DE29814859U1 - Regalarmatur - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelarmatur zur Dosierung des Durchflusses von Flüssigkeiten, Suspensionen oder Gasen durch einen Kanal.

Zum Absperren oder Dosieren des Durchflusses von Leitungen werden generell Schieber eingesetzt, die quer zu der Strömungsrichtung bewegt werden und den Querschnitt der Durchflußöffnung verkleinern. Solche Schieber, die von einer Seite her quer in den Durchflußkanal eingeführt werden, haben erhebliche Veränderungen des Strömungsprofils zur Folge. Insbesondere wird die Querschnittsgeometrie der Strömung stark asymmetrisch, weil sich der geometrische Mittelpunkt des Strömungsquerschnitts verlagert. Aus diesem Grund ist auch in den meisten Fällen bei solchen Schiebern die Durchflußrate nicht proportional zum Öffnungsquerschnitt.

Aus DE 93 07 646 Ul ist ein Absperrschieber in Form eines Scherenschiebers bekannt. Dieser weist zwei

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Schieberplatten auf, die gegenläufig um eine gemeinsame Achse schwenkbar sind und dabei eine Durchflußöffnung mehr oder weniger verschließen. Am Schluß dieser Schließbewegung hat die Durchflußöffnung die Form eines schmalen vertikalen Spaltes. Beide Schieber bewegen sich in einer gemeinsamen Ebene und im Öffnungszustand lassen sie einen die Durchflußöffnung umgebenden relativ großen Totraum frei.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regelarmatur zu schaffen, die ein nahezu zirkuläres Schließverhalten hat und dennoch relativ einfach aufgebaut ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Bei der erfindungsgemäßen Regelarmatur bewegen sich zwei Schieber, die konkave Begrenzungsränder haben, gegensinnig zueinander. Die konkaven Begrenzungsränder bilden die Durchflußöffnung der Regelarmatur. Wenn die Schieber sich gegeneinander bewegen, erhält die Durchflußöffnung eine Linsenform. Dies bedeutet, daß sich sowohl die Höhe als auch die Breite der Durchflußöffnung verkleinert, so daß die Durchflußöffnung ein nahezu zirkuläres Schließverhalten (ähnlich einer Irisblende) hat. Die beiden Schieber überlappen sich gegenseitig. Sie bewegen sich also in separaten parallelen Ebenen, so daß beim Schließvorgang keine gegenseitige Anpressung der beiden Schieber im Schließspalt erfolgt. Infolge der konkaven Begrenzungsränder entsteht eine günstige Öffnungscharakteristik der Regelarmatur, wobei

auch kleinere Durchflußmengen sehr genau dosiert werden können.

Die erfindungsgemäße Regelarmatur kann in besonders günstiger Weise so ausgebildet werden, daß die vollständig geöffnete Durchlaßöffnung in Querschnittsform und -größe dem Nenndurchmesser der angeflanschten Rohrleitung entspricht, so daß keinerlei Querschnittsverengung eintritt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Begrenzungsrand des einen Schiebers eine Öffnung umschließt. Der Schieber hat eine Öffnung, deren Umfang vollständig umschlossen ist. Diese Öffnung kann durch Schwenken des Schiebers in Ausrichtung mit dem Zuflußkanal und dem. Abflußkanal gebracht werden und definiert die maximale Durchlaßöffnung. Vorteilhaft ist, daß eine Abdichtung des betreffenden Schiebers mit einem einfachen O-Ring möglich ist, der in der angrenzenden Stirnwand des Gehäuses oder an dem betreffenden Schieber vorgesehen ist.

Vorzugsweise weist ein Schieber einen in der Ebene des anderen Schiebers liegenden Hilfsschieber auf, der im Schließzustand gegen den Begrenzungsrand des anderen Schiebers drückt und die Durchgangsöffnung abdichtet. Der Hilfsschieber bildet keine Begrenzung der Durchflußöffnung, sondern er befindet sich als Dichtelement hinter der Kontur des ihn tragenden Schiebers. Eine Funktion übt er nur am Ende der Schließbewegung aus, wenn er mit dem gegenüberliegenden Schieber zusammenwirkt, um einen vollständigen Verschluß zu erreichen.

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Eine besonders raumsparende Anordnung ergibt sich, wenn die Schieber sich in einem von Stirnwänden begrenzten runden Gehäuse befinden, in dem die Durchgangsöffnung koaxial angeordnet ist. Ein solches relativ flaches Schiebergehäuse kann platzsparend zwischen den angrenzenden Leitungen montiert werden.

Die Betätigung der Schieber erfolgt zweckmäßigerweise durch einen Stellring, der an jedem der Schieber angreift und die Schieber gegenläufig bewegt· An dem Stellring kann ein üblicher Betätigungsmechanismus angreifen, der eine manuelle, pneumatische, hydraulische oder sonstige Verstellung ermöglicht. Der Stellring bietet den Vorteil, daß er leicht und ohne größere Reibungskräfte drehbar ist. Außerdem reicht eine relativ kurze Drehung des Stellrings aus, um die Schieber über den gesamten Verstellbereich zu verschieben. Daher können kurzhubige Betätigungseinrichtungen benutzt werden. Zweckmäßigerweise wird der Stellring gegen das Gehäuse durch Dichtungen abgedichtet. Der Stellring ermöglicht wegen seiner Rundheit eine sehr einfache Abdichtung gegen die angrenzenden Stirnwände des Gehäuses, wobei im Stellring eine Abdichtung des Gehäuses nach außen bewirkt werden kann.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht der Regelarmatur bei geöffnetem Gehäuse und in Öffnungsstellung befindlichen Schiebern,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1 bei geschlossenem Gehäuse,

Fig. 3 eine gleiche Darstellung wie Fig. 1, jedoch im Schließzustand der Schieber,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV von Fig. 3,

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V von Fig. 3 zur Verdeutlichung des Hilfsschiebers in der Schließposition und

Fig. 6 eine Stirnansicht des geschlossenen Gehäuses mit einer an dem Stellring angreifenden Betätigungsvorrichtung . .

Die dargestellte Regelarmatur zur Regulierung des Durchflusses durch eine Fluidleitung weist ein kreisrundes Gehäuse 10 auf, das aus einer unteren Gehäusehälfte 10a und einer oberen Gehäusehälfte 10b besteht. Die beiden Gehäusehälften 10a,10b weisen gegeneinanderliegende Flansche mit Löchern 11 auf und sind durch Schrauben 12 miteinander verschraubt. Durch das Gehäuse 10 führt ein axialer zentrischer Durchflußkanal 13 hindurch, an den (nicht dargestellte) Strömungsleitungen angeschlossen werden können. Im Innern des Gehäuses 10 ist ein kreisförmiger Innenraum 19 gebildet, dessen Durchmesser wesentlich größer ist als derjenige des Durchflußkanals 13. In dem Innenraum 19 befinden sich die beiden Schieber 14 und 15.

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Der Schieber 14 ist um eine achsparallel zum Gehäuse 10 verlaufende Achse 16 schwenkbar. Er besteht aus einer flachen Platte, die durch Drehen um die Achse 16 quer über den Durchflußkanal 13 geschwenkt werden kann. Der Schieber 14 enthält eine umfangstnäßig umschlossene Öffnung 17, die in Form und Größe im wesentlichen gleich dem Querschnitt des angrenzenden Durchflußkanals 13 ist und mit diesem zur Deckung gebracht werden kann. Der innere Rand der Öffnung 17 bildet den Begrenzungsrand 18 des Schiebers 14, d.h. denjenigen Rand, der zusammen mit dem anderen Schieber die Durchflußöffnung 20 begrenzt. Die Durchflußöffnung 20 ist diejenige Öffnung, die durchströmt werden kann. Bei der Darstellung in Fig. 1 hat die Durchflußöffnung 20 den maximalen Querschnitt, der demjenigen des Durchflußkanals 13 entspricht, und in Fig. 3 ist die Durchflußöffnung auf Null reduziert.

Der Schieber 14 weist außer dem die Öffnung 17 umschließenden Rand 21 einen Sperrteil 22 auf, der dazu dient, mehr als die Hälfte des Querschnitts des Durchflußkanals 13 zu versperren (Fig. 3). Der Schieber 14 kann zwischen der in Fig. 1 dargestellten Öffnungsstellung und der in Fig. 3 dargestellten Schließstellung um die Achse 16 herum verschwenkt werden. In der Öffnungsstellung gibt er den vollen Querschnitt des Durchflußkanals 13 frei und in der Schließstellung bewirkt er zusammen mit dem Schieber 15 eine vollständige Absperrung. Der Schieber 14 hat insgesamt einen Umriß, der im wesentlichen dreieckförmig ist, wobei die Ecken jedoch so stark abgerundet sind, daß der Umriß auch gleichzeitig beinahe kreisförmig ist. Nahe dem Umfang des Schiebers 14 befindet sich ein Zapfen 23, an dem ein noch zu

erläuternder Stellring 24 angreift, um den Schieber 14 um die Achse 16 herum zu verschwenken. Der Zapfen 23 und die Achse 16 befinden sich auf einer Linie, die etwa durch die Mittelachse des Durchflußkanals 13 hindurchgeht .

Der zweite Schieber 15 ist im wesentlichen sichelförmig ausgebildet. Er weist einen konkaven Begrenzungsrand 25 auf, der die gleiche Krümmung hat wie der konkave Begrenzungsrand 18 des Schiebers 14 und sich über weniger als 180° erstreckt. Im Öffnungszustand (Fig. 1) gibt der Schieber 15 den vollen Querschnitt des Durchflußkanals 13 frei, während er im Schließzustand (Fig. 3) den einen Teil des Durchflußkanalquerschnitts versperrt. Der Schieber 15 ist um eine Achse 26 relativ zu dem Gehäuse 10 schwenkbar. Er greift mit einem Zapfen 27 mit dem Stellring 24 zusammen. Die Achse 26 und der Zapfen 27 liegen in der Schließstellung (Fig. 3), bezogen auf den Durchflußkanal 13, auf demselben Durchmesser wie die Achse 16 und der Zapfen 23. Durch Drehen des Stellringes 24 können die Schieber 14,15 um ihre jeweilige Achse 16 bzw. 26 herum verstellt werden. Zu diesem Zweck weist der Stellring 24 nach innen ragende Laschen 28,29 auf, die jeweils mit einem Langloch 30 versehen sind, durch das der Zapfen 23 bzw. 27 hindurchragt. Die Laschen 28,29 befinden sich in unterschiedlichen Ebenen. Die Lasche 28 liegt in der Ebene des Schiebers 15 und die Lasche 29 in der Ebene des Schiebers 14. Demgemäß ragt der Zapfen 23 von dem Schieber 14 nach unten, während der Zapfen 27 von dem Schieber 15 nach oben ragt.

Der Durchmesser des Innenraumes 19, der von dem Stellring 24 umschlossen wird und für die Bewegung der Schieber 14,15 zur Verfügung steht, ist etwas größer als das Doppelte des Durchmessers des Durchflußkanals 13. Die axiale Länge dieses Innenraums 19 ist gleich der Summe der Dicken der beiden Schieber 14 und 15.

Da die Schieber 14,15 sich in unterschiedlichen Ebenen bewegen und gegenseitig überlappen, ist in der Schließstellung ein Dichtspalt nicht vorhanden. Um eine Abdichtung dennoch zu erreichen, ist an dem Schieber 14 ein Hilfsschieber 31 angebracht, der sich in der Ebene des Schiebers 15 befindet und der um eine Achse 32· des Schiebers 14 schwenkbar ist. Der Hilfsschieber 32 weist einen mit einer Dichtung 33 versehenen Dichtrand auf, der exakt in den Begrenzungsrand 25 des Schiebers 15 hineinpaßt. Werden beide Schieber 14,15 in die Schließstellung gedrückt, wird die am Umfang des Hilfsschiebers 32 vorgesehene Dichtung 33 gegen den Begrenzungsrand 25 des Schiebers 15 gedrückt, um eine vollständige Abdichtung der Durchflußöffnung zu erreichen. Der Hilfsschieber 31 ist um seine Achse 32 frei schwenkbar, so daß er selbsteinstellend ist.

Der Stellring 24 ist an die Umfangswand des Innenraums 19 so angepaßt, daß der Stellring 24 in dem Gehäuse 10 drehbar gelagert ist. Dabei ist der Stellring koaxial zu dem Durchflußkanal 13 angeordnet. Der Stellring 24 weist einen nach außen abstehenden Ansatz 34 auf, der sich durch einen radialen Schlitz 35 des Gehäuses nach außen erstreckt, so daß daran eine Betätigungsvorrichtung 36 angreifen kann, von der in Fig. 6 ein Beispiel dargestellt ist. Die Betätigungsvorrichtung weist ein

an einem ortsfesten Halter 37 drehbar gelagertes Handrad 3 8 auf, dessen Achse mit einer Spindel 39 verbunden ist. Die Spindel 39 steht in Gewindeeingriff mit einer Spindelmutter 40, durch die der Ansatz 34 des Stellringes 24 quer hindurchragt. Durch Drehen des Handrades 3 8 kann der Stellring 24 im Gehäuse 10 gedreht werden.

Die Abdichtung der Regelarmatur erfolgt durch O-Ringe 41,42, die zu beiden Seiten des Stellringes 24 in die jeweilige Stirnwand der Gehäusehälfte 10a bzw. lOb eingesetzt sind. Auf diese Weise wird eine Abdichtung nach außen erreicht. An der unteren Gehäusehälfte 10a ist um den Durchflußkanal 13 herum eine Dichtung 43 in Form eines O-Ringes angeordnet, welcher mit dem unteren Schieber 15 und dem Hilfsschieber 31 zusammenwirkt. In der Schließstellung bewirkt die Dichtung 43 zusammen mit der Dichtung 33 eine vollständige Abdichtung desjenigen Abschnitts des Durchflußkanals 13, der in den Fign. 2 und 4 unten dargestellt ist. Die Abdichtung des oberen Abschnitts erfolgt durch eine Dichtung 44, die in eine Nut der oberen Gehäusehälfte 10b eingelassen ist und deren Verlauf in Fig. 6 dargestellt ist. Die Dichtung 44 umgibt die eine Hälfte des Umfanges des Durchflußkanals 13 eng und erstreckt sich dann in Form einer Schleife über denjenigen Bereich, der von dem Rand 21 des Schiebers 14 in der Schließstellung (Fig. 3) eingenommen wird. Dadurch wird das mit dem Durchflußkanal 13 in Verbindung stehende Totraumvolumen auf ein Minimum reduziert.

Claims (10)

· i ANSPRÜCHE

1. Regelarmatur, mit zwei von einem gemeinsamen Antriebsorgan gegenläufig bewegbaren plattenförmigen Schiebern (14,15), die eine Durchflußöffnung (20) begrenzen,

dadurch gekennzeichnet,

daß die beiden Schieber (14,15) um unterschiedliche Schwenkachsen (16,26) schwenkbar sind und konkave Begrenzungsränder (18,25) aufweisen, welche gemeinsam die variable Durchgangsöffnung (20) umfangsmäßig umschließen, und daß die Schieber (14,15) sich gegenseitig überlappen.

2. Regelarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzungsrand (18) des einen Schiebers (14) eine Öffnung (17) umschließt.

3. Regelarmatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schieber (14) einen in der Ebene des anderen Schiebers (15) liegenden Hilfsschieber (31) aufweist, der im Schließzustand gegen den Begrenzungsrand (25) des anderen Schiebers

(15) drückt und die Durchgangsöffnung (20) abdichtet.

4. Regelarmatur nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsschieber (31) an dem einen Schieber (14) schwenkbar gelagert ist.

5. Regelarmatur nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieber (14,15) sich in einem von Stirnwänden begrenzten runden Gehäuse (10) befinden, in dem die Durchgangsöffnung (20) koaxial angeordnet ist.

6. Regelarmatur nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß ein drehbarer Stellring (24) vorgesehen ist, der an jedem der Schieber (14,15) angreift, um die Schieber gegenläufig zu bewegen.

7. Regelarmatur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stirnwänden des Gehäuses (10) Dichtungen (43,44) vorgesehen sind, die mit den Flächen der Schieber (14,15) zusammenwirken.

8. Regelarmatur nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachsen (16,26), bezogen auf den Mittelpunkt der Durchgangsöffnung (2 0), diametral angeordnet sind.

9. Regelarmatur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieber (14,15) nach entgegengesetzten Richtungen weisende Zapfen (23,26) aufweisen, die in Mitnahmelaschen (28,29) des Stellringes

(24) eingreifen.

10. Regelarmatur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellring (24) gegen das Gehäuse (10) durch Dichtungen (41,42) abgedichtet ist.