DE2105406C3 - Absperrorgan - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Absperrorgan mit einer Sitzfläche mit mehreckiger innerer Begrenzungskante und einem zwischen einer Offen- und einer Schließstellung bewegbaren Dichtungselement, dessen abdichtend wirkender Teil aus elastisch verformbarem und unter der Einwirkung einer Belastungsfeder stehendem Kragblech besieht, für gasdurchströmte Leitungen.

Ein solches Absperrorgan ist aus der DT-AS 11 90 753 bekannt. Hierbei ist das Kragblech durch eine dünne Membran gebildet, die sich zur Abdichtung über eine Saugnut in der Sitzfläche legt; die Saugnut ist mit der Stromabseite der Leitung verbunden, so daß das Kragblech durch den an seinen beiden Seiten aufgebauten Druckunterschied auf die Sitzfläche aufgedrückt bzw. in die Saugnut eingezogen wird. Ein solches Einziehen des Kragbleches in die Saugnut führt zu einer welligen Verformung des Kragbleches und damit zu einer Linienanlage an den Rändern der Saugnut. Eine solche linienförmige Anlage gewährleistet zum einen keine stets sichere Abdichtung und schließt zum anderen eine befriedigende Abdichtung an Ecken der Sitzfläche aus, da hier die Kontaktlinie unstetig verläuft. Darüber hinaus erfordert die Wirksamkeit der Abdichtung des bekannten Absperrorgans einen entsprechend stat ken Druckunterschied stromauf und stromab des Absperrorgans in der Leitung.

Die auf das Kragblech einwirkenden Belastungsfedern des bekannten Absperrorgans dienen zur Erzeugung eines Vorauskontaktes des Kragbleches mit der Sitzfläche, um bei Annäherung des Kragbleches an die Saugnut ein Flattern des Kragbleches zu vermeiden. An der eigentlichen Abdichtung ist die Belastungsfeder nicht beteiligt, da diese lediglich am Linienkontakt an den Rändern der Saugnut erfolgt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Absperrorgan dieser bekannten Gattung so auszubilden, daß auch bei niedrigem Leitungsdruck Undichtheiten an den Ecken einer vieleckigen Abdichtupg auf ein Mindestmaß herabgesetzt sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sitzfläche in der Zone, mit der das Dichtungselement bei Schließstellung in Kontakt kommt, eine nach der Stromabseite hin geschlossene Fläche bildet und Kragblech und Belastungsfeder bezüglich ihrer Stellkraft derart ausgestaltet und so zueinander angeordnet sind, daß in der Schließstellung der die Abdichtung bewirkende Kontaktdruck zwischen Sitzfläche und Dichtungselement unabhängig von etwa vorhandenen Gasdruckunterschieden zwischen den diesseits und jenseits der Sitzfläche liegenden Räumen von den vereinigten Stellkräften von Kragblech und Belastungsfeder an die Sitzfläche erzeugt wird.

Dadurch wird eine flächige Anlage des Kragbleches an der Sitzfläche erzielt, die unabhängig von dem Leitungsdruck eine sichere Abdichtung auch in Ecken der Sitzfläche gewährleistet.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 10 enthalten.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Fuchs mit einem erfindungsgemäßen Absperrorgan nach einer ersten Ausführungsform,

Fig.2 einen Ausschnitt aus dem Absperrorgan gemäß F i g. 1 von der Seite her gesehen,

Fig.3 in vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt aus dem Absperrorgan gemäß Fig.l in Schließstellung,

Fig.4 in weiter vergrößerter Darstellung den Dichtbereich des Absperrorgans nach den Fig.l bis 3 in Offenstellung,

F i g. 5 und 6 abgewandelte Ausführungsformen des Dichtbereiches in einer Darstellung entsprechend Fig.4,

Fig.7 eine Draufsicht auf ein als Schieberventil ausgebildetes erfindungsgemäSes Absperrorgan nach einer anderen Ausführungsform,

Fig.8 einen Querschnitt durch das Absperrorgan gemäß Fig.7,

Fig.9 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Absperrorgan nach einer weiteren Ausführungsform,

F i g. 9a, 9b, 9c und 9d in vergrößerter Darstellung Teile des Dichtbereiches des Absperrorgans gemäß Fig.9.

Fig. 10 eine Vorderansicht des Absperrorgans gemäß Fig.9und

F i g. 11 im Schnitt ein als Explosionsschutzventil ausgebildetes erfindungsgemäßes Absperrorgan in einer wiederum anderen Ausführungsform.

Bei der Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Absperrorgans gemäß den Fig.l bis 4 durchsetzen zwei Wellen 2 mit je einem als Lamelle ausgebildeten Dichtungselement 3 einen Fuchs 1 in Querrichtung. Die lamellenförmigen Dichtungselemente 3 sind durch ein gemeinsames Hebegestänge aus einer den freien Gasdurchfluß durch den Fuchs 1 gestattenden Offenstellung in eine die Leitung absperrende Schließstellung verschwenkbar. Fig.l zeigt das erfindungsgemäße Absperrorgan in einer teilweise geöffneten Stellung.

Jedes der lamellenförmigen Dichtungselemente 3 ist an seiner Oberseite mit einem durch Bolzen 6 (F i g. 3) gehalterten, elastisch biegsamen Kragblech 5 aus Legierungsstahl versehen. Parallel zur Reihe der Bolzen 6 sind im Abstand von ihnen Stützen 7 befestigt, die in Abständen Belastungsfedern 8 tragen, welche als Kragfedern ausgebildet sind und sich mit ihren Spitzen an die ebenfalls nach Art einer auskragenden Blattfeder ausgebildeten Kragbleche 5 anlegen und sie in einer auf eine Sitzfläche 9 weisenden Krümmung abbiegen.

Durch die Belastungsfedern 8 werden alle Schwingungen der Kragbleche 5 unabhängig von der Gasströmungsrichtung der Leitung 1 wirksam unterdrückt. Die Sitzfläche 9, gegen die die Kragbleche 5 bei geschlossenem Absperrorgan angedrückt sind, befindet sich dabei entweder an einem benachbarten, mitwirkenden lamellenartigen Dichtungselement 3 oder am lagefesten Teil des Absperrorgans. Dabei werden die Kragbleche 5 so lange entgegen der Kraft der vorspannenden Belastungsfedern 8 zurückgepreßt, bis sie flach aufliegen und dabei gegen die Sitzfläche 9 abdichten.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die Belastungsfedern 8 zusätzlich zu ihrer dämpfenden Wirkung auch den nur von der Elastizität der Kragbleche 5 gelieferten Abdichtungseffekt verstärken und diesen daher bei einem erfindungsgemäßen Absperrorgan wesentlich verbessern. Gleichzeitig erhöhen die vorspannenden 3elastungsfedern 8 auch die Widerstandskraft des Absperrorgans gegen alternierende Beaufschlagung von Druckwellen.

In Fällen, in denen durch beengten Bauraum nur kurze Belastungsfedern anwendbar sind, kann ihre

ίο Biegsamkeit dadurch erhöht werden, daß sie in der in den F i g. 5 und 6 veranschaulichten Weise eine geeignete gebogene Form aufweisen. In F i g. 6 ist zusätzlich in strichpunktierten Linien die Neutrallage der Belastungsfeder 8 und des Kragbleches 5 ohne Anlage an die Sitzfläche 9 veranschaulicht.

Vom Standpunkt der Herstellung aus gesehen einfach und deshalb weithin üblich ist es, die Abdichtungsfedern in Flachform herzustellen und ihnen dadurch die Auflagespannung für die Abdichtung zu erteilen, daß sie bis zum Anschlag an eine Sitzfläche verbogen werden. Dabei kann aber infolge der Krümmung der Kragbleche in Ecken der Dichtungselemente keine wirksame Abdichtung geschaffen werden. Dieser Nachteil tritt auch dann auf, wenn die an sich eben auf der Dichtfläche aufliegenden Kragbleche durch eine Saugnut derart verformt werden, daß im Ergebnis ebenfalls eine Durchbiegung um eine Berührungslinie an den Rändern der Saugnut entsteht. Im Gegensatz hierzu werden beim erfindungsgemäßen Absperrorgan die Kragbleche 5 anfangs von den vorspannenden Belastungsfedern 8 gekrümmt und gehen beim Abschließen des Strömungsquerschnittes in Flachstellung (Fig.4) über, wobei sie durch die dann unter Spannung geratenen Belastungsfedern 8 an ihre ebenfalls flache bzw. ebene Sitzfläche 9 angepreßt werden. Infolge ihrer Flachlage in der Schließstellung ermöglichen die Kragbleche 5 die Schaffung einer lückenlos durchgehenden Abdichtung, wobei dann benachbarte Kragbleche 5 längs ihrer geraden Kanten ausgerichtet werden, so daß auch an den Ecken der Sitzfläche ein praktisch gasdichter Abschluß geschaffen wird und die bisher dort unvermeidlich auftretenden Leckstellen weitestgehend vermieden sind.

Wie aus den Fig.7 und 8 ersichtlich ist, ist die erfindungsgemäße Ausbildung eines Absperrorgans nicht nur bei Absperrklappen, sondern auch bei Absperrschiebern anwendbar, bei denen ein Schieber 20 durch ein Paar umsteuerbarer Druckluft-Hebevorrichtungen 21 zwischen der Offen- und der Schließstellung verlagert werden kann.

In geöffneter Stellung befindet sich der Schieber 20 mit Ausnahme seiner im Rahmen verbleibenden Bodenkante völlig außerhalb der Leitung oder des Fuchses.

Bei dieser Anordnung ist der Rahmen ringsum mil einer lagefesten Doppeldichtung ausgestattet, die au; einem Paar gegenständiger Kragbleche 25 besteht welche durch vorspannende Belastungsfedern 2i abgestützt sind und sich bei in Schließstellunf

gebrachtem Schieber 20 diesseits und jenseits de: Schiebers anlegen und dadurch eine Dichtung geger Druck sowohl von der einen als auch von der änderet Schieberseite her schaffen.

Im oberen Teil der Fig. 7 ist in strichpunktiertei

6s Linien die Lage des Schiebers 20 in seiner Offenstellunj angedeutet.

Wie aus der Zeichnung ohne weiteres ersichtlich ist suchen sich bei der Doppeldichtung die paarweisi

gegenüberstehenden Kragbleche 25 aufeinander zuzukrümmen und tun dies bei aufgezogenem Schieber 20 auch tatsächlich entlang der Bodenkante. Daher muß beim Überführen des Schiebers 20 in seine Schließstellung dafür gesorgt werden, daß die Bodenkante des s Schiebers wieder in den Spalt zwischen den bodenseitigen Kragblechen 25 eintreten kann, der unter der Einwirkung der Belastungsfedern 28 auf weniger als Schieberbreite verengt ist.

Dies geschieht bei der Ausführungsform gemäß den Fig.7 und 8 dadurch, daß die Führungs- bzw. Bodenkante des Schiebers 20 mit Einführungsschrägen versehen ist, die bei ihrer Abwärtsbewegung von den Sperrseiten her die Kragbleche auseinanderdrücken und gleichzeitig spannen.

Eine Abwandlung des Absperrschiebers gemäß den Fig. 7 und 8 ist in den Fig.9 und 10 veranschaulicht. Bei diesem in eine Leitung 31 eingebauten Absperrorgan sind ein Rahmen 32 und ein Schieber 33 vorgesehen, der in Fig.9 mit vollen Linien in der die Leitung 31 ausfüllenden Schließstellung und in strichpunktierten Linien in rückgezogener, geöffneter Stellung dargestellt ist.

Der Schieber 33 ist als Hohlkasten mit schräger Vorder- und Rückwand 33a ausgebildet, die beide ringsum mit einer umlaufenden Abdichtung aus Kragblechen der zuvor beschriebenen Art versehen sind, wobei ebenfalls Kragbleche 34 durch vorspannende Belastungsfedern 35 gespannt sind. Die Seitenkantenabdichtungen des Schiebers 33 entsprechen denen des Schiebers 20.

Die Abdichtungen an der Ober- und Unterkante des Schiebers 33 arbeiten mit rahmenfesten, als Widerlager ausgebildeten Sitzflächen 36 und 36a zusammen, welche die gleiche Schräge wie die Schieberwände 33a aufweisen.

Wenn der Schieber 33 mit Hilfe eines Kolben-Zylinder-Hubwerkes 37 hochgebracht wird, passiert er schnell die Sitzfläche 36, bis er die Schließstellung erreicht hat. Zu diesem Zeitpunkt legen sich die zuvor von den Belastungsfedern 35 nach außen gedrängten (vgl. Fig. 9d) Kragbleche 34 an der Schieberunterkante an die rahmenfeste Sitzfläche ?*» an und werden bei der Weiterbewegung des Schiebers 33 durch die Beiasiungsfedem 35 an die Sitzfläche 36 angedrückt.

Am Kopfende des Schiebers 33 andererseits kommen die auswärtsgebogenen Kragbleche 34 (vgl. Fig. 9c) zunächst mit einer Einführungsschräge 38 der Sitzfläche 36a in Berührung und werden dadurch anschließend zur Anlage an die Dichtungszonen 39 (vgl. F i g. 9a) de Sitzfläche 36a gebracht. Auf diese Weise wird ebenfall eine Doppeldichtung geschaffen, die gegen Umkehr de das Absperrorgan beaufschlagenden Gasdrucke schützt.

Infolge seiner hohlkastenartigen Ausführung kam der Schieber 33 in zurückgezogener Stellung da Hubwerk überdecken, das somit nur als zentra anbringbare Einzelvorrichtung vorhanden zu seil braucht.

Die Keilform des Schiebers 33 bringt zudem dei Vorteil, daß seine Dichtungen allseitig bis auf die letztei wenigen Zentimeter der Bewegung ohne Spannunj bleiben und sich in weit weicherer Art an ihn Sitzflächen 36 und 3Sa anlegen.

Fig. 11 schließlich zeigt ein Explosionsschutzventi gleicher Zweckbestimmung wie der Absperrschiebe gemäß den Fig.9 und 10, also mit gegen Unterdrucl schützender Abdichtung aus vorgespannten K'ragble chen, jedoch nicht mit einem senkrecht zur Strömungs richtung verschieblichen Absperrschieber, sonden vielmehr mit einer Mehrzahl verschwenkbarer lamel lenartiger Absperrklappen. Die Absperrklappen sin< dabei in der oberen Figurenhälfte in Schließ- und in de unteren Figurenhälfte in Offenstellung gezeichnet.

Der gesamte Umfang sämtlicher lamellenartige Dichtungselemente 43 sowie die zugeordneten Teile de Rahmens sind mit Siätzen von Kragblechen 45 besetzi die bei nicht geschlossenen Dichtungselementen 4' durch Belastungsfeclern 48 ausgebogen sind. In Schließ stellung überlappen sich die Kragbleche 45 und werdei durch ihre Belasturigsfedem 48 an die entsprechend! Sitzfläche 49 angepreßt.

Die lamellenförmigen Dichtungselemente 43 sind au Wellen 42 montiert, die durch ein gemeinsame Hebelgetriebe 44 betätigt werden. Dieses Getriebe win normalerweise durch ein Gegengewicht in die de Schließsteilung des Absperrorgans entsprechende Lagi gedrängt. Wenn das Absperrorgan geöffnet werden sol so wird das Gewichi von Hand angehoben und in de angehobenen Lage durch eine nicht näher dargestellti Falle arretiert. Die Falle kann ihrerseits durch eil Solenoid 46 zurückgezogen werden, worauf da Gegengewicht wieder abfällt und das Absperrorgai über ein Segmentgetriebe 47 verschließt. Auf diesi Weise kann eine Mehrzahl derartiger Explosionsschutz ventile von einer Fernsteuerungszentrale aus glcichzei tig geschlossen werden.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche: 21 406

1. Absperrorgan mit einer Sitzfläche mit mehreckiger innerer Begrenzungskante und einem zwischen einer Offen- und einer Schließstellung bewegbaren Dichtungselement, dessen abdichtend wirkender Teil aus elastisch verformbarem und unter der Einwirkung einer Belastungsfeder stehendem Kragblech besteht, für gasdurchströmte Leitungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzfläche (9; 36, 36a; 49) in der Zone, mit der das Dichtungselement (3; 20; 33; 43} bei Schließstellung in Kontakt kommt, eine nach der Stromabseite hin geschlossene Fläche bildet und Kragblech (5; 25; 34; 45) und Belastungsfeder (8; 28; 35; 4S) bezüglich ihrer Stellkraft derart ausgestaltet und so zueinander angeordnet sind, daß in der Schließstellung der die Abdichtung bewirkende Kontaktdruck zwischen Sitzfläche (9; 36, 36a; 49) und Dichtungselement (3; 20; 33; 43) unabhängig von etwa vorhandenen Gasdruckunterschieden zwischen den diesseits und jenseits der Sitzfläche liegenden Räumen von den vereinigten Stellkräften von Kragblech und Belastungsfeder an die Sitzfläche erzeugt wird.

2. Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorzugsweise als Blattfeder ausgebildete Belastungsfeder (8; 28; 35; 48) und das Kragblech (5; 25; 34; 45) derart zueinander angeordnet sind, daß das Kragblech in Offenstellung in Richtung auf seine Schließlage vorgekrümmt ist.

3. Absperrorgan nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungsfeder (8; 28; 35; 48) und das Kragblech (5; 25; 34; 45) derart zueinander angeordnet sind, daß das Kragblech in Offenstellung zur Seite des höheren Gasdruckes hin vorgekrümmt ist.

4. Absperrorgan nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß der abdichtend wirkende Teil des Dichtungselementes (3; 20; 33; 43) aus mehreren einander überlappenden Kragblechen (5; 25; 34; 45) besteht.

5. Absperrorgan nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (3; 43) um eine Schwenkachse schwenkbar ist, die innerhalb des Gasstromweges angeordnet ist.

6. Absperrorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement als quer zum Gasstromweg verlagerbarer Schieber (20; 33) ausgebildet ist. so

7. Absperrorgan nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden gegenüberliegenden Seiten des Schiebers (20; 33) Abdichtungen angeordnet sind, deren Kragbleche (25; 34) in Offenstellung gegensinnig vorgekrümmt sind.

8. Absperrorgan nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Führungs- bzw. Bodenkante des Schiebers (20) oder des Schiebergehäuses (32) mit Einführungsschrägen (38) versehen ist, um die Kragbleche (25; 34) in ihre Schließstellung einzufüh- t,o ren.

9. Absperrorgan nach einem der Ansprüche 6 bis

8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (33) wenigstens annähernd keilförmig ausgebildet ist.

10. Absperrorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 6s

9, dadurch gekennzeichnet, daß es aus wenigstens zwei drehbeweglichen Dichtungselementen (3; 43) besteht, die sich in Schließstellung in einer quer zum Gasstromweg liegenden Ebene befinden und von denen wenigstens das eine Dichtungselement (3; 43) an seiner Randzone eine Sitzfläche (9; 49) und das ihm benachbarte Dichtungselement (3; 43) ein durch eine vorzugsweise blattfederartige Belastungsfeder (8; 48) belastetes Kragblech (5; 45) aufweist, welches in Schließstellung an der Sitzfläche (9; 49) am erstgenannten Dichtungselement (3; 43) abdichtend anliegt