DE2324129A1 - Schieber - Google Patents

Description

Schieber

Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der entsprechenden U.S. Anmeldung Ser. No. 253 028 vom 15. Mai 1972 in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sich auf Schieber größerer Ausführung mit im Vergleich zu einem Durchgangsschieber kurzem Absperrkörper und im Schiebergehäuse angeordneten und durch Federn gegen den Absperrkörper beaufschlagten Sitzringen.

Bei der Herstellung von Schiebern größerer Ausführung (für Rohrdurchmesser von z.B. 30 bis 122 cm) werden bevorzugt im Schiebergehäuse gelagerte metallische Sitzringe verwendet, welche durch Federn gegen einen flachen, plattenförmigen Absperrkörper beaufschlagt sind. An den Sitzringen können sich Einsätze aus einem elastischen Werkstoff, welche zur Abdichtung gegen den Absperrkörper dienen, und weitere Dichtvorrichtungen (wie z.B. 0-Ringe) befinden, welche zur Abdichtung zwischen den Sitzringen und dem Schiebergehäuse dienen.

Bei einem sogenannten Durchgangsschieber steht jeder Sitzring auf seiner gesamten Seitenfläche (d.h. über einen Umfangsbereich von 360°) in Eingriff mit dem Absperr-

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körper, unabhängig davon, ob sich dieser in der voll geöffneten oder in der voll geschlossenen Stellung befindet. Bei Verstellung des Absperrkörpers zwischen der Schließ- und der Öffnungsstellung bleibt jeder Sitzring über mehr als 180° in Berührung mit dem Absperrkörper. Bei Schiebern, die nicht zur Gruppe der Durchgangsschieber gehören und einen Absperrkörper aufweisen, der gerade so lang ist, daß er den Durchlaß in der Schließstellung verschließt, stehen die Sitzringe in der voll geöffneten Stellung nur über einen kleinen Abschnitt in Berührung mit dem Absperrkörper. Daher werden die nicht aufliegenden Sitzringabschnitte vermittels der Federn zueinander hin beaufschlagt, so daß der Abstand zwischen den Sitzringoberflächen wesentlich kleiner wird als die Dicke des Absperrkörpers. Wenn nun der Schieber über eine längere Zeit hinweg in der Öffnungsstellung verbleibt, setzen sich in vielen Fällen Ablagerungen in den Gehäuseaus~ nehmungen für die Sitzringe ab, mit dem Ergebnis, daß sich der Schieber nur unter Schwierigkeiten oder überhaupt nicht mehr in die Schließstellung bringen läßt, weil die Ablagerungen eine Rückstellung der Sitzringe in die Normalstellung verhindern. Als Abhilfe wurde daher bereits vorgeschlagen^ im Schiebergehäuse Halteklammern oder Zapfen für jeden Sitzring vorzushen, vermittels welcher die Verschiebung der Sitzringe durch die Sitzringfedern begrenzt wird. Diese Maßnahme hat sich jedoch aus mehreren Gründen nicht bewährt.

Die Halteklammern oder Zapfen erschweren den Einbau der Sitzringe in das Schiebergehäuse, sowie den Aus-

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tausch der Sitzringe bei eingebautem Schieber. Wenn diese Vorrichtungen in der Weise beschaffen sind, daß sie seitliche Verlagerungen des Absperrkörpers und der Sitzringe gestatten, verhindern sie jedoch nicht ein Klemmen des Schiebers aufgrund des vorstehend beschriebenen Absetzens von Ablagerungen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schieber der oben genannten Ausführung dahingehend zu verbessern, daß die Sitzringe in einem bestimmten Abstand voneinander gehalten werden und ein Klemmen des Schiebers aufgrund von Ablagerungen vermieden wird, wobei der Absperrkörper nicht an der Ausführung seitlicher Bewegungen gehindert oder der Einbau oder Austausch von Sitzringen behindert werden soll.

Entsprechend der Erfindung wird nunmehr vorgeschlagen, daß bei einem Schieber, bei dem das Schiebergehäuse Endwände mit zueinander ausgerichteten, Durchflußkanäle bildenden Durchbrechungen, einen innerhalb des Gehäuses in bezug auf die Durchflußkanäle zwischen einer voll geöffneten und einer voll geschlossenen Stellung verstellbaren Absperrkörper, um die Durchflußkanäle herum angeordnete ringförmige Dichtungen, welche zur Abdichtung zwischen dem Gehäuse und den Seitenflächen des Absperrkörpers dienen und jeweils aus einem metallischen Sitzring und diesen gegen den Absperrkörper beaufschlagenden Federn bestehen, und einen am oberen Gehäuseende angeordneten Stellantrieb aufweist, wobei die Größe des Absperrkörpers so bemessen

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ist, daß dieser in der voll geöffneten Schieberstellung nur einen kleinen Abschnitt der Sitzringe berührt, zwischen den unteren Abschnitten der Sitzringe eine Spreizvorrichtung angeordnet ist, welche dazu dient, die Sitzringe bei Verstellung des Absperrkörpers in die Öffnungsstellung in einem vorbestimmten gegenseitigen Abstand zu halten.

Dieser vorbestimmte gegenseitige Sitzringabstand ist praktisch gleich der Dicke des Absperrkörpers. Der Absperrkörper läßt sich ungehindert durch die Spreizvorrichtung in die voll geschlossene Stellung bringen. Die Sitzringe lassen sich jederzeit, d.h. bei Herstellung des Schiebers als auch bei Wartungsarbeiten am eingebauten Schieber einbauen oder herausnehmen und austauschen. Die Spreizvorrichtung bedarf keiner besonderen Justierung, sondern kommt selbsttätig in den Betriebszustand, sobald der Absperrkörper zum ersten Mal zwischen die Sitzringe eingeschoben wird. Weiterhin ist die Spreizvorrichtung so ausgelegt, daß ihre Wirkungswaise durch seitliche Bewegungen des Absperrkörpers nicht beeinflußt wird.

Entsprechend weiteren Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstands besteht die Spreizvorrichtung entweder aus einem normalerweise zwischen den unteren Abschnitten der Sitzringe und auf der dem Stellantrieb abgewandten Seite zur Mitte des Absperrkörpers ausgerichteten Spreizkörper oder aus einem Spreizkörper und einer diesen normalerweise zwischen den unteren Abschnitten der Sitzringe haltenden, elastisch nachgiebigen Halterung, wobei der Spreizkörper

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gegen die Beaufschlagung der elastisch nachgiebigen Halterung in eine Außereingriffsstellung mit den Sitzringen bringbar ist. Die einzelnen Merkmale der Erfindung werden im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 ist ein teilweise im Schnitt gehaltener seitlicher Aufriß eines erfindungsgemäß ausgebildeten Schiebers.

Fig. 2 ist ein Teilquerschnitt durch die Sitzring-Spreizvorrichtung des Schiebers von Fig. 1.
Fig. 3 zeigt die Befestigung des Spreizkörpers

an einer Feder.

Fig. 4 zeigt in einem größeren Maßstab im Schnitt die Lage der verschiedenen Teile bei voll geschlossenem Schieber.

Fig. 5 ist eine Fig. 4 entsprechende Ansicht bei Verstellung des Absperrkörpers in die Öffnungsstellung, wobei der Spreizkörper zwischen den Sitzringen angeordnet ist. Fig. 6 zeigt im Teilquerschnitt eine weitere Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung einer Schraubenfeder.

Der Schieber weist entsprechend der Darstellung in Fig. 1 einen innerhalb des Schiebergehäuses 11 befindlichen plattenförmigen Absperrkörper 10 auf. Das Schiebergehäuse kann wie hier dargestellt geschweißt sein und einen

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kastenförmigen Querschnitt aufweisen. In den Endwänden 12 des Schiebergehäuses befinden sich Durchbrechungen 13, welche zueinander ausgerichtete Durchflußkanäle oder -öffnungen bilden. Rohrleitungsabschnitte 14 sind entsprechned der Darstellung mit den Endwänden 12 verschweißt und bestehen aus Naben mit Kupplungsflanschen oder Obergangsstücken oder auch aus Abschnitten der Rohrleitung, in welche der Schieber eingebaut ist. Die Endwände 12 können durch Rippen 16 verstärkt sein, deren Enden wiederum durch Seitenplatten 17 miteinander verbunden sind. Der obere Abschnitt des Schiebergehäuses 11 trägt eine Haube 18, auf oder an welcher der Stellantrieb 19 befestigt ist. Der Stellantrieb kann von Hand oder maschinell betätigt sein und beispielsweise aus einem Handrad mit Zahnradgetriebe, einem gasdruckbetätigten pneumatischen Antrieb, einem Elektromotorantrieb oder einem Hydraulikantrieb aus einem doppeltwirkenden hydraulischen Kraftzylinder bestehen. In jedem Falle steht der Stellantrieb über eine durch die Haube 18 durchgeführte Stellstange in Verbindung mit dem Absperrkörper 10. Ringförmige Dichtungen 21 umgeben die Durchflußkanäle und bewirken eine Abdichtung zwischen den Endwänden 12 und den zueinander parallelen Seitenflächen des plattenförmigen Absperrkörpers 10. Der Absperrkörper weist in diesem Falle eine verhältnismäßig kurze Länge auf. In der in Fig. 1 dargestellten voll geöffneten Stellung befindet sich der untere Abschnitt des Absperrkörpers zwischen den oberen, bogenförmigen Abschnitten der Dichtungen 21. In der voll geschlossenen

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Stellung stehen die Seitenflächen des Absperrkörpers über einen Umfangsbereich von 3 60° in Berührung mit den Dichtungen. Das untere Ende des Absperrkörpers kann rechteckig, abgerundet oder bogenförmig ausgebildet sein, wie im einzelnen in der U.S. Patentschrift 3 372 900 beschrieben ist.

Jede ringförmige Dichtung 21 weist einen metallischen Sitzring auf, der in eine Ausnehmung des Schiebergehäuses eingesetzt und durch Federn gegen den Absperrkörper beaufschlagt ist. Wenn sich daher der Absperrkörper in der in Fig. 1 dargestellten, voll geöffneten Stellung befindet und nur mit einem kleinen Ringabschnitt in Eingriff steht, können die unteren Ringabschnitte in leicht ersichtlicher Weise durch die Federn in eine Lage beaufschlagt werden, in welcher der Abstand zwischen den Sitzringoberflächen wesentlich kleiner ist als die Dicke des Absperrkörpers. Unter diesen Umständen müssen daher die Sitzringe bei Verstellung des Absperrkörpers in die Schließstellung eine größere Verlagerung in ihre Ausnehmungen hinein ausführen, und wenn diese Ausnehmungen mit Ablagerungen zugesetzt sind, klemmt der Schieber.

Erfindungsgemäß ist eine Sitzring-Spreizvorrichtung im unteren Teil des Schiebergehäuses angeordnet. Bei der in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungsform besteht die Spreizvorrichtung aus einem scheibenförmigen Spreizkörper 23, der an den unteren Abschnitten der metallischen Sitzringe 24 angeordnet ist und sich (in Draufsicht) etwa in der Mittelachse des Absperrkörpers befindet. Der Spreiz-

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körper 23 wird von einer Feder gehalten, die bei dieser Ausführungsform aus einer Federstahl-Blattfeder 2 6 besteht. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist die Blattfeder 2 6 an ihrem einen Ende vermittels eines Haltegliedes 2 8 an der Bodenwand 27 des Schiebergehäuses befestigt. Am freien Ende der Blattfeder 26 befindet sich eine Ausnehmung 29 (Fig. 3), in welche mit Spiel ein Haltevorsprung oder ein Stift 31 kleinen Durchmessers des Spreizkörpers 2 3 eingreift. An dem Haltevorsprung oder Stift 31 befindet sich ein größeres Kopfstück, ein Sprengring oder eine durch Punktschweißung befestigte Lochscheibe 32'. Der obere Rand des Spreizkörpers 23 ist mit einer Fase oder einer Abrundung 33' versehen.

Figur 4 zeigt die Einzelheiten der Dichtungen (welche im einzelnen in einer U.S. Patentanmeldung derselben Anmelderin, Ser.No. 17 365 vom 9. 3. 1970 als CIP-Anmeldung zu den U.S. Anmeldungen Ser. No. 67 9 138 und 773 785 beschrieben sind). Die metallischen Sitzringe 24 sind in Ausnehmungen 32 in den Endwänden 12 des Schiebergehäuses eingesetzt und jeweils durch mehrere, auf dem Umfang in gegenseitigen Abständen angeordnete Schraubendruckfedern 33 gegen den Absperrkörper 10 beaufschlagt. Jeder Sitzring 24 ist mit einer Dichtung 34 aus einem elastischen Werkstoff versehen, welche zur Abdichtung mit der anliegenden Absperrkörperseitenfläche dient. Die Dichtung kann entsprechend der vorgenannten U.S. Patentanmeldung Ser.No. 17 3 65 ausgeführt sein und aus einem Ringkörper 3 6 aus einem

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verhältnismäßig harten, elastisch federnden Werkstoff wie

z.B. Hexamethylendiamin (Nylon) in Verbindung mit einem ringförmigen Paßstück 37 aus einem stärker elastischen Werkstoff wie z.B. einem synethetischen Gummi oder Elastomer bestehen. Der Ringkörper 36 und das ringförmige Paßstück 37 sind in eine zur Aufnahme derselben dienende Ringnut eingesetzt, in welcher beide Teile radial unter Druck stehen. Die freiliegenden, ringförmigen Oberflächen beider Teile und 37 können dabei zur Anlage gegen die Seitenfläche des Absperrkörpers 10 gebracht werden. Außer der gegen den Absperrkörper 10 abdichtenden Dichtung 3U ist der Sitzring beispielsweise vermittels eines O-Rings 39 gegen das Schiebergehäuse abgedichtet.

Figur H zeigt die Lage des Spreizkörpers 23, wenn sich dieser in der voll geschlossenen Schieberstellung befindet. In diesem Falle stehen die Seitenflächen des Absperrkörpers über einen Umfangsbereich von 360 in Eingriff mit den Sitzringen. Der Spreizkörper 2 3 liegt gegen die Unterseite des Absperrkörpers 10 an und wird durch die Blattfeder 26 in dieser Lage gehabten. Wenn der Absperrkörper entsprechend Fig. 5 nach oben in Richtung der voll geöffneten Stellung verstellt wird, verbleibt der Spreizkörper 23 wie aus Fig. 5 ersichtlich in seiner Lage zwischen den unteren Abschnitten der Sitzringe 2M-. Die Abmessungen des Spreizkörpers 23 sind so bemessen, daß dieser die Sitzringe in einem gegenseitigen Abstand hält, der nur wenig kleiner ist als die Dicke des Absperrkörpers. Daher ist bei

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Verstellung des Absperrkörpers in die Schließstellung keine nennenswerte Spreizung der Sitzringe erforderlich.

Bei einem in vorstehend beschriebener Weise ausgebildeten Schieber kann der Absperrkörper begrenzte seitliche Verlagerungsbewegungen in Richtung der Durchflußkanäle ausführen, wobei sich die Sitzringe in entsprechender Weise verlagern. Wenn sich der Absperrkörper beispielsweise in der Schließstellung befindet und auf der einen Seite mit Leitungsdruck beaufschlagt ist, wird er gegen den auf der Abstromseite befindlichen Sitzring beaufschlagt, so daß dieser sich wiederum unmittelbar gegen das Schiebergehäuse anlegt. Wenn die auf beide Seiten des Absperrkörpers einwirkenden Drücke gleich hoch sind, verstellt sich der Absperrkörper aufgrund der Beaufschlagung durch die Schraubendruckfedern 33 in eine mittlere Stellung. Bei Strömungsrichtungsumkehr in der Rohrleitung wird der Absperrkörper gegen den anderen Sitzring beaufschlagt, und dieser wird wiederum auf der Abstromseite gegen das Schiebergehäuse angedrückt. Die Spreizvorrichtung gestattet aufgrund ihres Aufbaus derartige Bewegungen des Absperrkörpers und der Sitzringe. Das ist im einzelnen darauf zurückzuführen, daß der Haltevorsprung oder Stift 31 mit Spiel in der Ausnehmung 29 gehalten ist, so daß sich der Spreizkörper 23 verlagern und den seitlichen Verlagerungen des Absperrkörpers folgen kann.

Die Spreizvorrichtung behindert den Einbau oder

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den Austausch von Sitzringen bei eingebautem Schieber in keiner Weise. Wenn die Spreizvorrichtung vor dem Einsetzen der Sitzringe in die entsprechenden Schiebergehäuseausnehmungen in den unteren Teil des Schiebergehäuses eingesetzt worden ist, wird der Spreizkörper 2 3 beim Einsetzen der Sitzringe vermittels eines in entsprechender Weise ausgebildeten Werkzeuges in eine unterhalb der Sitzringe befindliche Lage nach unten gedrückt. Wenn anschließend der Absperrkörper zwischen die Sitzringe eingesetzt und in die Schließstellung gebracht wird, werden die unteren Abschnitte der Sitzringe" vermittels des Absperrkörpers gespreizt, so daß der Spreizkörper in die in Fig. 4 dargestellte Lage kommen kann. Wenn die Sitzringe ausgetauscht werden sollen, kann der Spreizkörper 2 3 wiederum außer Eingriff mit den Sitzringen nach unten gedrückt werden, so daß sich die Sitzringe mühelos herausnehmen und ggf. durch neue ersetzen lassen.

Wie ohne weiteres ersichtlich ist, verhindert die vorstehend beschriebene Spreizvorrichtung jedes Klemmen des Schiebers, das auf Ablagerungen hinter den Sitzringen zurückzuführen wäre. Wenn sich der Absperrkörper in der voll geöffneten Stellung befindet, können die unteren Abschnitte der Sitzringe nicht in eine Lage kommen, in welcher der Abstand zwischen den sich gegenüberliegenden Sitzringflächen wesentlich kleiner ist als die Dicke des Absperrkörpers. Daher brauchen die unteren Abschnitte der Sitzringe bei Verstellung des Absperrkörpers in die Schließstellung nur sehr wenig gespreizt zu werden. Wenn sich

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hinter den Sitzringen Ablagerungen gebildet haben, können diese das Schließen des Schiebers nicht behindern, d.h. kein Klemmen des Schiebers hervorrufen.

Die in Fig. 6 dargestellte Ausführungsform weist einen Halteblock 41 auf, der beispielsweise durch Punktschweißung an unteren Abschnitten der Endwände 42 des Schiebergehäuses befestigt ist. Der Spreizkörper 43 ist ebenfalls scheibenförmig ausgebildet und hier gleitend verschiebbar auf einem senkrechten Zapfen 44 gelagert₅ der an seinem unteren Ende im Halteblock 41 gehalten ist. Eine Schraubenfeder 45 ist in eine Bohrung 47 des Halteblocks eingesetzt und beaufschlagt den Spreizkörper 43 normalerweise nach oben. Der Spreizkörper 43 ist mit einem Flansch 48 versehen, welcher dazu dient₅ durch Eingriff mit den Sitzringen 24 eine nach oben gerichtete Verlagerung des Spreizkörpers zu begrenzen; Die Bohrung 47 steht durch Kanäle 49 mit dem unterhalb des Halteblocks 41 befindlichen Raum in Verbindung, um die Ansammlung von Ablagerungen innerhalb der Bohrung 47 zu verhindern.

Die Wirkungsweise der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform entspricht genau der des eingangs beschriebenen Ausführungsbeispiels,

Patentansprüche

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Claims (5)

Patentansprüche

1.) Schieber, bei dem das Schiebergehäuse Endwände mit zueinander ausgerichteten, Durchflußkanäle bildenden
Durchbrechungen, einen innerhalb des Gehäuses in bezug auf die Durchflußkanäle zwischen einer voll geöffneten und einer voll geschlossenen Stellung verstellbaren
Absperrkörper, um die Durchflußkanäle herum angeordnete ringförmige Dichtungen, welche zur Abdichtung zwischen dem Gehäuse und den Seitenflächen des Absperrkörpers
dienen und jeweils aus einem metallischen Sitzring und diesen gegen den Absperrkörper beaufschlagenden Federn bestehen, und einen am oberen Gehäuseende angeordneten Stellantrieb aufweist, wobei die Größe des Absperrkörpers so bemessen ist, daß dieser in der voll geöffneten Stellung nur einen kleinen Abschnitt der Sitzringe berührt, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den unteren Abschnitten der Sitzringe (2Ό eine Spreizvorrichtung (23, 13) angeordnet ist, welche dazu dient, die Sitzringe CH) bei Verstellung des Absperrkörpers (10) in die öffnungsstellung in einem vorbestimmten gegenseitigen Abstand zu halten.

2. Schieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Spreizvorrichtung (23, 13) in eine Außereingriffsstellung mit den Sitzringen bringbar ist.

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3. Schieber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizvorrichtung aus einem normalerweise zwischen den unteren Abschnitten der Sitzringe (24> und auf der
dem Stellantrieb (19) abgewandten Gehäuseseite zur Mitte des Absperrkörpers (10) ausgerichteten Spreizkörper (23, i*3) besteht.

4. Schieber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizvorrichtung aus einem Spreizkörper und
einer diesen normalerweise zwischen den unteren Abschnitten der Sitzringe (24) haltenden, elastisch nachgiebigen Halterung (26, 46) besteht und der Spreizkörper gegen die Beaufschlagung der elastisch nachgiebigen
Halterung in eine Außereingriffsstellung mit den Sitzringen bringbar ist.

5. Schieber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der Spreizkörper (23, 43) eine scheibenförmige Formgebung aufweist und an seinem oberen Rand mit einer Fase oder einer Abrundung (33¹) versehen ist.

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