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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.
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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.
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Aus
der
DE 38 36 861 A1 ist
eine mehrflügelige
Schwenkanordnung bekannt, bei der Einzelklappen über Scharniere mittels einer
Antriebswelle schwenkbar gelagert sind.
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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 abreiten 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
erfindungsgemäße Flügelklappenanordnung,
in der Vorderansicht dargestellt;
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2 die
Einzelheit II aus 1, teilweise im Schnitt und
vergrößert dargestellt;
und
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3 die
Einzelheit II aus 1, in einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verbindungsbalkens,
ebenfalls teilweise im Schnitt und vergrößert dargestellt.
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Die
Flügelklappenanordnung
gemäß 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.
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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 2 mit den
Positionen 23 und 24 bezeichnet. Die Lagerhülse 14, 15 ist
auf der Antriebswelle 4 bzw. 5 drehbar gelagert.
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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.
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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 2 mit
der Position 26 bezeichnet.
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Die
Ausführungsform
gemäß 3 unterscheidet
sich von der Ausführungsform
gemäß den 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.
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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.
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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.
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Dadurch
ist es möglich,
den Klappenrahmen 1 in leichter Bauweise herzustellen,
ohne die geforderte Formfestigkeit des Klappenrahmens zu beeinträchtigen.
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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.
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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.