DE2736736C2 - Absperrklappe - Google Patents

Description

Für hohe Drücke und Temperaturen ist es nicht geeignet, insbesondere wenn diese in Verbindung mit großen Querschnitten bewältigt werden müssen.

Aus der DE-AS 10 35 431 ist es an sich bekannt, bei einem Klappenventil, dessen Klappenscheibe mit Hilfe einer drehmomentbelasteten Welle vom Dichtsitz abgehoben wird, an einem aus dem Gehäuse herausragenden Ende einen Linearantrieb mittels eines Hebels angreifen zu lassen. Damit der Linearantrieb der Bewegung des Hebels folgen kann, ist er pendelnd an einem äußeren Gehäusegestell angelenkt

Aus der DE-OS 22 26 986 ist ein Absperrorgan bekannt, bei welchem die Klappenscheibe ebenfalls von einer durch einen außerhalb des Gehäuses angeordneten Linearantrieb betätigten drehmomentbelasteten Antriebsweile geschwenkt wird. Dabei wirkt auf die Klappenscheibe ein Parallellenkersystem mit einem an der Antriebswelle befestigten Schwenkarm und einem an dem Gehäuse angelenkten Lenkarm, wobei der Abstand der Anlenkachsen von Schwenkarm und Lenkarm an der Klappenscheibe etwa gleich der wirksamen Länge des Lenkarms ist

Aus der US-PS 23 01 409 ist ein Ventil bekannt, dessen Klappenscheibe mittels eines im wesentlichen parallel zur Gehäuseachse wirkenden Linearantriebes und eines seitlich außerhalb des Gehäuses angeordneten Schwenkannes von dem Gehäusedichtsitz abgeschwenkt wird. Die Schubstange des Linearantriebs ist dabei mittels eines Stiftes in einem radial verlaufenden Längsschlitz der Schubstange aufgenommen, so daß die Linearbewegung der Schubstange in die Schwenkbewegung des Schwenkhebels umgesetzt werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Absperrklappe der gattungsgemäßen Art, weiche konstruktiv einfacher aufgebaut, wirksamer in ihrer kinematischen Kraftübertragung und axial kompakt ausgebildet ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Durch A\e Verwendung des Linearantriebs kann eine drehmomentbelastete Welle trotz erheblicher Kraftübertragungen vermieden werden. Dadurch, daß die Schubstange im wesentlichen senkrecht zur Achse des Gehäuses bewegbar ist, kann die Absperrklappe insgesamt axial geringe Länge haben. Diese kurze axiale Länge wird auch nicht durch Betätigungshebel und/ oder Parallellenkersystem beeinträchtigt weil die Winkellage des Betätigungsarmes zu dem Schwenkarm des Betätigungshebels, die wirksame Länge des Betätigungsarmes im Verhältnis zum Schwenkarm und die Winkellage des Betätigungsarmes relativ zur Senkrechten der Gehäuseachse so gstroffen ist, daß weite seitliche Auslenkungen trotz günstiger Kraftübertragungsverhältnisse und einer im wesentlichen gleichmäßigen Anpressung der Klappenscheibe über ihren gesamten Umfang aufgrund des Parallellenkersystems vermieden werden. Die in Schließstellung der Klappenscheibe bis in das Innere des Gehäuses hineinragende Schubstange des Linearantriebes kann aufgrund des spitzen Winkels zwischen Betätigungsarm und Schwenkarm des Betätigungshebels einen hinreichend großen Hub ausführen, ohne daß sich die Kraftübertragungsverhältnisse wesentlich verändern, weil ihr Bewegungsweg unabhängig von der Stellung der Klappenscheibe im wesentlichen senkrecht zur Achse des Gehäuses verläuft. In Öffnungsstellung der Klappenscheibe liegt immer nur der Teil der Schubstange innerhalb des Gehäuses frei und ist daher der Verschmutzung ausgesetzt, welcher mit der abgedichteten Durchführung des Linearantriebes durch die Gehäusewandung nicht in Berührung kommt und diese Abdichtung dadurch nicht beeinträchtigt Aufgrund der schmalen Ausbildung und senkrechten An-5 Ordnung des Linearantriebes ist seine einfache Montage und Demontage mittels eines am Gehäuse vorgesehenen Flansches möglich.

Mit Hilfe der Maßnahme nach Anspruch 2 wird berücksichtigt daß sich die am äußeren Ende des Betäti-

ίο gungsarmes befindliche Anlenkachse für die sich im wesentlichen senkrecht zur Achse des Gehäuses bewegende Schubstange beim Schwenken des Betätigungshebels nicht auf einer Geraden bewegt, die der Mittelachse der Schubstange entspricht, sondern einen flachen Kreisbogen beschreibt

Dieses bogenförmige Ausweichen der Anlenkachse am äußeren Ende des Betätigungsarmes kann auch mit Hilfe der Maßnahmen nach Anspruch 3 oder 4 berücksichtigt werden.

Aufgrund der Bemessung nach Anspruch 5 wird ein günstiger Bewegungsablauf beim Ab!>cben und Drehen der Klappenscheibe erzielt

Nachfolgend werden anhand der Zeichnung einige Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g.; A eine Detailansicht einer Verschlußklappe gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. IB die Verschlußklappe nach Fig. IA aus Ansicht Bvon Fig. IA,

F i g. 2A schematisch die Seitenansicht eines Ausführungsbeispieles der Verschlußklappe mit besonderer Lagerung der Antriebsvorrichtung,

F i g. 2B schematisch eine Seitenansicht einer anderen Absperrklappe mit besonderer Anlenkung des Linearantriebes an dem Betätigungshebel, und

Fig.2C schematisch eine Seitenansicht einer Absperrklappe mit einer alternativen Anlenkung des Linearantriebs an dem Betätigungshebel.
Gemäß F i g. 1A und 1B weist ein etwa kanalförmiges, mit Endflanschen 27 versehenes Gehäuse 1 einen innen umlfufenden Dichtsitz 7 auf, gegen welchen sich eine Klappenscheibe 2 mit ihrem äußeren Rand 6 aufgrund einer Dichtleiste, die entweder in dem Dichtsitz 7 oder dem äußeren Rand 6 oder beiden vorgesehen ist, dichtend anlegen kann. Der erforderliche Aiipreßdruck wird über eine Betätigungseinrichtung erzielt, weiche einen Linearantrieb 5 aufweist Der Linearantrieb 5 ist eine Kolben-Zylinder-Anordnung, welche an dem Gehäuse gehalten ist und deren Kolbenstange eine Schubstange 12 des Linearantriebes 5 bildet Am Ende der Schubstange 12 ist eine Verbindungslasche 13 angelenkt weiche andererseits an dem äußeren Ende des Betätigungsarmes 11 eines Betätigungshebels 3 angelenkt ist Der Betätigungshebel 3 ist an einer gehäusefesten Gehäuselasche 18 mittels Schwenkachse 10' schwenkbar gelagert Der von der Schwenkachse 10' ausgehende Schwenkarm 8 des Betätigungshebels 3 steht im spitzen Winkel zum Betätigungsarm 11 und ist an seinem äußeren Ende an einer Mittelkonsole 17 der Klappenscheibe 2 etwa in der Höhe der Gehäusemittelachse G angelenkt. In axial größerem Abstand von der Dichtebene E der Klappenscheibe 2 ist an der gleichen MittClkonsole 17 ein Lenkarm 4 angelenkt, dessen anderes Ende an einem Fortsatz der Gehäuselasche 18 angelenkt ist.

Die wirksame Län£,e des Lenkarmes 4 ist etwa halb so groß wie die wirksame Länge des Schwenkarmes 8. Auch die Schwenkachse 9' des Lenkarmes 4 an der Gehäuselasche 18 liegt in axial größerem Abstand von der

Dichtebene E als die Schwenkachse ΙΟ* des Betätigungshebels 3. Die Lage der Lenkachsen 9,9'; 10,10' ist dabei so getroffen, daß in Schließstellung Lenkarm 4 und Schwenkarm 8 sowohl zueinander parallel als auch beide etwa parallel zur Dichtebene £der Klappenscheibe 2 liegen. Beim Einfahren (Bewegungsrichtung R nach oben) der Schubstange 12 (Offnungsvorgang) schwenkt der Betätigungsarm 11 des Betätigungshebels 3 in der Darstellung nach oben und der Schwenkarm 8 nach rechts, ebenso der Lenkarm 4. Die Klappenscheibe 2 ιό hebt sich zunächst etwa axial, d. h. etwa in Richtung der Gehäuseachse G von dem Dichtsitz 7 ab. Aufgrund der geringeren Länge des Lenkarmes 4 gegenüber der Länge des Schwenkarmes 8 setzt dann aber eine zusätzliche Drehung der Klappenscheibe 2 um die Schwenkachse is 10 ein, so daß die Klappenscheibe 2 schließlich eine zur Achse C parallele Offenstellung einnimmt. Die Winkellage des Betätigungshebels 11 ist bezüglicher sich im •Axscrüüchen senkrecht zur Achse G des Gehäuses 11 bewegenden Schubstange 12 des Linearantriebs 5 so getroffen, daß der Anlenkbogen der Anlenkachse 19 des Betätigungsarmes 11 nicht wesentlich von der Bewegungsgeraden der Schubstange 12 abweicht und somit durch eine relativ kurze Verbindungslasche 13 ausgeglicher, werden kann. Die Schwenkachse 9,9'; 10,. 10' und die Anlenkachse 19 liegen sämtlich innerhalb des Gehäusequerschnitis Q. Die wirksame Länge des Betätigungsarmes 11 ist etwas geringer als die des Schwenkarmes 8. Am freien Ende der Mittelkonsole 17 ist ein Gegengewicht 21 angeordnet, welches ein schnelles Schließen der Absperrklappe im Notfalle sicherstellt.

F i g. 2B veranschaulicht, daß am vorderen Ende der Schubstange 12, symmetrisch zu einer Vertikalebene V liegend, je eine Verbindungslasche 13 angeordnet ist. Die beiden Verbindungslaschen 13 schließen zwischen sich den in der Vertikalebene V liegenden Betätigungsarm 11 des Betätigungshebels 3 ein. Sowohl die Mittelkonsole 17 als auch die Gehäuselasche IS sind in zwei zur Vertikalebene V ebenfalls symmetrisch liegende Einzelarme unterteilt, welche zwischen sich die die Anlenkachsen 10, 10' bestimmenden Lagerboizen aufnehmen. Zwei wiederum symmetrisch zur Vertikalebene V liegende Lenkarme 4 sind jeweils außen an den Teilen der Gehäuselasche 18 und der Mittelkonsole 17 zur Bestimmung der Anlenkachsen 9,9' angelenkt. Die beiden Teile der Mittelkonsole 17 schließen am vorderen Ende zwischen sich das in der Vertikalebene V Hegende Gegengewicht 21 ein. Auf diese Weise ist eine sehr kompakte Anordnung getroffen.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2A ist der Betätigungshebel 3 als Winkelstück ausgebildet und zur Berücksichtigung des bogenförmigen Ausweichens der Anlenkachse 19 der Linearantrieb 5 in einem Pendellager 14 des Gehäuses 1 gelagert Die Abdichtung des Gehäuses 1 an der Durchtrittsstelle des Linearantriebs 5 erfolgt mittels eines Bewegungskompensators 29. Der Lenkarm 4 ist an einem besonderen Ansatz 18' der Gehäuselasche 18 gelagert

Die Ausführungsform gemäß F i g. 2B entspricht derjenigen von Fig.2A. Der Linearantrieb 5 ist jedoch starr an dem Gehäuse 1 befestigt Der Ausgleich des bogenförmigen Ausweichens der Anlenkachse 19 wird dadurch erreicht daß das vordere Ende der Schubstange 12 mit einem Bolzen 15 an dem als Dreiecksstück auseebildeten Betätigungshebel 3, welcher wirkungsmäßig einem Winkelhebel mit spitzem Winkel gleichkommt in einem Radialschlitz 16 geführt ist Der Begriff »Radialschlitz« besagt hier, daß die Längsachse des Schlitzes 16 in Richtung des den Betätigunngsarm 11 bildenden Teiles des Dreieckstückes, also in Richtung auf die Anlenkachse 10' des Betätigungshebels 3 an der Gehäuselasche 18 verläuft. Der Linearantrieb 5 steht auch hier senkrecht zur Gehäuseachse G.

F i g. 2C veranschaulicht eine Ausführungsform, bei welcher die an dem freien Ende der Schubstange 12 angelenkte Verbindungslasche 13 verschiebbar unter spitzem Winkel bezüglich der Bewegungsrichtung R der Schubstange 12 in einer Bohrung 30 des als Dreieckstück ausgebildeten Betätigungshebels 3 geführt ist. Die Achse der Verbindungslasche 13 sowie der Bohrung 30 verlaufen dabei in Richtung des den Betätigungsarm 11 bildenden Teiles des Betätigungshebels 3, d. h. sie läuft auf die Anlenkachse 10' des Betätigungshebels 3 an der Gehäuselasche 18 zu. Auf diese Weise kann auch hier der Linearantrieb 5 starr am Gehäuse 11 angebracht sein. Die zwischen den Schwenkachsen 9 und 9' des Lenkarms 4 liegende wirksame Länge des Lenkarmes 4 ist etwa gleich dem Abstand der Schwenkachse 10 des Schwenkarmes 8 an der Mittelkonsole 17 und der Schwenkachse 9 des Lenkarmes 4 an der Mittelkonsole 17.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 dieser erfolgt der Antrieb über eine außerhalb des GePatentansprüche: häusequerschnitts angeordnete drehmomentbelastete Welle. Dies setzt eine radiale Erweiterung des Gehäuses

1. Absperrklappe für Leitungen, insbesondere für gegenüber dem Durchflußquerschnitt voraus und die Leitungen großer Nennweiten, für Fluide hoher 5 Welle muß verhältnismäßig kräftig ausgebildet sein. Auf Temperaturen und/oder hoher Drücke, mit einer in der Welle ist ein Arm aufgekeilt, an welchem die Schubeinem kanalförmigen Gehäuse angeordneten, stange angelenkt ist Wegen des erheblichen Schwenkschwenkbaren Klappenscheibe, welche mittels einer bereiches des Armes muß die seitliche Erweiterung des mindestens einen Betätigungshebel, bestehend aus Gehäuses eine verhältnismäßig große axiale Erstrekeinem Schwenkarm und einem mit diesem einen io kung haben, was für Anwendungen bei hohen Drücken Winkel bildenden Betätigungsarm, mindestens einen nachteilig ist Die Schubstange steht gerade in dem Mo-Lenkann und eine an dem Betätigungsarm innerhalb ment, in welchem die Klappenscheibe aus der Verdes Gehäusequerschnitts angelenkte Schubstange schlußlage gegen den eventuell hohen Druck des Fluids aufweisenden, auf einer Seite der Klappenscheibe herausgeschwenkt werden soll, also eine besonders hoangeordneten Betätigungseinrichtung in Verschluß- a he Kraft erforderlich ist schräg zur Gehäuseachse. Der stellung mit ihrem äußeren Rand abdichtend gegen Betätigungsarm des Betätigungshebels steht im stumpeinen Dichtsitz des Gehäuses anpreßbar und beim fen Winkel zum Schwenkarm und ist größer als letzteöffnen zunächst etwa in Axialrichtung des Gehäuses rer. Hierdurch ragen die Schubstange und der Betätivon dem Dichtsitz abhebbar und dann in einer zu- gungsarm in Verschlußstellung der Klappenscheibe sätzlichen Drehbewegung um bis zu 90° in die Of- 20 über die Länge des Gehäuses hinaus, so daß es weder in fenstellu^g bewegbar ist wobei der Schwenkarm dieser Stellung noch in der Öffnungsstellung, in welcher des Betätigungshebels und der Lenkarm je einerseits die Klappenscheibe selbst über die axiale Länge des an dem Gehäuse innerhalb des Gehäusequerschnitts Gehäuses hinausragt möglich ist, die Absperrklappe zu und je andererseits an der Klappenscheibe nach Art Reparaturzwecken aus einer Leitung auszubauen, ohne eines in Verschlußstellung etwa parallel zur Dicht- 25 auch andere Leitungsteile zu entfernen; umgekehrt ist ebene liegenden Parallellenkers angelenkt sind und es auch nicht möglich, eine derartige Absperrklappe in der Schwenkarm länger alsrfer Lenkarm ist dessen diesen definierbaren Positionen nachträglich in eine Anlenkachsen in axial größerem Abstand von der schon vorhandene leitung einzusetzen, deren Leitungs-Dichtebene liegen als die entsprechenden Anlenk- enden lediglich den Abstand der Gehäuselänge haben achsen des Schwenkarmes, dadurch gekenn- 30 dürfen.

zeichnet, daß die Schubstange (12) Teil eines Li- Aus der DD-PS 30 879 ist, insbesondere für VakuumnearantrieLs (5) und im wesentlichen senkrecht zur zwecke, ein Klappenventil bekannt bei welcher die Achse (G) des Gehäuses (!> bewegbar ist, daß der Klappenscheibe von einem Linearantrieb aus über ei-Schwenkarm (8) und der Betätigungsarm (11) des nen Betätigungshebel verschwenkbar ist dessen Betäti-Betätigungshebels (3) einen r-jitzen Winkel bilden, 35 gungsarm und Schwenkarm in einem spitzen Winkel daß die wirksame Länge des Betätigungsarmes (11) zueinander stehen. Hierbei ist der Betätigungshebel jeetwas kürzer als die des Schwenkarmes (8) ist und doch außerhalb des Gehäusequerschnittes angelenkt daß die Winkellage des Betätigungsarmes (11) so Die den Linearantrieb mit dem Betätigungsarm des Begewählt ist daß der Bewegungsbogen der Anlenk- tätigungshebels verbindende Schubstange steht bei achse (19) des Betätigungsarmes (11) an der Schub- 40 Verschlußstellung der Klappensch^be ebenfalls schräg stange (12) nicht wesentlich von der Bewegungsge- zur Senkrechten der Gehäuseiängsachse, so daß die raden der Schubstange (12) abweicht Kraftübertragungsverhältnisse ungünstig sind. Um nach

2. Absperrklappe nach Anspruch 1, dadurch ge- dem anfänglichen Abschwenken der Klappenscheibe kennzeichnet, daß an der Schubstange (12) minde- von dem Gehäusedichtsitz eine Drehbewegung der stens eine Verbindungslasche (13) angelenkt ist, die 45 Klappenscheibe in Gehäuseachsrichtung zu erzielen, ist gelenkig mit dem Betätigungsarm (U) verbunden ein verhältnismäßig aufwendiges federbelastetes Hebeloder gleitend in dem Betätigungsarm (11) geführt ist. Nocken-System erforderlich, welches der Verschmut-

3. Absperrklappe nach Anspruch 1, dadurch ge- zung der geführten Fluide ausgesetzt ist.
kennzeichnet, daß der Linearantrieb (5) mittels Pen- Aus der DE-OS 21 20 431 ist ein Faltenbalgventil bedellager (14) an dem Gehäuse (1) gelagert ist. 50 kannt, bei welchem von einem mit einer senkrecht zur

4. Absperrklappe nach Anspruch 1, dadurch ge- Gehäuseachse verlaufenden Schubstange eine Klapkennzeichnet, daß die Schubstange (12) des Linear- penscheibe mittels eines einen Betätigungsarm und eiantriebs (5) unmittelbar mittels Bolzen (15) an dem nen Schwenkarm aufweisenden Betätigungshebels un-Betätigungsarm (11) angelenkt ist, und daß der BoI- ter Zwischenschaltung einer Verbindungslasche um eizen (15) in einem Radialschlitz (16) des Betätigungs- 55 ne außerhalb des Gehäusequerschnittes liegende armes (11) verschiebbar geführt ist. Schwenkachse von dem Gehäusedichtsitz abschwenk-

5. Absperrklappe nach einem der Ansprüche 1 bis bar ist. Da die Verbindungslasche immer schräg zur 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der An- Senkrechten der Gehäuseachse verläuft, sind auch hier lenkachsen (9,10) von Lenkarm (4) und Schwenkarm die Kräfteübertragungsverhältnisse ungünstig. Der Be-(8) an der Klappenscheibe (2) etwa gleich der wirk- 60 tätigungsarm ist zwar kürzer als der Schwenkarm, die samen Länge des Lenkarmes (4) ist, beiden Arme stehen jedoch in stumpfem Winkel zueinander, und zwar in der Weise, daß der Betätigungsarm

durch eine seitliche öffnung eines seitlichen Ansatzes

des Gehäuses hinausragt. Außerdem entstehen wie bei 65 dem Vakuumventil nach der DD-PS 30 897 nachteilige

Die Erfindung bezieht sich auf eine Absperrklappe Querkräfte auf den Linearantrieb. Dieses Faltennach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Ab- balgventil hat wegen der Ausgestaltung des Betätisperrklappe ist aus der DE-PS 20 17 833 bekannt. Bei gungshebels einen erheblichen radialen Raumbedarf.