DE3318202C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Klappenventil für große Leitungsquerschnitte, mit einem Gehäuse mit drei Lei­ tungsanschlüssen, von denen zwei Leitungsanschlüsse Ventilsitze aufweisen, mit einer in dem Gehäuse schwenk­ bar gelagerten Klappe, deren Schwenkachse zwischen den beiden Leitungsanschlüssen angeordnet ist, und mit einer Spannhebelanordnung mit einer Antriebswelle, Kurbelarmen und Spannarmen zum Verschwenken und An­ drücken der Klappe gegen den einen oder anderen Ventil­ sitz.

Derartige Klappenventile werden regelmäßig bei Kraft­ werken und dort insbesondere im Abgas- oder Rauchgasbe­ reich eingesetzt. Aufgrund der verhältnismäßig großen Leitungsquerschnitte treten erhebliche Probleme bei dem Verschwenken der Klappe und bei ihrem Andrücken gegen die Ventilsitze auf, um einwandfreie Dichtwirkung zu erreichen. Aus diesem Grunde wird häufig jeder Leitung ein eigenes Klappenventil zugeordnet, wenn in einem Kraftwerk die Abgase oder Rauchgase wahlweise in die eine oder andere Leitung geleitet werden, bei­ spielsweise von einer Gasturbine in einen Wärmetauscher oder in einen Kamin. Der Einsatz mehrerer Klappenventile ist in anlagen- und wartungstechnischer Hinsicht auf­ wendig.

Im übrigen kennt man eine Gasweiche für die Umsteuerung von Rauchgasen mit einem Klappenventil, bei dem als Betätigungsmechanismus ein Elektroantrieb mit über gefederte Umlenkrollen geführten Stahlseilen für die Klappe verwirklicht ist. Ferner kann eine derartige Gasweiche (vgl. Prospektblatt der Fa. Zur Steege und Janich "Technolog 3" aus März 1979).

Bei einer bekannten Umsteuerventilanordnung für Filter­ anlagen für Luft und Gas werden zwei verschiedene Klappen für zwei verschiedene Rohrstutzen mittels einer gemeinsamen Pleuelstange und zugeordneter Kurbel­ triebe betätigt, die von einem Motor unter Zwischen­ schaltung einer Rutschkupplung angetrieben werden (vgl. DE-GM 18 02 013).

Bei einem Absperrorgan für Heizölbatterietanks ist es bekannt, lediglich eine Klappe mittels einer Kipp­ hebelanordnung zum Öffnen oder Schließen einer Durch­ flußbohrung zu betätigen (vgl. DE-GM 19 32 452).

Weiter kennt man ein Klappenventil im Bereich des Auspuffs eines Verbrennungsmotors für Automobile. Bei dieser Ausführungsform sind drei Leitungsanschlüsse vorgesehen, von denen zwei Leitungsanschlüsse Ventil­ sitze aufweisen. Die Schwenkachse der Klappe liegt zwischen zwei Leitungsanschlüssen. Hier ist eine ganz spezielle Ventilkonstruktion verwirklicht. Denn die Ventilklappe weist eine konische Ausnehmung auf, in welche eine Betätigungsstange eingreift, die sich auf einer die Schwenkachse bildenden Antriebswelle befindet bzw. von dieser rechtwinklig absteht. Die Betätigungsstange ist in der konischen Ausnehmung mittels eines Schraubenbolzens fixiert, so daß eine Relativbewegung zwischen der Klappe und ihrer Betäti­ gungsstange in Stangenlängsrichtung und folglich ortho­ gonal zur Schwenkachse nicht möglich ist. Allenfalls ist die Klappe aufgrund ihrer konischen Ausnehmung auf der Betätigungsstange in geringem Maße hin- und herbeweglich gelagert, wenn man einmal ein hinreichendes Bewegungsspiel im Bereich der Schraubbefestigung für die Klappe auf der Betätigungsstange unterstellt (vgl. US-PS 12 82 857).

Durch die vorbeschriebenen Maßnahmen sind die Probleme um die Funktionsweise von Klappenventilen für große Leitungs­ querschnitte nicht maßgebend beeinflußt worden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Klappen­ ventil für große Leitungsquerschnitte der eingangs beschriebenen Ausführungsform zu schaffen, dessen Klappe sich durch einwandfreie Dichtwirkung auszeichnet.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungsge­ mäßen Klappenventil dadurch, daß die Klappe parallel zur Schwenkachse verlaufende Bolzen aufweist und mittels um die Schwenkachse und die Bolzen schwenkbar gelagerter Kipphebel mit der Schwenkachse verbunden ist. - Diese Maßnahmen der Erfindung haben zur Folge, daß aufgrund der Kipphebel im Bereich der Schwenkachse ein Parallel­ versatz im Zuge des Verschwenkens der Klappe gegen den einen oder anderen Ventilsitz erreicht wird. Aus diesem Parallelversatz resultiert ein gleichmäßiges Andrücken der Klappe gegen den jeweiligen Ventilsitz und folglich die dort befindliche Dichtung. Anders ausgedrückt wird ein ungleichmäßiges Andrücken der Klappe gegen die Dichtungen vermieden, weil aus einem solchen ungleichmäßigen Andrücken erhebliche Defor­ mationen der Dichtungen resultieren können, die schließ­ lich zu deren Beschädigung führen. Das gilt insbesondere unter Berücksichtigung der Tatsache, daß es sich um ein Klappenventil für große Leitungsquerschnitte handelt und daher in gewichtsmäßiger Hinsicht besonders schwere Klappen zum Einsatz kommen. Nach Lehre der Erfindung wird nunmehr eine einwandfreie Dichtwirkung erreicht, obwohl lediglich ein Klappenventil für zwei Leitungsan­ schlüsse vorgesehen ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind im folgenden aufgeführt. So kann die Schwenkbar­ keit der Kipphebel um die mit der Klappe verbundenen Bolzen begrenzt sein. Hierdurch kann ein unerwünscht großer Parallelversatz der Klappe beim Auftreffen auf den jeweiligen Ventilsitz vermieden und dadurch der Dichtungsverschleiß vermindert werden Zweckmäßiger­ weise sind die Spannarme der Spannhebelanordnung als gerade Bauteile ausgebildet, während die Antriebswelle in bezug auf die Achse, an der die Spannarme der Klappe angreifen, versetzt angeordnet ist. Dadurch wird eine Bewegung der Spannarme über ihren Totpunkt hinaus ermöglicht. Vorzugsweise befinden sich auf der Klappe im Bereich der Ventilsitze jeweils zwei im wesentlichen parallel verlaufende Dichtungen und sind die Ventilsitze als Sperrluftkanäle mit Öffnungen ausgebildet, die im Bereich zwischen den parallel verlaufenden Dichtungen angeordnet sind. Hierdurch werden unerwünschte Tempe­ ratureinflüsse auf die Ventilsitze vermieden. Die Ventilsitze können schwimmend im Gehäuse angeordnet sein, so daß aus eventuellen Wärmeeinflüssen resul­ tierende Maßänderungen von denen des Gehäuses unabhängig sind. Zweckmäßigerweise weist die Klappe als tragende Teile einen Außenrahmen auf, dessen Seiten aus nach außen offenen U-förmigen Profilen bestehen sowie eine Platte, die mit den Stegen der U-förmigen Profile verbunden ist. Auch in bezug auf den Außenrahmen werden unerwünschte Temperatureinflüsse aufgrund der Sperr­ luftkanäle bzw. darin geführter Sperrluft zumindest reduziert. Die Ränder der Platte können mit den Mitten der Stege verbunden sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt ein Klappenventil für große Leitungsquerschnitte, mit einem Gehäuse 1 mit drei Leitungsanschlüssen 2, 3, 4, von denen zwei Leitungsan­ schlüsse 3, 4 Ventilsitze 13 aufweisen. Pfeile geben die Strömungsrichtung des Gases an. In dem Gehäuse 1 ist eine Klappe 5 schwenkbar gelagert, deren Schwenk­ achse 6 zwischen den Leitungsanschlüssen 3, 4 angeordnet ist. Ferner ist eine Spannhebelanordnung mit einer Antriebswelle 20, einem Kurbelarm 19 und einem Spannarm 18 zum Verschwenken und Andrücken der Klappe 5 gegen den einen oder anderen Ventilsitz 13 vorgesehen. Die Klappe 5 weist parallel zur Schwenkachse 6 verlaufende Bolzen 8 auf und ist mittels um die Schwenkachse 6 und die Bolzen 8 schwenkbar gelagerter Kipphebel 7 mit der Schwenkachse 6 verbunden. Die Schwenkbarkeit der Kipphebel 7 um die mit der Klappe 5 verbundenen Bolzen 8 ist begrenzt. Die Klappe 5 weist als tragende Teile einen Außenrahmen 9 auf, dessen Seiten aus nach außen offenen U-förmigen Profilen 10 bestehen, ferner aus einer Platte 11, die mit den Stegen 12 der U-förmi­ gen Profile 10 verbunden ist. Die Ränder der Platte 11 sind mit den Mitten der Stege 12 verbunden. Auf der Klappe 5 befinden sich im Bereich der schwimmend angeordneten Ventilsitze 13 jeweils zwei im wesentlichen parallelverlaufende Dichtungen 15, 16. Die Ventilsitze 13 sind als Sperrluftkanäle 14 mit Öffnungen ausge­ bildet, die im Bereich zwischen den parallelverlaufenden Dichtungen 15, 16 angeordnet sind. Die Öffnungen für den Sperrluftaustritt sind nicht dargestellt. Die Dichtungen 15, 16 sind auf Schenkeln 17 der U-förmigen Profile 10 angeordnet. Die durch die Öffnungen strömende Sperrluft kühlt die Schenkel 17 und die Dichtungen 15, 16, die in den Sperrluftkanälen 14 strömende Sperr­ luft kühlt die Ventilsitze 13. Erforderlichenfalls werden die Sperrluftkanäle 14 nicht nur mit einer Luftzufuhr sondern auch mit einer Luftabfuhr versehen, so daß Luft in ihnen zirkulieren kann.

Bei der Spannhebelanordnung für die Klappe 5 ist der Spannarm 18 als gerades Bauteil ausgebildet. Die Antriebswelle 20 ist in bezug auf die Achse 21, an der der Spannarm 18 an der Klappe 5 angreift, versetzt angeordnet. Bei Drehung der Antriebswelle 20 - in der Zeichnung gegen Uhrzeigersinn - wird die Klappe 5 durch den Kurbelarm 19 und den Spannarm 18 gegen die Ventilsitze 13 im Leitungsanschluß 4 gezogen und angedrückt. Hierbei wird die Antriebswelle 20 soweit gedreht, daß der Spannarm 18 seinen Totpunkt geringfügig überschreitet. Die hierbei erforderliche Längung des Spannarmes 18 erfolgt mühelos, da dieser eine Feder erhält. Nach dem Überschreiten des Totpunktes ist an der Antriebswelle 20 kein weiterer Kraftaufwand erforderlich, um die Klappe 5 auf dem betreffenden Ventilsitz 13 zu halten, dies geschieht vielmehr durch die Kraft der Feder im Spannarm 18. Um die Klappe 5 in die in der Zeichnung gestrichelt dargestellte und mit 5′ bezeichnete Stellung zu bringen, wird die Antriebswelle 20 im Uhrzeigersinn gedreht, wobei der Spannarm 18 in die mit 18′ und der Kurbelarm 19 in die mit 19′ bezeichnete Stellung gelangt. Aufgrund der Versetzung der Achse 21 des Spannarmes 18 und der Antriebswelle 20 wird die Bewegung des Spannarmes 18 über seinen Totpunkt hinaus ermöglicht.

Claims (7)

1. Klappenventil für große Leitungsquerschnitte, mit einem Gehäuse mit drei Leitungsanschlüssen, von denen zwei Lei­ tungsanschlüsse Ventilsitze aufweisen, mit einer in dem Gehäuse schwenkbar gelagerten Klappe, deren Schwenkachse zwischen den beiden Leitungsanschlüssen angeordnet ist, und mit einer Spannhebelanordnung mit einer Antriebswelle, Kurbelarmen und Spannarmen zum Verschwenken und Andrücken der Klappe gegen den einen oder anderen Ventilsitz, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (5) parallel zur Schwenkachse (6) verlaufende Bol­ zen (8) aufweist und mittels um die Schwenkachse (6) und die Bolzen (8) schwenkbar gelagerter Kipphebel (7) mit der Schwenkachse (6) verbunden ist.

2. Klappenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbarkeit der Kipphebel (7) um die mit der Klappe (5) verbundenen Bolzen (8) begrenzt ist.

3. Klappenventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannarme (18) der Spannhebelanordnung als gerade Bauteile ausgebildet sind und die Antriebs­ welle (20) in bezug auf die Achse (21), an der die Spann­ arme (18) der Klappe (5) angreifen, versetzt angeordnet ist.

4. Klappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf der Klappe (5) im Bereich der Ventilsitze (13) jeweils zwei im wesentlichen parallel verlaufende Dichtungen (15, 16) befinden und die Ventil­ sitze (13) als Sperrluftkanäle (14) mit Öffnungen ausge­ bildet sind, die im Bereich zwischen den parallel verlau­ fenden Dichtungen (15, 16) angeordnet sind.

5. Klappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilsitze (13) im Gehäuse (1) schwimmend angeordnet sind.

6. Klappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe als tragende Teile einen Außenrahmen (9) aufweist, dessen Seiten aus nach außen offenen U-förmigen Profilen (10) bestehen, sowie eine Platte (11), die mit den Stegen (12) der U-förmigen Pro­ file (10) verbunden ist.

7. Klappenventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder der Platte (11) mit den Mitten der Stege (12) verbunden sind.