DE2740782A1 - Absperrschieber - Google Patents

Description

Patentanwälte

Dipl.-lng Dipl -Chem Dipl -In^ 740782

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

Ernsbergerstr asse 19

8 München 60

9. September 1977

ROCKWELL INTERKAIIONAL CORPORATION

600 Grant Street

Pittsburgh. Pennsylvania 15219 /V.St.A.

Unser Ze Io hen; R 948

Ab s ρ errs chi eb er

Die Erfindung betrifft einen Absperrschieber, und dort speziell Maßnahmen für die Montage des gehäuseseitigen Sitzringes insbesondere bei Keilschiebern.

In der parallelen Patentanmeldung P 26 37 217.8 der Anmelderin, auf die vegen weiterer Einzelheiten insoweit ausdrücklich Bezug genommen wird, ist ein Zweiplatten-Schieber vorgeschlagen worden, dessen beide Absperrplatten geneigte oder keilförmige Ringflächen aufweisen, die in der Schließstellung des Schiebers entsprechend keilförmig geneigte Ringflächen am inneren Ende eines zylindrischen Sitzringes beaufschlagen, der am inneren Ende des Strömungskanals in der Nachbarschaft der Arbeitskammer des Schiebers in einer Lagerbohrung gehalten ist. Die Absperrplatten sind vertikal translatorisch im Inneren der Arbeitskammer beweglich und werden durch sich nach außen erstreckende Zungen an den seitlichen vertikalen Seiten der Absperrplatten geführt, wobei die Zungen in Nuten geführt sind, welche durch in seitlichem Abstand liegende Paare von vertikalen

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Führungsschienen gebildet werden. Infolge ihrer keilförmigen Sitzfläche veisen die Sitzringe eine geringere Höhe oder axiale Baubreite an ihrer Oberseite und eine höhere Baubreite an ihrer Unterseite auf, sind also gegensinnig keilförmig zu den Absperrplatten der Schieberzunge ausgebildet. Der Außendurchmesser der Sitzringe hängt vom Durchmesser der ringförmigen Dichtfläche ab. Für kleine Schieber mit niedrigem Arbeitsdruck ist der seitliche Abstand zwischen den paarweise angeordneten Führungsschienen größer als der Außendurchmesser der Sitzringe, so daß diese unmittelbar in die Arbeitskammer abgesenkt und axial fluchtend in ihre Lagerstellung in den Lagerbohrungen geschoben werden können. Für größere Hochdruckschieber können dieselben maßlichen Beziehungen zwar grundsätzlich verwendet werden, jedoch führt dies zu einer entsprechenden Er' ihung der Größe der Druckdichtungskomponenten. Um also einen seitlichen Abstand zwischen den Führungsschienen zu erzielen, der größer ist als der Durchmesser des Sitzringes, müssen somit die Größe des Gehäusekörpers und die Dicke der das Fluid umschließenden Wand erhöht werden, so daß sich eine unerwünscht große, teurere Konstruktion ergibt.

Mit der vorliegenden Erfindung sollen diese Nachteile durch Schaffung einer Sitzringlagerung vermieden werden, in der größere Sitzringe aufgenommen werden können, ohne daß dadurch die Größe des Gehäusekörpers erhöht werden muß. Dabei ist der seitliche, quer zur Strömungsrichtung gemessene Abstand zwischen den Paaren der Führungsschienen geringer als der Außendurchmesser des Sitzringes, um optimale Gehäusegröße und Wanddicke aufrecht zu erhalten. Normalerweise würde dies zu einer Behinderung bei der Absenkung des Sitzringes in die Arbeitskammer des Schiebers führen, da die vorspringende Verlängerung des Sitzringes bei der Montage an den Führungsschienen anstoßen würde. Darüberhinaus sind die Nuten zwischen den Paaren der Führungsschienen nur geringfügig breiter als die kleinste Baubreite des Sitzringes. Um dennoch eine Montage des Sitzringes zu ermöglichen, sind erfindungsgemäß sichel- oder halbmond-

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förmige, im Abstand voneinander liegende Aussparungen an den Führungsschienen ausgeformt, die koaxial zum Strömungskanal und den Lagerbohrungen für die Sitzringe liegen. Die Aussparungen veisen in ihrer gegenseitigen Zuordnung einen gegenüber dem Durchmesser der Sitzringe geringfügig größeren Durchmesser auf. Hierdurch ist es, wie weiter unten näher erläutert wird, möglich, den Sitzring zwischen den Führungsschienen abzusenken und den Ring durch den Raum zwischen den Aussparungen axial in seine Betriebs- oder Lagerstellung zu schieben. Dabei kann im einzelnen der Sitzring zunächst um 90° gegenüber seiner Betriebsstellung gedreht werden, und wird der Abschnitt mit der geringsten Baubreite seitlich radial in eine der Nuten geschoben, wobei die Eindringtiefe in die Nut so groß ist, daß der Abschnitt mit der größten Baubreite innerhalb des Innenrandes des gegenüberliegenden Paares der Führungsschienen liegt. Der Sitzring wird sodann vertikal abgesenkt, bis seine Achse in einer gemeinsamen Horizontalebene mit der Achse der Lagerbohrungen für die Sitzringe liegt. In dieser Stellung wird der Ring seitlich radial in koaxiale Fluchtung mit den Aussparungen und den Lagerbohrungen geschoben, um 90° in seine Betriebsstellung zurückgedreht, und axial in seine Lagerstellung in der Lagerbohrung geschoben. Danach wird der Ring in seiner Betriebsposition eingeschweißt. Auf diese Weise erfolgt die Montage des Sitzringes so, daß sich minimale Abmessungen des Gehäusekörpers, minimales Gewicht und entsprechende Kosteneinsparungen ergeben.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung, insbesondere in Verbindung mit den Ansprüchen.
Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Absperrschieber,

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung einen Teilschnitt gemäß Linie 2-2 in Fig. 1 und

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Fig. 3 einen axialen Teilschnitt zur Veranschaulichung des mit den Aussparungen in den Führungsschienen fluchtenden
Sitzringes.

In Fig. 1 ist ein Zweiplattenkeilschieber in einem Vertikalschnitt dargestellt, wie er in der älteren Anmeldung P 26 37 217.8 der Anmelderin vorgeschlagen ist, auf die wegen weiterer Einzelheiten ausdrücklich Bezug genommen wird.

Der insgesamt mit 10 bezeichnete Schieber weist ein Schiebergehäuse 12, eine Abdeqkung 14, ein Joch 20 und ein Handrad 22 auf. Die Drehung des Handrades 22 führt zu einer Hebe- und
Senkbewegung einer inneren Betätigungsspindel 24 und einer
Zweiplatten-Schieberzunge 26, welche einen Strömungskanal 36, 38 öffnet und schließt, der sich zwischen einem linken Anschluß und einem rechten Anschluß 32 entlang einer Achse 28 durch das Schiebergehäuse 12 erstreckt.

Das Schiebergehäuse 12 ist eine im wesentlichen T-förmige Gußkonstruktion aus Kohlenstoffstahl und weist Anschlußabschnitte 33 und 34 sowie einen Steuerabschnitt 35 auf, die an einer Absperr- oder Arbeitskammer zusammenlaufen, in der die Schieberzunge 26 angeordnet ist. Der Abschnitt 33 weist den Anschluß und den Strömungskanal 36 auf. Der Abschnitt 34 weist den Anschluß 32 und den Strömungskanal 38 auf. Die Strömungskanäle und 38 liegen koaxial entlang der Strömungsachse 28.

Die inneren Enden der Abschnitte 33 und 34 sind mit Sitzvertiefungen 50 und 52 versehen, in denen zylindrische Sitzringe 54 angeordnet sind. Wie weiter unten noch näher erläutert wird,
sind die Sitzringe 54 mit ringförmigen Dichtsitzen 56 versehen, die in Ebenen liegen, die bezüglich einer Betriebsachse 42 geneigt sind, welche die Strömungsachse 28 senkrecht schneidet. Die Ebenen der Dichtsitze 56 sind zu den Achsen 42 und 28 symmetrisch angeordnet. Die Sitzringe 54 sind durch umlaufende Schweißun-

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gen 58 an der Innenoberfläche des Schiebergehäuses 12 befestigt (vgl. Fig. 2).

Die Abdeckung 14 ist mittels eines geschlitzten Halteringes am oberen Ende des Abschnittes 35 gehalten. Der Haltering 60 liegt in einer umlaufenden Nut 65 und vird von der Unterseite her durch einen Flansch eines Deckels 64 beaufschlagt, der über an einem Stützring 63 gelagerte Schrauben 62 von unten her an den Haltering 60 angedrückt vird. Der Deckel 64 ist mit einer mittleren öffnung versehen und nimmt einen Schaft 70 der Betätigungsspindel 24 auf. Das Handrad ist am äußeren Ende der Betätigungsspindel 24 befestigt, vährend am unteren Ende des Schaftes 70 die Schieberzunge 26 an einem vergrößerten Kopf mit T-förmiger Ausbildung angeschlossen ist. Eine Stopfbuchse dichtet den Umfang des Schaftes 70 ab.

Das Joch 20 ist an der Oberseite des Abschnittes 35 mittels eines geschlitzten* formschlüssig arbeitenden Klemmringes 78 befestigt. Ein Paar von Wälzlagern 80 und 82 ist mit den äußeren Ringen in Lagervertiefungen im oberen Ende des Joches eingesetzt, vährend die inneren Ringe an den einander gegenüberliegenden Enden einer drehbaren Lagerhülse 84 anliegen, die mit einem Innengewinde in den Gevindeabschnitt 86 der Betätigungsspindel 24 eingreift. Die Lagerhülse 84 ist am Handrad 22 festgekeilt, so daß bei einer Drehung des Handrades 22 die Lagerhülse 84 dreht und den Schaft 70 der Betätigungsspindel 24 in der Stopfbüchse 26 anhebt oder absenkt, vodurch die Schieberzunge 26 zvischen der veranschaulichten abgesenkten Schließstellung und einer angehobenen Offenstellung angehoben oder abgesenkt vird, vobei die Schieberzunge in einer im vesentlichen halbkugelförmigen Vertiefung 90 in der unteren Oberfläche des Deckels 64 liegt.

Die Schieberzunge 26 veist zvei identisch ausgebildete Absperrplatten 100 und 102 auf, die je eine gehärtete Oberfläche 104 aufweisen, welche an den gehärteten Dichtsitzen 56 der Sitz-

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ringe 54 anliegen. Die Oberflächen 104 sind entsprechend den Dichtflächen 56 geneigt angeordnet. Die Absperrplatten 100 und 102 sind durch einen Abstandsring 120 und im Inneren angeordnete, ineinander eingreifende Nabenvorsprünge voneinander getrennt bzw. aneinander gelagert.

Wie insbesondere Fig. 2 veranschaulicht, sind die einzelnen Absperrplatten 100 und 102 mit seitlichen vorspringenden, sich vertikal erstreckenden Zungen 140 versehen, die in Nuten 142 laufen, velche zwischen Paaren von sich einwärts erstreckenden, vertikal verlaufenden und in axialem Abstand voneinander liegenden Führungsschienen 144 gebildet sind, wobei die Paare der Führungsschienen 144 an den gegenüberliegenden Seiten der Strömungsachse 28 in seitlichem Abstand voneinander liegen. Die inneren Führungsflächen der Führungsschienen 144 liegen gleitend an den äußeren Seitenflächen der Zungen 140 an, um die Schieberzunge 26 bei ihrer Bewegung zwischen den Betriebsstellungen zu führen. Bei dieser Konstruktion weisen die Sitzringe 54 eine äußere zylindrische Oberfläche 146, eine axiale ringförmige Stirnfläche 147, eine geneigte ringförmige Sitzfläche und eine innere zylindrische Oberfläche 149 auf. Die Oberfläche 146 weist einen gegenüber dem seitlichen Abstand zwischen den Innenrändern der Paare der Führungsschienen 144 größeren Durchmesser auf. DarUberhinaus ist die Baubreite oder Höhe des Sitzringes 54 in der Horizontalebene ebenso wie die Baubreite oder Höhe in der unteren Hälfte des Sitzringes größer als der axiale Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen der Führungsschienen 144.

Bei dieser maßlichen Ausbildung und Zuordnung wäre es ohne besondere Maßnahme nicht möglich, den Sitzring 54 in die Absperroder Arbeitskammer abzusenken und axial in seine Lagerstellung in der zugeordneten Lagerbohrung zu schieben, da einer solchen Montage die Führungsschienen 144 im Wege stehen würden.

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Erfindungsgemäß sind jedoch sichel- oder halbmondförmige Aussparungen 160 von Kreisbogenform in den Seiten der Führungsschienen 144 vorgesehen. Die Aussparungen 160 veisen eine Achse auf, die koaxial zur Strömungsachse 28 und zur Achse der Lagerbohrungen liegt. Der Durchmesser der Aussparungen 160 in ihrer gegenseitigen Zuordnung ist geringfügig größer als der Durchmesser der zylindrischen Außenfläche 146 des Sitzringes 54. Venn daher der Sitzring 54 koaxial zu den Ausf>arungen 160 in diesen angeordnet ist, kann er in axialer Richtung in die zugeordnete Lagerbohrung eingeschoben verden.

Hierzu stehen beispielsweise zvei Montage- oder Ausbildungsmöglichkeiten zur Verfügung. Einmal können die Nuten 142 geringfügig breiter gemacht verden als die Baubreite des Sitzringes 54 gemessen in der Horizontalebene, so daß der Sitzring 54 direkt in die koaxiale Stellung zu den Aussparungen 160 abgesenkt und axial in seine Lagerstellung in den Lagerbohrungen geschoben verden kann. Weitere Einsparungen hinsichtlich der Gehäusegröße und des Schiebergevichtes können jedoch dadurch erzielt verden, daß die Führungsschienen 144 so eng benachbart zueinander gehalten verden als möglich, und zvar sovohl in ihrem gegenseitigen Axialabstand als auch in ihrem seitlichen Abstand zu beiden Seiten der Strömungsachse 28, vobei die NUt 142 nur geringfügig breiter ist als die kleinere Bauhöhe des Sitzringes 54, gemessen im Querschnitt in der Vertikalebene. Die Nut 142 weist eine solche Tiefe auf, daß der Abschnitt mit der größeren Baubreite des Sitzringes, der dem Abschnitt mit der kleineren Baubreite diametral gegenüberliegt und eine gegenüber der Nutenbreite größere Breite besitzt, in der in Fig. 3 mit gestrichelten Linien 180 veranschaulichten Weise innerhalb des inneren Randes der Führungsschienen 144 liegt, verai der Ring um 90° gedreht vird und mit seinem Abschnitt geringerer Baubreite in die Nut eingeführt vird, vie dies gestrichelt bei 178 an der rechten Seite der Fig. 3 veranschaulicht ist. Bei dieser Anordnung

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kann der Ring 54 vertikal in die Absperr- oder Arbeitskammer abgesenkt werden, vobei der Ring translatorisch nach unten in der Nut bewegt wird. Wie in Fig. 3 veranschaulicht ist, liegt die Achse 182 des Sitzringes 54 während dieser translatorischen Bewegung in radialem Abstand rechts von der Strömungsachse 28. Wenn der Sitzring 54 die gewünschte Horizontalebene erreicht hat, so wird der Sitzring 54 horizontal in koaxiale Fluchtung mit der Strömungsachse 28 geschoben. Danach kann der Sitzring direkt axial in die zugeordnete Lagerbohrung eingeführt und dort in seine Betriebsposition um 90° gedreht werden, oder zunächst in seine Betriebsstellung gedreht und erst dann axial in die Lagerbohrung eingeschoben werden. Die Aussparungen 160 lassen einen Spalt zur Auflenoberflache 146 des Sitzringes 154 frei, so daß diese Bewegung ungehindert erfolgen kann. Wie ohne weiteres ersichtlich ist, sind jedoch auch Abwandlungen von dieser erläuterten Montageweise ohne weiteres möglich.

Wie die vorstehende Beschreibung zeigt, ermöglichen die Aussparungen 160 bei den angegebenen Maßbeziehungen zwischen der Baubreite des Sitzringes 54 und der Breite der Nut 142 eine sonst nicht mögliche, erheblich kompaktere Anordnung und Abstandsgebung der Führungsschienen 144, so daß sich ein Druckbehälter von verminderter Größe und vermindertem Gewicht mit entsprechenden Kosteneinsparungen ergibt. Es liegt ohne weiteres auf der Hand, daß trotz der Erläuterung der Erfindung im Zusammenhang mit einem Keilschieber eine Anwendung auch bei anderen Schieberkonstruktionen, etwa auch mit paralleler Anordnung der Sitzflächen, möglich ist, wobei stets ein Sitzring eingeführt werden kann, dessen Außendurchmesser größer ist als der seitliche Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Paaren der Führungsschienen. Daher ist die Erfindung nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern sind vielfache Abwandlungen und Abänderungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Claims (6)

1. Patentanwälte ? 7 Λ Π 7 fi 9

   Oipl-mg Opl-Chem Dipl-fng

   E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

   Ernsbergerstrasse 19

   8 München 60

   9. September 1977

   ROCKWELL IHTERHATIONAL CORfORATION 600 Grant Street Pittsburgh. Penneylvanla 15219 /V-St.A.

   ünaer ZeIohen: R 948

   Patentansprüche

   Absperrschieber mit einem Schiebergehäuse und einem eine Absperrkammer schneidenden Strömungskanal, mit wenigstens einem Sitzring von vorbestimmtem Durchmesser und vorbe— stimmter Baubreite, der in einer Lagerbohrung aufnehmbar ist, welche im Strömungskanal in der Nachbarschaft der Absperrkammer angeordnet ist, und mit einer Schieberzunge mit einer Ringfläche, welche in der Schließstellung an den Sitzring anlegbar und in der Offenstellung von diesem im Abstand ist, dadurch gekennzeichnet, daß entlang der Seiten der Schieberzunge Pührungszungen vorgesehen sind, daß an den gegenüberliegenden Seiten des Gehäusekörpers entlang der Absperrkammer Schienen vorgesehen sind, deren im Abstand voneinander liegende Pührungsflächen Nuten zur Aufnahme der PührungsZungen zur Führung der Schieberzunge bei ihrer Bewegung zwischen den genannten Arbeitsstellungen bilden, wobei die Nuten eine gegenüber der vorbestimmten Baubreite des Sitzringes größere Breite aufweisen und der Abstand zwischen den Pührungsschienen an den gegenüberliegenden Seiten geringer ist als der vorbestimmte Durchmesser des Sitzringes, und daß Aussparungen in den PUhrungsschienen eine in Richtung auf die Lagerbohrung gerichtete Öffnung bilden, die gegenüber dem vorbestimmten

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   ORIGINAL INSPECTED

   Durchmesser des Sitzringes größer ist, so daß der Sitzring durch Absenken in die Absperrkammer zwischen den Führungsober flächen der Führungsschienen, durch fluchtende Ausrichtung des Sitzringes mit den Aussparungen und durch axiales Verschieben des Sitzringes durch die Aussparungen in die Lagerbohrung montierbar ist.
2. 2. Absperrschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen durch kreisbogenförmige Wände begrenzt sind, deren Durchmesser größer ist als der vorbestimmte Durchmesser des Sitzringes.
3. 3. Absperrschieber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen koaxial zur Lagerbohrung liegen.
4. 4· Absperrschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberzunge eine geneigte Ringfläche aufweist, die an geneigte Ringflächen des Sitzringes anlegbar ist, daß der Sitzring in einer Ebene quer zu den Führungsschienen eine mittlere Baubreite aufweist, die größer ist als die Breite der Nuten, und daß der Sitzring in der Lagerbohrung dadurch montierbar ist, daß der Sitzring so gedreht wird, daß an der NUt ein Abschnitt mit einer gegenüber der mittleren Baubreite geringeren Breite liegt, daß dieser Abschnitt in die Nut eingeführt wird, daß der Sitzring in Fluchtung mit den Aussparungen abgesenkt und in seine Betriebsstellung gedreht sowie durch die Aussparungen in die Lagerbohrung eingesetzt wird.
5. 5. Absperrschieber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Nut derart bemessen ist, daß bei in die Nut eingeführtem Abschnitt des Sitzringes der gegenüberliegende Abschnitt des Sitzringes innerhalb der gegenüberliegenden Führungsschienen zu liegen kommt.

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6. 6. Absperrschieber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenüber der mittleren Baubreite eine geringere Breite aufweisende Abschnitt des Sitzringes derjenige Abschnitt ist, der die geringste Baubreite aufweist, und daß die Nut geringfügig breiter ist als die geringste Baubreite des Sitzringes.

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