DE1913571A1 - Sperrvorrichtung fuer Leitungen - Google Patents

Description

Ίβ-ο "Marsi 1969 " "■■ ■■"'■■ ■-' ■'■ Dr,j/Ha, ϊ },.'ΐ. ■'Ke ine' JUete'r.. ^:M$ "

ieibsiotul PEiToau pitAKmi im aotajare si HIXEOiBHiUOE - Bulcarest - str^Dr.Riureanu 5 - Rumänien

Sperrvorrichtung für Leitungen

Die Erfindung Iseisieht sich auf eine Vorrichtung für die teilweise oder vollständige Sperrung von Leitungen, welche verschiedene Pluida unter Druck befördern.

Es sind Sperrvorrichtungen (Ventile oder Hähne) bekannt, welche, den-Querschnitt, eines fließenden Fluidums teilweise oder vollständig schließen,- und zwar durch Verschiebung-eines .staraeeJä Schließorgans im Innern der Sperrvorriehtungj beide haben eine besondere Konstruktion.

Sowohl der Körper der Vorrichtung, wie auch der bewegliche Sehließteil haben bearbeitete- IContaktfläöhen', oder sie sind gum Abdichten entsprechend ausgeführt.

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Der bewegliche behlie2teil im Innern d.er..Vorrichtung wird mittels einer mechanischen■ übertrafung von außen verschoben; die dazu nötige mechanische Arbeit wird von Hand oder durch einen elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Servomotor bewirkt.- - -.

Servomotoren bekannter Sperrvorrichtung«!! benutzen den Druck des Fluid ums im Innern der abzusperrenden Leitung-.

Derartige Sperrvorrichtungen haben aber u.a. folgende .· h liechteilei- · ...

Es handelt sich um komplizierte Lon&truktionen;'sie bestehen aut. ieilen von besonderen jB'orjneu und. sie erfordern einen groiSen Bearbeitungsaufwand, der einen großen Laterialverbrauch und einen hohen Selbstkosten-. preis bedingt.

Deren i'eile (Dichtungsteile, Lager, G-ewinde usw.) sind eineJii großen Verschleiß ausgesetzt. Denn "bei der Handhabung werden wiederholt Keibungeii und Quetschungen .hervorgerufen; infolge von iiorrosionserseheinun_Sien sind zahlreiche Arbeiten notwendig. Sie verursachen hohe Unterhaltungs- und lieparaturkosten.

Im betriebe treten Schv/ierigkeiten besonders bei großen Durchmessern und hohen Drücken infolge der groiBen nötigen Wirkkräfte und der iianövrieraeiten auf. Das bedingt den G-ebrauch von Servomotoren mit entsprechendem Zubehör.

Dabei ergeben sich infolge der großen Lichtraumprpfile und trewichte schwerfällige und unvirtschaftliche' Montagesch emen.

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BAD OBIGiNAL

Liesc- sperrvorrichtungen verursachen erhebliche lokale 2uiiVfcGliche iaruc-rverlutte in tier abzusperrenden Leitung,

'£,- iiiiö, &.acli Vorrichtungen "bekannt, v;elche einen Strörnur^.Gquerecli-uitt des iliiiäumi teilweise oder grinslich schließen, ima zwar durch Yerfortung eines=. elr..t tischen ccLließteils Ir₁ Innern des .Lcrpers. Der Schlie/iteil beötsiit aus be&023dereai Laterial und rreißt eine besondere Jotx. auf. Die For-uen und die ',Terkfc üof £ e dieeer ichließteile sind -dadurch bedingt, daß sie laaximal elastisch verfornib-εχ sein müssen. Dann 1:ahn sowohl die I'orxa des maximalen Volumens für die vollständige bchließung des •ütrößiungE cuei-tciinitts als auch die Form des minimalen Volumens erzeugt v/erden, dariit die lokalen Druckverluste in der absuorverrenden Leitung minimal v/erden. G-leichreitig mtlssen sie den von Schließ druck erzeugten g iii.-:eren ijrtitea standhalten.

~jLa sind elastische ochließteile 8.1s Sphären, Ellipsoide o&er Zylinderbuchsen bekannt, die aus einem besonderen uuirni bestehen« oie sind nach gewissen itichtungen der maximalen iirelfte armiert und weisen gegebenenfalls Hiffelungen usv/. nach gewissen maximalen Biegerichtungen auf. äie sind koaxial im Körper der ochließvorrichtungen montiert.

Die Verformung der elastischen Schließteile wird mit einem Hilfamedium, gewohnlich Druckluft, erreicht, die von Einheiten geliefert wird, welche speziell für diesen ών/eck bestimmt sind.

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BAD ORIGINAL

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Yon energetischen Stanclpunlit aus ist die neciianisclie Arbeit für die Schließung eines Schiebers dieser Art . aus der brnruae der ipeciianischen .Arbeiten gebildet, die nütig sind, uii den Druck des Fluidums in der abzusperrenden Leitung zu überwinden, die bchließteile elastisch zu verfornen und den nötigen Dichtungsdruck zwischen diesen su erzielen. Polglich muß der Druck des Hilfsmediums, um diese Schieberart, zu schließen, viel größer sein als der Druck in der abzusperrenden Leitung.

Die Schließvorrichtung en mit den elastischen '!eilen weisen die oben erwähnten Nachteile, die bei den starren Schließteilen und mechanischen Übersetzungen vorhanden sind, nicht auf, sie haben jedoch folgende ITachteile:

Die ScLließteile erfordern Werkstoffe mit besonderen. Eigenschafter hinsichtlich ihrer Elastizität und ihres Zugwiderstandes. . -

Sie haben eine geringe Diclitungsfähigkeit infolge der begrenzten Oberflächen, auf welche die öchließteile sich bei der Schließung der Vorrichtung auflegen. Haßnahmen zur. Vergrößerung der iZontaktflachen,,.wie Gumaizähne, Riffelungen usw.. komplizieren die. Bauart der ochließteile und. fähren zu Zusatzverlueten in der abzusperrenden Leitung.

Der Druck des Hilfsfluiduias muß größer als der Druck in der abzusperrenden Leitung sein. Das Selbstschließen, wozu man das Pluidus selbst und den Druck in der abzusperrenden" leitung braucht,, ist nicht möglich.

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BAD ORIGINAL

Pie erfindung&geniße Torr ichtun;, beseitigt die Nachteile der bekannten Mittel: sie schliei3t teilweise οdei· vollständig einen kreisförmigen Jj¹UeBquerschnitt des unter Druck stehenden Fluid ims nittels bi3gsamer Schließsäcke, die aufzublasen und. zu entleeren sind, ohne den v/erfcstoff elastisch au verformen; die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine Kontaktflächendichtigkeit in jeder gewünschten „fröße , sie wird mittels gewöhnlicher hydraulischer oder pneumatischer Verbindungen mit dem Fluidum selbst und mit dem vorhandenen Brück in dem Uurckflußquerechnitt der abzusperrenden Leitung betätigt.

Uaciifclgend -,7ird ein Au&xühi'ungsbeispiel der Erfindung an Land der Seichniuig beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 die Yoraeransicht der Vorrichtung.

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Achse der Sperrvorrichtung, in offener Stellung.

J¹Ig₀ 3 einen Querschnitt, normal auf der Vorrichtungsachse, in offener Stellung.

Fig. 4 perspektivisch eine Ansicht eines lichließteila in aufgeblasenem Zustand.

Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Sperrvorrichtung in geschlossener stellung.

Pig. 6 einen Querschnitt durch die Sperrvorrichtung in geschlossener Stellung, senkrecht auf der Achse eier »sperrvorrichtung.

Die erfindui"!_aügeEie.be Sperrvorrichtung besteht aus einem

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BAD ORIGINAL

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icvc.r "bie^Cc.:.ier tire- dichter Jchlie^tr.cke (*i), die eine besondere JToria aufweisen uiid ale i^: Irrerer; εί.,εε rohrförmigen, . dichten ur-d starren Eörveie (^j) befestigt sir.d, velcher in uer abzusperrenden Leilur.^ angeordnet ist} diese iäü.clze schließen oder oxiden den jJurcLflußquersclir-itt der ab ζ αε ρ err ε .Jd en Leitung, wenn sie aufgeblasen oder abgeblasen sind. -

Me 3cliliei?säcire (A) werden durcii das Eiiiführen mittels, einer .aiii^Vorrichtung -(C) des unter liruclc der abzusperrenden Leitung steheiic'en J¹I aid ums w CLiJTg eblas en.

Die SchLließs&cke (A) uer den ebenfalls Mittels der Hilfsvorrichtung (C) abgeblasen, indeci sie mit der Atnosphäre verbunden werden.

Die ochließsäcke (A), welche erfii..dLui^cgernei3 eine besondere Form aufweisen, können aus .mehreren Varianten hergestellt werden, welche einerseitb ihre iionstruktion 8.US einem einzigen btück oder aus mehreren ζ us amme ng es teilten Teilen betreffen, -andei'eraeits den verwendeten Werkstoff, wie £tmuj.ierte Leinwand, G-ewebe aus Textilien oder XLinstfasern, die entsprechend imprägniert usw. sind.

Die Varianten werden auch' von den Setriebsverhcltnissen bestimmt, so durch die liatur des Fluidums, den Druckmesser der abzusperrenden Leitung, den Druck, die 3etätigungszalil usv/. Vom Konstruktionsstandpunkt ulis können die 3chliei3säcke (A) monoaellular oder plurizellu-

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BAD ORIGiMAb

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lar Iier&et. teilt vn: r den j dabei werden die letzteren, im (iegen&ata zu den erstgenannten, im Innern durch iesti^un^secLellen in Abteile getrennt, die refaltet und ourchlocht cind,.damit die S keit zirkulieren kann.

lie i:.ilifc Tor:.- i cht ung (θ), der. rohr f or Hi-. e körper und auch die Bexectigung cer £?clilieI3&i;^:-cke auf diesem Körper können in ve:ct chiedenen Va.rianten ausgefülirt werden, sowohl liinsiciitlich der ',Werkstoffe und der AuaführungE-teclmQlo£.ie ε.ΐκ auch hinsichtlich der Betriebsbedingungen, die der ^i-errvorrichtun^ auferlegt werden, -.

irachstefceiid wird eine Variante an Ix&nd- der ji 1 bi& 6 ei läutert. Dabei it-t der rohrföriiiige Körper (B) aus kesciiweifiten Stahlstücken und die monozellularen tciiließsfccke sind aus ^tuaiuierter leinwand durch Aufkleben ausgeführt. Die Übertragung dieser Yarianteeuf irgend eiue andere Variante ist nur eine Sache der Ausführung...

Bei der beschriebenen Variante besteht Jeder üchließ-Bs.ck (a) hauptsächlich aus einem -Seitenteil (1 ) und aus zwei Sndteilen (2) oder Stirnteilen, welche die bacitbcäexi bilden. Der Seitenteil wird durch Überlappen und Ankleben auf Klebzonen.a von vorbestrafter Breite zvieier gegenüberstehender Seiten eines rechteckigen Stückes aus Ku:-;iierter Leinwand gebildet, wobei .sich die ICLebzonen a auf derselben öeite befinden.

BAD ORIGINAL

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Jeder Sackboden 2 wird aus vier Stücken gummierter Leinwand hergestellt 2a, 2b, 2c und 2d, deren Form und Dimension, sowie auch die Aufstellung durch Kleben, das /lusamnienfalte.ii der Backböden, ohne elastische Verformung des Materials, gestatten.

Die Dimensionen der Evolute des seitlichen Teils (1) sind von den Abmessungen des Schließsacks abhängig, bzw- von der gewünschten Kontaktflache und sind von dem Innendurchmesser des rohrförmigen Körpers bedingt,

Jeder Schließsack A ist noch mit einem Gummischlauch 3 versehen, der einen kleinen Durchmesser hat. Der Grummischlauch itt durch den rohrförmigen Körper B hindurchgeführt und verbindet das Sackinnere mit der Hilfsvorrichtung C. ·

Dank der oben beschriebenen Herstellungsart können die Schließsäcke A aufgeblasen oder entleert v/erden, ohne ihren Werkstoff dadurch zu verformen, folglich ist vom energetischen Standpunkt aus aie für das Schließen der Vorrichtung nötige mechanische Arbeit verringert, weil anders als bei den bekannten Sperrvorrichtungen - die mechanische Arbeit beseitigt ist, welche für die Verformung der elastischen Schließteile nötig istf somit die Anwendung als Schließdruck ermöglichen daß in der abzusperrenden leitung vorhandene Fluidum und der Druck.

Der rohrförmige Körper B ist hauptsächlich aus einem zentralen Rohrstück 4 und aus zwei Bohretücken für

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die Enden 5 gebildet, welche die Sperrvorrichtung mit der abzusperrenden Leitung verbinden. Das Rohrstück 4 dient als !Tische für die Schließsäcke A.

Die Verbindung der rohrförmigen Endstücke 5 mit dem zentralen Rohrstück 4 ist mittels zweier, durch Schweißung montierter Heduktionsstüeke 6 erzielt. Für die Verbindung der Endstücke 5 mit dem normalen Querschnitt der abzusperrenden Leitung ¥ieisen diese an ihren Enden Stahlflanschen 7 auf, welche ebenfalls aufgeschweißt s ind.

Der rohrförmige Körper B ist noch mit zwei Entnahmestutzen 8 versehen; es sind Stahlrohrstücke mit kleinem Durchmesser, die durch Schweißen mit den zwei Endstücken 5 verbunden und mit zwei Injektionsstutzen 9 versehen sind. Diese Stahlrohrstücke haben einen kleinen Durchmesser und sind am zentralen rohrförmigen Stück 4 angeschlossen (je eines für jeden Schließsack). Sie sind für die Verbindung der Schließsäcke A mittels des rohrförmigen Stutzens 3 der Hilfsvorrichtung G und der Druckentnahmestutzen 8 mit dem normalen Querschnitt der abzusperrenden Leitung bestimmt. -.. . .

Auf der Innenseite des zentralen rohrförmigen .Stückes 4 sind symmetrisch gegenüber der Achse des zentralen Rohr-Stückes 4 die Schließsäcke mit einer Schicht Klebstoff 10 aufgeklebt. Die Abmessungen des Seitenstückes 1 der Schließsäcke A sind im Verhältnis zum, Innendurchmesser des zentralen Rohratückes 4 so bestimmt, daß die Hälfte b

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der ίί ei teuf lache 1 α es' Schließsackes A - nit Ausnahme der den Heozoiien zugehörigen 2eile ε, - in ΐ'οηα und 5-röbe der Hälfte der inneren Oberfläche des zentralen Piohrstiickes 4 entspricht..

Aus diesem G-rimd, wie auch dank-der beiden öackböden, deren Herstellung früher beschrieben wurde, falten sich die Schließsäcke A, welche wie oben erwähnt be— fettigt sind, auf die Innenseite des zentralen rohrförmigen otückes 4 und belegen, wenn sie nicht aufgeblasen sind, nur die liische c des zentralen Rohrs ttickes 4; ψ somit wird ein lokaler Druckverlust in der abzusperrenden Leitung vermieden.

',/enn die öchließsäcke A im Innern des zentralen xlohrteils 4 aufgeblasen werden, überlagern sich die freien Hälften d der Seitenflächen 1 der Schließsäcke A £,e.nau auf ihrer ganzen Oberfläche, ohne daß sie elastische Verformungen erleiden, da die Sackböden 2 so ausgeführt sind, daß sie durch ihre üäntfaltung den freien Hälften d der seitlichen !"lachen 1 gestatten, die Form einer symmetrischen Oberfläche gegenüber der Achse des zentralen. Rohrteils anzunehmen, wobei die ursprünglichen, Dimensionen bewahrt werden.

Die Sehließsäcke A werden, um die Durchflußquerschnitte der abzusperrenden Leitung zu verschließen, mittels des Pluidums und seines Druckes aufgeblasen, das mit Hilfe der Hilfsvorrichtung C entnommen.wird.

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BAD ORIGINAL

B~bei werden die 'jchließsäcke A, wenn sie mit dem Druck in der abcubρerrenden Leitung verbunden v/erden, nicht !,.ehr auf die Innenfläche ties zentralen Sohrstückes 4 gepresst; sie erschlaff ei:, und unter dem Einfluß der Schwerkraft neigen sie dazu, eine andere I<Orm anzunefcurer:, wobei sie teilweise aus der Hische c heraustreten und ,somit (eine kleine Erdrosselung) den Durchfluß quer schnitt des Fluidums ein wenig drosseln. Aus diesen G-rund wächst die Geschwindigkeit des Fluidums lyn^s des zentralen Itohrstückes 4, und der Druck sinkt eiitspiechend. Da der Druck im Innern der ichließsäcke A gröier ist als der äußere werden die bchließsäcke vollsttLndig aufgeblasen.

Infolge des im Innern der Schließsäcke A vorhandenen Druckes werden die zwei freien Hälften d der Schließsi-'cke gegeneinander zusammengepresst und somit hört der Durchfluß durch die zu sperrende Leitung auf.

Damit nun eine teilweise Sperrung des Durchflusses eintritt, genügt es, den oben beschriebenen Vorgang während des Betriebes dadurch einzustellen, daß man den Eintritt des Pluidums in den Schließsäcken· A verhindert.

L^i den Durchfluß querschnitt zu Öffnen, werden die Schließsäcke A mit der Atmosphäre in Verbindung gesetzt. Auf diese Weise fe;ltet der Druck des Pluidums aus der gesperrten Leitung schrittweise die Schließsäcke A in die Nische c des zentralen, Rohrstückes 4 ein.

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Die für das Aufblasen und Entleeren der Schließsäcke A nötige Zeit hangt von den phys is ch-jne chanischen Eigenschaften des bestehenden Werkstoffes, von der Ifetur und dem Druck des Fluidums 121 der zu sperrenden Leitung soAvie von dein Durchmesser der Leitungen der Hilfsvorrichtung G ab.

Diese Z-eit wird verkürzt, wenn man in die Hilfsvorrichtung C irgendwelche mittel zwecks Zunahme der Zirkulation oder des Druckes des in den Schließsäcken A eingeführten Fluid ums eins dieltet.

.bei Einrichtungen mit mehreren Schließvorrichtung en kaim man das i'luidum und den Schließdruck gemeinsam sichern, ds..nit die behließzeit so viel wie möglich verkürzt wird.

In der beschriebenen Variante ir. ΐ das ochena der EiIfsvorrichtung C in der Amiahne entworfen, daß nur das . Pluidum und der in -'Ie:.- l:u. sperrenden Leitung vorhandene Druck verwendet wird, um die Einrichtung zu schließen.

Die Hilfsvorrichtung C besteht in eieren: Pail hauptsächlich aus zwei Entnaluneleitungen 11 mit einem kleinen Durch-aiesser, wobei jede mit einem Absperrventil 12 und zwei Einspri.tzleitungen 13 mit kleinem Durehmesser versehen ist, je eine für jeden Schließsack A.

Die Dntnahmeleituiigen 11 und die Einspritzleitungen 13

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ORIGINAL

sind au eineü ihrer Enden "mit dem entsprechenden Entn&hnestutsen 8 bzw.' mit aen Einspritzstutsen 9 verbunden; die anderen Enden sind mit eineis. Kreuzstück 14 verbunden; daher 'ist das Einspritzen des Ii¹Iuidums und des Druckes der abzusperrenden Leitung in die bchließsscke in jedwelcher möglichen I¹HeBr ic htung möglich.

TIm die Schließel-lcke A mit der Atmosphäre zu verbinden, wird auf" einer der Siii&pritzleiturigen 13 ein Auslaßstutzen 15 mit einem Absperrventil 16 vorgesehen^ für die Kontrolle des Druckes im Innern der Scliließsäcke A wird in der anderen Einspritzleitung 13 ein gewöhnliches Federmanometer 17 eingesetzt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat folgende Vorteile:

Ihre Konstruktion ist einfach und daher leicht zu verwirklichen;

sie kann aus einer großen Ausv/ahl von Werkstoffen hergestellt werden; somit lassen sich spezielle Eigenschaften, wie iCorros Ions sicherheit usw. erreichen';

sie hat geringe Lichtraummaße und ein kleines G-ewicht;

hinsichtlich des !«enndruckes gestattet sie einen größeren Bereich von Sperrvorrichtungen auszuführen, damit eine rationellere Deckung, der üblichen Druckbereiche erzielt wird; ' ■ · .- · ■-■ -·-

sie ist leicht zu bedienen, da sie das Fluidum selbst und den Druck der abzusperrenden Leitung ;anwendeti .

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sie beschränkt und vereint'a.clit die elelr.tr is eilen Ein—' richtungen für Fernbedienung;

der Eostenpreis ist gering. -

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Claims (4)

1. Patent a η ε p r ii c Ii e ϊ

   '. 1 . jJperrTcrriciitung mit verformbaren üehließteilen '■^- fir i-eitungen, welche ein unter Druck stehendes Fluidum beforderη, dadurch gekennzeichnet, da.]- o.ie teilweise oder vollständige Schließung eines riiKdea liui-cLx'luiJ^u.ersclinitts de& unter Itt'uclc stellenden J-IuXdULiO mittels bie^saaier ücliließsäcke (A) erzielt wird, cereii Ii¹Or:; ohne eine ela&tische Verformung aufzubieten ist.
2. 2. op errvorr iclitun^ nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder gewünschte liontalct zwischen den biegsamen Schließteilen abhängig vorn Dichtigke its vermögen des "iVericstoffet, aub welchem sie bestehen, und von den Eigenschaften des KLuidums in der a^bsusperrenden Leitung su erzielen ist.
3. Sperrvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dai. die ocliließteile eine mono-zellulare oder plurizellulare 3s,ckform, abhängig vom Durclimesser und dem Eenndruck der Vorrichtung sowie vom Werkstoff der üchließtei-Ie, besitzen.
4. 4. Sperrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

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   BAD ORlQiNAL

   daß sie ohne mechanische 'Übersetzungen mit dem unter Druck stehenden Fluidun der abzusperrenden Leitung zu betätigen ist.

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   Le er s ti f m