DE2804595A1

DE2804595A1 - Schieber zum absperren eines fluessigkeitsstroms in rohrleitungen

Info

Publication number: DE2804595A1
Application number: DE19782804595
Authority: DE
Inventors: Jury Nikonovitsch Chernovsky; Petr Ipatovitsch Jurin; Vladimir Nikolaevits Malyschev; Oleg Grigorievitsch Reinik; Grigory Trofimovitsch Tjutikov; Gennady Andreevit Yaruschnikov
Original assignee: VNII PK I DOBYTSCHI UGLJA
Current assignee: VNII PK I DOBYTSCHI UGLJA
Priority date: 1978-02-03
Filing date: 1978-02-03
Publication date: 1979-08-09
Also published as: DE2804595C2

Description

Vsesojuzny Nauchno-Issledovatelsky i Proektno-Konstruktorsky Institut Dobychi Uglya Gddravlicheskim Sposobom "VNIIGIDROUGOL"

SCHIEBER ZUM ABSPEEEEF EINES FLÜSSIGKEITSSTROM IH" ROHRLEITUNGEN

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Armaturen von Rohrleitungen, insbesondere auf Schieber · zum Absperren . eines Flüssigkeitsstoms in Rohrleitungen, die in verschiedenen Industriezweigen, zum Beispiel im Bergbau, in der Bauindustrie, in der chemischen Industrie, im Erdölbe£g> bau usw. angewandt werden.

Besonders erfolgreich kann die vorliegende Erfindung in den Rohrleitungen im Uhtertagebau bei hydromechanischer Gewinnung der Kohle verwendet werden.

Zur Zeit sind AbsperrsoM.%^

ber bekannt (siehe z.B. DS-PS 1062510), die hauptsächlich ein Gehäuse, das mit den Rohrleitungen hermetisch verbunden ist, und ein Absperrorgan enthalten, das zwischen

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den Abdichtungselementen des Gehäuses fortschreitend verschoben wird.

Ungeachtet einer großen Mannigfaltigkeit von Schiebern jedoch existiert das Problem der Erhöhung ihrer Lebensdauer, insbesondere beim Absperren von Strömen, die feste Einschlüsse enthalten, da sich die Absperrorgane und die Abdichtungselemente schnell zerstören. Das ist hauptsächlich damit verbunden, daß bei der Überdeckung bzw. Verbindung der Rohrleitungen für das Absperrorgan und für die Abdichtungselemente ungünstige Bedingungen geschaffen werden, die darin bestehen, daß bei der Verbindung oder tfberdeckung von Rohrleitungen zwischen der unteren Stirnseite des Absperrorgans, dem Gehäuse und den Abdichtungselementen ein Kanal entsteht, der am Ein- und Ausgang den gleichen Querschnitt hat. Wir haben festgestellt, daß bei der Bewegung des JFlüssigkeitsstroms durch einen solchen Kanal unter dem Absperrorgan in der Nähe des Eingangs in den Kanal ein Hohlraum gebildet wird, der den Querschnitt dieses Kanals und den hydrostatischen Druck im Strom wesentlich verringert, d.h. es werden Bedingungen zur Kavitationsentstehung geschaffen. Hinter dem Mindestquerschnitt des Flüssigkeitsstrom^ im Kanal beobachtet man seine Erweiterung, Steigerung des hydrostatic·

Zusammenstürzen
sehen Drucks und das ν der Kavitationshohlräume, was zu einer schnellen Zerstörung des Absperrorgans und der Abdichtungselemente führt.

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Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der genannten Nachteile.

Der Erfindung liegt diä Aufgabe der Entwicklung eines solchen Schiebers zum Absperren eines Flüssigkeitsstroms in den Rohrleitungen zugrunde, in dem das Absperrorgan so ausgeführt wäre, daß es die Verlegung der Kavitation hinter das Absperrorgan in Richtung der Strombewegung ermöglichen würde, was wiederum die Erhöhung der Lebensdauer, die Verringerung der Masse und der Abmessungen des Schiebers ermöglicht.

wird

Die gestellte Aufgabe^dadurch gelöst, daß im Schieber zum Absperren des Flüssigkeitsstroms in Rohrleitungen, der ein Gehäuse enthält, das mit den Rohrleitungen hermetisch verbunden ist und Abdichtungselemente hat, zwischen denen sich ein Absperrorgan mit der Möglichkeit der Bewegung senkrecht zur Zuführungsrichtung des Flüssigkeitsstroms befindet, erfindungsgemäß das Absperrorgan an seiner dem Antrieb gegenüberliegenden Umfangsfläche auf deren gesamter Erstreckung eine'Abschrägung

hat, die so ausgeführt ist, daß im Moment der Verbindung der Rohrleitungen zwischen der Abschrägung des Absperrorgans, dem Gehäuse und den Abdichtungselementen ein Kanal gebildet wird, der sich in Strömung©- richtung verjüngt.

Bei einer solohan Ausführung des Absperrorgans kontrahiert .sich der Flüssigkeitsstrom unter ihm

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allmählich, in Richtung seiner Bewegung -umd es kommt unter dem Absperrorgan noch, nicht zur Kavitation.

Diese tritt vielmehr erst stromabwärts des Absperrorgans

Dadurch werden günstige

Bedingungen für den Betrieb des Absperrorgans und der Abdichtungselemente geschaffen, was zu einer mehrfachen Erhöhung der Lebensdauer des Schiebers führt. Das ermöglicht außerdem die Verringerung der Masse des Absperrorgans und des Antriebs für seine Bewegung.

Das weiteren ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet,

daß mittig auf dem abgeschrägten TJmfangsabschnittt

beiden

ein Ansatz vorgesehen ist, der in v„ Endstellungen mit dem Abdichtungselement in Berührung steht, das sich im Gehäuse seitens der Flüssigkeitszufuhr befindet. Das gibt die Möglichkeit, ^^^dichtungselement

.ohne starre Befestigung im Gehäuse festzulegen, wodurch die konstruktive Ausführung des Schiebers wesentlich vereinfacht wird.

Es ist zweckmäßig, wenn die Abdichtungselemente im Gehäuse mit einer Möglichkeit des Andrückens an das Absperrorgan durch federnde elastische Ringe untergebracht werden, die sich zwischen dem Gehäuse und dem Abdichtungselement

in den Abdichtungsstellen bei ungenügendem Druckwert befinden, was den erforderlichen KontaktdruckYäes Flüssig-

/ ^e ■
keitsstroms sichrt. Solche Aufstellung der AbdichtungseLe-

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mente sichert außerdem einen vollständigen hermetischen Abschluß im geschlossenen Zustand _r auch wenn

ein fremder Körper zwischen eine s der Abdichtungselemente und das Absperrorgan gelangt.

Auf solche Welse hat der erfindungsgemäße Schieber eine einfache Konstruktion, ist betriebssicher und hat eine lange Lebensdauer.

Nachstehend wird die Erfindung durch die

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels des Schiebers zur Überdeckung des Flüssigkeitsstroms in Rohrleitungen mit Bezugnahme auf beigefügte Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 schematische Darstellung eines

erfindungsgemäßen Schiebers im Längsschnitt;

Pig. 2 Stellung des Absperrorgans des Schiebers im Moment der Verbindung der Rohrleitungen, Frontansicht in der Zuführungsrichtung des Flüssigkeitsstroms;

Fig. 3 Schnitt nach der Linie III-III der Fig.2 .

Der Schieber zum Absperren ' des Flüssigkeitsstroms ist in'jdie Rohrleitungen 1 und 2 eingebaut und enthält ein Gehäuse 3 und ein Absperrorgan 4-.

Des Gehäuse 3 ist in der Art eines Dreiwegestücks mit Stutzen 5, 6 und 7 ausgeführt, wobei die Durchmesser der

Stutzen 5 und 6 etwa, dem Durchmesser der Rohrentsprechen.
leitungen 1 und 2 ν Die Stutzen 5 und 6 des Gehäuses

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sind mit den Rohrleitungen 1 und 2 durch eine schnell lösbare Verbindung 8 verbunden, die eine beliebige Konstruktion hat, die eine hermetische Verbindung sichert.

Im Gehäuse 3 sind Abdichtungselemente 9 und 10 eingesetzt, zwischen denen das Absperrorgan 4- mit der Möglichkeit einer Hinbewegung senkrecht zur Zuführungsrichtung des Flüssigkeitsstroms untergebracht ist. Das Absperrorgan 4- ist in der Art eines Schiebers dargestellt, es kann sowohl einstückig als auch aus mehreren Längsteilen ausgeführt werden.

Die obere Stirnseite des Absperrorgans 4- ist auf beliebige bekannte Weise mit einer 'ausfahrbaren Spindel 11 eines Antriebs 12 verbunden. A₁Is solchen verwendet man einen beliebigen bekannten Antrieb, der für die ^Bewegung des Absperrorgans geeignet ist und aus einer Mutter, 13 und ais einem Handrad 14- besteht.

Über den gesamten unteren Umfangsabschnitt des Absperr-

. organs 4 erstreckt sich

eine Abschrägung 15, die so ausgeführt ist, daß im Moment der Verbindung der Rohrleitungen 1 und 2 zwischen der Abschrägung 15, den .Abdichtungselementen 9, 10

und dem Gehäuse 3 ein Kanal 16 entsteht, der sich in Richtung ' der Flüssigkeitszufuhr verjüngt, die in Fig. 1 urid 3 durcl

lsi
Pfeil A gezeigti~"infolge des Vorhandenseins dieser Abschrä-

gung 15 ist die Länge der Seitenfläche 17 des Absperrorgans

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- r-

4- seitens der Zufuhr des Flüssigkeitsstroms geringer als die der Seitenfläche 18.

Diese verjüngte Form des Kanals 16 .erhält sich während der gesamten Bewegung des Absperrorgans
beim Öffnen und Schließen des Schiebers.

Dabei ist der Querschnitt dieses Kanals 16 am Eingang größer als der Querschnitt an seinem Ausgang.

Am unteren Umfang des Absperrorgans 4- mittig zur

Abschrägung 15 gibt es einen Ansatz 19 (Fig. 1 und 2), der

beiden
in ^v Endstellungen des Absperrorgans 4 mit dem Abdichtungslement 9 in Berührung steht, das sich im Gehäuae seitens der Flüssigkeitszufuhr befindet.

Die Seitenflächen des Ansatzes 19 gehen allmählich,
wie es in Fig. 2 gezeigt ist, in die Oberfläche über, die die Abschrägung 15 bildet.

Die Abdichtung.selemente 9 und 10 (Fig. 1) sind im Gehäuse 3 mit der Möglichkeit des Andrückens an das Absperrorgan 4- durch federnde elastische Ringe 2o eingesetzt, die aus einem beliebigen bekannten Stoff hergestellt sind, der für einen langen Betrieb in der Flüssigkeit geeignet ist,. die durch die Rohrleitungen 1 und 2 befördert wird.

Dabei sind in den Abdichtungselementen 9 und 10 Ringausdrehungen 21 vorgesehen, in denen sich federnde elasti sche Ringe 20 befinden. Um dabei .die axiale Verschiebung der Ringe 20 und der Abdichtungselemente 9 und 10 auszu-

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schließen, sind in Richtung vom Absperrorgan 4 weg im Gehäuse 3 an seiner Innenseite Eingansätze 22 ausgeführt, gegen

die die

die siclr/federndeaRinge 20 und^vAbdichtungselemente 9 und stützen.

Im Gehäuse 3 ist auf der Seite des Antriebs 12 eine öffnung 23 zum Ein- und Ausbau der

Abdichtungselemente 9 und 10 und der federnden elastischen Ringe 20 im Gelläuse ohne dessen Herausnahme aus den Rohrleitungen ausgeführt.

Die Betriebsweise des vorgeschlagenen Schiebers ist wie folgt.

Zur Verbindung der Rohrleitungen 1 und 2 wird das Handrad 14 des Schiebers zusammen mit der Mutter 13 gedreht. D.adurch bewegt ■ sich die Spindel 11 zusammen mit dem Absperrorgan 4 nach oben, auf die Abdichtungselemente 9 und 10 bezogen, die an das Absperrorgan 4 durch die Verformung der federnden elastischen Ringe 20 angedrückt werden.

Während der Verschiebung des Absperrorgans 4 wird zwischen den Abdichtungselementen 9 und 10, dem Gehäuse 3 und der Abschrägung 15 der unteren Stirnseite des Absperrorgans 4 ein Kanal 16 (Fig. 3) gebildet, der sich in Richtung der Flüssigkeitszufuhr verjüngt. Das Vorhandensein der Abschrägung 15 und des verjüngten Kanals 16 bewirkt

eine allmähliche Kontraktion des Plüssigkeitsstroms längs dem Kanal 16, wodurch am Ausgang

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aus dem Kanal 16 der minimale Querschnitt des Stroms und der minimale hydrostatische Druck darin gewährleistet werden. Dabei bilden sich die Kavitationshohlräume außerhalb des Absperrorgans 4·. Gleich nach dem Austritt des Flüssigkeitsstroms aus dem Kanal 16 erfolgt seine rapide Erweiterung, die Erhöhung seines hydrostatischen Drucks und das Zusammenstürzen der Kavitationshohlräume. Auf diese Weise ^eben die Abschrägung 15 am unteren Umfang des Absperrorgans und der Verlauf des Kanals 16 die Möglichkeit, die Kavitation vom Absperrorgan· _weg in den Flüssigkeitsstrom zu verlagern.■

Beim Heben des Absperrorgans 4- in die obere Endstellung begrenzt der Ansatz 19 die Verschiebung des Abdichtungselements 9, die durch elastische Verformung des Rings 20 und durch hydrodynamische Einwirkung des Flüssigkeitsstroms hervorgerufen wird.

Zum Absperren des Flüssigkeitsstroms in den Rohrleitungen 1 und 2 sinkt das Absperrorgan 4- in die untere Stellung, wobei durch die Abschrägung 15 und unterschiedliche Länge der Seitenflächen 17 und 18 die Überdeckung des Stroms zuerst auf der Seite des Abdichtungselements 10 und,danach auf der Seite des Abdichtungselements 9 erfolgt, Auch in diesem Fall wird die Kavitation aus dem Bereich des Absperrorgans in Richtung der Strombewegung verlegt.

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Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1 .^Schieber zum AT&sperren des Flüssigkeitsstroms in

V / einem

Rohrleitungen mit ^v Gehäuse, da-s mit den

Rohrleitungen hermetisch verbunden ist, und Abdichtungselementen, zwischen denen sich ein Absperrorgan mit der Möglichkeit der . Bewegung senkrecht zur Zuführungsrichtung des Flüssigkeitsstroms befindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan (4) auf seinem gesamten dem Antrieb

Umfangsabschnitt

gegenüberliegenden ^v eine Abschrägung (15) hat, die so ausgeführt ist, daß im Moment der Verbindung der Rohrleitungen (1 und 2) zwischen der Abschrägung (15) des Absperrorgans, dem Gehäuse (3) und den Abdichtungselementen (9 und 10) ein Kanal (16) gebildet wird, der sich in Strömungsrichtung verjüngt,
2. Schieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

Umfangsabs chnitt
daß am abgeschrägten ν des Absperrorgans (4) _mj_ttig zur Abschrägung (15) ein Ansatz (19) vorhanden ist, der in ^e"v ^enEndstellungen des Absperrorgans mit dem Abdichtungselement (9) in Berührung steht, das sich im Gehäuse (3) seitens der Flüssigkeitszufuhr befindet.
3. Schieber nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtungselemente (9 und 10) im Gehäuse (3) mit einer Möglichkeit des Andrückens an das Absperrorgan

(4) durch federnde elastische Ringe (20) untergebracht werden, die sich zwischen dem Gehäuse (3) und den Abdichtungselemente befinden.

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ORIGINAL INSPECTED