DE3425750A1

DE3425750A1 - Ausdehnbarer absperrschieber

Info

Publication number: DE3425750A1
Application number: DE19843425750
Authority: DE
Inventors: Alejandro Mexico City Tort O.
Original assignee: FIP SA de CV; F I P de C V SA
Current assignee: FIP SA de CV; F I P de C V SA
Priority date: 1984-02-07
Filing date: 1984-07-12
Publication date: 1985-08-08
Also published as: GB8416452D0; BR8403798A; US4531710A; JPS60175873A; GB2153972A

Description

Ausdehnbarer Absperrschieber

Die Erfindung betrifft einen ausdehnbaren Absperrschieber nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Absperrorgane dieses Typs haben Anlageflächen zur abdichtenden Anlage zwischen den Hohlräumen des Schiebergehäuses, in dem die Anlageflächen angebracht sind, und den gegen-¹^ überliegenden Seiten des gedehnten Schiebers in der offenen und geschlossenen Lage des Schiebers.

Absperrorgane dieses Typs, wie beispielsweise die US-PS 4 189 127 des Anmelders, weisen zwei Schieberteile mit keilförmigen Flächen an deren Innenseiten auf, die mittels Federkraft aneinander und damit in den kontrahierten Zustand gedrückt werden, in dem sich der Schieber frei zwischen der offenen und geschlossenen Lage bewegen lässt. Ein Teil des Schiebers ist an einem Stößel befestigt, der mit einem Geber verbunden ist, der am Schiebergehäuse angebracht ist und den einen Teil des Schiebers, und damit auch den anderen Teil, der auf dem ersten sitzt, zwischen einer geöffneten Lage, in der die Durchbrüche in den Schieberteilen mit dem

²^ Durchflußkanal des Gehäuses fluchten, und einer geschlossenen Lage, in der die Durchbrüche nicht mit dem Durchflußkanal fluchten und stattdessen ein gleich dicker Bereich des Schiebers im Durchflußkanal angeordnet ist, hin- und herbewegt. Genauer gesagt, läuft das obere bzw. untere Ende des anderen Schieberteiles gegen einen der Anschläge des Schiebergehäuses und bewirkt so ein Verrutschen der keilförmigen Fläche des anderen Teiles auf der Fläche des Teiles, das am Stößel befestigt ist, wodurch sich die Außenseite des Schiebers voneinander entfernen und bei einer Bewegung des Schiebers in die offene oder geschlossene Lage dichtend

an den inneren Anlageflächen anlegen.

Bei vielen Absperrorganen dieses Typs tragen die ringförmigen Anlageflächen O-Ringe am Außendurchmesser, die abdichtend am Innendurchmesser der Hohlräume entlangrutschen, so daß in der geschlossenen Lage des Schiebers die Anlagefläche in Flußrichtung oberhalb durch die Kraft in Fließrichtung, die im Ouerschnittsbereich der Anlagefläche angreift, die von dem Außendurchmesser des O-Ringes umgeben ist, fest abdichtend gegen die Seite des geschlossenen Schiebers "geschwemmt" wird. Wegen dieser Kraft, zusammen mit der aufgrund der kei1förmigen Flächen entgegengerichteten Kraft des sich ausdehnenden Schiebers, kann es sein, daß der Geber des Absperrorganes nicht in der Lage ist, die Haftung zwischen der Anlagefläche und dem Schieber zu überwinden.und das eine Schieberteil aus der verkeilten Lage zu bewegen, um den Schieber zu öffnen.

Die US-PS 3 929 316 zeigt einen Absperrschieber dieser Bauart, bei dem die äußeren Enden der Anlageflächen und die inneren Enden der Hohlräume gegenüberliegende Nuten zur Aufnahme eines Dichtungsringes aus Teflon oder ähnlichem aufweisen, der von Form und Größe so gestaltet ist, daß er zwischen Anlagefläche und Hohlraum gepresst wird, wenn die gegeneinander gerichteten Enden der Anlageflächen und der Hohlräume zur Anlage gebracht werden. Der zusammengepresste Dichtungsring soll eine flüssigkeitsdichte Barriere zwischen der Anlagefläche und dem Hohl- .

raum bilden und so den Bereich des äußeren Endes der Anlagefläche begrenzen, auf welche die Kraft in FIuO-richtung wirkt und die Anlagefläche gegen den Schieber drängt, wodurch der Bereich des inneren Endes der Anlagefläche verkleinert wird, auf den der gleiche Druck wirkt, um die Anlagefläche von dem Schieber wegzudrücken, wobei die resultierende Kraft aufgrund der Flußrichtung tat-

6
sächlich dio Anlagefläche von dem Schieber wendrückt.

Bei diesem Patent müssen also offensichtlich sehr geringe Toleranzen zwischen dem Dichtungsring und den Nuten eingehalten werden, damit der beabsichtigte Zweck des Absperrorganes erreicht wird. Wenn sich die Enden der Anlagefläche und des Hohlraumes nämlich zu früh berühren, kann der Schieber nicht ganz geöffnet oder geschlossen werden. Andererseits kann ein Teil der Dichtung zwischen den Seiten herausgepresst werden, wenn sie bei geschlossenem oder offenem Schieber nicht nahe genug zueinander stehen. Also ist, wie bei früheren Absperrorganen dieses Typs, der Dichtungsring natürlich sehr anfällig für Verschleiß oder Beschädigung, und deshalb muß das Absperrorgan oft außer Betrieb gesetzt werden, um ein Reparieren oder Ersetzen des Ringes zu ermöglichen. Darüberhinaus kann, wenn es keine Bezugsquelle für die Dichtungsringe gibt, eine Reparatur oder ein Ersetzen am Einsatzort nicht durchführbar sein, so daß das Absperrorgan zu diesem Zweck zurück zum Händler gebracht werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Absperrschieber dieser Bauart zu bieten, bei dem das Anschwemmen der Anlagefläche in Strömungsrichtung gegen den Schieber ohne einen Dichtungsring verhindert ist.

In den Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht sind, zeigen:

Figur 1 einen Längsschnitt durch ein Ausfiihrungs-

beispiel eines ausdehnenden Absperrschiebers gemäß der Erfindung, wobei der Schieber bis zur geöffneten Lage angehoben ist; Figur 2 einen weiteren Längsschnitt durch das Absperrorgan, ähnlich wie Figur 1, wobei aber der

Schieber in der geschlossenen Lage ist;

Figur 3 einen weiteren Längsschnitt des Absperrorganes der Figuren 1 und 2, wobei sich der Schieber in der Bewegung zwischen dem offenen und geschlossenen Zustand befindet;

Figur 4 eine Ansicht der Anlagekörper, wie sie durch die unterbrochene Linie 4-4 in Figur 3 angegeben ist;

Figur 5 einen vergrößerten Querschnitt des Anlagekörpers, der in der Aussparung des Schieber

gehäuses sitzt;

Figur 6 eine weitere Vergrößerung aus dem Querschnitt des Anlagekörpers und der Aussparung, die im einzelnen die Einbettung der Nase des äußeren Endes des Anlagekörpers in der Aussparung zeigt;

Figur 6A zeigt eine der Figur 6 ähnliche Ansicht, jedoch nach einer Bewegung des Anlagekörpers nach außen im Hinblick auf die Aussparung und die weitere Aufnahme der Nase in die Aussparung wie beispielsweise der bei der Ausdehnung des

Schiebers erfolgenden Verankerung des Anlagekörpers in der Aussparung sowie

Figur 7, 8 und 9 Teilschnitte anderer Bauformen der AnIagekörper.

Der in den Figuren 1, 2 und 3 dargestellte Absperrschieber, in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer bezeichnet, kann in seinem Aufbau identisch sein mit dem oben erwähnten US-PS 4 189 127, mit Ausnahme des Aufbaues der Anlageflächen und ihrem Zusammenwirken mit dem Rest des Absperrorganes. Zu diesem Absperrorgan gehört ein Gehäuse 21 mit einem Durchflußkanal 22 und einer Führungsbahn 23, die den Durchflußkanal unterbricht. Der Durchflußkanal 22 ist an der Unterbrechung durch die beiden Seiten der Führungsbahn 23 radial erweitert und bildet ringförmige Aussparungen 24 gegenüber den Führungsbahnen.

In jeder Aussparung ist ein Anlagekörper angebracht, um eine Fortsetzung des Durchflußkanals zu bild.en, und eine Schieberfläche G des Absperrorganes bewegt sich auf der Führungsbahn 23 zwischen den Anlageflächen hin und her um den Durchflußkanal 22 zu öffnen bzw. zu schließen. Er ist beweglich zwischen einer oberen, geöffneten Lage, dargestellt in Figur 1 und einer unteren, geschlossenen Lage, dargestellt in Figur 2. Der Schieber besteht aus zwei Schieberteilen 25 und 26 mit keilförmigen Ober-

¹^ flächen an ihren Innenseiten, die von Federn 27 ineinander gedruckt werden, wenn der Schieber zwischen der offenen und geschlossenen Lage steht, wie in Figur 3 dargestellt, die aber aufeinander abgleiten, so daß sich die Außenseiten auseinanderbewegen in Richtung auf die Anlageflächen, wenn sich der Schieber in die offene oder geschlossene Lage bewegt.

Das Schieberteil 25 ist an einem Stoße! 28 befestigt, der durch einen Decke! 29 am Oberteil des Gehäuses 21 bis zu einem nicht dargestellten Geber reicht, der die Hin- und Herbewegung des Stößels und damit auch des Schieberteiles 25 ebenso wie des anderen Schieberteiles 26, das von dem Schieberteil 25 getragen wird, entlang der Führungsbahn 23 bewirkt. Das obere Ende des Schieber-

²^ teiles 26 läuft gegen einen Anschlag an der Unterseite des Deckels, wenn der Schieber in die Lage der Figur 1 angehoben wird und bewirkt dabei ein Abrutschen der unteren Keilfläche des Schieberteiles 26 nach unten auf der unteren Keilfläche des Schieberteiles 25, wobei sich die gegenüberliegenden Seiten des Schiebers gegen die Anlagenflächen hin auseinander bewegen. In dieser Lage fluchten die Durchlaßöffnungen 25A und 26A der Schieberteile zueinander und zum Durchflußkanal 22, so daß das Absperrorgan voll geöffnet ist. Umgekehrt läuft das untere Ende des Schieberteiles 26 gegen einen Anschlag

am unteren Ende des Schiebergehäuses, wobei die obere Keilfläche des Schieberteiles 26 gezwungen wird, auf der oberen Keilfläche des Schieberteiles 25 nach oben zu verrutschen um wiederum eine Ausdehnung des Schiebers zu bewirken und so dessen Außenflächen gegen die Anlageflächen zu drücken. In dieser Lage des Schiebers befinden sich jedoch die Durchlaßöffnungen im Schieber über dem Durchflußkanal und der Durchflußkanal ist durch den massiven Teil des Schiebers verschlossen.

Wie in den Figuren 1, 2 und 3 dargestellt und in dem oben erwähnten US-PS 4 189 127 dargestellt, weisen die Federn 27 eine oder mehrere Windungen um einen Stift auf dem Schieberteil 25 auf und die beiden Enden drücken gegen Stifte auf den beiden Schieberteilen und sind so angeordnet, daß sie die keilförmigen Flächen der Schieberteile federnd ineinanderdrücken,wie in Figur 3 dargestellt. Es ist für den Fachmann ersichtlich, daß die Schieberteile stattdessen auch von Federn eines anderen Typs federnd ineinandergedrückt werden können.

Jedes Teil S besteht, wie in dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 6 dargestellt, aus einem Metallring 30, der an seiner nach außen gerichteten Endfläche 32 eine ringförmige Nase 31 aufweist, die aus einem härteren Material besteht als die gegenüberliegende Innenfläche 33 der Aussparung 24 des Schiebergehäuses, in die dieses Teil eingelassen ist. In den erläuterten Ausführungsformen der Erfindung ist jeder Anlagering im Ganzen aus einem härteren Material hergestellt, obwohl der Anlagekörper auch aus zwei Metallen hergestellt sein kann.

Der Anlagekörper hat einen Außendurchmesser, der es ermöglicht, das der Körper in den Innendurchmesser der

Aussparung geschrumpft und die Nase in die Fläche 33 der Aussparung eingelassen wird, wie es am besten in den Figuren 5 und 6 zu sehen ist. Wenn am Anfang der Anlagekörper eingesetzt wird, darf er gerade mit so viel Kraft in die Aussparung gepresst werden, daß die Nase teilweise in die Außenfläche der Aussparung eingelassen wird. Durch das folgende Einsetzen des Schiebers und seine Bewegung, wodurch sich seine Außenfläche auseinanderbewegen, drängt er die Anlagekörper weiter nach außen, abhängig von dem Abstand zwischen den Innenseiten der Anlagekörper und den Außenseiten des Schiebers, wodurch ein volles Einlassen der Nase 31, wie in Figur 6A dargestellt, bewirkt wird. Die einzige Bedingung hinsichtlich des Spielraumes besteht darin, daß der Anlagekörper und die Nase eine Länge haben müssen, relativ zur Länge der Aussparung in Achsrichtung und zur größten Breite des Schiebers, daß bei der vollen Ausweitung des Schiebers die äußere Endfläche des Anlagekörpers noch von der inneren Endfläche der Aussparung getrennt ist, wie in Figur 6A dargestellt.

Auf jeden Fall muß die Nase im nötigen Maß eingelassen sein, um eine flüssigkeitsdichte Sperre zwischen dem Anlagekörper und der Aussparung des Schiebergehäuses entlang dem Durchmesser der Nase zu bilden. Die Nase wird vorzugsweise nahe am Innendurchmesser des Anlagekörpers ausgebildet, um so den Bereich der Außenfläche 32 des Anlagekörpers, auf welchem die Fließkraft wirkt, zu minimieren. Die Nase sollte jedoch nicht so nahe am Innendurchmesser des Anlagekörpers liegen, daß sie den Innendurchmesser des Durchflußkanals 22 in der Nähe der Unterbrechung durch die Aussparung 24 radial nach innen verformt, was zu einer Kollision mit Rohrleitungsmolchen oder anderen Objekten, die durch das geöffnete Absperrorgan bewegt werden, führen würde.

Bei geschlossenem Schieber wirkt der Flüssigkeitsdruck also mindestens auf den inneren Ringbereich der nach innen gerichteten Seite des Anlagekörpers, so daß, so lange die Nase radial innerhalb dieses Bereiches liegt, die resultierende Kraft auf den Anlagekörper diesen vom Schieber wegdrückt. Am besten sollte also, wie in Figur 5 gut zu sehen ist, die nach innen gerichtete Endfläche 34 des ringförmigen Anlagekörpers eine ebene, radiale Außenfläche 35 aufweisen, die der gegenüberstehenden flachen Seite des Schiebers entspricht, und eine ringförmig ausgesparte Fläche 36, die einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als der der in die Innenfläche des Gehäuses eingelassenen Nase. Diese legt dann den Hi.ndestberei ch fest, auf den der Flüssigkeitsdruck wirkt und den Anlagekörper vom Schieber wegdrückt und dadurch sicherstellt, daß die resultierende Kraft auf den Anlagekörper diesen nicht gegen den Schieber presst.

Wie schon vorher beschrieben, weist die Nase 31 radiale Innen- und Außenseiten auf, die schräg zueinander stehen, um so das Einsetzen der Nase in das weichere Material der Innenfläche der Aussparung des Schiebergehäuses zu erleichtern. Wie in Figur 6 und 6A gzeigt, kreuzen sich die Innen- und Außenseiten der Nase des Anlagekörpers S und bilden so ein spitzes Ende. Jedoch bildet, wie in Figur 7 dargestellt, die Nase 41 auf der äußeren Endfläche des Anlageringes 40 eines anderen Anlagekörpers ein stumpfes, flaches Ende, da die Innen- und Außenflächen kurz vor der Spitze der Nase enden.

Wie in Figur 8 gemäß einer anderen Ausflihrungsform gezeigt, besteht der Anlagering S¹¹ aus einem Anlagering 42 mit zwei ringförmigen Nasen 43 auf der Außenfläche, wobei die Enden der Nasen wieder spitz sind, wie im Falle

des Anlagekörpers S. Figur 9 zeigt eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei der Anlagekörper S''¹ aus einem Anlagering 44 mit Nasen 45 besteht, die sich ungefähr über die ganze Außenfläche des Anlageringes erstrecken. Wie vorher beschrieben, ermöglicht der vielfache Einsatz von solchen Nasen, daß jede weiter außen liegende Nase eine Reservedrucksperre für eine weiter innen liegende Nase bildet für den Fall, daß diese keine Drucksperre bildet bzw. aufrechterhält. Hie in Figur 8 und 9 gezeigt, kann die nach innen gerichtete Endfläche der Anlageringe S¹¹ und S¹'¹ in etwa den gleichen Aufbau aufweisen wie die der Anlagekörper S und S¹, wobei der Außendurchmesser der ausgesparten Fläche 36 darin größer ist als der Durchmesser der innersten Nase.

- Leerseite

Claims

F.I.P. , S.A. de CV, Akte: 19544/a Ausdehnbarer Absperrschieber PATENTANSPRÜCHE

1. Absperrorgan mit einem Schieber veränderbarer Dicke, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (21) mit einer Führungsbahn (23) und einem Durchf1ußkanäl (22), der die gegenüberliegenden Seiten der Führungsbahn unterbricht und einen Schieber (25, 26) zum Hin- und Herbewegen auf der Führungsbahn zum öffnen und Schließen des Durchflußkanals (22), wobei die zwei Schieberteile (25, 26) keilförmige Flächen an ihren Innenseiten aufweisen und

federnd ineinander gedruckt werden, aber dennoch auf-30

einander verrutschen können, so daß deren Außenseiten von einander weg bewegt werden, wenn der Schieber in die offene oder geschlossene Position gebracht wird und

einen Stößel (28), der mit einem der Schieberteile

(25 bzw. 26) zum Hin- und Herbewegen verbunden ist, wodurch ebenso der andere Schieberteil (25 bzw. 26),der auf dem ersten Schieberteil (25 bzw. 26) sitzt, hin- und ^ herbewegt wird, und

einen Durchflußkanal (22), der an seiner Unterbrechung durch die Seiten der Führungsbahn (23) radial aufgeweitet ist, um ringförmige, der Führungsbahn gegenüberliegende Aussparungen (24) zu bilden und

¹^ ringförmige Anlagekörper (S), die in den Aussparungen sitzen, um zwischen dem Gehäuse (21) und dem Schieber (25, 26) in der offenen und der geschlossennen Lage des Schiebers abzudichten, wobei jeder Anlagekörper (S) aus einem Ring (30) besteht, der wenigstens eine ring-

¹^ förmige Nase (31) an seiner nach außen gerichteten Endfläche (32) aufweist, die aus einem härteren Material besteht als die gegenüberliegende, nach innen gerichtete Fläche (33) der Aussparung (29), und wobei der Anlagekörper (S) in die Aussparung (24) geschrumpft wird, so daß das Ende der Nase (31) in die nach innen gerichtete Endfläche (33) der Aussparung (24) eingedrückt wird.

2. Ein Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch

g e k e η η ζ e i c h η e t , daß die nach innen gerichtete Endfläche (34) eines jeden ringförmigen Anlagekörpers (S) eine radiale äußere Fläche (35) zur Anlage an der gegenüberliegenden, nach außen gerichteten Fläche (G) des Schiebers (25, 26) und eine radiale Aussparung (36) mit einem äußeren Durchmesser, der wenigstens so groß ist wie der der Nase (31), aufweist.

3. Ein Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nase (31) Innen- und Außenflächen aufweist, die schräg aufeinander zu laufen.

4. Ein Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der ringförmige Anlagekörper (S) wenigstens eine zusätzliche Nase (43, 45) auf seiner Außenfläche (32) aufweist, die die vorher erwähnte Nase (31) umgibt.

5. Anlagekörper für ein Absperrorgan mit veränderbarer Schieberdicke, gekennzeichnet durch einen Ring (30) mit einer Anlagefläche (34) am einen Ende und wenigstens einer ringförmigen Nase (31, 43, 45) am anderen Ende, die Innen- und Außenseiten aufweist, die schräg aufeinander zu laufen.

6. Anlagekörper nach Anspruch 5, dadurch

gekennzeichnet, daß das eine Ende des Ringes (30) eine radiale Aussparung (36) in der Anlagefläche (34) aufweist, wobei der Außendurchmesser der Aussparung (36) größer ist als der der Nase (31).

7. Anlagekörper nach Anspruch 5, dadurch gekenn ze i chnet , daßder Ring (30) mindestens eine weitere ringförmige Nase (43, 45) um die oben erwähnte Nase (31) herum auf seiner nach außen gerichteten Endfläche (32) aufweist.