DE2651824C2

DE2651824C2 - Verschluß für eine verschwenkbare Sicherheitsklappe, insbesondere an einem Kraftwerksgebäude

Info

Publication number: DE2651824C2
Application number: DE19762651824
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Waermekraft-Gesellschaft Stober & Morlock 4350 Recklinghausen
Current assignee: Waermekraft-Gesellschaft Stober & Morlock 4350 Recklinghausen
Priority date: 1976-11-13
Filing date: 1976-11-13
Publication date: 1978-09-21
Also published as: DE2651824B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Verschluß für eine verschwenkbare Sicherheitsklappe, insbesondere an einem Kraftwerksgebäude, mit einem zwischen der

Klappe und ihrem Rahmen angeordneten Scherstift

Sicherheitsklappen an Kraftwerksgebäuden, z.B. Maschinenhäusern von Kraftwerken, dienen dazu, einen gegebenenfalls im Maschinenhaus entstehenden Über-

druck nach außen abzuleiten. Der Überdruck kann z. B. beim Bruch von Dampf- oder Heißwasserleitungen entstehen und muß dann innerhalb sehr kurzer Zeit nach außen abgeleitet werden, damit das Gebäude nicht beschädigt wird. Andererseits muß eine Sicherheitsklap pe im Normalfall so dicht schließen, daß keine Luft von außen in das Gebäude hineindringen kann. Deswegen sind Sicherheitsklappen abgedichtet und werden mit einer bestimmten Vorspannkraft gegen die Dichtung gepreßt Die Vorspannkraft kann gegebenenfalls auch

is wenigstens teilweise durch Unterdruck im Gebäude erzeugt werden.

Damit die Sicherheitsklappe nur unter bestimmten Bedingungen öffnet z. B. bei einem Überdruck im Gebäude von 70-100 mm WS, wird ein Verschluß vorgesehen, der die in der Regel an ihrer Oberseite schwenkbar mit dem Rahmen verbundene Klappe in geschlossener Stellung hält. Der Verschluß, der in der Regel an der Unterseite der Sicherheitsklappe angeordnet wird, ist dann mit der Vorspannkraft die bei einer herkömmlichen Sicherheitsklappe 60 kp betragen kann, belastet. Wirkt auf die Sicherheitsklappe von der

Innenseite des Gebäudes eine zusätzliche Kraft von z. B.

100 kp, dana soll der Verschluß die Klappe freigeben.

Bei bekannten Verschlüssen der eingangs beschriebe-

nen Gattung wird der Scherstift einerseits an der Klappe und andererseits am Rahmen direkt und fest eingespannt Dabei wird immer wieder beobachtet, daß die Klappe öffnet, ohne daß der Sicherheitsfall eingetreten ist bzw. nicht öffnet wenn der Sicherheits fall eintritt. Das wird darauf zurückgeführt, daß bei der üblichen Anbringung des Scherstiftes Bearbeitungsgenauigkeiten erforderlich sind, die sich in der Praxis nicht erreichen lassen. Der Scherstift wird deshalb nicht nur durch Scherkräfte, sondern auch durch andere Kräfte belastet, die einerseits auf Bearbeitungsungenauigkeiten zurückzuführen sind oder aus Verschiebungen der Teile gegeneinander, die insbesondere unter der Wirkung von

Temperatureinflüssen auftreten, resultieren. Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Verschluß

der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß der Scherstift ausschließlich durch Scherkräfte beansprucht wird und seine Belastung von temperaturbedingten Verformungen und/oder Verschiebungen der Klappe unabhängig ist. Gleichzeitig wird eine genaue Einstel lung der erforderlichen Vorspannkraft angestrebt

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst daß der Scherstift mit seinen Enden jeweils in einen Scherstifthalter eingepaßt ist, deren Stirnflächen im Bereich des Scherstifts aneinanderliegen, wobei der eine Scherstift halter allseitig verschwenkbar am Rahmen und der andere Scherstifthalter allseitig verschwenkbar an einem Scherhebel gelagert ist, und daß der Scherhebel um eine zur Scherstiftachse orthogonale Achse schwenkbar am Rahmen gelagert sowie mit einer

Stellschraube an der Klappe abgestützt ist.

Dadurch, daß zwischen Klappe und Rahmen die beweglichen Scherstifthalter angeordnet sind, die außerdem mit ihren gegeneinanderstoßenden Stirnflächen die Scherebene des Scherstiftes definieren, kann der Verschluß Verformungen und Verschiebungen der Teile folgen, ohne daß sich dadurch an den Spannungsverhältnissen im Scherstift selbst etwas ändert. Gleichzeitig ist damit gewährleistet, daß der Scherstift

ausschließlich durch Scherkräfte belastet ist Deswegen kann der Scherstift so genau ausgelegt werden, daß der Verschluß in der gewünschten Weise im Sicherheitsfall die Klappe freigibt

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß alle beweglichen Teile des Verschlusses am Rahmen angeordnet sind, während die Klappe lediglich durch die Stellschraube des Verschlusses beaufschlagt wird. Mit Hilfe der Stellschraube können die erforderlichen Vorspannkräfte mit der gewünschten Genauigkeit ι ο eingestellt vi trden.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Scherstifthalter als Winkelhebel ausgebildet sind, deren einer Arm die Stirnfläche trägt und deren anderer Arm eine innig ballig ausgebildete durchgehende öffnung zur Aufnahme eines Lagerbolzens aufweist, der in der öffnung mit Spiel gehalten ist Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die beiden Scherstifthalter in jeder Stellung, also gerade oder schräg, sich durch die Anordnung ihrer Lager bzw. Aufhängungen immer· so einstellen, daß zwischen ihren Stirnflächen, mit denen sie sich berühren, kein Spalt entsteht Das bedeutet, daß der Scherstift in allen Fällen ausschließlich auf Scherung und nicht etwa auf Biegung beansprucht wird. Somit ist es möglich, die Ansprechgenauigkeit des Scherstiftes voll auszunutzen.

Handelt es sich um besonders große Klappen oder Klappen, die erheblichen Temperaturdifferenzen ausgesetzt sind und die sich dementsprechend verwerfen, dann kann es zweckmäßig sein, wenn die Stellschraube an einem Schwenkhebel angeordnet ist, der um eine :air Schwenkachse des Scherhebels parallele Achse schwenkbar auf dem Scherhebel gelagert und mit einer Druckfeder an diesem abgestützt ist. Dabei nimmt die Feder Verwerfungen der Klappe oder Verschiebungen der Teile auf, bis die Federspannung einen der Bruchlast des Scherstiftes entsprechenden Wert erreicht

Die Anordnung kann aber auch so getroffen werden, daß der Verschluß unabhängig von der Charakteristik der Feder die Klappe freigibt, wenn ein bestimmter Verformungsgrad und die entsprechende Belastung der Klappe vorliegt, wenn der Schwenkhebel zwischen zwei Anschlägen schwenkbar ist, von denen der eine ein Kopplungsglied zwischen Schwenkhebel und Scherhebel bei einer Öffnungsbewegung bildet, während der andere den Winkelweg des Schwenkhebels in der entgegengesetzten Richtung begrenzt, so daß die Feder vorgespannt werden kann.

Grundsätzlich kann der erfindungsgemäße Verschluß an einer beliebigen Stelle der Klappe bzw. des Rahmens so angeordnet werden. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, den Schwenkhebel an einer am Rahmen angeordneten Konsole anzulenken und die Stellschraube an einer Zunge der Klappe abzustützen, wobei die Konsole und die Zunge auf der der Klappenschwenkachse gegenüberliegenden Seite angeordnet sind. Die Anordnung des Verschlusses im wesentlichen außerhalb der Schwenkbewegung der Klappe ermöglicht es, den Verschluß auch noch nachträglich an bestehenden Sicherheitsklappen anzubringen. Wenn der Verschluß f>o auf der der Klappenachse gegenüberliegenden Seite angeordnet wird, ergeben sich relativ hohe Belastungen für den Scherstift, so daß die Möglichkeit gegeben ist, die gewünschte Scherkraft weitgehend unabhängig von Bearbeitungstoleranzen einzustellen.

Ferner kann die Konsole öffnungen zum Anbringen einer Einrichtung zum Einstellen der Stellschraube und damit der Vorspannkraft aufweisen. Eine derartige Einrichtung ist gekennzeichnet durch einen an den Rahmen anschließbaren Träger für einen drehbaren Bolzen, dessen eines Ende zum Ansatz eines Werkzeugs eingerichtet ist und dessen anderes Ende einen Hebel aufweist, der auf die Klappe eme vom Werkzeug aufgebrachte Vorspannkraft überträgt Mit dem Werkzeug, das z. B. ein Drehmomentenschlüssel sein kann, wird auf die Klappe die gewünschte Vorspannkraft aufgebracht, indem z. B. der Hebel, der an seinem freien Ende eine Rolle, die die Übertragung von Momenten verhindert, aufweisen kann, gegen die Zunge gedrückt wird, worauf anschließend die Stellschraube so verstellt wird, daß sie die gewünschte Vorspannkraft hält

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert; es zeigt

F i g. 1 die Seitenansicht des unteren Teils einer Sicherheitsklappe mit Rahmen und Verschluß,

F i g. 2 eine Draufsicht auf den Verschluß nach F i g. 1,

Fig.3 einen Schnitt in Richtung IH-III durch den Gegenstand nach F i g. 2,

Fig.4 eine Seitenansicht des unteren Teils von Klappe, Rahmen und einer Einrichtung zum Einstellen der Vorspannkraft

F i g. 5 eine Ansicht in Richtung des Pfeils V auf den Gegenstand nach F i g. 4, teilweise geschnitten.

In den Figuren ist eine Klappe 1 dargestellt, die an ihrer Oberseite schwenkbar an einem Rahmen 2 gehalten ist. Der Rahmen 2 ist in eine Wandöffnung eines nicht dargestellten Kraftwerksgebäudes eingesetzt. Die Klappe besteht aus zwei Schalen 3, 4 aus dünnem Blech, die mit Schaumstoff gefüllt sind. Sie weist dadurch eine verhältnismäßig große Formstabilität und ein geringes Gewicht auf. Die Schaumstoff-Füllung bietet eine gute Wärmeisolierung. Dennoch läßt sich nicht ausschließen, daß die Klappe, die eine Fläche von 1,5 m² aufweisen kann, sich bei größeren Temperaturdifferenzen zwischen dem Innenraum des Kraftwerkgebäudes und der Umgebung verwirft.

Der Rahmen weist eine umlaufende Nut 5 auf, in der eine Lippendichtung 6 untergebracht ist, gegen die die Klappe 1 in der dargestellten Schließstellung anliegt.

Die Klappe 1 soll im Normalfall mit einer vorbestimmten Vorspannkraft gegen den Rahmen 2 gepreßt werden und im Sicherheitsfall, d. h. wenn der Druck im Kraftwerksgebäude einen bestimmten Wert überschreitet, öffnen.

Dazu ist unterhalb der Klappe 1 am Rahmen 2 als Konsole eine Platte 7 angebracht, an der ein Scherhebel 8 um eine Achse 9, z.B. eine Bolzenverbindung, schwenkbar gelagert ist, der mit einer Stellschraube 10 auf einer sich von der Klappe 1 nach unten erstreckenden Zunge 11 abstützt ist. Der Scherhebel 8 ist mit der Platte 7 über einen Scherstift 12 verbunden, dessen beide Enden jeweils in Scherstifthaltern 13, 14 eingepannt sind, die jeweils auf dem Scherhebel 8 bzw. der Platte 7 beweglich gelagert sind.

Die Scherstifthalter 13, 14 sind winkelförmig ausgebildet und besitzen jeweils einen Arm 15 bzw. 16 mit einer durchgehenden Bohrung 17 bzw. 18. Die Bohrungen 17,18 weisen jeweils eine ballig ausgebildete Innenwandung auf (F i g. 3) und haben einen kleinsten Durchmesser, der etwas größer ist als der Durchmesser von Haltebolzen 19, 20, deren Achsen im wesentlichen parallel zur Achse 9 verlaufen und auf die die Scherstifthalter 13, 14 mit ihren Bohrungen 17, 18 aufgesetzt sind. Sicherungsstifte 21, 22 verhindern, daß die Scherstifthalter 13, 14 von den Haltebolzen 19, 20

abgehoben werden können. Wie man insbesondere aus F i g. 3 entnimmt, sind die Scherstifthalter 13, 14 durch die beschriebene Anordnung in bestimmtem Umfang frei beweglich, so daß dementsprechende Toleranzen für Verformungen oder Verschiebungen der Klappe gegenüber dem Rahmen vorhanden sind.

Die jeweils anderen Arme 23 bzw. 24 der Scherstifthalter 13 bzw. 14 weisen Stirnflächen 25 bzw. 26 auf, an denen die Paßbohrungen für den Scherstift 12 münden. Im ganzen ist die Anordnung so getroffen, daß bei eingestelltem Verschluß die Stirnflächen 25, 26 unmittelbar aneinander liegen und dadurch die Scherebene des Scherstiftes definieren. Im Ergebnis wird dadurch erreicht, daß die Scherstifthalter 13, 14 nicht nur schwenkbar, sondern auch aus der Ebene hinaus etwas kippbar und dementsprechend in allen Richtungen beweglich sind. Sie folgen deshalb der Bewegung der Klappe bzw. des Rahmens, wobei aber immer die beiden Stirnflächen 25, 26 gegeneinander liegen, so daß der Scherstift ausschließlich durch Scherkräfte belastet wird.

Wie man insbesondere aus F i g. 2 entnimmt, ist die Stellschraube 10 an einem Schwenkhebel 27 gehalten, der bei 28 um eine zur Achse 9 parallele Achse auf dem Scherhebel 8 gelagert ist, so daß er Schwenkbewegungen in Richtung des Pfeils 29 ausführen kann. Diese Schwenkbewegungen sind allerdings durch Anschläge 30, 31 begrenzt. Bei den Anschlägen 30, 31 handelt es sich um Stifte, die von dem Scherhebel 8 vorstehen.

Der Schwenkhebel 27 ist darüber hinaus im Bereich der Stellschraube 10 mit einer Druckfeder 32 am Schwenkhebel 8 bzw. einem davon vorstehenden Teil 33 abgestützt.

Der beschriebene Verschluß funktioniert wie folgt:

Im Normalfall, der in F i g. 2 dargestellt ist, überträgt die Stellschraube 10 die gewünschte Vorspannkraft auf die Zunge 11 der Klappe 1. Die Stellschraube 10 stützt sich dabei über den Schwenkhebel 27 und die vorgespannte Druckfeder 32 am Scherhebel 8 bzw. an der Platte 7 und damit am Rahmen 2 ab. Wenn der Innendruck im Gebäude ansteigt oder bei nicht voraussehbaren Verwerfungen der Klappe 1 drückt die Zunge 11 gegen die Stellschraube 10 und verschiebt diese zusammen mit dem Schwenkhebel 27 gegen die Wirkung der vorgespannten Druckfeder 32 in Richtung auf den Anschlag 30. Wenn der Schwenkhebel 27 den Anschlag 30 erreicht, wird die Druckkraft der Zunge 11 unmittelbar auf den Scherhebel 8 und von dort über den Scherstift 12 auf die Platte 7 übertragen.

Nunmehr wird der Scherstift 12 durch Scherkräfte belastet. Der Scherstift 12 bricht, wenn die vorbestimmte Scherkraft erreicht ist & h. bei einem bestimmten Innendruck des Gebäudes. Dann gibt der Verschluß die Klappe frei, die sich öffnet, so daß der Innendruck im Gebäude abgebaut werden kann. Anschließend fällt die Klappe durch Gewichtskräfte wieder in die Normalstel lung zurück. Der Verschluß funktioniert auch, wenn im Gebäude Unterdruck herrscht. Dann ist lediglich zu berücksichtigen, daß der Unterdruck die Vorspannkraft unterstützt und der Scherstift muß entsprechend

s ausgelegt werden. In diesem Fall schließt die Klappe selbsttätig und dichtet selbsttätig ab, wenn sie nach Eintreten des Sicherheitsfalls wieder in ihre Normalstellung zurückgeschwenkt und wenn der Unterdruck im Gebäude wieder aufgebaut wird.

Die Einstellung der Stellschraube 10 erfolgt zweckmäßig mit Hilfe einer in den F i g. 4 und 5 dargestellten Einrichtung, die an einer vom Rahmen 2 vorspringenden Konsole 34 befestigt wird und im wesentlichen aus einem Träger 35 für einen Drehbolzen 36 besteht, der im

is Träger 35 reibur.gssrm, d.h. beim dargestellten Ausführungsbeispiel in Kugellagern 37, 38, gelagert ist. Das eine Ende 39 des Drehbolzens 36 ist als Vierkant ausgebildet, so daß darauf ein Drehmomentenschlüssel gesetzt werden kann. Das andere Ende 40 des Drehbolzens 36 trägt einen Hebel 41, an dessen Ende eine Rolle 42, beim dargestellten Ausführungsbeispiel ein Kugellager, angebracht ist.

Die Anordnung ist im ganzen so getroffen, daß die Schwenkebene des Hebels 41 senkrecht zur Oberfläche der Zunge 11 angeordnet ist und daß der Hebel 41 bei Betätigung des Drehbolzens 36 gegen eine Seite der Zunge 11 bewegt wird.

Wie man insbesondere aus F i g. 4 entnimmt, weist die Konsole 34 drei Bohrungen 43 auf, die im gleichen

Abstand voneinander angeordnet sind, so daß der Träger 35, der zwei im gleichen Abstand angeordnete Bohrungen aufweist, in zwei verschiedenen Stelhingen

an der Konsole befestigbar ist.

Zum Einstellen der Stellschraube 10 wird der Träger

35 zunächst in der mit ausgezogenen Linien angegebenen Stellung an der Konsole 34 bzw. am Rahmen 2 befestigt Mit einem Drehmomentenschlüssel wird dann eine bestimmte Vorspannkraft auf die Zunge 11 und damit auf die Kappe 1 aufgebracht Dann wird die Stellschraube 10 so eingestellt daß sie die Zunge 11 berührt Anschließend wird die Einrichtung in die gestrichelt dargestellte Stellung gebracht und an der Konsole 43 befestigt so daß die Rolle 42 des Hebels 41 die andere Seite der Zunge U berühren kann. Dann wird durch Drehen des Drehmomentenschlüssels eine Kraft in entgegengesetzter Richtung auf die Zunge 11 bzw. auf die Kappe 1 aufgebracht bis der Scherstift 12 bricht Das dabei abgelesene Drehmoment entspricht dem Überdruck, bei dem der Verschluß die Kappe freigibt Wenn dieser Wert nicht dem gewünschten Innendruck entspricht wird die Einrichtung wieder umgesteckt und wird die Vorspannkraft entsprechend geändert so daß anschließend die richtige Offnungskraft bei der der Scherstift bricht erhalten wird. Dabei wird selbstverständlich der Scherstift erneuert

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verschluß für eine verschwenkbare Sicherheitsklappe, insbesondere an einem Kraftwerksgebäude, mit einem zwischen der Klappe und ihrem Rahmen angeordneten Scherstift, dadurch gekennzeichnet, daß der Scherstift (12) mit seinen Enden jeweils in einen Scherstifthalter (13, 14) eingepaßt ist, deren Stirnflächen (25,2IS) im Bereich des Scherstiftes (12) aneinander liegen, wobei der eine Scherstifthalter (14) allseitig verschwenkbar am Rahmen (2, 7) und der andere Scherstifthalter (13) allseitig verschwenkbar an einem Scherhebel (8) gelagert ist, und daß der Scherhebel (8) um eine zur Scherstiftachse orthogonale Achse (9) schwenkbar am Rahmen (2) gelagert sowie mit einer Stellschraube (10) an der Klappe (1) abgestützt ist

2. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scherstifthalter (13, 14) als Winkelhebel ausgebildet sind, deren einer Arm (23 bzw. 24) die Stirnfläche (25 bzw. 26) trägt und deren anderer Arm (15 bzw. 16) eine innen ballig ausgebildete durchgehende öffnung (17 bzw. 18) zur Aufnahme eines Lagerbolzens (19 bzw. 20) aufweist, der in der Öffnung (17 bzw. 18) mit Spiel angeordnet ist

3. Verschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellschraube (10) an einem Schwenkhebel (27) angeordnet ist der um eine zur Schwenkachse (9) des Scherhebels (8) parallele Achse (28) schwenkbar auf dem Scherhebel (8) gelagert und mit einer Druckfeder (32) an diesem abgestützt ist

4. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß der Schwenkhebel (27) zwischen zwei Anschlägen (30, 31) schwenkbar ist und daß die Druckfeder (32) vorgespannt ist

5. Verschluß nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Scherhebel (8) an einer am Rahmen (2) angeordneten Konsole (7) angelenkt ist und daß die Stellschraube (10) an einer Zunge (U) der Klappe (1) abgestützt ist wobei die Konsole (7) und die Zunge (11) auf der der Klappenschwenkachse gegenüberliegenden Seite angeordnet sind.

6. Verschluß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die* Konsole (7,34) zum Einstellen der Stellschraube (10) aufweist

7. Einrichtung zum Einstellen der Stellschraube bei einem Verschluß nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen an den Rahmen (2) anschließbaren Träger (35) für einen drehbaren Bolzen (36), dessen eines Ende (39) zum Ansatz eines Werkzeugs eingerichtet ist und dessen anderes Ende (40) einen Hebel (41) aufweist, der auf die Klappe (1) eine vom Werkzeug aufgebrachte Vorspannkraft überträgt.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende des Hebels (41) eine Rolle (42) um eine zur Achse des Bolzens (36) parallele Achse drehbar angeordnet ist.