DE2546024A1

DE2546024A1 - Absperrschieber

Info

Publication number: DE2546024A1
Application number: DE19752546024
Authority: DE
Inventors: Franz Klaus
Original assignee: KLAUS UNION ARMATUREN; Franz Klaus Union Armaturen Pumpen GmbH and Co
Current assignee: KLAUS UNION ARMATUREN; Franz Klaus Union Armaturen Pumpen GmbH and Co
Priority date: 1975-10-14
Filing date: 1975-10-14
Publication date: 1977-04-21

Description

Patentanwalt Dr. jur. JOACHIM SANDMANN, Dipl.-Ing. 8O14 Neubiberg, Rathausplatz 18, Telefon CO89)6O38OO

Amtl. Aktenzeichen: Neuanmeldung Mein Zeichen: 1471

Anmelderdn): Franz KLAUS UNION Armaturen Pumpen

Beschreibung

betreffend Absperrschieber.

Die Erfindung betrifft einen Absperrschieber, insbesondere Keilschieber für große Leitungsquerschnitte und hohe Drücke, dessen Absperrorgan zwei Absperrplatten umfaßt, deren einander abgewandte Dichtflächen mit zwei am Schiebergehäuse vorgesehenen Sitzringflächen zusammen wirken.

Ein derartiger Absperrschieber bzw. Keilschieber ist bereits bekannt. Er hat sich als Absperrorgan für Niederdruck und Mitteldruck bei mittleren und kleineren Leitungsdurchmessern bewährt. Jedoch treten bei Schiebern ebenso wie bei Ventilen, Klappen, Hähnen und anderen Absperrorganen bei größer werdenden Leitungsdurchmessern und steigenden Drücken annähernd proportional dazu zunehmend Schwierigkeiten wegen der erforderlichen oder zu berücksichtigenden vergleichsweise großen Kräfte auf, seien es nun Schließ-, Öffnungs- oder Anpreßkräfte bei plattenförmigen Verschlußorganen.

Im.Hinblick auf diese großen Kräfte erscheint ein Kugelhahn oder kugelkalottenähnlicher Verschluß zweckmäßig. Hier wird jedoch die exakte Herstellung der Kugel bzw. der Kugeldichtfläche bei größer werdendem Kugeldurchmesser problematisch. Die exakte Herstellung ist auch mit Präzisionsmaschinen technisch kaum

709816/011S

/2

möglich, weil beim Drehen der Kugel eine Unterbrechung des Schnitts die exakte Herstellung beeinträchtigt und bei größeren Dimensionen der Kugel die Standzeit eines Stahls nicht ausreicht, um die ganze Kugel ohne Auswechseln des Stahls zu bearbeiten. Außerdem führt die Abnutzung des Stahls bereits zu einer Abweichung von der Kugelform. Um den sich ergebenden Abdichtungsschwierigkeiten zu begegnen, wurden dem Kugelküken bereits kolbenringförmige Dichtungsträger zugeordnet, die vom Druck in der abgesperrten Rohrleitung angedrückt werden. Diese Maßnahme erfordert aber weitere Dichtungen, wodurch das Absperrorgan störanfällig und kompliziert wird.

Es ist ferner bereits bekannt, bei Ventilen eine verschließbare Entlastungsöffnung im Ventilorgan vorzusehen, um sein Abheben vom Ventilsitz zu erleichtern. Ferner wird bei Schiebern bereits mit einer absperrbaren Umführungsleitung gearbeitet, welche die beiden voneinander absperrbaren Gehäusekanunern verbindet, um die beim Betätigen des Schiebers auf die Dichtflächen einwirkenden Reibungskräfte, die zu Fressriefen mit anschließenden Undichtigkeiten führen, herabzusetzen. Auf diese Veise lassen sich zwar die beim Betätigen des Absperrorgans störenden großen Kräfte yerringern, es ergibt sich jedoch eine Ausbildung, die eine vergleichsweise komplizierte Betätigung erfordert und daher für eine Fernsteuerung weniger geeignet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Absperrschieber der eingangs genannten Art so auszubilden, daß auch bei höheren Drücken und bei großem Leitungsdurchmesser Reibungskräfte und daraus resultierende Beschädigungen der Dichtflächen weitgehend vermieden werden, wobei eine Fernsteuerung auf einfache Veise vorgesehen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Absperrorgan als Hauptabsperrorgan mit wenigstens einer sich

709818/0119 /3

durch die Absperrplatten erstreckenden Entlastungsöffnung ausgebildet ist, die durch ein Hilfsabsperrorgan verschließbar ist.

Bei dieser Ausbildung wird der abzudichtende Querschnitt in zwei oder auch mehr Einzelabschnitte aufgeteilt, so daß abgesehen von der Druckentlastung infolge beidseitiger Beaufschlagung des Absperrorgans beim Schließen und Öffnen nur noch Teilkräfte wirksam sind. Dadurch werden die Reibkräfte beim Betätigen des Schiebers wesentlich herabgesetzt, so daß den insbesondere bei hohen Drücken und Leitungsquerschnitten auftretenden Fresserscheinungen begegnet wird, was wiederum eine einwandfreie Absperrung auch noch nach längerer Betriebszeit gewährleistet. Veil das Hilfsabsperrorgan im Hauptabsperrorgan eingebaut ist und sich mit diesem verlagert, kann eine vergleichsweise einfache Anordnung für die aufeinander abgestimmte Betätigung der Absperrorgane vorgesehen werden, die eine einfache und störungsunanfällige Fernsteuerung ermöglicht.

Zweckraäßigerweise macht die Entlastungsöffnung etwa 10 bis 15 $ der abzusperrenden Querschnittsfläche aus. Es hat sich gezeigt, daß dabei die schädlichen Kräfte beim Öffnen und Schließen weitgehend ausgeschaltet sind und daß es auch keine Schwierigkeiten macht, eine entsprechend große Entlastungsöffnung im Hauptabsperrorgan vorzusehen.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist die Entlastungsöffnung in einem die beiden Absperrplatten miteinander verbindenden Mittelstück vorgesehen, das die Absperrplatten bei federungsfähigem Randbereich zentral starr abstützt. Auf diese Weise erhält man im wesentlichen ohne zusätzlichen Aufwand einen Keilschieber mit besonders guter Abdichtung.

Bei einer bevorzugten AusfUhrungsform ist auch das Hilfsabsperrorgan ein Schieber. In diesem Falle wird ausschließlich mit der bewährten Schieberabdichtung gearbeitet, wobei durch

709816/011· /k

die Aufteilung des gesaraten Leitungsquerschnitts auf die getrennt abzusperrenden Einzelquerschnitte unzulässige Reibungskräfte beim Betätigen an beiden Schiebern vermieden werden. Es ist jedoch im Rahmen der Erfindung gleichfalls möglich, als Hifsabsperrorgan anstelle eines Schiebers beispielsweise ein Ventil oder einen Hahn vorzusehen.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist dem Hauptabsperrorgan und dem Hilfsabsperrorgan ein gemeinsames Betätigungsglied zugeordnet, das direkt am Hilfsabsperrorgan angreift und über ein nach dem Öffnen des Hilfsabsperrorgans zur Wirkung kommendes Anschlagteil am Hauptabsperrorgan bzw. seinem Mittelstück angreift. Diese Ausführungsform mit nur einem Betätigungsglied eignet sich für eine Fernsteuerung und ist insbesonder bei Verwendung eines Schiebers oder Ventils als Hilfsabsperrorgan von Vorteil.

Alternatxv kann das Hauptabsperrorgan über eine Hohlspindel betätigbar sein, durch die sich eine Betätigungswelle für das Hilfsabsperrorgan erstreckt. Diese Ausführungsform ist insbesondere zur Betätigung eines das Hilfsabsperrorgan bildenden Kükens geeignet und ermöglicht ebenfalls eine Fernsteuerung.

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in einem vertikalschnitt den Absperrschieber mit einem Hilfsabsperrorgan in Form eines Schiebers;

Fig. 2 in einem Vertikalschnitt ein beim Absperrschieber gemäß Fig. 1 zu verwendendes Hilfsabsperrorgan in Form eines Ventils und

Fig. 3 in einem Vertikalschnitt ein beim Absperrschieber gemäß Fig. 1 zu verwendendes Hilfsabsperrorgan in Form eines Hahnkükens.

709816/01 19

/5

Der Keilschieber gemäß Fig. 1 ist in seiner Schließstellung dargestellt. Er umfaßt ein Gehäuse 1 mit zwei Anschlußstutzen 2 und 3» die den Leitungsdurchmesser bzw. den abzusperrenden Leitungsquerschnitt aufweisen, sowie mit einem Gehäuseaufsatz h, der eine Kammer zur Aufnahme des in der nicht gezeigten Offenstellung befindlichen. Schiebers 5 bildet, der das Hauptabsperrorgan darstellt und einen gleichfalls in der Schließstellung gezeichneten Hilfsschieber 6 als Hilfsabsperrorgan aufweist .

Die einander zugewandten inneren Enden der beiden Rohrstutzen 2 und 3 bilden Sitzringflächen 7 und 8, die v-förmig mit einer Neigung von jeweils etwa 5 angeordnet sind. Mit dem Gehäuseaufsatz h ist unter Zwischenfügung eines Dichtungsringes 9 eine Abschlußhaube 10 verspannt, welche die Aufnahmekammer 11 für den in der Offenstellung befindlichen Hauptschieber 5 abschließt, die in der Mitte über der Ventilgehäusekammer 12 angeordnet ist.

Der Hauptschieber 5 besteht aus zwei entsprechend v-förmig angeordneten seitlichen Absperrplatten 13» 1^» die an ihrem Umfang den Sitzringflächen 7» 8 zugeordnete ringförmige Dichtflächen 15» 16 aufweisen. Diese Absperrplatten 13 und lh sind durch ein nabenförmiges Mittelstück 17 fest miteinander verbunden. Dabei kann jeweils der Umfangsbereich der Absperrplatten 13 und Ik mit den Dichtflächen 15 und 16 unter der aufgebrachten Schließkraft in Verbindung mit der von den Sitzringflächen 7 und 8 aufgebrachten Keilwirkung etwas einwärts federn, so daß in der dargestellten Schließstellung die Dichtflächen und 16 mit einer Vorspannkraft an die Sitzringflächen 7 bzw. angedrückt sind. Durch das Mittelstück 17 und damit durch den Hauptschieber 5 erstreckt sich eine Entlastungsöffnung 17a.

Das nabenförmige Mittelstück 17 weist in seinem mittleren Bereich eine Erweiterung 18 auf, die eine Hilfsschieberkammer zur Aufnahme des in der Schließstellung befindlichen Hilfsschiebers 6 bildet, der dem Hauptschieber 5 entsprechend zwei

709816/0119 /⁶

keilförmig angeordnete Platten 20, 21 aufweist, die jedoch durch ein massives Mittelstück 22 miteinander verbunden sind. Auch beim Hilfsschieber 6 können die am Umfang der Absperrplatten 20, 21 vorgesehenen Dichtflächen 23, Zh unter der in senkrechter Richtung aufgebrachten Schließkraft sich federnd einwärts bewegen, so daß sie in der Schließstellung mit Federvorspannung an den Sitzringflächen 25 bzw. 26 des Mittelstücks abdichtend anliegen.

Der Hilfsschieber 6 übergreift mit zwei an seinem oberen Ende vorgesehenen Haken 27, 28 den Kopf 29 einer ein gemeinsames Betätigungsglied für beide Schieber 5 und 6 darstellenden Betätigungswelle 30· Diese weist mit geringem Abstand oberhalb des am unteren Ende der Betätigungswelle 30 vorgesehenen Kopfes 29 einen Wellenbund 31 auf, auf dem ein Zugring 32 aufliegt, der das Mittelstück 17 umschließt und nach entsprechendem Anheben der Betätigungswelle 30 aus der dargestellten Lage an der Unterseite der Erweiterung 18 angreift, um nach dem Öffnen des Hilfsschiebers 6 den Hauptschieber 5 anzuheben und in die öffnungssteilung innerhalb der Aufnahmekaramer 11 zu verlagern.

Die Betätigungswelle 30 ist nach oben durch die Abschlußhaube durchgeführt und an der Durchführungsstelle mit Hilfe einer Stopfbuchspackung 33 und einer Stopfbuchsbrille Jh abgedichtet, die einem Führungsrohr 35 auf der Oberseite der Abschlußhaube zugeordnet sind. Über sich aufwärts erstreckende Tragstücke j6 ist im Abstand zur Durchführungsstelle der Betätigungswelle 30 eine Halterung 37 abgestützt, in der über zwei Lager 38 und 39 eine Buchse UO axial festgelegt und gelagert ist, die ein Innengewinde aufweist und mit dem am oberen Ende der Betätigungswelle 30 vorgesehenen Gewindeabschnitt h"\ verschraubt ist. Auf die Gewindebuchse ^O ist ein Handrad hz aufgesetzt und mittels einer auf die Buchse 40 aufgeschraubten Mutter hj fest mit der Buchse 40 verspannt. Auf diese Weise kann durch Drehen des Handrades h2. in der einen Richtung die Betätigungswelle 30 gesenkt und durch Drehen in der anderen Richtung angehoben werden.

709816/01 19

Dadurch, werden die Schieber 5 und 6 in die dargestellte Schließstellung abwärts bewegt bzw. nacheinander geöffnet und in die Offenstellung angehoben.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 stimmt weitgehend mit dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel überein, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Der Unterschied besteht lediglich darin, daß der Hauptabsperrschieber 50 anstelle eines Hilfsschiebers ein Hilfsventil 51 aufnimmt. Dementsprechend ist das Mittelstück 52 als Ventilgehäuse mit einem Ventilsitzring 53 ausgebildet, dem ein Ventilorgan 5¹* mit einer Dichtfläche 55 zugeordnet ist, das mit dem unteren Ende der Betätigungswelle 30 verbunden ist. In der dargestellten Schließstellung sperrt das Ventilorgan 5^ die sich durch den Hauptabsperrschieber 50 erstreckende Entljastungsöffnung 56 ab.

Auch das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 stimmt in wesentlichen Teilen mit dem anhand von Fig. 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel überein, wobei wiederum gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Der Unterschied bezieht sich wiederum darauf, daß der Hauptabsperrschieber 60 ein anderes Hilfsabsperrorgan aufweist, nämlich ein Hahnküken 61 mit einem durchgehenden Kanal 62. Dementsprechend ist das die Entlastungsöffnung 6k im Hauptabsperrsehieber 60 umschließende Mittelstück 63 als Hahngehäuse ausgebildet, in dem das Küken 6i drehbar gelagert ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind der Hauptabsperrsehieber 6O und das Küken 61 getrennt betätigbar, was den Wegfall des Zugrings zur Folge hat. Statt dessen ist die Betätigungswelle als Hohlspindel 65 ausgebildet, die direkt an Hakenfortsätzen 66, 67 des Mittelstücks 63 und damit am Hauptabsperrsehieber 60 angreift. Durch die Hohlspindel 65 ist eine Betätigungswelle 68 geführt, die an ihrem unteren Ende durch das Mittelstück 63 bzw. Hahngehäuse geführt und mit dem Küken 61 fest verbunden ist.

7 0 9 8 16/0119 /8

An der Du rc hfUhrungs stelle ist eine Dichtung 69 zwischen dem Mittelstück 63 und der Betätigungswelle 68 vorgesehen. Die Betätigungswelle 68 für' das Küken 61 ragt mit ihrem oberen Ende aus der Hohlspindel 65 heraus und trägt dort einen Betätigungsgriff , der mit einem Anschlag zusammenwirkt, der den Schwenkweg auf 90 begrenzt und die beiden Endstellungen festlegt, in denen das Kü"ken 6i die dargestellte Schließstellung bzw. die Offenstellung einnimmt. Beim Absperren wird zunächst der Hauptabsperrschieber 60 durch entsprechende Drehung des Handrades 42 geschlossen, worauf das Küken 6l mit Hilfe des Betätigungsgriffs in die Schließstellung gebracht wird. Beim Öffnen wird in umgekehrter Reihenfolge vorgegangen, also zunächst das Küken 6i in die Offenstellung gebracht, worauf dann der Hauptabsperrschieber 60 durch entsprechendes Drehen am Handrad k2 in die Aufnahmekanmer 1 1 angehoben wird.

Bei allen drei Ausführungsbeispielen ist der Keilschieber mit seinen Anschlußstutzen 2 und 3 für eine Nennweite (Leitungsdurchmesser) von mindestens 5OO mm dimensioniert, vorzugsweise sogar für Nennweiten von 1000 mm und mehr. Die Keilschieber sind zur Verwendung bei hohen Leitungsdrücken von 40 atü und mehr geeignet, insbesondere auch für Drücke von 75 oder gar 100 atü.

- Ansprüche -

709816/0119

Leerseite

Claims

Patentanwalt Dr. ;ur. JOACHIM SANDMANN, Dipl.-Ing. 8O14 Neubiberg, Rathausplatz 18, Telefon (Ό89)6Ο38ΟΟ

Amtl. Aktenzeichen: Neuanraeldung Mein Zeichen; 1^71

Anmeidertln): Franz KLAUS UNION Armaturen Pumpen

Ansprüche

Absperrschieber, insbesondere Keilschieber für große Leitungsquerschnitte und hohe Drücke, dessen Absperrorgan zwei Absperrpiatten umfaßt, deren einander abgewandte Dichtflächen mit zwei am Schiebergehäuse vorgesehenen Sitzringflächen zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet , daß das Absperrorgan

, »mit

als Hauptabsperrorgan (5, 50, 60)vwenigstens einer sich durch die Absperrplatten (i3> 1*0 erstreckenden EntlastungsÖffnung (17a, 56, 6k) ausgebildet ist, die durch ein Hilfsabsperrorgan (6, 5k, 61) verschließbar ist.

2. Absperrschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzei ch net, daß die EntlastungsÖffnung (i7a, 56, 6k) etwa 10 # bis 15 % der abzusperrenden Querschnittsfläche ausmacht.

3. Absperrschieber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die EntlastungsÖffnung (i7a, 56, 6k) in einem die beiden Absperrplatten (13, 1*0 miteinander verbindenden Mittelstück (17, 52, 63) vorgesehen ist, das die Absperrplatten bei federungsfähigem Randbereich zentral starr abstützt.

k. Absperrschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e kennzeichnet , daß auch das Hilfsabsperrorgan (6) ein Schieber ist.

/2

709816/011*

5. Absperrschieber nach einem der Ansprüche 1 bis k, insbesondere mit einem Schieber oder Ventil als Hilfsabsperrorgan, dadurch gekennzeichnet , daß dem Hauptabsperrorgan (5» 50) und dem Hilfsabsperrorgan (6, 5h) ein gemeinsames Betätigungsglied (30) zugeordnet ist, das direkt am Hilfsabsperrorgan angreift und über ein nach dem Öffnen des Hilfsabsperrorgans zur Wirkung- kommendes Anschlagteil (32) am Hauptabsperrorgan bzw. seinem Mittelstück (17| 52) angreift.

6. Absperrschieber nach einem der Ansprüche 1 bis h, insbesondere mit einem Küken als Hilfsabsperrorgan, dadurch gekennzeichnet , daß das Hauptabsperrorgan (60) über eine Hohlspindel (65) betätigbar ist, durch die sich eine Betätigungswelle (68) für das Hilfsabsperrorgan (6i) erstreckt.

7 0 9 816/0119