DE3200323A1

DE3200323A1 - Schnellschliessende klappe insbes. fuer rohrleitungen

Info

Publication number: DE3200323A1
Application number: DE19823200323
Authority: DE
Inventors: Wilhard 2000 Hamburg Kleineidam; Josef 2210 Itzehoe Starman
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-01-08
Filing date: 1982-01-08
Publication date: 1983-07-21

Description

Die Erfindung betrifft eine schnei 1schließende Klappe, insbes. für explosionsgefährdete Rohrleitungen und dergl.

Bei Rohrleitungen dieser Art ist es bei Betriebsunfällen zur Verhinderung größerer Schäden erforderlich, daß die hinter der Brandstelle, Explosionsstelle oder dergl. liegenden Rohrleitungsteile auf ein auslösendes Signal hin nahezu schlagartig abgesperrt werden.

Zu diesem Zweck sind schon verschiedene Konstruktionen von Verschlußorganen für Rohrleitungen vorgeschlagen worden, die überwiegend als Schieberabsperrorgane mittels besonderer Schieberzungen von Federn, Druckzylindern oder dergl. quer zur Rohrleitung bewegt werden. Da der zum vollständigen Schließen der Rohrleitung von Schiebern zurückzulegende Weg verhältnismäßig groß ist, werden mit diesen Schnell sch!ußschiebern häufig nicht die verlangten außerordentlich kurzen Schließzeiten erreicht. Ein weiterer Nachteil der bekannten Schnellschlußschieber liegt darin, daß sie allgemein nur von Hand und mit nicht unerheblichem Aufwand wie das Auswechseln von beschädigten Teilen mit Sollbruchstellen oder den Einbau neuer Sprengkapseln bei durch Sprengkapseln betätigten Ventilen vom Schließstand wieder in den arbeitsbereiten üffnungszustand zurückgeführt werden können

Durch die vorliegende Erfindung sollen die Nachteile der bekannten Schieber dieser Art vermieden und insbesondere die Aufgabe gelöst werden, eine schnellschließende Vorrichtung zu schaffen,

mit der einmal die Verschlußzeiten gegenüber den bekannten Vorrichtungen erheblich verringert werden können und die sich, ohne aufwendige manuelle Arbeiten an der Vorrichtung ohne weiteres wieder in den arbeitsbereiten Öffnungszustand zurückführen läßt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine schnell¹-schließnde Klappe vorgeschlagen, bei der die drehbar in einem in eine Rohrleitung einbaubaren Gehäuse gelagerte Schließklappe rh*i t"% ι η e r in einem Steuergehäuse gelagerten Drehachse in Verbindung steht, auf der ein Zahnrad, welches über eine Zahnstange und eine Kolbenstange mit dem Druckkolben eines am Steuergehäuse gelagerten Druckzylinders verbunden ist, sowie eine Steuerscheibe mit Rast- bzw. Fangnuten, in die die Nasen des durch einen Schaltimpuls ausgelösten Kolbens einer Auslösevorrichtung und des Kolbens einer Fang- und Arretiervorrichtung einführbar sind, drehfest angeordnet sind, d. h. wenn das Zahnrad gedreht wird,wild die Drehachse mitgedreht und ebenso die Steuerscheibe.

Um das harte Aufschlagen von bewegten Teilen an feststehenden Gehäuseteilen beim Auslösen der Bewegung des Druckkolbens zu vermeiden, soll auf der Kolbenstange des Druckkölbens im Druckzylinder noch ein besonderer Bremskolben angebracht sein. Der Bremskolben kann dabei bespielsweise einen kleineren Durchmesser als der Druckkolben aufweisen und dann mit einem im Druckzylinder angeordneten Bremszylinder mit kleinerer Bohrung*

- 7 zusammenwirken.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Kolbenstange und die Zahnstange zu einer Einheit zu verbinden, d. h. diese einstückig auszuführen. Die Anzahl der Zähne auf der Zahnstange soll der Anzahl der Zähne des Zahnrades auf 90° seines Umfanges entsprechen, so daß beim Einwirken der Zahnstange auf das Zahnrad dieses nur um 90° gedereht werden kann und damit auch die Drehachse, die Steuerscheibe und letztlich auch die Verschlußklappe. Damit sich die Zahnstange nicht im Gehäuse verdrehen kann, soll sie mit einer Längsnut versehen sein, in die eine am Steuergehäuse angeordnete Führungsleiste eingreift. Das freie Ende der Kolbenstange/Zahnstange soll mit einer im oder am Steuergehäuse gelagerten Rückstellfeder für die Zahnstange/ Kolbenstange mit Bremskolben und Druckkolben verbunden sein.

Dabei kann für die Rückstellung statt einer Rückstellfeder na-/ein

türlich auch Druckzylinder vorgesehen werden.

Die Rast- bzw. Fangnuten in der mit dem Zahnrad auf der Drehachse drehfest verbundenen Steuerscheibe sollen um 180° versetzt zueinander am Umfang der Steuerscheibe und die Auslösevorrichtung mit der Nase am Kolben und die Fang- und Arretiervorrichtung mit der Nase am Kolben um 90° versetzt zueinander am Steuergehäuse angebracht sein. Der Außendurchmesser der Steuerscheibe wird dabei zweckmäßig in dem von den Nnsen Uberstrichenen Bereich zwischen den Nuten geringer ausgeführt als in seinem übrigen Umfangsbereich, was das Ausrasten der Nasen aus den Nuten erleichtert.

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Die Fangvorrichtung kann in einfachster Weise als am Steuergehäuse mittels einer Feder gegen eine Anschlagplatte abgestützter Kolben ausgeführt sein, de.ssen der Steuerscheibe zugewandtes Ende als Nase ausgebildet ist. Die Freigabe der Fang- und Arretiervorrichtung soll von einem Druckzylinder erfolgen.

Die Auslösevorrichtung soll mit einem in einem zl indrischerv Gehäuseteil geführten, an seinem vorderen Ende eine Nase aufweisenden Kolben versehen sein, in dem eine Spannfeder angeordnet ist, die durch einen am zylindrischen Gehäuseteil angebrachten, durch eine Nut im Kolben durchgreifenden Stift vorgespannt wird.

An Hand der Zeichnungen auf,denen

Fig. 1 eine Ansicht der erfindungsgemäßen schnellschließenden

Klappe mit den Schließorganen in Vorderansicht, Fig. 2 die gleiche Anordnung in Seitenansicht, Fig. 3 den Druckzylinder mit Zahnstange und das Zahnrad im Steuergehäuse,

/eu

Fig. 4 das Stergehäuse mit Teilen der Klappe und der Auslösevorrichtung und
Fig. 5 die Steuerscheibe im Steuergehäuse mit Auslösevorrichtung ■ und Fangvorrichtung

zeigen, soll die Erfindung nachfolgend noch näher erläutert werden.

In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen ver-ehen.

Am Absperrorgan 30, ist wie die Figuren 1 und 2 erkennen lassen, ein Steuergerät 20 angebracht, welches mit dem Druckzylinder einer Spann- oder Betätigungsvorrichtung 10 für die Verschlußklappe verbunden ist, sowie mit einer Auslösevorrichtung 40 und einer hier nicht dargestellten Fang- und Arretiervorrichtung 50. .

Einzelheiten dieser verschiedenen Teile der erfindungsgemäßen schnellschließenden Klappe sind aus den Fig. 3 bis 5 zu erkennen. Die Betätigung der Klappe des Verschlußorgans für die Rohrleitung erfolgt, wie insbes. Fig. 3 erkennen läßt,durch einen Druckkolben 106, mit einer Manschette 108, der in einem Druckzylinder 101 mit Zylinderköpfen 102, 103, in denen ein Anschluß 104 für Druckluft angebracht ist, verschieb!ich ist. Der Druck- !,yftäischluß 104 ist dabei ständig in arbeitsbereiter Lage über ein Magnetventil mit einem System höheren Druckes verbunden, welches den Kolben in einem vorgespannten Zustand hält. Am Druckkolben 106 ist eine Kolbenstange 110 angebracht, deren hinteres Ende als Zahnstange 111 ausgebildet ist, die mit einem Zahnrad 207 im Steuergehäuse 20 zusammenwirkt. Am freien Ende der Zahnstange 111 befindet sich noch eine Aufnahme für eine Rückstellfeder 209, die in einem Gehäuse 210 gelagert ist. Man erkennt, daß die Zahnstange 111 nur einige wenige Zähne 113 aufweist und zwar soviel Zähne wie das Zahnrad 207 auf 90° seines Umfanges hat. Auf diese Weise kann das Zahnrad und die über die Drehachse 202 damit verbundene Schließklappe 302 des Absperrorganes 30 nur um 90° von einer öffnungs- in eine Schließstellung

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gedreht werden und umgekehrt. Im Zylinder 101 befindet sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung noch ein kleinerer Bremszylinder 112, der mit einem zusätzlichen Bremskolben 107 mit einer Dichtung 109 zusamenwirkt. Weiterhin erkennt man im Steuergehäuse 20 noch eine Führung 206, die in eine Nut 114, in der Zahnstange 111 eingreift und damit deren Verdrehung verhindert.

Wenn nun, wie später noch zu erläutern sein wird, die Kolbenbewegung ausgelöst ist, bewegt sich der Druckkolben 106 mit der Kolbenstange 110 und der Zahnstange 111 nach links, wobei die Luft auf der Rückseite des Druckkolbens 106 durch Bohrungen 115 aus dem Zylinderraum 116 entweiiien kann. Die Zähne 113 der Zahnstange 111 greifen dabei in die Zähne des Zahnrades und drehen dieses mit seiner Drehachse 202 und damit die Schließklappe in die Schließstellung. In der Schließstellung ist die Schiießsklappe durch die Fangvorrichtung 50 arretiert und der letzte Zahn der Zahnstange 113 ist außer Eingriff mit dem Zahnrad 207. Das an dem Druckzylinder 10 über die Gewindebohrung 104 angebrachte, nicht dargestellte Magnetventil entlastet den Druckkolben 106 vom Druck, so daß der Druckkolben 106, der Bremskolben 107 und die Kolbenstange 110 / Zahnstange 111 nur noch von der eigenen kinetischen Energie bewegt werden. Diese Energie wird vom Bremskolben bis zum Stillstand völlig verbraucht. Die Bremswirkung des Bremskolbens 107 ist durch ein Drosselventil 105 im Zylinderkopf 103 einstellbar. Gleichzeitig mit der Kolbenbewegung werden die Federn 205 und 209 gespannt, welche die spätere Rückstellung des Kolbens 106 in die Ausgangsstellungbewirken.

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Bei der Steuervorrichtung 20 der Fig. 4 ist im Gehäuse 201 mit de,m Lagerdeckel 211 die Drehachse 202 gelagert, auf der das Zahnrad 207 und die Steuerscheibe 208 mittels Paßfedern drehbar gehalten sind. Man erkennt im Gehäuse 201 weiterhin die Zahnstange 111 und die Zahnstangenflihrung 206. Das Steuergehäuse 201 ist mit dem Gehäuse 301 der schnei 1schließenden Klappe verbunden, welches mittels Flanschen 303 in die zu schützende Rohrleitung eingebaut werden kann. Die eigentliche Schließklappe 302 ist im Gehäuse 301 mittels Zapfen 304 drehbar gelagert. Der obere Zapfen 304 weist eine Nase 305 auf, die in eine Nut 203 in der Drehachse 202 eingreift. Auf diese Weise macht die Klappe 302 die Drehbewegung der Drehachse 202 mit. Die Klappe ist hier in der Schließstellung dargestellt., bei der die Dichtung 306 an der Gehäuseinnenwand dichtend anliegt. Am oberen Teil der Drehachse befindet sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung noch ein Hebel 204, an dem die zweite Rückholfeder 205 gehalten ist.

,weiterhin
Wie Fig. 4 erkennen läßt, ist an das Steuergehäuse 201 noch die Auslösevorrichtung 40 für das Schließen der Klappe angeflanscht. Diese Vorrichtung weist einen in einem zylindrischen Gehäuse 402 verschieb!ich gelagerten Kolben 403 auf, dessen vorderes Ende zu einer Nase 405 geformt ist. Im Kolben 403 befindet sich eine Druckfeder 404, die einerseits am Kolben und andererseits an einem Stift 407 abgestützt ist, der im Gehäuse 402 befestigt ist und durch einen Schlitz 408 im Kolben hindurchgreift. Am hinteren Ende ist der Kolben 403 durch eine Verbindungsstange 406 mit einer nicht besonders dargestellten

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Vorrichtung verbunden, die durch ein Signal ausgelöst den Kolben zurückzieht. Dieses Signal wird beispielsweise durch Explosionsdetektor (Druckgeber)' von einer Stelle der Rohrleitung, die vor der schnellschließenden Klappe liegt, im Falle einer Störung in an sich bekannter Weise gegeben. Wie sich die Vorgänge in diesem Fall bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung abspielen, läßt sich an Hand der Fig. 5 erkennen, auf der insbesondere die Steuerscheibe 208 mit der Drehachse 202 dargestellt ist. Die Steuerscheibe weist im wesentlichen zwei Nuten 212 und 213 auf, zwischen denen in dem Bereich, der von den Nasen 405 an der Auslösevorrichtung 40 sowie 504 an einer Fang- und Arretiervorrichtung 50 überstrichen wird, der Außendurchmesser der Steuerscheibe etwas abgesetzt ist, um den Hub der Nasen 405 gering halten zu können, aber dennoch kräftige Anlageflanken für die Nasen 504 beim Gegenlaufen gegen die Flanken zu erhalten. Die erwähnte Fangvorrichtung 50 besteht aus einem im Steuergehäuse 201 gelagerten Kolben 501 der durch eine Druckfeder 502 gegen eine Platte 503 abgestützt ist und mit seiner Nase 504 auf dem abgesetzten Umfang der Steuerscheibe 208 geführt ist. Zur Auslösung der Arretierung der geschlossenen Lage durch die Nase 405, ist an der Fang- und Arretiervorrichtung 50 ein Druckzylinder 505 angebracht.

Wenn jetzt durch das erwähnte Signal die Nase 405 der Auslösevorrichtung 40 aus der Nut 212 in der Steuerscheibe 208 herausgezogen wird, dreht sich die Scheibe im in Pfei!richtung angegebenen Sinne um 90°, bis nämlich die Nase 504 der Fangvorrichtung in die Nut 213 in der Steuerscheibe einrastet. Damit

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- 13 ist die Klappe 302 dann geschlossen.

Wenn diese nun wieder in die öffnungsstellung bzw. Arbeitsbereitschaft gebracht werden soll, wird elektrisch oder mechanisch die Druckluftzuführung 506 im Druckzylinder 505 geöffnet, wobei dessen Druckkolben die Fang- und Arretiernase 504 aus der Nut 213 der Steuerscheibe 208 zieht. Die Rückholfedern 205 und 209 schieben mit Hilfe des Zahnrades 207 und der Zahnstange 211 den Druckkolben 106 in seine Ausgangsstellung zurück. Wenn die Ausgangsstellung erreicht ist, springt die Nase 405 in die Nut 212 der Steuerscheibe 208 und blockiert diese damit. In dieser Lage öffnet das nicht dargestellte Magnetventil am Anschluß 104 die Druckluftzufuhr vom vorhandenen Druckluftnetz und setzt den Kolben 106 unter Druck. Damit befindet sich die schnellschließende Klappe wieder in Arbeitsbereitschaft.

Claims

Schnellschließende Klappe insbes. für Rohrleitungen

Anm.: Josef Starman, 2210 Itzehoe/Holst. ■Wilhard Kleineidam, 2 Hamburg 54

Patentansprüche

[\.) Schnellschl ießende Klappe, insbes. für explosionsgefärdete Rohrleitungen und dergl. dadurch gekennzeichnet, daß die drehbar in einem in eine Rohrleitung einbaubarem Gehäuse (301) gelagerte Schließklappe (302) mit einer in einem Steuergehäuse (201) gelagerten Drehachse (202) in Verbindung steht, auf der ein Zahnrad (207), welches über eine Zahnstange (111) und eine Kolbenstange (110) mit dem Druckkolben (106) eines am Steuergehäuse gelagerten Druckzylinders (101) verbunden ist, sowie eine Steuerscheibe (208) mit Rast- bzw. Fangnuten (212, 213) in die die Nasen (405, 504) des durch einen Schaltimpuls ausgelösten Kolbens (403) einer Auslösevorrichtung (40) und des Kolbens (501) einer Fang- und

Arretiervorrichtung (50) einführbar sind, drehfest angeordnet sind ^
2. Klappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Kolbenstange (110) des Druckkolbens (106) im Druckzylinder (101) noch ein Bremskolben (107) angebracht ist.
3. Klappe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß

im Druckzylinder (101) am Ende^sdes Hubweges des Druckkolbens (106) eine oder mehrere Bohrungen (115) für die Ableitung der vom Druckkolben beim Arbeitshub aus dem ZyIinderraum (116) verdrängten Luft angeordnet sind.
4. Klappe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (110) und die Zahnstange (111) zu einer Einheit verbunden bzw. einstückig ausgeführt sind.
δ. Klappe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Zähne (113) auf der Zämstange (111) der Anzahl der Zähne (214) des Zahnrades (207) auf 90° seines Umfanges entspricht.
6. Klappe nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (111) mit einer Längsnut (114) versehen ist, in die oino am Stouorgohäuse (201) angeordnete Führungsleiste (206) eingreift.
7. Klappe nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß

das freie Ende der Kolbenstange / Zahnstange (110, 11.1) mit einer im oder am Steuergehäuse gelagerten Rückstellfeder (2Ö9) für die Zahnstange / Kolbenstange mit Bremskolben und Druckkolben verbunden ist.
8. Klappe nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rast- bzw. Fangnuten (212, 213) in der mit dem Zahnrad

(207) auf der Drehachse (202) drehfest verbundenen Steuerscheibe (208) um 180° versetzt zueinander am Umfang der Steuerscheibe und die Auslösevorrichtung (40) mit der Nase (405) am Kolben (403) und die Fang- und Arretiervorrichtung (50) mit der Nase (504) am Kolben (501) um 90° versetzt zueinander am Steuer^ehäuse angebracht sind.
9. Klappe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Steuerscheibe (208) in dem von den Nasen (405, 504) Uberstrichenen Bereich zwischen den Nuten (2-12, 213) geringer ist als in seinem übrigen Umfangsbereich,
10. Klappe nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Bereich geringeren Durchmessers der Steuerscheibe

(208) zugewandte Flanke der Nut (213) für die Nase (504) des **' Kolbens (501) der Fangvorrichtung (50) als Ablaufkurve (215)

ausgebildet ist.
11. Klappe nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fang- und Arretiervorrichtung (50) als im Steuergehäuse

(201) geführter mittels einer Feder (502) gegen eine Anschlagplatte (503) abgestützter Kolben (501) ausgeführt ist_s dessen der Steuerscheibe zugewandtes Ende als Nase (504) ausgebildet ist,
12. Klappe nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus!öse-vorrichtung (40) mit einem in einem zylindrischen Gehäuseteil (402) geführten, an seinem vorderen Ende eine Nase (405) aufweisenden Kolben (403) versehen ist, in dem eine Spannfeder (404) angeordnet ist, die durch einen am zylindrischen Gehäuseteil (402) angebrachten, durch eine. Nut (408) im Kolben (403) durchgreifenden Stift (407) vorgespannt ist.