standhaltendes Material, bedingt durch Anordnung von Verstärkungsfasern, ist nicht
bekannt. Ferner ist kein Absperrorgan bekannt, dessen innen angeordneter elastischer
Formkörper, eine Art Schlauch, infolge der Materialstruktur ohne Hilfsvorrichtung,
nur durch den Steuerdruck bewirkt, vom-Zustand des Aufeinanderpressens, während
des Abdichtens bis zum Anliegen an das den Formkörper umschließende Rohrgehäuse
im unelastischen Zustand zurückgeht und damit den vollen Durchgangsquerschnitt gewährt.
Diese zur Zeit bekannten Ausführungen der druckmittelbetätigten Schlauchventile
haben den Nachteil, daß entweder starre Einsatzkörper verwendet werden, die einen
erhöhten Fließwiderstand verursachen, dem mechanischen und chemischen Angriff des
Durchflußmediums ausgesetzt sind, oder daß starre Buchsen mit besonderen Halterungen
und Öffnungen vorgesehen werden müssen, die den Schlauch unter Wirkung des Druckmittels
in die gewünschte Trage zwingen. Die Herstellung dieser Absperr- und Drosselorgane
ist auf Grund der umfangreichen Maschinenarbeit kompliziert und kostenaufwendig.
Die im Einsatz befindlichen Geräte bedingen einen hohen Kostenaufwand in der Unterhaltung
und Wartung.
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Die Absperr- und Drosselorgane haben den weiteren Nachteil, daß ein
Einbau nur in geradlinig verlaufenden Leitungsstrecken möglich ist und somit oftmals
höhere Baukosten verursacht werden.
Nachteilig ist auch die Verwendung
von unverstärktem Schlauchmaterial, da auf Grund der wechselnden Belastung . das
Material :einem starken Verschleiß unterliegt. Bei höheren Beanspruchungen zerreißt
das Material, was besonders im Bereich der Einschnürung-und an den Einspannungspunkten
des Formkörpers der Fall ist.
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Druckmittelbetätigte Absperr- und Drosselorgane ohne zweckmäßige festigkeitserhöhende
Einlagen können nur für Anlagen mit geringerem Betriebsdruck und kleineren Nennweitenbereichenverwendet
werden. Für den schadlosen Betrieb der Armatur müßten größere Mindestbaulängen festgelegt
werden. Zweck der Erfindung ist es, derartige druck:aittelbetä= tigte Schlauchventile
mit längerer Lebensdauer herzustellen, wobei der Aufbau einfacher und billiger,
der Einbau in jeder Rohrleitungsanordnung erfolgen kann und
der strukturelle
Aufbau des Materials des Schlauches so gestaltet ist, daß eine ausreichende Festigkeit
und Funktionssicherheit gewährleistet ist und damit ein vielfältiges Anwendungsgebiet
dieser Armatur erschlossen wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein
druckmittelbetätigtes Ab sperr- und Drosselorgan zu schaffen, das keine den Angriff
des Durchflußmediums ausgesetzten Teile besitzt, für Rohrleitungen in gekrümmter
Ausführung in einfacher Art und Weise folgende Bedingungen erfüllts 1. Es entfällt
ein Zwischenschalten von gesonderten Baulängen bzw. Paßstücken in en entsprechenden
Rohrleitungspunkten, da dieses im Bedarfsfall als Rohrbogen ausgebildete Absperrorgan
an jedem beliebigen Krümmungspunkt eingebaut werden kann und zugleich die Funktion
des Bogens und des Absperrorgans erfüllt.
2. Die Technologie der
Rohrleitungsanordnung wird erheblich vereinfacht und der Zeitaufwand für Montage-und
Demontagearbeiten verringert, da Ausbaustopfbuchsen und andere Organe gleicher Wirkungsweise
entfallen. . 3. Das Schließen erfolgt einseitig infolge des Aufeinanderlegens des
an der äußeren Peripherie gelegenen Schlauchteiles auf den in der inneren Peripherie
gelegenen Schlauchteil. Das ist eine vollkommen andere Schließstellung gegenüber
der doppelseitigen Schließstellung bei Absperrorganen für Rohrleitungen in gerader
Ausführung. 4. Die Ausbildung des Absperrorgans ist auf sämtliche Krümmer anwendbar.
Der Schlauch wird neben Flanschenkrümmern auch in Krümmern mit anderen Rohrverbindungen
eingebaut und durch die jeweilige Rohrverbindung gehalten u.ad das Material des
Schlauches ist außer der Biegebeanspruchung in den Faltpunkten keiner weiteren Dehnung
ausgesetzt; und dessen Schlauch infolge der Anordnung und Ausführung von bestimmten
Gewebeeinlagen. so beschaffen ist, daß eine universellere Anwendung bei höheren
Betriebs- und Steuerdrücken sowie für einzelne Nennweiten gegeben ist; dessen Gehäusedurchmesser
den der angeschlossenen Rohrleitung nur um das Maß der doppelten Wandstärke des
. Schlauches überschreitet; je nach vohandenen Betriebs-und Steuerdrücke. genügend
Festigkeit und Begrenzung gegen unzulässige Dehnung hat, eine Längsdehnung nur in
dem Maße und an den Stellen des Umfanges gemäß der erforderlichen Absperrung erfolgt
und das im Bereich
der stärksten Einschnürung, also am Faltungspunkt
des Schlauches, wo-die stärkste Beansprung zu verzeichnen ist ,_ die Gewebeeinlagen
so ausgebildet sind., daß die Geweteeinlagen nicht die volle Dehn.uiigslänge übe@.@z:p
k@ den müssen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der in bekannter
Weise mit seinen Enden druckdicht an Gehäuse und Rohrleitung anliegende Schlauch
sich nach der Mitte gleichmäßig kegelförmig verjüngt und eine gleichbleibende oder
zur Mitte abnehmende Materialdicke besitzt und im unbelasteten Zustand im Bereich
der engsten Einschnürung eine linsenförmige freie Durchgangsöffnung aufweist. Im
unbelasteten Zustand beträgt der äußere Umfang des Schlauches im Bereich der engsten
Einschnürung den doppelten inneren Durchmesser des den Schlauch umschließenden zylindrischen
Gehäuses. Durch die linsenförmige Einschnürung des Schlauches in seinem Ausgangszustand
wird trotz gleichmäßig, auf den gesamten äußeren Umfang des Schlauches wirkenden
Druckmittels beim Drosseln oder Absperren des Ventils ein flaches und vollkommen
abdichtendes Aufeinanderpressen im Bereich der Einschnürung erreicht, wobei das
Maß der Einschnürung des Schlauches im Ausgangs-, also unbelasteten Zustand, eine
Behinderung dieses Vorgangs durch das Gehäuse ausschließt.-Das zugeleitete Druckmedium
bewirkt durch einen Überdruck gegenüber dem zu drosselnden oder abzusperrenden Medium
ein flaches Zusammendrücken des Schlauches in der Mitte und damit die Erzielung
eines tropfdichten-Abschlußes. Die Lösung der erfinderischem Aufgabe für Rohrleitungen
in gekrümmter Ausführung erfolgt dadurch, daß in dem jeweiligen Rohrquerschnitt
angepaßten Rohrbogen ein elastisches Formstück, eine Art Manschette
| bzw. Schla:ucr, @=.._^mm Krümmungsbogen angepaßt, auswechsel- |
| bar wobei die Baulänge des elastischen |
Formköpers sich nach den Formstücken richten muB, so daß beispielsweise bei einer
Flanschverbindung eine Quetschverbindung zwischen den Flanschen entsteht. Der Durchmesser
des Schlauches entspricht in allen Punkten dem Durchmesser der anschließenden Rohrleitung,
so daß keine Querschnittsverengung auftritt.
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Bei Einwirkung des Druckmittels auf den Schlauch erfolgt ein Aufeinanderlegen
des äußeren Schlauchteiles auf dem zum Radiuspunkt des Krümmers befindlichen Schlauchteils,
eine Art einseitiges Schließen, was gleichfalls ein vollkommenes Abdichten bedingt
und dabei das Material außer der Biegebeanspruchung in den Faltpunkten keiner Dehnung
ausgesetzt ist.
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Der nach der erfindungsgemäßen Lösung im Rohrgehäuse angeordnete Schlauch
ist, wenn erforderlich, mit Gewebeeinlagen versehen, die so angeordnet sind, daß
eine Dehnung in Längsrichtung, d.h. parallel zur Rohrachse nicht möglich ist. Außerdem
können zusätzlich Gewebeeinlagen zur Erhöhung der Festigkeit im Bereich der Flanschenausbildung
und des Übergangs auf den Schlauch angeordnet werden.
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Die Bemessung dieser Gewebeeinlagen in Stärke und Anzahl erfolgt derart,
daß dadurch dem Schlauch je nach vorhandenen Betriebs- und Steuerdrücken eine genügende
Festigkeit und Begrenzung gegen unzulässige Dehnung gegeben ist und eine Ringdehnung
des Sc@,lauches im unbelasteten Zustand durch Steuermedien zuläßt, die mindestens
die Größe hat, daß eine Aufweitung des Schlauches im Bereich der stärksten Einschnürung
bis zum Anliegen an das den Schlauch umschließende Rohrgehäu0e erfolgt. Durch die
eingebrachten Gewebeeinlagen im Mantel des Schlauches ist die Längsdehnurig
des
Schlauches nur in der Höhe und an den Stellen des Umfangs zugelassen, wie und wo
es für die Absperrung erforderlich ist; und im Bereich der Linien, wo an der vorhandenen
linsenförmigen Einschnürung die Faltung des Schlauches erfolgt, sind diese Gewebefäden
derart verbunden, daß durch scharnierartige Befestigung der querfäden an den Längsfäden
die unzulässige Biegung vermieden ist. Mittels der Gewebeeinlagen erhält der Schlauch
eine derart ausreichende Stabilität, die seine Fertigung in gleichbleibender Wandstärke
zuläßt.
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Die Gewebeeinlagen bewirken bei Beanspruchung des Schlauches die Elastizität
und schadlose Stellung im jeweiligen. Betriebszustand. Dieses hat den Vorteil, daß
bei dem betreffenden Absperr-und Drosselorgan die starren Einsatzkörper weGfallen
und damit keine Beeinträchtigung der Fließgeschwindigkeit des Durchflußmediums vorhanden
ist. Es brauchen keine starren Buchsen mit besonderen Halterungen und Öffnungen,
durch die die gewünschte besondere Lage des Schlauches unter der Wirkung des Druckmittels
erzielt wird' angeordnet werden. Es entfällt damit der aufwendige Einbau im betreffenden
Ab sperr- und Drosselorgan. Der Verschleiß ist gering, da keine Einbauteile der
mechanischen und chemischen Einwirkung des Durchflußmediums ausgesetzt sind. Die
einfache konstruktive Gestaltung ermöglicht eine geringe Wartung und unkomplizierte
Bedienung. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das erfundene Ab sperr- und Drosselorgan
an jedem beliebigen Krümmungspunkt in der Rohrleitung eingebaut werden kann, d.h.
die Ausbildung des Krümmers ist für beliebige Winkel möglich, die Anordnung von
geeigneten Paßstücken an den
Einbaupunkten dieser Absperrorgane
entfällt und damit wird die Technologie der Rohrleitung vereinfacht und Material
eingespart. Der Zeitaufwand für die-Montage wird verringert. Vorteilig ist auch,.
daß bei dem betreffenden Absperr- und Drosselorgan der Schlauch eine innere Stabilität
derart aufweist, daß er ohne Führungsbuchsen und andere innere Einbauten in der
Armatur formschlüssig hält.
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Dieses Absperrorgan kann weiterhin für hohe Betriebsdrücke ün.d die
verschiedensten Nennweiten verwendet werden, ohne daß ein Zerreißen des Schlauches
eintritt. Es ist die mechanische Festigkeit erhöht und ein voller DurchfluBquerschnitt,
wie am Eingang der Armatur, zu erzielen. Als vorteilig gilt weiterhin der geringere
Bedarf an Formmaterial, dem damit verbundenen kleineren Gewicht und den geringeren
Fertigkeitskosten bei der Produktion des Absperrorgans. In. der Zeichnung ist ein
Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in. zwei Ausführungsformen vereinfacht
dargestellt.
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Es zeigent Fig. 1 einen Längsschnitt mit Lagedes elastischen Formkörpers
i4unbelasteten Zustand Fig. 2 einen Querschnitt nach Fig. 1 Fig. 3 einen Längsschnitt
mit Lage des elastischen Formkörpers bei geschlossenen Querschnitt Fig. 4 einen
Querschnitt mit Lage des elastischen Formkörpers in voller Schließstellung Fig.
5 Einen Längsscnitt mit Lage des elastischen Formkörpers bei voll geöffneten Querschnitt
Fig. 6 einen Querschnitt mit Zage des elastischen Formkörpers bei voller Öffnungsstellung
Fig.
7 einen Rohrkrümmer im Längsschnitt mit elastischen Formkörper in voller Öffnungslage
Fig. 8 einen Rohrkrümmer im Querschnitt mit elastisehen Formkörper in voller Öffnungslage
Fig. 9 einen Rohrkrümmer im Längsschnitt mit elas@A:-sehen Formkörper in Schließstellung-Fig:
10 einer. Rohrkrümmer im Querschnitt mit elastischen Formkörper in Schließstellung
Fig: 11 einen Längsschnitt des elastischen Formkörpers - mit Lage der Gewebeeinlagen
Fig. 12 einen Querschnitt des elastischen Formkörpers mit Lage der Gewebeeinlagen
am Flanschenhals Fig. 13 einen Querschnitt des elastischen Formkörpers im Bereich
der linsenförmigen Einschnürung Fig. 14 Ansicht des elastischen Formkörpers mit
angeordneter Gewebeeinlage Fig. 15 einen Auszug der Gewebeverbindung nach Fig. 14
im Faltbereich Fig. 16 Detail der scharnierartigen Verbindung der Gewebeeinlagen
nach Fig. 15 Fig: 17 Seitenansicht der scharnierartigen Gewebeverbindung während
des Schließzustandes des Absperrorgans Fig. 18 Seitenansicht der scharnierartigen
Gewebeverbindung bei geöffneten Querschnitt des Absperrorgans Fig. 19 Ansicht des
elastischen Formkörpers mit Anordnung.der Längsgewebeeinlage nach Fig. 13 In einem
dem jeweiligen Rohrquerschnitt angepaßten Rohrgehäuse 1 mit an beiden Enden angeordneten
Rohrverbindungen 3 und mittig angeordneten. rohrartigen Anschlußstutzen 4, der an
der Gehäusebohrung mit einer Hilfsleitung 5 verbunden ist, ein: an den Enden der
Rohrverbindung en:bsprechend ausgebildetes, biegsamer zusammendrückbarer. elastischer
Formkörper 21 der in seinem Ausgangszustand
kegelförmig eingeschnürt
ist und im Bereich der stärksten Einschnürung eine freie Durchflußöffnung 6 oder
eine maximale Dur -__.:' __ti.:--ffnung 7 aufweist und in dem eine Hauptgewebee-r-.w-e
@, Zusatzgewebeeinlage 14 und Zusitzgewebeeinlage 1= 'erart netzartig eingelegt
ist, daß der elastische Foru..k;;yper 2 dabei eine genügende Festigkeit erhält und
dabei die Hauptgewebeeinlage 13 eine Ringdehnung des elastischen Formkörpers 2 im
Bereich der linsenförmigen Einschnürung 6 bis zum Anliegen des elastischen Formkörpers
2 an das umschließende Röhrgehäuse 1 zuläßt und durch eine Längsfadenbündel 17 der
Faltpunk bestimmt ist, dabei erfolgt im Bereich der linsenförmigen Durchflußöffnung
6 des elastischen Formkörpers 2 mittels einer scharnierartigen Verbindung 16 die
Anordnung der Querfasern 19 an die Längsfädenbündel 17, wobei die Längsfasern 18
und Querfasern 19 die auftretenden Längsdehnungen aufnehmen und der elastische Formkörper
2 eine gleichbleibende Materialstärke hat; durch Zusammendrücken eingebracht, und
der elastische 'Formkörper 2 mit seinen Stirnflächen an die Rohrverbindung 3 des
Rohrgehäuses 1 preßt und formschlüssig hält. Bei Zuführung eines gasförmigen oder
flüssigen Druckmediums im Überdruck gegenüber dem zu drosselnden oder abzusperrenden
Mediums durch die Hilfsleitung 5, den Anschlußstutzen 4 und der Bohrung 8 in das
Rohrgehäuse 1 wird der elastische Formkörper 2 in der Mitte, trotz gleichmäßig auf
den gesamten äußeren Umfang des Formkörpers wirkenden Druckmittels flach zusammengepreßt,
so daß ein vollkommenes Abdichten vothanden ist. Eine Entspannung oder Wegnahme
des Druckmediums bewirkt die Entspannung des in der Mitte flach zusammengepreßten
elastischen Formkörpers 2, so daß eine linsenf örmige freie Durchgangsöffnung 6
entsteht und damit der Durchfluß des vorher abgesperrten oder gedrosselten Mediums
wieder ermöglicht ist.
Zufolge einer anderen Ausführungsform ist
in einem, dem jeweiligen Rohrquerschnitt angepaßten Rohrbogen 9 mit den an beiden
Enden versehenen Flanschen 11 angeordneten und mit einer an der Röhrbogengehäusebohrung
12 versehenen Hilfsleitung 5 ein bogenförmiger elastischer Formkörper 10, der mit
entsprechenden Gewebeeinlagen an den Falt- und Druckpunkten versehen ist, auswechselbar
durch eine Quetschverbidnung an den Flanschen 11 formschlüssig eingebracht.
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Durch ein im Überdruck zum Förderdruck des Mediums stehendes, mittels
Hilfsleitung 5 und durch die Bohrung 12, zu geftihrtes Steuermediums, wird der elastische
Form-körper 10 von der äußeren Peripherie auf die in der inneren Peripherie
liegende Hälfte des Formstückes 10 formschlüssig gedrückt und somit das zu fördernde
Medium gedrosselt bzw. abgesperrt: