DE2535625C3 - Klappenventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Klappenventil zum Absperren großer Leitungsquers-nnitte mit wenigstens einer schwenkbar in einein Gehäuse angeordneten Absperrklappe und einem zugeorc ieten ebenen Dichtungssitz im Gehäuse, wobei als Antrieb für die Absperrklappe ein Spannhebelmechanismus mit einem etwa mittig an der Absperrklappe angreifenden federbeaufschlag'.en Spannarm, einem gelenkig mit dessen anderen Ende verbundenen Kurbelarm und einer den Kurbelarm tragenden Antriebswelle vorgesehen ist und wobei die Länge des Spannarms kleiner ist als der Abstand zwischen dem Angriffspunkt des Spannarms an der Absperrklappe und dem Gelenk zum Kurbelarm.

Derartige Klappenventile haben den Vorteil, daß die Dichtungsfläche senkrecht vom Dichtungssitz abgehoben wird, wodurch der Dichtungsverschleiß erheblich verringert wird. Außerdem wirken sich Temperaturdifferenzen zwischen der Absperrklappe und dem Gehäuse nicht nachteilig auf die Abdichtung aus, weil sich die ebenen Dichtungsflächen bei Wärmedehnung auf den Dichtungssitzen ausdehnen können. Außerdem werden bei derartigen Klappenventilen die Bewegungen der Klappe und die Anpreßkräfte allein durch den Spannhebelmechanismus erzeugt, der in der Schließstellung der Absperrklappe die Anpreßkräfte unabhängig von auf die Antriebswelle ausgeübten Antriebskräfte aufrechterhält. Der Antrieb kann also entlastet werden, ohne daß die Anpreßkräfte zwischen der Dichtungsfläche der Absperrklappe und dem Dichtungssitz nachlassen.

Bei einem bekannten Klappenventil der beschriebenen Gattung (DE-GM 18 53 876) ist am Gelenk zwischen dem Spannarm und dem Kurbelarm eine Lasche gelagert, deren freies Ende über eine Zugfeder in die Gehäusewandung angeschlossen ist. Spannarm, Kurbelarm und Lasche bilden ein Kniehebelgestänge, das wegen des stets an der Lasche wirkenden Federzugs nur zwei stabile Stellungen, nämlich die Offenstellung und die Schließstellung, kennt. Da die Schließkräfte zum Anpressen der Absperrklappe an ihren zugeordneten Dichtungssitz ausschließlich von der Feder aufgebracht werden, die jedoch nur verhältnismäßig schwach ausgelegt sein darf, um eine Betätigung der Klappe überhaupt zu srmöglichen, können nur verhältnismäßig geringe Schließkräfte aufgebracht werden, die nicht ausreichen, wenn in dei Leitung erhebliche Druckdifferenzen vorhanden sind.

Bei einem Absperrorgan anderer Gattung (DE-AS 10 97 226) werden öffnungs- und Schließkräfte ausschließlich vom Antrieb der Antriebswelle aufgebracht Das hat den Nachteil, daß die Antriebswelle zur Erzeugung der erforderlichen Anpreßkräfte ständig torsionsbelastet bleiben muß. Schon ein geringfügiges Nachgeben der Welle bzw. dessen Wellenantrieb gegen das auf sie einwirkende Torsionsmoment wird die Anpreßkraft aufgehoben und damit die Dichtwirkung des Absperrorgans vermindert. Prinzipiell die gleichen Schwierigkeiten treten bei sogenannten Lenkhebelklappen auf (DE-GM 19 32 452), bei denen die Absperrklappe zusätzlich noch durch Lenker am Gehäuse angelenkt ist. Diese Lenker wirken jedoch nur auf den Bewegungsweg der Klappe beim Öffnungsvorgang bzw. beim Schließvorgang ein. Zur Aufrechterhaltung der Anpreßkräfte k innen diese Lenker dagegen nichts beitragen. Wenn dann noch die Antriebswelle exzentrisch zur Absperrklappe angeordnet ist, müssen zum Betätigen der Absperrklappe ganz erhebliche Drehmomente aufgewendet werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Klappenventil der eingans genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die Antriebswelle in der Schließstellung von Torsionsmomenten entlastet ist. ohne daß die Anpreßkräfte zwischen der Dichtungsfläche und dem Dichtungssitz beeinträchtigt w-jrden, wobei hinreichend große Schließkräfte bzw. Anpreßkräfte zwischen Absperrklappe und Dichtungssitz erzeugt und aufrechterhalten werden sollen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Spannarm eine Abkröpfung aufweist und zusammen mil dem Kurbelarm kurz vor Erreichen der Schließstellung der Absperrklappe über den Totpunkt hinaus gegen einen Anschlag s. hwenkbar ist und daß der Spannarm als Federelement ausgebildet ist oder unter Zwischenschaltung eines Federpaketes an der Absperrklappe angreift.

Bei dem erfindungsgemäßen Klappenventil ist der w maximale Abstand zwischen dem Ende des Kurbelarms und dem Angriffspunkt des Spannarms an der Absperrklappe dann gegeben, wenn der Kurbelarm seine Totstellung (Streckstellung) in Bezug auf den gelenkig befestigten Spannarm erreicht hat. In dieser Stellung werden auch maximale Anpreßkräfte auf die Absperrklappe ausgeübt, wobei der Spannhebel oder das Federpaket geringfügig elastisch verformt werden. Bei Überschreiten des Totpunktes schnappt der Spannhebelmechanismus in die Schließstellung ein, in der — unabhängig von den auf die Antriebswelle ausgeübten Kräften — ständig gleichbleibende Anpreßkräfte auf die Absperrklappe ausgeübt werden. Die Antriebswelle wird hierbei nur auf Biegung, nicht jedoch auf Torsion beansprucht.

Wenn der Spannarm selbst als Federelement ausgebildet ist, besitzt er ein weitgehend elastisches Verhalten, so daß mit größeren elastischen Verformungswegen gearbeitet werden kann, ohne daß

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bleibende Deformationen befürchtet werden müssen. Wenn der Spannarm starr ausgebildet ist und unter Zwischenschaltung eines Federpaketes an der Absperrklappe angreift, sorgt das Federpaket für die zur Funktion des Spannhebelmechanismus erforderlichen elastischen Verformungswege.

Um die Anpreßkraft zwischen der Dichtungsfläche, der Absperrklappe und dem Dichtungssitz des Gehäuses den Erfordernissen anpassen zu können, kann die Federkraft des Federpaketes einstellbar sein. to

Im folgenden werden in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert; es zeigt

F i g. 1 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Klappenventils im Längsschnitt,

F i g. 2 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Klappenventils im Längsschnitt

In der Zeichnung ist das Gehäuse des Klappenventils in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet Durch den Absperrquerschnitt des Gehäuses 1 erstrecken sich mehrere Stege 2, deren Zwischenräume durch Absperrklappen 3 abgedeckt sind. Die Absperrklappen 3 sind über Celenke 4 schwenkbar am Gehäuse 1 bzw. dessen Stegen 2 befestigt. Die Gelenke 4 befinden sich an Befestigungskonsolen 5, die neben den Rändern der zugehörigen Absperrklappen 3 und den Stegen 2 angeordnet sind. Die Absperrklappen 3 sind mit ebenen Dichtungsflächen 6 versehen, die auf Dichtungssitzen 7 aufliegen, die sich an den Stegen 2 befinden. Zum Verschwenken der Absperrklappen 3 und zum Anpressen von deren Dichtungsflächen 6 gegen die Dichtungssitze 7 dienen Spannhebelmechanismen, die in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 8 bezeichnet sind. Beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 bestehen die Spannhebelmechanismen 8 je aus einer Antriebswelle 9, die sich κ parallel zu der zugehörigen Absperrklappe 3 erstreckt und in dem Gehäuse gelagert ist. Die Antriebswelle 9 liegt auf der den Dichtungssitzen 7 zugewandten Seite der Absperrklappen 3 und wird von einer nicht dargestellte .i Antriebsvorrichtung drehend angetrieben. Auf der Antriebswelle 9 sitzt ein Kurbelarm 10, an dessen freiem Ende über ein Gelenk 11 ein Ende eines abgekröpften Spannarmes 12 befestigt ist, dessen anderes Ende über ein Gelenk 13 an der zugehörigen Absperrklappe 3 angreift. Die Länge des abgekröpften 4^r> Spannarmjs 12 ist etwas kleiner als der maximale Abstand des Endes des Kurbelarmes 10 vom Angriffspunkt des Spannarmes 12 an der Absperrklappe 3. Dieser maximale Abstand wird in der unteren Totpunktlage des Kurbelarmes 10 erreicht Der Kurbelarm 10 und der daran befestigte Spannarm 12 sind etwas über diese Totpunktlage (Strecklage des Spannarmes 12) hinaus gegen einen nicht dargestellten Anschlag verschwenkbar. Der Spannhebelmechanismus 8 schnappt also gewissermaßen bei Oberschreiten des Totpunktes des Kurbelarmes 10 und der Strecklage des Spannarmes 12 in die Schließstellung und verbleibt in dieser, ohne daß Antriebsmomente auf die Antriebswelle 9 ausgeübt zu werden brauchen. Die Antriebswelle ist also in der Schließstellung lediglich durch ein Biegemoment, nicht aber durch ein Torsionsmoment belastet Die Anpreßkräfte zwischen der Dichtungsfläche 6 und dem Dichtungssitz 7 werden in der Schließstellung durch elastische Verformung der Teile des Spannhebelmechanismus oder anderer im Kraftfluß liegender Teile erzeugt

Beim Ausführungsbeispiel genial Fig. 1 ist der abgekröpfte Spannarm 12 als Federelement ausgebildet, der die auftretenden elastischen Verformungen voll aufzunehmen vermag und auch bei großen Verformungswegen in der Schließstellung eine ausreichende Anpreukraft aufzubringen vermag.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.2 ist der abgekröpfte Spannarm 12 starr ausgebildet und unter Zwischenschaltung eines Federpakeies 14 aus mehreren Tellerfedern an die Absperrklappe 3 angeschlossen. Die Federkraft dieses Federpaketes 14 ist durch geeignete Maßnahmen einstellbar, so daß die jeweils erforderliche Anpreßkraft eingestellt werden kann.

In der Zeichnung sind alle Absperrklappen 3 in der Schließstellung dargestellt Zum Öffnen der Absperrklappen 3 wird die Antriebswelle 9 im Uhrzeigersinne verdreht so daß die Absperrklappe 3 unter Verschwenkung um die Gelenke 4 in die Offenstellung verschwenkt werden. In der Offenstellung liegen die Absperrklappen 3 in Flucht hinter den Stegen 2 und behindern so die St^römung durch das Gehäuse 1 nicht.

Zum Schließen werden die Antriebswellen 9 gegen den Uhrzeigersinn so weit verdreht, daß die Kurbelarme 10 sich bis über die unteren Totpunkte in die dargestellte Schließstellung verschwenken.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Klappenventil zum Absperren großer Leitungsquerschnitte mit wenigstens einer schwenkbar in einem Gehäuse angeordneten Absperrklappe und einem zugeordneten ebenen Dichtungssitz im Gehäuse, wobei als Antrieb für die Absperrklappe ein Spannhebelmechanismus mit einem etwa mittig an der Absperrklappe angreifenden federbeaufschlagten Spannarm, einem gelenkig mit dessen anderen Ende verbundenen Kurbelarm und einer den Kurbelarm tragenden Antriebswelle vorgesehen ist und wobei die Länge des Spannarms kleiner ist als der Abstand zwischen dem Angriffspunkt des Spannarms an der Absperrklappe und dem Gelenk zum Kurbelarm, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannarm (12) eine Abkröpfung aufweist und zusammen mit dem Kurbelarm (10) kurz vor Erreichen der Schließstellung der Absperrklappe (3) über den Totpunkt hinaus gegen einen Anschlag schwenkbar ist und daß der Spannarm (12) als Federelement ausgebildet ist oder unter Zwischenschaltung eines Federpaketes (14) an der Absperrklappe (3) angreift

2. Klappenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft des Federpaketes (14) einstellbar ist.

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