DE19541591A1 - Flügelklappenanordnung für Leitungen großer Nennweiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flügelklappenanordnung für Leitungen großer Nennweiten, mit zwei gegenläufig schwenkbaren Klappenflügeln, deren Schwenkachsen annähernd parallel zueinander liegen, wobei jeder Klappenflügel mit einer im Klappengehäuse gelagerten Antriebswelle sowie einer am Klappengehäuse sitzenden, drehmomenterzeugenden Antriebseinheit für die Antriebswelle versehen ist.

Klappenventile dieser Art werden bekanntlich insbesondere bei Kraftwerken für die Gasleitungen verwendet. Derartige Klappen haben bekanntlich außergewöhnlich große Abmessungen, mit einem bis zu 60 m² betragenden Querschnitt.

Bei den bisher bekannten Klappenventilen dieser Art werden die Antriebseinheiten auf Trägern montiert, die ihrerseits am Rahmen des Klappengehäuses befestigt sind. Letzterer muß somit nicht nur das Gewicht, sondern auch das Reaktionsmoment der Antriebseinheiten sicher auffangen. Der Rahmen des Klappengehäuses wird zudem im Betrieb druckbeansprucht, nämlich durch den jeweils herrschenden Überdruck in der Gasleitung. Hinzu kommt, daß der Klappenrahmen häufig im heißen Betrieb arbeiten muß, was mit sich bringt, daß die für den Klappenrahmen zulässigen Spannungen um ein vielfaches niedriger sind, als die, die im kalten Betrieb zulässig wären.

Alle diese Umstände haben zur Folge, daß das Klappengehäuse besonders robust dimensioniert werden muß, um die vorstehend genannte Gesamtbeanspruchung aufzufangen. Dies ist wegen des damit einhergehenden großen Materialbedarfs kostenmäßig von Nachteil. Nachteilig sind aber auch das große Gewicht, der verhältnismäßig große Platzbedarf und insbesondere die größeren Abmessungen des Rahmens, was im heißen Betrieb der angestrebten raschen Vergleichsmäßigung der Wärmebeanspruchung über den ganzen Rahmen entgegenwirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die o.g. Nachteile zu vermeiden und eine Flügelklappenanordnung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die sich durch eine möglichst leichte Bauweise des Klappenrahmens auszeichnet, ohne daß dies die Formfestigkeit des Rahmens beeinträchtigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen beiden Antriebseinheiten ein quer zu den Antriebswellen liegender Verbindungsbalken vorgesehen ist, dessen Enden drehfest mit dem Gehäuse der Antriebseinheiten verbunden sind.

Auf diese Weise ist es möglich, den Rahmen des Klappengehäuses wesentlich zu entlasten, weil die Reaktionsmomente der Antriebseinheiten, die sonst der Klappenrahmen auffangen muß, nunmehr auf den Verbindungsbalken als gegengerichtete Biegemomente wirksam sind. Der Verbindungsbalken kann diese Biegemomente durch eine entsprechende Dimensionierung seines Querschnitts gut auffangen, ohne daß er dafür eine allzu große Masse aufweisen muß. Der Verbindungsbalken ist konstruktiv und fertigungstechnisch sehr einfach. Er kann problemlos nachträglich in vorhandenen Klappenventilen eingebaut werden.

Bei Flügelklappen, die im heißen Betrieb arbeiten sollen, ist es im Hinblick auf die großen Abmessungen der Klappe von Vorteil, wenn der Verbindungsbalken mit einem Längendehnungskompensator versehen ist.

In einer ersten Ausführungsform sieht die Erfindung vor, daß der Verbindungsbalken aus zwei ineinander schiebbaren Rohren besteht, deren äußere Enden mit dem Gehäuse der Antriebseinheiten verschweißt bzw. fest verschraubt sind. In diesem Fall ist also der Längendehnungskompensator als Rohr-im-Rohr-Verbindung hergestellt.

Bei einer anderen Ausführungsform gemäß der Erfindung ist der Verbindungsbalken einteilig stab- oder rohrförmig hergestellt und an beiden Enden mit Langlöchern oder Bolzen versehen, die mit entsprechenden Bolzen oder Langlöchern in den Antriebseinheiten zusammenwirken. Die Langlöcher und die damit zusammenwirkenden Bolzen bilden einerseits den Längendehnungskompensator und stellen andererseits die drehfeste Verbindung zwischen dem Verbindungsbalken und den Antriebseinheiten des Ventils.

Um den Zusammenbau des Verbindungsbalkens zu erleichtern, sieht die Erfindung vor, daß die Endteile des Verbindungsbalkens an dem oder den Mittelteilen des Balkens angeflanscht sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse der Antriebseinheiten an einer auf der Antriebswelle sitzenden Lagerhülse angeflanscht, und die Endteile des Verbindungsbalkens weisen eine Bohrung zur Aufnahme der Lagerhülse auf und sind mit dieser festgeschweißt.

Der erfindungsgemäße Verbindungsbalken kann sowohl bei Flügelklappenanordnungen, deren Klappenflügel ein gemeinsames Klappengehäuse aufweisen, als auch bei Flügelklappenanordnungen, deren Klappenflügel in je einem separaten Klappengehäuse schwenkbar sind, eingesetzt werden. Im ersten Fall handelt es sich um Flügelklappen, deren Antriebswellen gleichzeitig die Schwenkachsen der Klappenflügel sind. Im zweiten Fall handelt es sich um sogenannte Spannhebelklappen, deren Antriebswellen gegenüber der Schwenkachse der Klappenflügel versetzt sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Flügelklappenanordnung, in der Vorderansicht dargestellt;

Fig. 2 die Einzelheit II aus Fig. 1, teilweise im Schnitt und vergrößert dargestellt; und

Fig. 3 die Einzelheit II aus Fig. 1, in einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbindungsbalkens, ebenfalls teilweise im Schnitt und vergrößert dargestellt.

Die Flügelklappenanordnung gemäß Fig. 1 weist ein Klappengehäuse 1 und zwei Klappenflügel 2, 3 auf. Letztere sind um parallel zueinander liegende Schwenkachsen 4, 5 gegenläufig schwenkbar. Jeder Klappenflügel 2, 3 ist mit einer im Klappengehäuse 1 gelagerten Antriebswelle 4, 5 versehen, deren Gehäuselager mit 6, 7 bzw. 8, 9 bezeichnet sind. Jedem Klappenflügel 2, 3 ist eine am Klappengehäuse 1 sitzende, drehmomenterzeugende Antriebseinheit 10 bzw. 11 für die Antriebswelle 4 bzw. 5 zugeordnet.

Jede Antriebseinheit 10, 11 weist ein Antriebsgehäuse 12 bzw. 13 auf, welche an einer auf der Antriebswelle 4 bzw. 5 sitzenden Lagerhülse 14, 15 angeflanscht ist. Die Flanschverbindung ist in Fig. 2 mit den Positionen 23 und 24 bezeichnet. Die Lagerhülse 14, 15 ist auf der Antriebswelle 4 bzw. 5 drehbar gelagert.

Zwischen den Antriebseinheiten 10 und 11 ist ein quer zu den Antriebswellen 4, 5 liegender Verbindungsbalken 16 vorgesehen. Dieser besteht aus zwei ineinander schiebbaren rohrförmigen Mittelteilen 17, 18 und zwei äußeren Endteilen 19, 20, welche an den Mittelteilen 17, 18 angeflanscht sind. Die Flanschverbindungen sind in den Figuren mit den Positionen 21, 22 bezeichnet.

Die beiden Endteile 19, 20 des Verbindungsbalkens 16 weisen eine Aufnahmebohrung 25 für die Lagerhülse 14 bzw. 15 auf, und sind mit dieser fest verschweißt. Sie sind aus Blech als Befestigungslaschen hergestellt. Die Schweißverbindung ist in Fig. 2 mit der Position 26 bezeichnet.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 lediglich dadurch, daß die beiden Endteile 19, 20 des Verbindungsbalkens 16 mit den Lagerhülsen 14 bzw. 15 nicht durch eine Schweißverbindung, sondern durch Bolzen 28, die mit Langlöchern 27 zusammenwirken, verbunden ist. Dadurch ist es möglich, den Verbindungsbalken 16 einteilig auszuführen und die Bolzenverbindung als Längendehnungskompensator zu verwenden.

Im Betrieb werden die Klappenflügel 2, 3 mit Hilfe der Antriebseinheiten 10 und 11 über die Antriebswellen 4 bzw. 5 ein- oder ausgeschwenkt. Die Antriebseinheiten 10 und 11 erzeugen hierbei ein Drehmoment auf die Antriebswellen, wodurch ein entsprechendes Reaktionsmoment entsteht, das auf den Verbindungsbalken 16 beidseitig als gegenläufige Biegemomente wirksam wird. Durch die entsprechende Dimensionierung seines Querschnitts kann der Verbindungsbalken 16 diese Biegemomente aufnehmen und der dabei entstehenden Biegebeanspruchung standhalten. Hierfür ist der rohrförmige Querschnitt der beiden Mittelteile 17 und 18 des Verbindungsbalkens 16 sehr geeignet. Die beiden ineinander schiebbaren Mittelteile 17 und 18 bilden außerdem einen Längendehnungskompensator für den Fall, daß die Armatur im heißen Betrieb arbeiten soll.

Der Klappenrahmen 1, der sonst die in den Antriebseinheiten entstehenden Reaktionsmomente aufnehmen müßte, bleibt von jeglicher Drehmomentbelastung durch die Antriebseinheiten völlig frei. Das Gewicht der Antriebseinheiten 10 und 11 lastet nur indirekt auf dem Klappenrahmen 1 über die Antriebswellen 4, 5 und deren Lagerung 6, 7 bzw. 8 und 9.

Dadurch ist es möglich, den Klappenrahmen 1 in leichter Bauweise herzustellen, ohne die geforderte Formfestigkeit des Klappenrahmens zu beeinträchtigen.

Bei der beschriebenen Flügelklappenanordnung handelt es sich um eine Doppelflügelklappe, deren beide Klappenflügel 2, 3 in einem gemeinsamen Rahmen 1 gelagert sind. Es ist aber im Rahmen der Erfindung ohne weiteres möglich, den erfindungsgemäßen Verbindungsbalken 16 auch bei einer Flügelklappenanordnung, bestehend aus zwei separaten Flügelklappen, deren Einzelflügel ebenfalls im gegenläufigen Sinne schwenkbar sind. In diesem Falle können die Klappenrahmen sowohl in einer Ebene liegen, als auch etwa parallel zueinander oder in einem bestimmten Winkel zueinander angeordnet sein, allerdings unter der Voraussetzung, daß die Schwenkachsen der Einzelflügel relativ zueinander annähernd parallel liegen.

Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der erfindungsgemäße Verbindungsbalken nur an einem Ende der Antriebswellen 4, 5 vorgesehen. Es ist aber selbstverständlich auch möglich, bei beidseitig angetriebenen Wellen Verbindungsbalken an beiden Wellenenden vorzusehen.

Claims (8)

1. Flügelklappenanordnung für Leitungen großer Nennweiten, mit zwei gegenläufig schwenkbaren Klappenflügeln, deren Schwenkachsen annähernd parallel zueinander liegen, wobei jeder Klappenflügel mit einer im Klappengehäuse gelagerten Antriebswelle sowie einer am Klappengehäuse sitzenden, drehmomenterzeugenden Antriebseinheit für die Antriebswelle versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen beiden Antriebseinheiten (10, 11) ein quer zu den Antriebswellen (4, 5) liegender Verbindungsbalken (16) vorgesehen ist, dessen Enden (19, 20) drehfest mit dem Gehäuse (12, 13) der Antriebseinheiten (10, 11) verbunden sind.

2. Flügelklappenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsbalken (16) mit einem Längendehnungskompensator versehen ist.

3. Flügelklappenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsbalken (16) aus zwei ineinander schiebbaren rohrförmigen Teilen (17, 18) besteht, deren äußere Enden (19, 20) durch eine Schraub- oder Schweißverbindung (26) drehfest mit dem Gehäuse (12, 13) der Antriebseinheiten (10, 11) verbunden sind.

4. Flügelklappenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsbalken (16) einteilig ist und dessen Enden (19, 20) mit Langlöchern (27) oder Führungsbolzen versehen sind, die mit entsprechenden Bolzen (28) bzw. Langlöchern der Antriebseinheiten (10, 11) zusammenwirken.

5. Flügelklappenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Endteile (19, 20) des Verbindungsbalkens (16) an dem oder den mittleren Balkenteilen (17,18) angeflanscht sind.

6. Flügelklappenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12, 13) der Antriebseinheiten (10, 11) an einer auf der Antriebswelle (4, 5) sitzenden Lagerhülse (14, 15) angeflanscht ist, und daß die Endteile (19, 20) des Verbindungsbalkens (16) eine Aufnahmebohrung (25) für die Lagerhülse (14, 15) aufweisen und mit dieser verschweißt (26) sind.

7. Flügelklappenanordnung nach einem der mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Klappenflügel (2, 3) ein gemeinsames Klappengehäuse (1) aufweisen.

8. Flügelklappenanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappenflügel je ein separates Klappengehäuse aufweisen.