DE2108551A1

DE2108551A1 - Rohrverschluß

Info

Publication number: DE2108551A1
Application number: DE19712108551
Authority: DE
Inventors: Janos Dipl.-Ing. Budapest. P Pucher
Original assignee: Banyaszati Kutato Intezet
Current assignee: Banyaszati Kutato Intezet
Priority date: 1971-02-23
Filing date: 1971-02-23
Publication date: 1972-08-31
Also published as: DE2108551B2; DE2108551C3

Description

DA-7171

H \:'..J\C\\uU ΰν, iw

Beschreibung

zu der
Pat entanmeldung

des

Bänyäszati Kutat6 Inteζet
Budapest III, Mikoviny u. 2, Ungarn

betreffend
Rohrvers chlu 13

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rohrverschluß, bzw.
ein Absperrventil.

Es ist bekannt, daß zur Regelung der Strömung von Flüssigkeiten, Gasen, oder anderen Medien in Rohren, sowie zu ihrem Schließen und Öffnen, Hähne, Schieber, Ventile und besondere Verschlüsse (Drosselklappen, Glockenventile, Kugelverschlüsse usw.) verwendet werden.

Der einfachste Rohrverschluß ist ein Hahn, bei dem ein konischer Körper, der sogenannte Hahnkegel den Strömungsweg
'absperrt. Durch die Öffnung des Hahnkegels kann das Medium durchströmen und wenn er durch Verdrehung abgesperrt
wird, endet die Strömung. Der Hahn wird meistens bei Flüssigkeiten verwendet, die weniger auf Undichtigkeit empfindlich sind, als Dämpfe oder Gase. Die Verwendung des Hahnes ist im allgemeinen nur bei geringeren Durchmessern verbrei-

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tet, weil zum vollkommenen Verschluß der Hahnkegel fest eingepreßt werden muß und zur Verdrehung dann eine große Kraft notwendig ist.

Der Verschluß der Rohrleitungen kann auch mit Schiebern erfolgen. In diesem Fall wird eine Platte quer zur Strömungsrichtung in den Weg des strömenden Mediums geschoben. Auch die Schieber werden hauptsächlich zur Absperrung von Flüssigkeitströmen verwendet. Die Schieber werden auch in grossen Abmessungen hergestellt. Ihr Nachteil besteht darin, daß sie leicht beschädigt werden können, wobei ein vollkommener Verschluß aber nur in einwandfreiem Zustand verwirklicht werden kann. Zum sofortigen oder schnellen Verschluß sind sie nicht geeignet und besonders die großen Schieber sind kostspielig.

Es wird versucht die Dichtung der Hähne und Schieber neuestens dadurch zu verbessern, daß ein Mantel aus elastischem Material, z.B. aus Gummi vor dem Hahnkegel, bzw. der Schieberplatte angeordnet ist, der sich infolge der Bewegung des Kegels bzw. der Platte mit denen zusammen streckt bzw. dehnt und die Sperrfläche bildet. Biese Lösung verbessert aber nur die Dichtung. Die Bewegung der Vorrichtung wird dadurch nicht schneller, deshalb können diese Vorrichtungen dort, wo eine schnelle und sich oft wiederholende Absperrung von großer Bedeutung ist, auch weiterhin nicht verwendet werden.

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Für Luft und Dampf wurden Ventile verwendet, deren Sperrelement, der Ventilteller, sich quer -zur Sperrebene bewegt. Gegenüber den Hähnen und Schiebern, wo das Absperren und das Öffnen mit Handrad oder automatisch erfolgt, sichert die strömende Flüssigkeit selbst bei gewissen Ventiltypen das Schließen dadurch, daß bei Umkehr der Strömungsrichtung der Ventilteller in Betrieb gesetzt wird. Solche Ventile sind z.B. das Rückschlagventil, das Flußventil am unteren, in die Flüssigkeit reichenden Ende des Saugrohres von Pumpen, un bei Rohren mit größerem Durchmesser die Verschlußklappe. Der Nachteil der handbetätigten Ventile besteht darin, daß sie zu einem schnellen Schließen und Öffnen ungeeignet sind. Die automatischen Ventile verwirklichen keine vollkommene Absperrung - wobei sie nur in einer Richtung 'schließen, bzw. die Bewegung der Flüssigkeit zulassen -, was z.B. im Falle des Fußventils eine Unsicherheit beim Anlassen der Pumpe verursacht. In vielen Fällen z.B. bei feste Katerialteilchen führenden Abwässern - arbeiten die bekannten automatischen Ventile unzufriedens υeilend .

Eine gute Absperrung gewährleistet ein Sicherheitsventil, bei dem im Falle einer unzulässigen Drucksteigerung ein Medium in irgendeinem Raum einen Schlauch, der ein Medium mit dem Grenzdruck enthält, zusammendrückt und dadurch am Flansch des Rohrstutzens abströmen kann. Dieses Sicherheitsventil kann aber nicht als Ersatz der übrigen Rohrverschlüsse verwendet werden.

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Die hauptsächlich bei Rohren mit größerem Durchmesser verwendeten SpezialVerschlüsse, wie z.B. der Kugelverschluß, die Drosselklappe, das Glockenventil usw. sind sehr kostspielige Vorrichtungen, die häufig individuell hergestellt werden müssen. Auch ihre Unterbringung verursacht infolge des Gewichtes und der Abmessungen Schwierigkeiten, ihre Reparatur ist langwierig und schwer durchzuführen, und sie müssen maschinell betätigt werden. Sie sind nicht geeignet die Erfordernisse eines sich in kurzen Intervallen wiederholenden Öffnens und Schließens zu befriedigen.

Neuerdings ist auch ein Bohrverschluß bekannt geworden, auf dessen mittlerem Abschnitt das Rohr in zwei flache rechteckige Profile geteilt ist, wobei die äußere Grenzplatte durch eine wasserdicht angebrachte Membrane gebildet ist. Falls der Raum, der durch geschlossene Rohrstutzen, die an die Abschnitte mit rechteckigem Profil abgeschlossen sind, unter einen höheren Druck gelegt wird, als den im Rohr herrschenden (z.B. durch Einpressen einer Flüssigkeit), werden sich die flexibilen Membranen ausbauchen und 3ich auf die, in der Mitte der Abschnitte mit rechteckigem Profil auf der entgegengesetzten Seite ausgebildete Nasenlinie aufdrücken, wobei sie das Durchflußprofil absperren.

Diese lösung befriedigt den Bedarf eines schnellen, häufigen Schließens, ihr Nachteil ist aber, daß ihr Anwendungsgebiet auf die kleineren Durchmesser beschränkt ist. Bei großen Durchmessern kann nämlich auch durch Zerlegung auf

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mehrere Zweige kein Gesamtprofit, mit einer rechteckigen flachen Form ausgebildet werden, das der Abmessung des ursprünglichen Durchflußprofils auch nur annähernd gleichen würde.

Zweck der Erfindung ist es, die Nachteile der herkömmlichen Hohrverschlüsse zu "beseitigen, ihre Vorteile zu vereinen und die Drosselung bzw. den Verschluß einer Rohrleitung zur Förderung eines beliebigen Mediums mit beliebigem Durchmesser, mit einer fast beliebeigen Häufigkeit und Geschwindigkeit zu verwirklichen.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß eine oder mehrere, mit einer ganz oder- teilweise aus einem elastischen Stoff hergestellten Wand versehene Kammern, die ein Medium in geöffnetem Zustand mit niedrigem Druck, in geschlossenem Zustand mit einem höheren Druck als im Rohr enthält, wobei sich die Kammer beim Schließen in das Rohrprofil eindringend und sich auf eine zur Rohrachse parallele Fläche oder Kante schließend ausgebildet ist.

Gemäß der Erfindung wird die Bewegung eines in einer Rohr- ' leitung mit einem Druck P₁ strömenden Mediums an der erforderlichen Verschlußstelle durch Einbringung einer Flüssigkeit, eines Gases oder eines anderen geeigneten Mediums mit einem Druck von Ρ,ρ^Ρ., gedrosselt bzw. unterbrochen. Das Öffnen erfolgt bei Abnahme des Druckes Pp des eingebrachten Mediums durch die in der Rohrleitung mit dem Druck P₁ strö-

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mende Flüssigkeit selbst. Zur Verhinderung der Vermischung des strömenden Mediums mit dem Verschlußmedium mit höherem Druck, sowie dessen Einströmens in die Rohrleitung dient ein Raumabgrenzer aus einem entsprechenden Material (Gummi, Kunststoff, usw.) zwischen den beiden. Gegenüber den herkömmlichen Methoden ist ein wesentliches neues Kennzeichen der erfindungsgemäßen Lösung, daß bei ihr der starre Sperrmechanismus der herkömmlichen Verschlüsse - wie z.B. der Hahnkegel oder der Ventilteller - fehlt und an seine Stelle ein plastisches Sperrelement tritt, das infolge des Eindringens des Verschlußmediums sein Volumen ändert.

Aufgrund des übengesagten ist das Wesentliche bei der einfachsten Form des erfindungsgemäßen Rohrverschlusses, daß er über eine (z.B. ringförmig ausgebildete) oder mehrere (z.B. ringsegment- oder zylindersegmentförmige) Kammern mit einer ganz oder teilweise aus einem elastischen Stoff z.B. aus Gummi oder elastischem Kunststoff hergestellten Y/and enthält, die in geöffneter Stellung ein Medium mit niedrigerem Druck, als das im Rohr strömende Medium, in geschlossener Stellung mit einem höheren Druck, als dieses enthalten, und die beim Schließen in das Rohrprofil eindringen und es auf einer Fläche oder linie parallel zur Rohrachse verschließen.

Gemäß der Erfindung ist der Rohrverschluß mit einem zur Abstützung der ins Rohrprofil eindringenden Kammerwand, auf einer oder beiden Seiten des Rohrverschlusses, im offenen

Zustand den im Inneren des Rohres strömenden Medium ein Durchflußprofil sichernden, in geschlossenem Zustand auf Einwirkung des Druckes der eindringenden Kammer sich verdrehenden oder sich verschiebenden Element versehen.

Das Wesen einer anderen Form der erfindungsmäßigen Vorrichtung besteht darin, daß der Rohrverschluß mit einem zur Abstützung der ins Rohrprofil eindringenden Kammerwand, auf einer oder beiden Seiten des Rohrverschlusses, in denselben fest eingebauten, in offenem Zustand dem in Inneren des Rohres strömenden Medium ein Durchflußprofil sichernden Abstützorgan versehen ist.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die den Durchfluß sichernden Teile des Abstützorgans in geschlossenem Zustand zwecks kontinuierlicher Abstützung mit einem oder mehreren, infolge des Druckes der ins Rohrprofil eindringenden Kammer sich einschwenkenden oder aufschiebenden Abdeckungselementen versehen sind.

Schließlich sind gemäß der Erfindung mehrere Rohrverschlüsse mit parallel zueinander zusammengebaut.

Die Erfindung wird anhand der¹in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. In den Zeichnungen veranschaulicht

Pig. 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Rohrverschlusses, schematisch, im längsschnitt,

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Pig. 2'einen Querschnitt eines anderen Beispieles, Pig. 3 ein Ausführungsbeispiel mit in dem Rohr gelagerten Achsen,

Pig. 4 einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform Pig. 5 den Querschnitt der Vorrichtung in Pig. 4, Pig. 6 ein fünftes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäs-

sen Rohrverschlusses,
Pig. 7 eine weitere ergänzte Porm der Ausführungsform nach Pig. 6,

Pig. 8 einen Teil der Deckelelemente, und Pig. 9 ein sechstes Aufführungsbeispiel der erfindungsgemässen lösung, wo die Rohrwand auf einem Netz befestigt ist.

Beim Rohrverschluß nach Pig. 1 ist auf in einen Mantel 2 eindringende Rohrenden 4 eine elastische (z.B. Gummi- usw.) Raumabgrenzröhre 5 befestigt. Wird in die Kammer 1 über den Rohrstutzen 3 ein Medium mit höherem Druck - zweckmäßig eine Plüssigkeit oder ein Gas - eingebracht, drückt sich die die innere Wand der Kammer 1 bildende elastische Röhre 5 immer mehr zusammen und verhindert den Durchfluß des im Rohr strömenden Mediums, wobei sie die in der Abbildung mit einer gestrichelten linie dargestellte lage einnimmt.

Nach Abnahme des Sperrdruckes sichert der Druck des strömenden Mediums selbst den Wiederbeginn der Strömung.

Pig. 2 zeigt einen Querschnitt ainer anderen Grundlösung d=?s

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Rohrverschlusses. In an das Rohrende 4 angeschlossenen Gehäusen 7 sind schlauchartige Raumabgrenzer 6 aus elastischem Material angeordnet. Daneben sind 'die zu ihrer Füllung mit dem Sperrmedium dienenden Rohrstutzen 3' fest abgedichtet in die Rohrstutzen 3 der Gehäuse 7 eingepaßt. Wird das
Sperrmedium in die Kammern 1 eingebracht, so erhöht sich
ihr Volumen und die Raumabgrenzer 6 sperren das Durchflußprofil ab, wobei sie aneinander gedrückt werden (in der Abbildung mit gestrichelter Linie bezeichnet).

HLe Absperrung wird bei Abnahme des Sperrdruckes durch den in der Rohrleitung herrschenden Druck aufgehoben.

Die einfachsten· Ausführungsformen der Erfindung nach Fig.1 und 2, sind hauptsächlich zur Absperrung von Rohrleitungen mit niedrigem Druck oder kleinem Durchmesser geeignet, bei denen die raumabgrenzehde Kammerwand noch die im gegebenen gefährlich hohe Zugbeanspruchung zu ertragen vermag.

Ein sehr großer Vorteil dieser Ausführungsformen liegt darin, daß sie in offenem Zustand einen Durchfluß ohne Verengung des Profils sichern. Da sich aber das Schließen
nicht auf ein bestimmtes Profil beschränkt, sondern in
einer der Sperrkammer entsprechenden länge zustande kommt, ist dieser Typ des Rohrverschlusses sehr gut zur Absperrung von festes Material enthaltenden Flüssigkeiten geeignet.

übersteigt die Beanspruchung beim Schließen im Falle eines

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- 1ü -

höheren Druckes oder größeren Durchmessers die zugelassene Beanspruchung der elastischen Wand der Sperrkammer, so wird eine gewisse Ergänzung der einfachen Vorrichtungstypen nach Pig. 1 und 2 erforderlich.

Eine einfache Möglichkeit einer solchen Ergänzung ergibt sich bei der Lösung nach Pig. 1 dadurch, daß am umfang der Rohrenden 4 ein gewellter Hing angebracht wird. Auf diese Weise kann ein faltiger Raumabgrenzer mit größerem Umfang eingebaut werden, wodurch die spezifische Beanspruchung abnimmt .

Über gewissen Durchmesser- und/oder Druckwerten kann aber das sichere Schließen und die entsprechende Lebensdauer der erfindungsgemäßen Vorrichtung nur im Falle einer weiteren, die gefährliche Zugbeanspruchung beseitigenden Ergänzung gewährleistet werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 werden beispielsweise um im Rohr 4 gelagerte Achsen drehbare Platten 8 beim Schließen durch die vom Gehäuse 7 ins Strömungsfeld eindringende Kammerwand 6 in eine zur Längsachse der Vorrichtung ■vertikale Stellung gedreht, wodurch die Kammer 1 in geschlossener Stellung auf allen Seiten abgestützt wird.

Fig. 4 zeigt den Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels, bei dem ein Rohrverschluß mit großem Durchmesser durch mehrere Überbrückungen nach Abb. 1 aufgeteilt ist, wobei diese durch einen gemeinsamen Mantel umhüllt sind.

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Fig. 5. zeigt schematisch den Querschnitt der Lösung nach Fig. 4.

Die in Fig. 6 dargestellte Ausführungsforni unterscheidet sich von der Vorrichtung nach Fig. 1 dadurch, daß sie mit perforierten 9 bzw. netzförmigen Elementen 1Ü, die an die Rohrenden 4 angepaßt sind, versehen ist, die die teilweise Abstützung der elastischen Rohrwand 5 der Kammer 1 beim Schließen sichern. In den Figuren sind nur zwei verschiedene Elemente dargestellt.

In. Fig. 7 ist eine weitere ergänzte Form der Lösung nach Fig. 6 dargestellt, bei der auf den Rohrenden 4 Deckelelemente 11 aus elastischem Material (z.B. Gummi, Kunststoff usw.) befestigt sind, die beim Schließen einen Kegel bilden und durch die Kammerwand 5 auf die Abstützelemente 9 bzw. 1U drücken, wodurch sich eine durchgehende Abstützung ex-gibt.

Zu erwähnen ist, daß die Deckelelemente 11 teilweise oder ganz mit der. elastischen Rohrwand 5 der Kammer 1 zusammengebaut, bzw. beide aus einem Stück gefertigt werden können.

Schließlich dient bei der Ausführungsform nach Fig. 9 ein Netz 12 (z.B. Damylnetz), daß auf beiden Seiten an der inneren Rohrwand 4 befestigt ist, der teilweisen Abstützung der schlauchartigen Kammer 1 in geschlossener Stellung. In geöffneter Stellung des Verschlusses nehmen beide Netze 12 eine in Strömungsrichtung - in der Abbildung nach rechts -

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konvexe Lage ein.

Die Erfindung gewährleistet einen vollkommenen Verschluß von Bohrleitungen, die ein "beliebiges Medium fördern. Die Vorrichtungen können mit hydraulischem oder pneumatischem Druck betrieben werden. Zu diesem Zweck ist es zweckmäßig, Preßluftflaschen mit Reduzierventil an einem entfernteren Ort zu verwenden. Die Fernsteuerung der Vorrichtung kann einfach gelöst werden.

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Claims

- 13 Patentansprüche

1.i Rohrverschluß, gekennzeichnet durch eine oder mehrere,, mit einer ganz oder teilweise aus elastischem Material hergestellten Wand versehenen Kammer (1), die ein Medium, in geöffnetem Zustand mit niedrigem Druck, in geschlossenemZustand mit einem höheren Druck als derselbe im Rohr (5), enthält, wobei sich die Kammer (1) beim Sehliessen in das Rohrprofil eindringend und sich auf eine zur Rohrachse parallele Fläche oder Kante schließend ausgebildet ist.

2. Rohrverschluß nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrverschluß mit einem zur Abstützung der ins Rohrprofil eindringenden Kammerwand, auf einer oder beiden Seiten des Rohrverschlusses, in offenem Zustand dem im Inneren des Rohres (5) strömenden Medium ein Durchflußprofil sichernden, in geschlossenem Zustand auf Einwirkung des Druckes der eindringenden Kammer (1) sich verdrehenden oder sich verschiebenden Element (6) versehen ist.

3. Rohrverschluß nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Rohrverschluß mit einem zur Abstützung der ins Rohrprofil eindringenden Kammerwand, auf einer oder beiden Seiten des Rohrverschlussee, in denselben fest eingebauten, in offenem Zustand dem im Inneren des Rohres (5) strömenden Medium ein Durchflußprofil sichernden Abstützorgan (9> 10) versehen ist.

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4. Rohrverschluß nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die den Durchfluß sichernden Teile des Abstützorgans (9> 10) in geschlossenem Zustand zwecks kontinuierlicher Abstützung mit einem oder mehreren, infolge des Druckes der ins Rohrprofil eindringenden Kammer (1) sich einschwenkenden oder aufschiebenden Abdeckungselementen (11)-versehen sind.

5. Sohrverschluß nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rohrverschlüsse parallel zueinander zusammengebaut sind.

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