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Absperrorgan Die Erfindung betrifft ein Absperrorgan mit direktem
Durchgang, bei dem der Absperrkörper aus mindestens einer geschlossenen Platte besteht,
die in Verschlußstellung durch einen mechanischen, hydraulischen oder pneumatischen
Meehanismus auf ihren Dichtungasitz gedriickt wird.
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Bei Äbsperrorganen dieser Art hat das Gehäuse einen seitlichen SchlitZ
zum Wegziehen des Absperrkörpers und die Gehäuseabmessungen sind mindestens so groß
wie diejenigen des Absperrkörpers.
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In dem Gehäuseteil des Abaperrorgans, der dem seitliohen Schlitz
gegentiberliegt, wird der von der Platte im allgemeinen unter Zwischenlegung einer
Dichtung ausgeübte Druck leicht von der Gehäuseseitenwand aufgenommen. Dagegen ruft
dieser Druck eine Durchbiegung des Dichtungssitzes in dem Gehäuseteil hervor, in
welchem sich der Durchgangsschlitz für den Absperrkörper befindet.
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Damit das Absperrorgan richtig funktioniert, muß die Verbiegung des
Dichtungssitzes, unter Einwirkung des von der Platte ausgeübten Druckes, im Bereich
der elastischen Deformation bleiben und mit der Aufrechterhaltung der Dichtheit
vereinbar sein.
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Es ist nun möglich, daß die zurErreichung -der Dichtheit notwendige
lineare Kraft groß sein muß Das ist der Fall bei einer Metalldichtung, wobei die
Dichtkrsft einige hundert Kilogramm beträgt. Außerdem wächst die zur linearen Dichtkraft
proportionale maximale Durchbiegung des Dichtungssitzes mit der vierten Potenz des
freien Durchmessers des Absperrorgans.
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Daraus ergibt sich für ein Absperrorgan mit großen Abmessungen, daß
die Durchbiegung des Dichtungssitzes unannehmbar wird, wenn die Dichtheit mittels
einer Metalldichtung bewerkstelligt wird. Bei einem Absperrorgan mit einen Öffnungsdurchmesser
von 150 bis 200 mm, bei dem sich die Durchgangsöffnung für den Absperrkörper auf
1800 erstreckt, ergibt die Rechnung, daß sich die Deformation des Absperrorgangehäuses
an dem Teil, welcher der Durchgangsöffnung für den Absperrt körper gegenüberliegt,
in vernachlässigbarer Weise in der Größenordnung von einigen Hundertstel Millimeter
bewegt. Dagegen kann die Durchbiegung des Dichtungssitzes an der Seite dieser Durchgangsöffnung
0,25 mm bei einer entsprechenden Belastung von 200 kg/cm erreichen. Da dieser Wert
unzulässig hoch ißt, ist man veranlaßt, den Dichtungssitz des Absperrorgans durch
Vergrößerung seines Querschnittes und durch Ausstattung des Absperrorgangehäuses
mit Versteifungen zu verstärken. Diese Lösung erhöht aber beträchtlich das Gewicht
und die Gestehungskosten des Absperrorgans. Praktisch kann diese Lösung nicht mehr
verwendet werden, wenn der maximale Durchmesser des Absperrorgans über 300 mm liegt,
ds ja - wie oben ausgeführt -die Durchbiegung mit der vierten Potenz dieses Durchmessers
wächst.
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Die geschilderten Umstände und Nachteile werden erfindungsgemäß durch
ein Absperrorgan mit Absperrkörper, beispielsweise Schieber, vermieden, das mindestens
einen Riegel aufweist, der den Dicntungssitz in dem Teil des Absperrgehäuses, in
welchem sich die Durchgangsöffnung für den Absperrkörper befindet, mit dem Gehäuseteil
verbindet, oer dem Dichtungssitz gegenüberliegt.
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Es ist nicht notwendig, daß der Riegel so lang ist wie die Durchgangsöffnung
des Absperrorgangehäuses. Denn die Verbiegung nimmt sehr schnell mit der Entfernung
der Vurchgangsöffnung vom freien lseil ab. Beispielsweise wird diese Verbiegung
im Verhältnis von 1 zu 1/30 herabgesetzt, wenn der Öffnungswinkel der Durchgangaöffnun4
von 1800 bis 900 verläuft; dieses Verhältnis beträgt 1 zu 1/300, wenn dieser Winkel
von 1800 bis 450 verläuft. Auf diese Weise vermindert beim oben erwähnten Beispiel
die Anordnung eines einzigen Riegels die Verbiegung auf einen Wert von 1/100 mm,
was vollkommen zulässig ist. Wenn man ein Absperrorgan mit einem größeren Durchmesser
betrachtet und wenn man drei voneinander um 45° entfernte Riegel anordnet, so wird
die Durchbiegung auch einen Wert bis zu 1/300 des Nachteils beim Fehlen jedes Riegels
annehmen.
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Es ist ersichtlich, daß durch die Anordnung eines oder mehrerer Riegel
jegliche bedeutende Deformation des Dichtungssitzes vermieden wird, ohne praktisch
das Widerstandsmoment des Dichtungssitzes und des Absperrorgangehäuses zu ändern.
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Durch die Erfindung können folglich Absperrorgane mit sehr großem
Durchmesser geschaffen werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Riegel
mit dem Absperrkörper verschieblich so verbunden, daß er automatisch in seine wirksame
Stellung kommt, wann sich der Absperrkörper in Verschlußstellung befindet.
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Die Erfindung ist besonders bei Abeperrorganen mit Metalldichtung
anwendbar; sie ist jedoch auch bei Absperrorganen mit einer Dichtung aus elastomerem
Material anwendbar, denn sie schafft eine beträchtliche Entlastung des Dichtungssitzes
und des Gehäuses, ohne die Gefahr einer Deformation hervorzurufen, welche mit der
Gewährleistung der Dichtheit unvereinbar wäre.
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Die Erfindung ist insbesondere bei den Absperrorganen anwendbar,
bei denen der Absperrkörper zwei einander gegenüberstehend angeordnete Platten und
Mittel umfaßt, welche die zwei Platten zum Andrücken an den Dichtungssitz auseinanderspreizen.
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Ein Beispiel eines Absperrorgans dieser Art ist in der französischen
Patentschrift Nr. 1 519 784 beschrieben (angemeldet am 21. Februar 1967 von der
SAIEC0M, Société Anonyme d'Inventions et d'Studea). Bei diesem Absperrorgan können
die zwei Dichtungssitze miteinander verbunden werden.
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Die Erfindung sei anhand der in den Figuren schematisdb dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Axialschnitt des Absperrorgane;
Fig. 2 einen Querschnitt eines Teiles des Absperrorganes, dessen Absperrkörper nicht
dargestellt ist; Fig. 3 einen Axialschnitt eines Details einer anderen Ausführungsform;
Fig. 4 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles f der Fig. 3; Fig. 5 eine Aneicht im
Grundriß; Fig. 6 eine Ansicht einer Einzelheit einer anderen Ausführungsform;
Fig.
7 eine Schnittansicht und Fig. 8 eine Draufsicht auf eine Einzelheit einer Abwandlungsform.
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Nach den Fig. 1 und 2 bezeichnet 1 das Gehäuse eines Absperrorgane,
das zwei Anschlußflansche 2 hat. Im Gehäuseinneren ist eine ringförmige Aussparung
3 ausgespart, die ein rechteckiges Profil aufweist und deren senkrecht zur Gehäuseaohse
stehende ebene Flächen 3a bearbeitet sind und Dichtungssitze für einen Absperrkörper
bilden, der ganz allgemein mit 4 bezeichnet ist.
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Der Absperrkörper4 besteht aus zwei Platten 5, die durch einen Faltenbalg
6 miteinander verbunden sind, der eine dichte Umschließung 7 bildet. 3ede Platte
weist an der äußeren Oberfläche eine Metalldichtung 8 auf. Nicht dargestellte elastische
Mittel halten die zwei Platten 5 aneinander. Der Absperrkörper 4 ist in einer seitliohen
Öffnung la des Gehäuses 1 beweglich und ist mittels eines Bindegliedes 9 mit der
freien Fläche eines Balges 10 verbunden, der aus metallischen Ringen gebildet ist,
die beispielsweise aus rostfreiem Stahl bestehen und die abwechselnd außen und innen
zusammengeschweißt sind. Der Balg 10 ist in einem Zylinder 11 angeordnet, der seinerseits
am Gehäuse 1 unter Zwischenschaltung einer Metalldichtung 12 befestigt ist. Um die
freie Fläche des Balges im Absperrkörper 4 zu verschieben, kann im Balg 10 ein aus
Schraube und Mutter bestehonds Mochanismue angeordnet sein. Es kann auch eine in
das Balginnere mündende Leitung vorgesehen sein, die nach Belieben entweder mit
einer Druckluftquelle relativ geringen Druckes verbunden werden kann, um den Absperrkörper
4 in seine Verschlußstellung zu bringen, oder mit einer Vakuumquelle, um den Absperrkdrper
in seine zurückgezogene Stellung zu bringen.
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Außerdem ist die Umschließung 7 mit einer Zuleitung 13 für Hochdruckluft
verbunden, welche um den Balg 10 gewunden ist.
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Um das Absperrorgan zu schließen, verbindet man die Zufhrungsleitung
des Balges 10 mit der Druckluftquelle, so daß sich dieser Balg ausdehnt und daß
der Absperrkörper 4, der in der Gehäuseöffnung la gleitet, in seine Verschlußstellung
kommt. Danach wird Hochdruckluft in die Leitung 13 eingeleitet, so daß sich die
Elemente gegenseitig auseinanderspreizen und daß sich die Dichtungen 8 an ihre Dichtungssitze
3a andrücken. Auf diese Weiße sind die an den Anschlußflanschen 2 befestigten Leitungen
zugleich voneinander und von der Atmosphäre abgeschlossen.
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Umgekehrt verbindet man zum Öffnen des Absperrorgans die Leitung
13 mit der Atmosphäre, so daß sich die Elemente 5 unter dem Einfluß ihrer Zugfeder
aneinanderlegen, wobei sich die Dichtungen 8 von ihren Dichtungssitzen ablösen.
Dann läßt man den Balg 10 zusammenschrumpfen und der Absperrkörper 4 kommt in seine
zurückgezogene Stellung.
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Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Breite L der Gehäuseöffnung 1a,
die mindestens so groß sein muß wie der Durchmesser des Absperrkörpers 4, relativ
groß ist, und daß sich diese Öffnung über einen Winkel von etwa 1800 erstreckt.
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Wenn die Leitung 13 mit der Hochdruckpuelle verbunden ist, ruft der
lineare Druck jeder Dichtung 8 eine Verbiegung des Ringes hervor, welcher den jeweiligen
Dichtungssitz bildet. Wie oben angezeigt wurde, kann die so auf den Dichtungssitz
ausgeübte Verbiegung, die bei 3b am größten ist, einen unzulässig hohen Wert erreichen.
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Um diesen Umstand zu vermeiden, ist erfindungsgemäß ein Riegel vorgesehen,
der geeignet ist, die zwei Dichtung
sitze 3a an den Stellen, wo
sich die Gehäuseöffnung 1a befindet, miteinander zu verbinden, wenn sich der Absperrkörper
4 in seiner Verschlußstellung befindet.
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Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 weist der Riegel einen
massiven Teil 14 auf, der mit dem Bindeglied 9 verbunden und durch zwei Bohrungen
15 gelocht ist. Diese Bohrungen passen am sunde der Verschiebung des Absperrkörpers
4 in der Mitte der Gehäuseöffnung 1a auf zwei Bolzen 16, die von den Dichtungssitzen
Da getragen werden. Biese Bolzen haben vorzugsweise eine leicht konische Spitze,
um die Verriegelung zu erleichtern.
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Das Spiel zwischen einer Bohrung und dem entsprechenden Bolzen muß
beschränkt sein und darf höchstens einen Wert von 2 bis 3/100 mm haben.
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Um dieses Spiel zu verringern, kann die in den Fig.
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3 bis 5 dargestellte Anordnung verwendet werden. Nach diesen Figuren
trägt Jeder Dichtungssitz des Absperrorgar>3 zu bei den Seiten der Stelle 3b
zwei Bolzen 16a und 1Sb und der Riegel weist zwei unabhängige Elemente 17a und 17b
auf, welche jeweils mit einer Bohrung 15a bzw. 15b versehen sind, durch welche der
entsprechende Bolsen 16a bzw. 16b hindurchgreifen kann. Die zwei Elemente 17a und
17b sind miteinander durch eine Schraube verbunden, die ein Links- und Rechtsgewinde
aufweist.
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Wenn sich am Ende der Verschiebung die Elemente 17a und 17b an die
Bolzen anlegen, kann das Spiel zwischen Bolzen und Bohrungen durch eine Drehung
der Schraube 18 in passender Richtung nachreguliert werden.
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Die Drehung der Schraube 18 kann direkt von Hand bewirkt werden.
Bei der Ausführungsart der Fig. 3 bis 5 ist jedoch
die Schraube
18 mit einer Kurbel 19 verbunden,- welche durch eine Stange 20 mit einem Bedienungshebel
21 gekoppelt ist. Durch einen-Druck auf den Hebel 21 -wird die Schraube 18 in der
entsprechenden Richtung zur Nachstellung des Spiels verdreht; umgekehrt wird durdi
einen Zug am Hebel 21 der Riegel freigegeben und er kann entfernt werden, bevor
der Absperrkörper 4 in seine zurückgezogene Stellung gelangte Bei der Ausführungsiorm
nach den Fig. 6 und 7 ist jeder Dichtungssitz mit einem halben Muttergewinde 22a
oder 22b verbunden; diese zwei Halbgewinde haben entgegengesetzte Gewinderichtungen
und die Gewinde sind beispielsweise quadratisch. Der Riegel weist eine Spindel 23
auf, deren obere und untere Hälften entgegengesetzte- Gewinde haben und der mit
der Kurbel 19 in-Verbindung steht.-Beim Verschließen des Absperrorganes drückt der
Hebel 21 die Spindel 23 in die Halbgewinde 22a und 22b und veranlaßt die Spindel
zur Verdrehung, wodurch die zwei Dichtungssitze gegeneinander verriegelt werden.
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Die Schraube 18 bzwO 23 kann auch durch andere EitX tel betätigt
werden. Nach Fig. 8 ist sie beispielsweise tangierend mit einem Rad 24-verbunden,-
das mit einer Schnecke 25 zusammenwirkt, welche an einem sich drehenden Steuerorgan
26- befestigt ist.
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Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele begrenzt, sondern
kann alle möglichen Varianten umfassen. Beispielsweise könnte jeder Dichtungssitz
durch ein kegelstumpfförmiges Stützlager verlängert sein, wobei die zwei kegelstumpfförmigen
benachbarten Stützlager in eine kegelstumpfförmige Aussparung eines gemeinsamen
Verriegelungsstückes eingefügt sind.