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Absperrklappe
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Die Erfindung betrifft eine Absperrklappe zum Absperren von - insbesondere
aggressiven - Stof£strbine£, vorzugsweise von Füssigleitsströmen in Rohrleitungen,
mit einer durch eine äußere Betätigungseinrichtung schwenkbaren Absperrscheibe mit
- vorzugsweise kontinuierlicher - umfänglicher Dichtfläche und einer - vorZugsweise
gegenüber der Ebene der Dichtfläche versetzten - Welle, die in einem Absperrgehäuse
gelagert ist, das seinerseits eine mit der Dichtfläche der Absperrscheibe zusammenwirkende,
umfängliche Sitzfläche aufweist, wobei in der Dicbt- oder der Sitzfläche ein Dichtelement
aus elastischem Ma-terial vorgesehen ist.
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Absperrklappen sind seit langem und in zahlreichen verschiedenen Ausführungen
bekannt. In vielen Fällen werden Absperrscheiben mil. dazu versetzter Schwenkachse
verwendet, um auf diese Weise eine in Umfangsrichtung durchgehende Dichtfläche an
der Absperscheibe zu erhalten. Es ist auch bekannt, auf dem Umfang der Absperrscheibe
ein Dichtelement in Form eines
O-Ringes anzuordnen.
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Es sind weiterhin Absperrklappen bekannt, bei denen in einer Nut des
Klappengehäuses ein ringförmiges elastisches Dichtelement eingespannt ist. Die Einspannung
kann dabei so erfolgen, daß bei fehlendem Druck in der Rohrleitung das elastische
Dichtelement an der Umfangsfläche der in Schließstellung befindlichen Absperrscheibe
nur mit leichtem Druck anliegt und der Anpreßdruck erst durch den Flüssigkeitsdruck
in der Leitung selbsttätig erhöht wird (vgl. OE-PS 236 179). Andererseits ist es
bekannt, den elastischen Dichtring unabhängig davon, ob dieser am Gehäuse oder an
der Absperrscheibe angeordnet ist, mit einer einstellbaren Spanneinrichtung zu halten,
so daß durch Einregelung der Spanneinrichtung der Anpreßdruck des elastischen Dichtringes
in der Schließstellung der Klappe sowohl insgesamt als auch gezielt an bestimmten
Umfangsstellen der Absperrklappe einjustiert werden kann (vgl. beispielsweise die
US-PS 3 144 040). Trotz der Einstellmöglichkeit des elastischen Dichtelementes ergeben
sich im praktischen Betrieb erhebliche Schwierigkeiten, insbesondere eine relativ
hohe Abnutzung, die zu einem häufigen Nachstellen oder gar Auswechseln des Dichtelementes
Anlaß gibt.
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Noch größer sind die Schwierigkeiten dann, wenn es sich um Absperrklappen
für aggressive Stoffströme handelt, da in diesen
Fällen in der Regel
zumindest das Klappengehäuse mit einer Auskleidung versehen sein muß. Auch hier
hat man sich mit einstellbaren elastischen Dichtelementen zu behelfenversucht (vgl.
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DT-PS 1 962 206).
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen
und eine Absperrklappe der eingangs näher bezeichneten Art, insbesondere für aggressive
Stoffströme, so weiterzubilden, daß eine zuverlässige Abdichtung bei höchstmöglicher
Schonung der zusammenwirkenden Dichtflächen und der bei aggressiven Stoffströmen
notwendigen Auskleidung bei einfachem Aufbau und einfacher Betätigung gewährleistet
ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Abdichtung
zwischen Sitzfläche und Dichtfläche ein ringförmiges, an eine äußere Druckmittelquelle
anschließbares Dichtelement dient. Dieses Dichtelement kann in die Umfangsfläche
der Absperrscheibe, also in die Dichtfläche eingelassen sein, wobei der Anschluß
an die Druckmittelquelle über die Welle der Absperrklappe erfolgen kann. Zweckmäßigerweise
ist jedoch das Dichtelement in eine Ringnut oder einen Ringspalt auf der Innenseite
des Klappengehäuses eingelassen, und zwar so, daß das Dichtelement im entspannten
Zustand im wesentlichen mit der Innenfläche des Klappengehäuses bündig abschließt.
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Das Dichtelement kann in die mit einer Korrosionsschicht ausgekleidete
Nut
oder den Spalt eingesetzt werden. Zweckmäßigerweise sind jedoch das Dichtelement
selbst und die zugehörige Nut oder der Spalt zum Strömungsraum hin durch die korrosionsfeste
elastische oder flexible Auskleidung abgedeckt, so daß in der Schließstellung der
Klappe die Auskleidung zwischen der Dichtfläche , der Absperrscheibe und der Sitzfläche
des Klappengehäuses zu liegen kommt.
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Aufgrund der vorgesehenen Abbildung kann die Absperrscheibe aus der
Offenstellung in die Schließstellung geschwenkt werden, ohne daß dabei Dichtfläche
und Sitzfläche in Berührung kommen. Das Verschwenken erfolgt also gegen geringen
Widerstand und ohne die Gefahr irgendeiner Verschleißwirkung an den zusammenwirkenden
Flächen. Dennoch wird eine zuverlässige Abdichtung in der Schließstellung gewährleistet,
indem nach Erreichen der Schließstellung die Sitzfläche, die durch das Dichtelement
bzw. die Auskleidung gebildet wird, mit Hilfe des Druckes einer äußeren Druckmittelquelle
in gleichförmige dichte Anlage an die Dichtfläche gepreßt werden kann. Irgendwelche
Einstellvorgänge sind nicht notwendig, da durch den gleichmäßigen Druck eine gleichmäßig
feste Anlage über den gesamten Umfang der Dichtfläche gewährleistet ist. Außerdem
kann je nach dem Betriebsdruck in dem Strömungsraum der Anpreßdruck des Dichtelementes
eingestellt werden, insbesondere auch automatisch, so daß auch bei fortwährendem
Betrieb über lange Betriebszeiten eine zuverlässige Funktion ohne die Notwendigkeit
der Nachbearbeitung, der Nachstellung
oder des Auswechselns von
Teilen sichergestellt ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an
mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, teilweise aufgeschnitten,
auf die Absperrklappe gemäß der Erfindung in sehr vereinfachter Darstellung, Fig.
2 einen Ausschnitt durch den Dichtbereich der Absperrklappe nach Fig. 1 im größeren
Maßstab, wobei die Absperrscheibe in Sperrstellung, jedoch das Dichtelement noch
nicht in der Abdichtstellung wiedergegeben sind, Fig. 3 in ähnlicher Darstellung
wie Fig. 1 die Absperrklappe in der Schließ- und Dichtstellung, Fig. 4 in ähnlicher
Darstellung wie Fig. 2 die Teile in abdichtendem Zusammenwirken und Fig. 5 in ähnlicher
Darstellung wie Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem abgewandelten Ausführungsbeispiel,
wobei in dieser Figur die Absperrscheibe nicht dargestellt ist.
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Die Absperrklappe 1 gemäß Fig. 1 bis 4 weist ein rohrförmiges Klappengehäuse
2 auf, das im dargestellten Beispiel mit einer elastischen oder flexiblen korrosionsfesten
Auskleidung 3 aus Gummi oder Fluorkunststoff versehen ist. In dem Klappengehäuse
2 ist eine Absperrscheibe 4 um eine zur Gehäuseachse
senkrechte
Achse 6 schwenkbar gelagert, wobei die Schwenkachse 6 gegenüber der durch die in
sich geschlossene Umfangsfläche 11 der Absperrscheibe 4 bestimmten Ebene versetzt
angeordnet list, wie dies im Vergleich zu den in der Frontseite 5 der Absperrscheibe
eingezeichneten Durchmessern erkennbar ist. Auf der Rückseite ist die Absperrscheibe
mit einem Ansatz 4a versehen, in den die Betätigungswelle 7 einsetzbar ist, die
durch eine abgedichtete Lagerung 8 im Klappengehäuse 2 nach außen geführt und hier
mit einer üblichen Betätigungseinrichtung verbunden ist.
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Die in sich geschlossene ringförmige Umfangsfläche 11 der Absperrscheibe
4 bildet die Dichtfläche dieser Scheibe. Diese wirkt mit einer ebenfalls in sich
geschlossenen Sitzfläche auf der Innenseite 10 des Klappengehäuses 2 in der Sperrstellung
zusammen.
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Diese Sitzfläche im Klappengehäuse 2 wird gemäß der Erfindung durch
ein mit Hilfe des Druckes einer äußeren Druckmittelquelle elastisch dehnbares Dichtelement
direkt oder mittelbar gebildet.
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Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 4 erfolgt die Bildung der Sitzfläche
mittelbar, indem das Dichtelement, das als in sich geschlossener ringförmiger Schlauch
15 ausgebildet ist, auf der Rückseite oder auf der vom Strömungsraum abgewandten
Seite der elastischen oder flexiblen Auskleidung 3 auf der Innenseite 10 des Klappengehäuses
2 angeordnet ist.
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Im dargestellten Beispiel ist das schlauchförmige Dichtelement
15
in einer Ringnut 13 des Klappengehäuses 2 so eingelassen, daß im entspannten Zustand,
der in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, die freiliegende Seite des Dichtelementes selbst
bzw. die darüberliegende Auskleidung 3 im Bereich der Sitzfläche mit der Innenseite
10 des Klappengehäuses bündig abschließt. Der Durchmesser der Dichtfläche 11 ist
dabei so gewählt, daß bei Verschwenken der Absperrscheibe in die Sperrstellung nach
Fig. 2 ein UmSangsspalt 12 verbleibt, solange das Dichtelement 15 entspannt ist.
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Die Absperrscheibe kann also in die Sperrstellung und in die Freigabestellung
verschwenkt werden, ohne daß die Dichtfläche dabei mit der Sitzfläche in Berührung
gelangt. Abnutzung durch Reibung ist daher ausgeschlossen.
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Wenn dagegen das Dichtelement mit der Druckmittelquelle, die als Hydraulikquelle
oder Pneumatikquelle ausgebildet sein kann, in Verbindung gebracht wird, wird das
Dichtelement aufgebläht und legt sich selbst bzw. die darüberliegende Auskleidung
mit einstellbarem Druck gegen die Dichtfläche 11, wie dies aus den Fig. 3 und 4
hervorgeht. Dabei wird der Spalt 12 überbrückt und die Sitzfläche lOa in abdichtende
Anlage an die Dichtfläche gepreßt.
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Das Dichtelement 15 kann über eine oder mehrere radial durch das Gehäuse
2 verlaufende Verbindungen 16 in einem Einsatzkörper 14 mit einer fest außen am
Klappengehäuse 2 angeordneten Steuereinrichtung verbunden sein, die die Verbindung
mit der
Druckmittelquelle öffnet oder schließt. Dabei kann die
Betätigungseinrichtung mit der Shwenkeinrichtung für die ABsperrscheibe 4 funktionsmäßig
so gekoppelt sein, daß nach Verschwenken der Absperrscheibe 4 in die Sperrstellung
nach Fig.2 die V rbirldung zu Druckmittelquelle hin automatisch geöffnet und das
Dichtelement abdichtend gegen die Dichtfläche 11 der Absperrscheibe gepreßt wird.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.5 ist das Dichtelement 24 als
Manschette ausgebildet, die U-förmig einen vergleici,sweise starreren Kern 22, insbesondere
aus Stahl umschließt, der seinerseits unter entsprechender Vorspannkraft zwischen
zwei Gehäuseteilen 20 und 21 des Klappengehäuses eingespannt ist. Än der Innenfläche
des Kernes 22 ist eine rings umlaufende Kehlnut 26 vorgesehen, in die eine oder
mehrere Anschlußbohrungen 23 für den Anschluß der Druckmittelquelle münden. In ausgezogener
Linie ist in Fig.5 die Manschette in der entspannten Lage gezeigt, in der die Sitzfläche
25 mit der Innenfläche der Gehäuseteile 20 und 21 bündig abschließt. Bei Beaufschlagung
mit Druck wölbt sich der Stirnabschnitt der Manschette nach innen, wie dies bei
25a angedeutet ist. Die Manschette kann am Kern anvulkanisiert sein.
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Aufgrund der neuen Ausbildung ergibt sich bei geöffneter Absperrklappe
ein praktisch völlig glatter Durchfluß durch das Klappengehäuse, so daß der Strömungswiderstand
außerordentlich gering ist.
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Die Absperrscheibe selbst kann aus korrosionsbeständigen Metallen
oder aus Kunststoff hergestellt sein. Sie kann aber auch aus Stahl oder Guß gefertigt
und mit einem organischen Auskleidungswerkstoff, z.13. Hartgummi oder Fluorkunststoff,
beschichtet sein.
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Das Absperrgehäuse kann, wie dargestellt, aus Stahl oder Guß gefertigt
und ausgekleidet oder aber aus korrossionbeständigen Metallen, wie Edelstahl, Titan
oder dgl. gefertigt sein. Auch sind Kunststoffe oder verstärkte Therrnoplaste hierfür
geeignet.
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In all diesen Fällen zeigt die neue usbildung die im einzelnen angeführten
besonderen Vorteile.
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Zwar ist vorstehend die Erfindung bevorzugt bei einer Absperrklappe
mit exzentrisch zur elle angeordneten Klappeiischeibe beschrieben. Die Erfindung
läßt sich aber auch mit Vorteil bei den bekannten zentrischen Absperrklappen verwenden.
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In der Praxis wird man häufig die Sitzfläche in einen kegelstumpfförmig
geneigten Bereich des Gehäuses legen. Aber auch in diesem Fall bietet die in diesem
Bereich eingelegte Dichtung einen vergleichsweise geingen Strömungswiderstand.
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Ansprtiche