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Achsschwimmer-Klappe als te Steuer-und/oder Absperrorgan für Rohrleitungen
@ie Erfindung betrifft eine Achsschwimmer-Klappe zur Verhinderung des Lediiimru'ckflusses
als Steuer-und/oder Absperrorgan für Rohrleitungen oder dgl.,bei welcher ein kolbenartiger
Dichtkegel axialbewegbar im Klappengehäuse gelagert und geführt ist.
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Im Anlagenbau,Rohrleitungsbau und insb.im Kraftwerksbau,ist es bekannt,als
zusätzliche Steuer-und Absperrorgane sogenannte Rückschlagklappen einzusetzen.Solche
Klappen werden in der Regel im Bereich er Förderpumpen vorgesehen und die freischwingende
Verschlußklappe viird durch das geforderte Medium in Strömungsrichtung geöffnet
und urch den Rückstaudruck bei einem Abreißen des Förderstranges geschlossen.Es
is-t bekannt solche Rückschlagklappen zusätzlich mit einem Gewichtsausgleich oder
pneumatischen oder hydraulischen Bremszylindern auszurüsten.Es hat sich nun gezeigt,daß
es mit solchen Bückschlagklappen des öfteren vorkommt,daß sogenannte Druckstöße
und Geräusche innerhalb des Rohrleitungssystemes auftreten.Aus diesen Gründen und
insbesondere für Sonderzwecke,wurden ausgehend von den Rückschlagklappen mehrere
Systeme von Rückschlagventilen und Rückflußverhinderern entwickelt.Diese bestehen
aus einem Gehäuse aus Grauguß,in welchem ein strömungstechnisch günstig gestaltetes
Führungsgehäuse für einen bewegbaren Dichtkegel oder Kolben angebracht ist.J3ei
dieser Weiterentwicklung haben sich in der Praxis zwei Systeme eingeführt.
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Das eine System g@ht von der Ausbildung eines Rückschlagventiles aus,
ei dem die Sonderbauart in der Flucht der Gehäusemittelachse einen von Konsolen
getragenen Hohlkörper besi-tzt.Dieser Hohlkörper dient mit seiner äußeren Mantelfläche
als Führung eines Dichtkolbens,derart, daß sich der Kolben teleskopartig auf den
Hohlkörper aufschieben kann.
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er Kolben tragt an seiner Unterfläche die Vichtflächen,welche mit
den entsprechenden Dichtsitzen im Gehäuse zusammenwirken.Das einströmende Medium
drückt hier den Kolben aus dem Dichtsitz des Gehäuses heraus und verschiebt ihn
in Durchflußrichtung auf dem ihn
führenden Hohlkörper.Fällt der
Strömungsdruck dann ab, so wird der Kolben durch sein Eigengewicht und den Rückstaudruck
in seine Verschlußstellung im Gehäuse zurückgeführt.Ein solches Rückschlagventil
hat jedoch den Nachteil, daß der führende Hohlkörper des Kolbens in der Strömungsrichtung
nur einseiti-g durch Konsolen gehalten wird und somit leicht ein Verkanten,hervorge@ufen
durch ungünstige ifebel wirkungen,eintreten kann,was dann naturgemäß zu einer Fehlfunktion
des Absperrelementes führen muß.Weitere Nachteile eines solchen Ventiles bestehen
ferner darin, daß es nur für einen Einbau in senkrechte Rohrleitungen -reeignet
ist und das in Ausströmrichtung eingezogene Gehäuse den Durchflußquerschnitt verändert
und zu ungünstigen Strömungsverhältnissen führt.
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Bei dem bekanntgewordenen, zweiten System viird der Verschlußholben
innerhalb eines als Hohlkörper gestalteten Dichtkegels geführt.Der Dichtkolben ist
mit einem hochwertigen Gummi-oder Kunststoffüberzug versehen und in seiner Hubbewegung
gegenüber den ihn führenden Dicht kegel durch einen Faltenbalg abgedichtet. Die
Wirkungsweise dieses Rückflußverhinderers ist ähnlich wie die des vorbeschriebenen
Rückschlagventilesswobei allerdings hier ein Einbau in die Rohrleitungen in jeder
beliebigen Lage möglich ist.Der Rückflußverhinderer weist jedoch andere Nachteile
auf,die u.a.darin bestehen,daß der Faltenbalg nach einigen Betriebsstunden brüchig
wird und der Einsatz eines solchen Absperrorganes nur in beschränkten Temperaturbereichen
m;glich ist,da höhere Temperaturen zu einer Veränderung der Struktur des für den
Faltenbalg verwendeten s-ierkstoffes fahren.Ein weiterer Nachteil ist ferner darin
zu sehen, daß sich Fremdkörper verhälbnismäßig leicht in den im Betrieb erwärmten
Gummiüberzug festsetzen können.?erner wirkt das aus Grauguß bestehende Gehäuse gewichtsbelastend
und durch die bekannten gußtechnischen Probleme ist nicht immer die absolute Dichtheit
des Gehäuses garantiert0 Diese den bekannten klappenartigen Rückschlagventilen und
Rückflußverhinderern anhaftenden Dachteile sollen nach der fr2indumg verreeden werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,ein den Rückschlagklappen
vergleichbares Steuer-und Absperrorgan für alle Temperaturbereiche des praktischen
Einsatzbetriebes und für den Einbau in jeder Einsatzlage zu schaffen,welches eine
absolut sichere Führung des Dicht-
Kegels besitzt und dessen Gehäuse
zur Aufnahme der von den angeschlossenen Rohrleitungen übertragenen Zug-und Druckkräfte
geeignet ist Dies wird erfindungsgemäß bei einer solchen Achsschwimmer-Klappe zur
Verhinderung des IJediumrückflusses als Steuer-und/oder Absperrorgan für Rohrleitungen,bei
welcher ein kolbenartiger Dichtkegel axialbewegbar im Klappengehäuse gelagert und
geführt ist,dadurch erreicht,daß das ein-oder mehrteilige bzw.mehrwandige Klappengehäuse
als Stahlschweißkonstruktion ausgebildet und der Dichtkegel fest auf einer in Strömungs-und
Rückstaurichtung frei in Lagern bewegbaren Achse angebracht ist.Hierbei ist der
als Hohlkörper gestaltete,kolbenartige Dichtkegel ebenfalls als Stahls chweißkonstrulrtion
ausgebildet.
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Die frei bewegbare,deii Dichtkegel tragende Achse ist erfindungsgemäß
mit Achshubbegrenzungen in BOrn von an-oder abgedrehten Schultern, Ringen,Nuten,Anschlägen
oder dergleichen ausgerüstet.Die Achslager in beiden Durchflußöffnungen des Klappengehäuses
werden von flügelartigen Konsolen getragen, die sich ihrerseits an der Innenwandung
der die Dichtsit-ze tragenden Einsatzrohre abstützen.Diese beiden Einsatzrohre sind
leicht auswechselbar in oder an den Anschlußteilen, z.B.den Anschlußflanschen,des
Klappengehäuses angebracht und dort mittels schraubenartigen Schnellverschlüssen
befestigt.Dies ist von Bedeutung,wenn die Dichtsitze nachgeschliffen oder erneuert
werden müssen oder aber der Dichtkegel mit der Führungsachse ausgewechselt wird.Die
tragende und in den Achslagern gleitende Achse besitzt einen versturkten Mittelteil
und sie weist an den von diesem Mittelteil abgesetzten Führungsenden einen von der
Kreisform abweichenden,im Sinne der Festigkeitslehre jedoch günstigen Querschnitt
auf.Durch diese Ausbildung der Führungsenden der Achse wird eine Gewichtserleichterung
bei gleichzeitiger sicherer Lagerführung und Erhöhung der Stabilität erzielt.Ein
weiteres Merkmal nach der Erfindung besteht ferner darin, daß das Klappengehäuse
mit einem Heizmantel und entsprechenden Anschlüssen für die Reißdampfzuführung und
Re ißdampfabführung versehen ist.
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Die Wirkungsweise der Achsschwimmer-Klappe nach der Erfindung ist
so, daß der StrömunCasGruclv des Mediums auf den Dichtkegel wirkt und diesen zusammen
mit der tra-enden Achse im Durchflußrichtung bewegt.Dadurch wird der Dichtkegel
aus dem Dichtsitz abgehoben und bei einer entsprechenden Nennleistung der volle
Durchgangs querschnitt freigegeben.
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Bei Absiiten der Nennleistung wird der Dichtkegel durch den Rückstaudruck
zusaL4men mit der Achse in die Schließstellung bewegt,und zwar so weit,bis die Dichtflächen
des Dichtkegels in den Dichtsitz- -ringen der Einsatzrohre aufsitzen.
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Gegenüber vergleichbaren Steuer-und Absperrorganen ergeben sich bei
der Achsschwimmer-Klappe nach der Erfindung die Vorteile,daß durch die beidseitige
Führung der Achse in beiden Einsatzrohren,d.h.sowohl in der Einströmöffnung als
auch in der Ausströmöffnung des Klappengehäuses,ein Verkanten oder Verecken des
Dichtkegels ausgeschlossen mst, ferner keinerlei nachteilige Hebelwirkungen auftreten
können, ein leichter Ein-und Ausbau der Einsatzrohre und der Einbauten gewährleistet
ist und endlich das als Schweißkonstruktion gestaltete Gehäuse in der Lage ist alle
Rohrkräfte aufzunehmen.Ferner ist die Achsschwimmer-Klappe nach der Erfindung geeignet
in jeder beliebigen Einsatzlage eingebaut zu werden.Durch die gewählte Führung des
Dichtkegels auf der Achse ist eine weitere Geräuschminderung herbeigeführt und eventuelle,aus
der Pumpe kommenden Druckstöße,werden durch die Achsgleitung ausgeglichen0 Ein Ausführungsbeispiel
nach der Erfindung ist in der anliegenden Zeichnung dargestellt.Es zeigen: Fig.i
einen Längsschnitt durch die gesamte Achsschwimmer-Klappe nach der Erfindung und
Fig.2 eine Stirnansicht auf einen Anschlußflansch nach der Varstellung in Fig.1.
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Die Achsschwimmer-Klappe ist bei dem dargestellten Ausfahrungsbeispiel
mit einem Heizmantel versehen.Die tragende Gehäusewandung,d.h.
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das eigentliche Klappengehäuse ist mit 1 und der Heizmantel mit 2
bezeichnet.Zwischen diesen befindet sich der Raum 3,der ft.Lr die Auinahme und Führung
des Heißdampfes vorgesehen ist,welcher über den Anschluß 4 in das Gehäuse eingeleitet
und über den Anschluß 5 abgeleitet wird.Erfindungsgemäß sind in dem Klappengehäuse
1 die Einsatzrohre 6 angeordnet,die ihrerseits über Schnellverschlüsse im Klappengehäuse
1 festgelegt werden.In der Bildebene der Darstellung nach Fig.1 trägt das untere
Einsatzrohr 7 den Dichtsitz für den auf der Achse 7 angebrachten Dichtkegel 9.In
der linken Bildhälfte der Fig.1 ist der Dicht@egel 9 in seiner Verschluß stellung
und in der rechten Bildhälfte als Dichtkegel 9@ in seiner Öffnungsstellung wiedergegeben.
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Erfindungsgemäß ist sowohl das Klappengehäuse 1,der Heizmantel 2 als
auch der Dichtkegel 9 und 9@ als Stahlschweißkonstruktionskörper ausgebildet.Dive
Achse 7 ist in der Einströmöffnung und auch in der Ausströmöffnung des Klappengehäuses
in Lagern geführt,die von Slügelartigen Konsolen 8 getragen werden, die sich ihrerseits
wiederum auf der Innenwandung der Einsatzrohre 6 abstützen und hier befestigt sind0
Die Achse 7 besitzt,wie die Darstellung in Fig.1 erkennen lässt,einen verstärkten
Mittelteil unu an beiden Enden nind abgedrehte Schultern, die ihrerseits die Hubbewegung
in den Führungslagern begrenzen.
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Die Stirnansicht in Fig.2 zeigt,daß die Führungsenden der Achse 7
eisen im Sinne der Festigkeitslehre günstigen,aber von der Kreisform abweichenden
Querschnitt besitzen.
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Wird nun der Dichtkegel 9 gemäß seiner Darstellung im linken Bildteil
der Fig.1 durch den Strömungsdruck des Mediums beaufschlagt,so bewegt er sich zusammen
mit der Achse 7 in seine im rechten Bildteil der Fig.1 erläuterte Lage,die mit 9t
gekennzeichnet ist.Es ist klar zu erkennen, daß jede Verkantung des'ichtkegels 9
ausgeschlossen ist, da die Achse 7 an beiden Enden geführt ist.Es ist selbstverständlich,
daß die Mittelpunkte der Achslager im Klappengehäuse 1 justiert werden.