DE3342945A1 - Shut-off device for a flow duct - Google Patents
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Abstract
Description
Absperrvorrichtung für einen StrömungskanalShut-off device for a flow channel
Die Erfindung betrifft eine Absperrvorrichtung für einen durch ein Gehäuse verlaufenden Strömungskanal, mit einem quer zum Strömungskanal linear bewegbaren Schieber zum Verstellen einer Klappe in Richtung auf einen Ventilsitz.The invention relates to a shut-off device for a through a Housing running flow channel, with a linearly movable transverse to the flow channel Slide for adjusting a flap in the direction of a valve seat.
Bekannte Absperrvorrichtungen für Fluidkanäle weisen einen Schieber auf, der eine Klappe gegen einen Sitz drückt, um den Strömungskanal zu versperren. Da der Schieber zur Betätigung der Klappe quer zum Strömungskanal verläuft, ist der Ventilsitz in der Regel ebenfalls quer zum Strömungskanal angeordnet, so daß die Strömung, um den offenen Ventilsitz passieren zu können, vor und hinter dem Ventilsitz umgelenkt werden muß. Durch die mehrmalige Richtungsumkehr entstehen in der Strömung Turbulenzen, die häufig unerwünscht sind. Ein weiterer Nachteil besstcht darin, daß die bekannten Absperrvorrichtungen im geöffneten Zustand einen relativ hohen Strömungswiderstand haben. Wenn das strömende Medium unter Druck steht, wirkt sich der relativ geringe Druckabfall nur unwesentlich aus.Known shut-off devices for fluid channels have a slide on, which presses a flap against a seat to block the flow channel. Since the slide for actuating the flap runs transversely to the flow channel, is the valve seat is usually also arranged transversely to the flow channel, so that the flow to be able to pass the open valve seat, in front of and behind the Valve seat must be deflected. Resulting from the repeated reversal of direction turbulence in the flow, which is often undesirable. Another disadvantage impressed in the fact that the known shut-off devices in the open Condition have a relatively high flow resistance. When the flowing medium is under pressure, the relatively low pressure drop has only an insignificant effect.
Insbesondere bei niedrigen Förderdrücken in der Größenordnung von 0 bar bis 3 bar, können die durch die Absperrvorrichtungen hervorgerufenen Druckabfälle aber bereits eine erhebliche Beeinträchtigung darstellen, insbesondere wenn der Strömungskanal mehrere Absperrvorrichtungen hintereinander aufweist, was aus Sicherheitsgründen häufig gefordert wird.Especially at low delivery pressures of the order of magnitude 0 bar to 3 bar, the pressure drops caused by the shut-off devices but already represent a significant impairment, especially if the Flow channel has several shut-off devices one behind the other, which is for safety reasons is often required.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Absperrvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen sehr geringen Strömungswiderstand hat und ein schnelles und sicheres Schließen der Klappe gewährleistet.The invention is based on the object of a shut-off device of the type mentioned to create a very low flow resistance and ensures that the flap closes quickly and safely.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Strömungskanal durch das Gehäuse im wesentlichen geradlinig verläuft, daß die Klappe an dem Gehäuse um eine quer zum Strömungskanal verlaufende Achse schwenkbar gelagert ist und daß der Schieber über einen Lenker an der Klappe derart angreift, daß die Klappe in der öffnungsstellung annähernd parallel zum Strömungskanal verläuft.To solve this problem, the invention provides that the The flow channel through the housing runs essentially in a straight line that the flap mounted on the housing so as to be pivotable about an axis running transversely to the flow channel is and that the slide engages via a link on the flap in such a way that the In the open position, the flap runs approximately parallel to the flow channel.
Bei der erfindungsgemäßen Absperrvorrichtung führt die Klappe eine Schwenkbewegung um eine außerhalb des Strömungskanals angeordnete Schwenkachse aus. In der Öffnungsstellung wird die Klappe so ausgerichtet, daß sie parallel zur Achse des Strömungskanals verläuft und praktisch aus diesem herausgeschwenkt wird.In the shut-off device according to the invention, the flap leads a Pivoting movement about a pivot axis arranged outside the flow channel. In the open position, the flap is aligned so that that they runs parallel to the axis of the flow channel and practically pivoted out of this will.
Der Lenker ermöglicht die Verstellung der Klappe durch einen linear bewegbaren Schieber, der beispielsweise durch eine Kolben-Zylinder-Einheit angetrieben werden kann. Durch die geöffnete Klappe wird der Querschnitt des geradlinigen Strömungskanals praktisch vollständig freigegeben, so daß die Strömung durch die Absperrvorrichtung nur ganz unwesentlich beeinflußt wird.The handlebar allows the flap to be adjusted by a linear movable slide, driven for example by a piston-cylinder unit can be. The cross-section of the straight flow channel becomes through the opened flap practically completely released, so that the flow through the shut-off device is only influenced to a very insignificant extent.
Vorzugsweise verläuft der Schieber durch einen mit dem Strömungskanal verbundenen seitlichen Anschlußstutzen des Gehäuses und der Anschlußstutzen hat eine solche Weite, daß er die Klappe in der Öffnungsstellung mindestens teilweise aufnimmt. Die Klappe kann somit aus dem linearen Strömungskanal in den seitlichen Anschlußstutzen hinein zurückgezogen werden. Dies hat den Vorteil, daß die Klappe im öffnungszustand aus dem Strömungskanal entfernt wird und daß sie außerdem im Öffnungszustand den Strömungskanal seitlich begrenzt und den Durchgang in den Anschlußstutzen hinein wenigstens teilweise versperrt. Dadurch wird eine weitgehend turbulenz freie Strömung im Öffnungszustand erreicht.The slide preferably runs through one with the flow channel connected lateral connection piece of the housing and the connection piece has such a width that it at least partially the flap in the open position records. The flap can thus from the linear flow channel in the lateral Connection pieces are withdrawn into it. This has the advantage that the flap is removed from the flow channel in the open state and that it is also in the The opening position limits the flow channel laterally and the passage into the connecting piece blocked in at least partially. This means that it is largely free of turbulence Flow reached in the open state.
Zweckmäßigerweise ist an der Achse ein Hebel gelagert, dessen Arm einerseits an dem druckseitigen Ende der Klappe angreift und andererseits gelenkig mit dem Lenker verbunden ist. Dieser einarmige Hebel bildet das Führungsteil für die Schwenkbewegung der Klappe und er nimmt zusätzlich an der Umsetzung der Linearbewegung des Schiebers in die Schwenkbewegung der Klappe teil. Die Klappe ist an dem freien Ende des Hebels vorzugsweise so angebracht, daß die Verbindung zwischen Hebel und Klappe zwar fest ist, andererseits aber kleine Verstellungen der Klappe relativ zu dem Hebel ermöglicht, so daß die Klappe sich frei an den Ventilsitz anpassen kann.Appropriately, a lever is mounted on the axle, the arm of which on the one hand engages the pressure-side end of the flap and on the other hand is articulated is connected to the handlebar. This one-armed lever forms the guide part for the pivoting movement of the flap and he also takes part in the implementation of the linear movement of the slide part in the pivoting movement of the flap. The flap is on the free one end of Lever preferably mounted so that the connection between Lever and flap is fixed, but on the other hand small adjustments of the flap allows relative to the lever, so that the flap freely adapt to the valve seat can.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Ventilsitz eine mit einem Kontrollkanal verbundene Ringnut aufweist. Dies dient der Dichtigkeitskontrolle, da im Falle einer Undichtigkeit ein Teil des Strömungsmediums in die Ringnut und durch diese in den Kontrollkanal gelangt. Der Kontrollkanal kann an einen Aúffangbehälter angeschlossen werden, der eine Leckage-Anzeigeeinrichtung aufweist. Diese ermöglicht im Sperrzustand der Klappe die überwachung der Dichtigkeit der Absperrung. Die Klappe kann eine sich gegen den Ventilsitz legende Dichtscheibe aufweisen, die in der Schließstellung die stirnseitig offene Ringnut des Ventilsitzes verschließt.In a further embodiment of the invention it is provided that the valve seat has an annular groove connected to a control channel. This is used to check for leaks, because in the event of a leak, part of the flow medium enters the annular groove and through this enters the control channel. The control channel can be connected to a collection container be connected, which has a leakage indicator. This enables in the locked state of the flap, monitoring of the tightness of the shut-off. The flap can have a sealing disk lying against the valve seat, which in the closed position closes the ring groove of the valve seat, which is open at the end.
Wenn die Steuerung des Schiebers durch einen Kolben hydraulisch oder pneumatisch erfolgt, besteht die Gefahr, daß die Klappe am Ende der Schließbewegung mit hoher Geschwindigkeit gegen den Sitz schlägt. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Kolben bei Erreichen der Schließstellung der Klappe durch eine Dämpfungseinrichtung gebremst. Diese Dämpfungseinrichtung ist vorzugsweise am Zylinder oder am Kolben angebracht. Sie bewirkt ein sanftes Anlegen der Klappe gegen den Sitz am Ende der Schließbewegung. Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.If the control of the slide is hydraulic or by a piston takes place pneumatically, there is a risk that the flap at the end of the closing movement hits the seat at high speed. According to an advantageous embodiment of the invention, the piston is through when the valve is in the closed position a damping device braked. This damping device is preferred attached to the cylinder or piston. It causes the flap to be gently applied against the seat at the end of the closing movement. In the following, under Reference to the single figure of the drawing shows an embodiment of the invention explained in more detail.
In der Zeichnung ist ein Längsschnitt durch die Absperrvorrichtung dargestellt.In the drawing is a longitudinal section through the shut-off device shown.
Die Absperrvorrichtung weist ein Gehäuse 10 mit einem durchgehenden geradlinigen Strömungskanal 11 auf. Zum Anschluß des Gehäuses 10 an Rohrleitungen o.dgl. sind an den Enden des Strömungskanales 11 Flansche 12,13 vorgesehen. Das Gehäuse weist ferner einen seitlich von dem Strömungskanal 11 rechtwinklig abgehenden Anschlußstutzen 14 mit einem an seinem Ende vorgesehenen Flansch 15 auf. Die Strömung des Strömungsmediums, bei dem es sich beispielsweise um Heizgas mit einem Druck von wenigen bar handelt, bewegt sich in Richtung des Pfeiles 15 durch den Strömungskanal 11. In Strömungsrichtung hinter dem Anschlußstutzen 14, ist in dem Strömungskanal 11 ein ringförmiger Ventilsitz 16 befestigt, der an seinem stromaufwärts gerichteten Ende eine Sitzfläche mit einer stirnseitigen Ringnut 17 aufweist. Zum Verschließen des Gasdurchgangs durch den Ventilsitz 16 dient die Klappe 18, die als kreisförmige Scheibe ausgebildet ist und die an ihrer dem Sitz 16 zugewandten Stirnseite eine Dichtscheibe 19 aufweist.The shut-off device has a housing 10 with a continuous rectilinear flow channel 11. For connecting the housing 10 to pipelines or the like. 11 flanges 12, 13 are provided at the ends of the flow channel 11. That The housing also has a laterally extending from the flow channel 11 at right angles Connection piece 14 with a flange 15 provided at its end. The current of the flow medium, which is, for example, heating gas with a pressure is a few bar, moves in the direction of arrow 15 through the flow channel 11. In the flow direction behind the connection piece 14 is in the flow channel 11 an annular valve seat 16 attached to its upstream Has a seat end with an annular groove 17 on the end face. To close of the gas passage through the valve seat 16, the flap 18 serves as a circular Disc is formed and on its end face facing the seat 16 a Has sealing washer 19.
Die Dichtscheibe 19 legt sich flach gegen die Dichtfläche des Ventilsitzes 16 und verschließt dabei die Ringnut 17. Die Ringnut 17 ist über einen Kontrollkanal 20, der durch den Sitz 16 hindurchgeführt ist, mit einem an der Außenseite des Gehäuses 10 befestigten Nippel 21 verbunden, an den eine Leckage-Anzeigeeinrichtung angeschlossen werden kann.The sealing washer 19 lies flat against the sealing surface of the valve seat 16 and thereby closes the annular groove 17. The annular groove 17 is via a control channel 20, which is passed through the seat 16, with one on the outside of the housing 10 attached nipple 21 connected to which a leakage indicator device is connected can be.
Von der rückwärtigen Stirnwand der Klappe 18 steht ein Bolzen 22 ab, der koaxial zu der Klappe 18 bzw. dem Sitz 16 und zum Strömungskanal 11 verläuft und fest an der Klappe 18 angebracht ist. Dieser Bolzen 22 weist im Anschluß an die Rückwand der Klappe 18 einen ersten konischen Bereich 23 mit großem Konuswinkel, daran angrenzend einen zweiten konischen Bereich 24 mit kleinerem Konuswinkel und schließlich einen Gewindeteil 25 zum Aufschrauben einer Mutter 26 auf, die durch einen Splint 27 gesichert werden kann. Die Mutter 26 dient der Befestigung der Klappe 18 an einem Hebel 28, der eine zylindrische Bohrung aufweist, durch den der konische Bereich 24 des Bolzens 22 hindurchgeht. Der konische Bereich 23 stützt sich an der Schrägschulter der Bohrung des Hebels 28 ab. Die Schraube 26 ist nicht ganz festgezogen, so daß sie ein gewisses Spiel des Bolzens 22 im Innern der Bohrung des Hebels 28 ermöglicht. Auf diese Weise kann die Klappe 18 geringe Schwenkbewegungen in Bezug auf den Hebel 28 ausführen und sich selbsttätig an die Sitzfläche des Sitzes 16 anpassen.A bolt 22 protrudes from the rear end wall of the flap 18, which runs coaxially to the flap 18 or the seat 16 and to the flow channel 11 and is fixedly attached to the flap 18. This bolt 22 then indicates the rear wall of the flap 18 has a first conical area 23 with a large cone angle, adjoining it a second conical area 24 with a smaller cone angle and finally a threaded part 25 for screwing on a nut 26 through a split pin 27 can be secured. The nut 26 is used to attach the flap 18 on a lever 28 which has a cylindrical bore through which the conical Area 24 of the bolt 22 passes through it. The conical area 23 is based on the Inclined shoulder of the hole in lever 28. The screw 26 is not fully tightened, so that there is a certain play of the bolt 22 inside the bore of the lever 28 enables. In this way, the flap 18 can pivot small movements in relation run on the lever 28 and automatically to the seat of the seat 16 adjust.
Der Hebel 28 ist an einer Achse 29 befestigt, die quer zum Strömungskanal 11 verläuft und außerhalb des Bereichs des Strömungskanales an dem Gehäuse 10 drehbar gelagert ist. In der Schließstellung befindet sich die Klappe 18 unter der Achse 29, d.h. es gibt eine parallel zur Klappe 18 verlaufende und durch diese Klappe hindurchgehende Ebene, in der die Mittelachse der Achse 29 liegt.The lever 28 is attached to an axis 29 which is transverse to the flow channel 11 extends and rotates outside the area of the flow channel on the housing 10 is stored. In the closed position, the flap 18 is under the axis 29, i.e. there is a flap which runs parallel to and through flap 18 continuous plane in which the central axis of the axis 29 lies.
Der Hebel 28 weist einen von der Klappe 18 fortweisenden Ansatz 30 auf, an dem über ein Gelenk 31 ein Lenker 32 angreift. Das andere Ende des Lenkers 32 ist über ein Gelenk 33 mit dem freien Ende eines Schiebers 34 verbunden, der senkrecht zum Strömungskanal 15 linear bewegbar ist. Der Schieber 34 erstreckt sich außermittig durch den Anschlußstutzen 14 hindurch in einen Zylinder 35 hinein. Das Ende des Schiebers 34, der als zylindrische Stange ausgebildet ist, ist mit einem Kolben 36 verbunden, der in dem Zylinder 35 verschiebbar geführt ist. Die Bodenwand 37 des Zylinders 35 ist mit Schrauben 38 an einem zylindrischen Rohr 39 befestigt, das am unteren Ende eine Anschlußplatte 40 aufweist, die abdichtend an den Flansch 15 des Anschlußstutzens 14 angeschraubt ist. In dem Rohr 39 befindet sich eine Hülse 41, die in ihrem Innenraum Dichtnuten mit Dichtungen 42 zum Abdichten des Durchgangs des Schiebers 34 aufweist. Eine Leckage-Bohrung 43 führt radial durch das Rohr 39 und die Hülse 41 hindurch.The lever 28 has a projection 30 pointing away from the flap 18 on, on which a link 32 engages via a joint 31. The other end of the handlebar 32 is connected via a joint 33 to the free end of a slide 34 which is linearly movable perpendicular to the flow channel 15. The slide 34 extends eccentrically through the connecting piece 14 into a cylinder 35. That End of the slide 34, which is designed as a cylindrical rod, is with a Piston 36 connected, which is guided displaceably in the cylinder 35. The bottom wall 37 of the cylinder 35 is fastened with screws 38 to a cylindrical tube 39, which has a connection plate 40 at the lower end, which sealingly connects to the flange 15 of the connecting piece 14 is screwed on. In the tube 39 there is a sleeve 41, which have sealing grooves in their interior with seals 42 for sealing the passage of the slide 34 has. A leakage bore 43 leads radially through the pipe 39 and the sleeve 41 therethrough.
Die Dichtungen 42 sind zu beiden Seiten der Leckage-Bohrung 43 symmetrisch angeordnet. Durch Austreten von Druckmedium aus der Leckage-Bohrung 43 wird angezeigt, daß der Durchgang des Schiebers 34 vom Zylinder 35 bis zum Strömungskanal 15 an irgendeiner Stelle undicht geworden ist.The seals 42 are symmetrical on both sides of the leakage bore 43 arranged. When pressure medium escapes from the leakage hole 43, it is indicated that that the passage of the slide 34 from the cylinder 35 to the flow channel 15 on leaked at any point.
An der Deckelwand 44 des Zylinders 35 sind zwei Federn 45 abgestützt, die sich mit ihren anderen Enden am Kolben 36 abstützen und diesen in die Vorschubstellung drücken, die der Schließstellung der Klappe 18 entspricht.Two springs 45 are supported on the cover wall 44 of the cylinder 35, which are supported with their other ends on the piston 36 and move this into the advance position Press which corresponds to the closed position of the flap 18.
Zum Öffnen der Klappe 18 wird an einen Druckluftanschluß 46 in der Bodenwand 37 Druck gelegt. Dadurch wird der Kolben unter Zusammendrückung der Federn 45 nach oben bewegt und der Schieber 34 in die Rückzugsstellung gebracht. Die Zurückbewegung des Kolbens 36 wird durch einen von dem Kolben 36 in Richtung auf die Deckelwand 44 frei abstehendes Rohr 47 begrenzt, das in der Rückzugsstellung gegen die Deckelwand 44 stößt.To open the flap 18 is a compressed air connection 46 in the Bottom wall 37 pressure placed. This causes the piston to compress the springs 45 is moved upwards and the slide 34 is brought into the retracted position. The return movement of the piston 36 is pushed by one of the piston 36 in the direction of the cover wall 44 limited freely protruding tube 47, which in the retracted position against the top wall 44 bumps.
Im zurückgezogenen Zustand des Schiebers 34 nimmt die Klappe 18 die Stellung 18' ein, in der sie wenigstens annähernd in einer Flucht mit der Wand des Strömungskanals 11 liegt und den Durchgang durch den Strömungskanal freigibt.In the retracted state of the slide 34, the flap 18 takes the Position 18 'in which they are at least approximately in alignment with the wall of the Flow channel 11 is and opens the passage through the flow channel.
An dem Druckluftanschluß 46 ist im Innern des Zylinders 35 ein vorstehender Nippel 48 mit seitlichen Austrittsöffnungen angeordnet. Gegen diesen Nippel 48 stößt kurz vor Erreichen der unteren Endstellung des Kolbens 36, d.h. der Schließstellung der Klappe 18, die Stange eines Dämpfungskolbens 49, der in einem Dämpfungszylinder 50 bewegbar ist. Der Dämpfungszylinder 50 ist ein nur zum unteren Druckraum hin offener Topf, der in eine Gewindebohrung des Kolbens 36 eingeschraubt ist.At the compressed air connection 46 is a protruding inside the cylinder 35 Nipple 48 arranged with lateral outlet openings. Against this nipple 48 abuts shortly before reaching the lower end position of the piston 36, i.e. the closed position of the flap 18, the rod of a damping piston 49, which is in a damping cylinder 50 is movable. The damping cylinder 50 is only towards the lower pressure chamber open pot which is screwed into a threaded hole in the piston 36.
Da die Stange 51 einen kleineren Durchmesser hat als der Dämpfungskolben 49, wird bei Druckbeaufschlagung des Druckluftanschlusses 46 die Stange 51 aus dem Dämpfungszylinder 50 herausgedrückt. Der Dämpfungszylinder 50 bildet eine Gasdruckfeder. Wenn der Kolben 36 bei Beendigung des Druckes am Druckluftanschluß 46 in die untere Endstellung bewegt wird, stößt die ausgefahrene Stange 51 gegen den Nippel 48 und die Luft im Innern des Dämpfungszylinders 50 wird komprimiert.Because the rod 51 has a smaller diameter than the damping piston 49, when the compressed air connection 46 is pressurized, the rod 51 is removed from the Damping cylinder 50 pushed out. The damping cylinder 50 forms a gas pressure spring. When the piston 36 at the end of the pressure at the compressed air connection 46 in the lower End position is moved, the extended rod 51 against the nipple 48 and the air inside the damping cylinder 50 is compressed.
Hierdurch wird die Bewegung des Kolbens 36 kurz vor Erreichen der Schließstellung der Klappe 18 abgebremst und ein sanftes Anlegen des Dichtringes 19 gegen den Sitz 16 erreicht.As a result, the movement of the piston 36 is shortly before reaching the The closed position of the flap 18 is braked and the sealing ring is gently applied 19 reached against the seat 16.
Die beschriebene Absperrvorrichtung ist infolge der Federn 45 selbstschließend, d.h. bei einem Nachlassen des Betätigungsdruckes für den Kolben 36 steuert die Klappe 18 selbsttätig in die Schließstellung.The shut-off device described is self-closing due to the springs 45, i.e., when the actuation pressure for piston 36 is released, the flap controls 18 automatically into the closed position.
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