DE3725869A1

DE3725869A1 - FLAP BUTTERFLY ORGAN

Info

Publication number: DE3725869A1
Application number: DE19873725869
Authority: DE
Inventors: David W Coffee
Original assignee: IMO Delaval Inc
Current assignee: IMO Industries Inc
Priority date: 1986-08-13
Filing date: 1987-08-04
Publication date: 1988-02-18
Also published as: GB2193792A; FR2602850A1; JPS6372976A; GB8718566D0

Abstract

A check valve comprises two valve elements 23, 24 pivotable between a first position in which they extend oppositely to each other and a second position in which they extend substantially but not quite parallel to each other. As shown elements 23, 24 are journaled on a shaft 20 to occlude and expose two corresponding D-shape openings 12, 13 in a valve disc 10. A stop member 31 with slightly tapered walls 37, 38 is mounted on the shaft 20 to provide a limit stop for the valve elements 23, 24 to prevent overcenter opening that would inhibit valve closure upon fluid flow reversal. The assembly is devoid of springs and relies on fluid flow and pressure differential for its operation. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Absperrorgan, insbesondere für Warmluftkanäle.The invention relates to a shut-off device, in particular for Warm air ducts.

Für bestimmte Anforderungen beim Fördern von Luft besteht ein Bedarf für ein einfaches, kostengünstig herstellbares Absperrorgan für die Luft- und Raumfahrt, das einem Prüf druck von ca. 18,25 bar bei ca. 287,7°C standhält und innerhalb eines Temperaturbereichs von ca. 232-426°C be trieben werden kann, wobei die Umkehrleckage nicht mehr als ca. 0,07 kg/min bei einem Druck von 4,12 bar bei 246,1°C beträgt, obwohl der Berstdruck bei nur 38,1 mm/WS Differenz liegt.For certain requirements when conveying air a need for a simple, inexpensive to manufacture Shut-off device for the aerospace industry, which is a test withstands pressure of approx. 18.25 bar at approx. 287.7 ° C and within a temperature range of approx. 232-426 ° C can be driven, with the reverse leakage no more than approx.0.07 kg / min at a pressure of 4.12 bar at 246.1 ° C is, although the burst pressure is only 38.1 mm / WS difference lies.

Klappen-Absperrorgane sind bekannt (vgl. die US-PS′en 40 79 751, 42 30 148 und 42 57 444, die für diese Gruppe repräsentativ sind). Sämtliche bekannten Absperrorgane sollen jedoch unter höheren als den oben genannten Fluid drücken arbeiten, und zwar insbesondere unter höheren Berstdrücken, und ihre Klappenelemente sind durch Feder kraft in die Schließstellung vorgespannt, wodurch die Um kehrdichtung verstärkt wird. Infolgedessen sind die bekann ten Absperrorgane für die erwähnten Zwecke ungeeignet.
Flap shut-off devices are known (cf. US Pat. Nos. 40 79 751, 42 30 148 and 42 57 444, which are representative of this group). However, all known shut-off devices are supposed to work under higher pressures than the above-mentioned fluid, in particular under higher burst pressures, and their flap elements are biased by spring force into the closed position, which reinforces the reverse seal. As a result, the known shut-off devices are unsuitable for the purposes mentioned.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbes serten Absperrorgans mit den genannten Eigenschaften für die Luft- und Raumfahrt, wobei das Absperrorgan einfach aufgebaut und zu warten ist und gegenüber bekannten Kon struktionen eine höhere Effizienz aufweist. Dabei soll diese Aufgabe insbesondere mit einer Konstruktion gelöst werden, die einen sehr niedrigen Berstdruck hat und doch für ausgezeichnete Dichtung gegenüber Luftaustritt bei mäßigem Betriebsdruck und mäßig hohen Temperaturen sorgt und gleichzeitig einem erheblichen Gegendruck standhält. Weiterhin soll dieses Absperrorgan keine Vorspannfedern aufweisen und trotzdem in wirksamer Weise die genannten Aufgaben lösen.The object of the invention is to provide a verb serten shut-off device with the properties mentioned for aerospace, with the shut-off element simple is built and to be maintained and compared to known Kon structures are more efficient. In doing so this problem is solved in particular with a construction that has a very low burst pressure and yet for excellent sealing against air leakage moderate operating pressure and moderately high temperatures and withstands a significant back pressure. Furthermore, this shut-off device should not have any preload springs have and yet the above mentioned in an effective manner Solve tasks.

Das Klappen-Absperrorgan nach der Erfindung ist gekenn zeichnet durch einen kreisrunden Scheibenkörper mit einem Quersteg, der zwei durch den Scheibenkörper gehende, mit den Rücken aneinanderliegende D-förmige Öffnungen vonein ander trennt, wobei der Scheibenkörper eine Aufstromseite und eine Abstromseite sowie Ventilsitzflächen, die die Öff nungen an der Abstromseite begrenzen, aufweist, durch zwei von dem Scheibenkörper an der Abstromseite vorspringende parallele Ohren jeweils an jedem Ende des Querstegs, durch einen Drehbolzen, dessen entgegengesetzte Enden in den Ohren so befestigt sind, daß der Drehbolzen in Abstromrich tung vom Quersteg beabstandet ist und parallel dazu ver läuft, durch zwei Ventilklappen mit jeweils einem Paar von beabstandeten Ansätzen, die auf dem Drehbolzen drehbar gelagert sind, wobei die Ventilklappen zwischen einer ersten Stellung parallel zu den Ventilsitzflächen und in Dichtanlage an diesen und einer zweiten Stellung, die im wesentlichen, jedoch nicht vollständig parallel zur Strömungs längsachse des Ventils verläuft, um den Drehbolzen drehbar sind, und durch einen Anschlag, der ebenfalls auf dem Dreh bolzen zwischen den jeweiligen Ansätzen der Ventilklappen befestigt ist, wobei der Anschlag mit den vom Scheibenkör per vorspringenden Ohren durch ein abstrom vom Drehbolzen befindliches Element verbunden ist, so daß der Anschlag relativ zur Strömungslängsachse des Ventils in symmetri scher Lage gehalten ist.The flap shut-off device according to the invention is known draws with a circular disc body with a Cross bar, the two that go through the disc body, with the back-to-back D-shaped openings other separates, with the disc body an upstream side and an outflow side as well as valve seat surfaces, which the public limit on the downstream side, by two protruding from the disc body on the downstream side parallel ears at each end of the crossbar a pivot pin, the opposite ends of which in the Ears are attached so that the pivot pin in the downstream direction device is spaced from the crosspiece and parallel to it runs through two valve flaps, each with a pair of spaced lugs that are rotatable on the pivot pin are stored, the valve flaps between a first position parallel to the valve seat surfaces and in Sealing system at this and a second position, which in essential, but not completely parallel to the flow longitudinal axis of the valve is rotatable about the pivot pin are, and by a stop that is also on the spin bolt between the respective approaches of the valve flaps is attached, the stop with the from the disc body protruding ears through an outflow from the pivot pin located element is connected so that the stop relative to the longitudinal flow axis of the valve in symmetri is held in the position.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:Using the drawing, the invention is for example explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Vorderansicht des Klappen-Absperrorgans nach der Erfindung, von der Abstromseite ge sehen; Figure 1 shows a front view of the flap shut-off device according to the invention, seen from the downstream side GE.

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 von Fig. 1, wobei die Schließstellung des Absperrorgans in Vollinien gezeigt und seine Offenstellung in Strichlinien angedeutet ist; FIG. 2 shows a section along line 2-2 of FIG. 1, the closed position of the shut-off element being shown in solid lines and its open position being indicated in dashed lines;

Fig. 3 eine Draufsicht von oben auf das Absperrorgan von Fig. 1; und Figure 3 is a top plan view of the shut-off device of Figure 1; and

Fig. 4 eine perspektivische Explosionsansicht der verschiedenen Teile der Ausführungsform nach den Fig. 1-3. Fig. 4 is an exploded perspective view of the various parts of the embodiment of FIGS. 1-3.

Gemäß der Zeichnung umfaßt das Absperrorgan einen kreis runden Scheibenkörper 10 mit einem diametral verlaufenden Steg 11, der zwei durch den Scheibenkörper 10 verlaufende, mit den Rückseiten aneinandergrenzende D-förmige Öffnungen 12 und 13 trennt. Der Scheibenkörper hat eine Aufstromseite 14 und eine Abstromseite 15 mit Ventilsitzflächen 16 und 17, die abstromseitig an die Öffnungen 12 und 13 angrenzen. Zwei parallele Ohren 18 und 19 springen von dem Scheiben körper 10 an der Abstromseite 15 vor, und zwar jeweils ein Ohr an jedem Ende des Stegs 11.According to the drawing, the shut-off device comprises a circular disk body 10 with a diametrically extending web 11 which separates two D-shaped openings 12 and 13 which run through the disk body 10 and which adjoin the rear sides. The disk body has an upstream side 14 and an downstream side 15 with valve seat surfaces 16 and 17 which adjoin the openings 12 and 13 on the downstream side. Two parallel ears 18 and 19 project from the disk body 10 on the downstream side 15 , one ear at each end of the web 11 .

Ein Drehbolzen 20 ist abstromseitig von dem Steg 11 von diesem beabstandet und parallel dazu gelagert, wobei die Enden des Drehbolzens 20 in Öffnungen 21 und 22 in den bei den Ohren 18 und 19 aufgenommen sind. Zwei Ventilklappen 23 und 24, die jeweils zwei voneinander beabstandete Ansätze 25, 26 bzw. 27, 28 aufweisen, sind mit ihren jeweiligen Ansätzen auf dem Drehbolzen 20 über eine dazwischen ange ordnete Buchse 29 bzw. 30 drehbar gelagert.A pivot pin 20 is spaced from the web 11 on the downstream side thereof and is mounted parallel thereto, the ends of the pivot pin 20 being received in openings 21 and 22 in the ears 18 and 19 . Two valve flaps 23 and 24 , each having two spaced lugs 25 , 26 and 27 , 28 , are rotatably supported with their respective lugs on the pivot pin 20 via an intermediate socket 29 and 30 respectively.

In einem etwa T-förmigen Anschlag 31 sind zwei Bohrungen 32 und 33 im wesentlichen in der gezeigten Weise ausgebildet, und der Anschlag 31 ist ebenfalls auf dem die Bohrung 32 durchsetzenden Drehbolzen 20 befestigt. Der Anschlag 31 ist zwischen den Ansätzen 25 und 28 der Ventilklappen 23 und 24 festgelegt. Ferner ist der Anschlag 31 durch gesonderte Mittel in Form eines Bolzens 34 mit den Ohren 18 und 19, die von dem Scheibenkörper 10 abstehen, verbunden. Der Bolzen 34 liegt abstrom vom Drehbolzen und durchsetzt die Bohrung 33, wobei die Bolzenenden in den entsprechenden Öffnungen 35 und 36 festgelegt sind.In an approximately T-shaped stop 31 , two bores 32 and 33 are formed essentially in the manner shown, and the stop 31 is also fastened on the pivot pin 20 passing through the bore 32 . The stop 31 is fixed between the shoulders 25 and 28 of the valve flaps 23 and 24 . Furthermore, the stop 31 is connected by separate means in the form of a bolt 34 to the ears 18 and 19 which protrude from the disk body 10 . The bolt 34 is located downstream of the pivot bolt and passes through the bore 33 , the bolt ends being fixed in the corresponding openings 35 and 36 .

Mit Ausnahme einer Rändelung an einem Ende jedes Bolzens haben die Bolzen 20 und 34 einen solchen Außendurchmesser, daß sie im Gleitsitz in ihren Aufnahmeöffnungen 21, 22 bzw. 35, 36 sitzen. Die Rändelungen haben jedoch größeren Durch messer, so daß sie im Preßsitz in den Aufnahmeöffnungen sitzen. Der nach radial außen gerichtete Öffnungsbereich der Öffnungen 22 und 36 ist verkerbt, so daß die Bolzen 20 und 34 sich nicht aus ihren Öffnungen herausbewegen können. Wenn jedoch durch einsatzbedingten Verschleiß Teile des Absperrorgans ersetzt werden müssen, können die Bolzen unter Überwindung der Verkerbung aus ihren Öffnungen 22 und 36 herausgeschlagen werden.With the exception of knurling at one end of each bolt, the bolts 20 and 34 have an outer diameter such that they are seated in their receiving openings 21 , 22 and 35 , 36 , respectively. However, the knurls have larger diameters, so that they sit in the receiving openings in the press fit. The radially outward opening area of the openings 22 and 36 is notched, so that the bolts 20 and 34 cannot move out of their openings. However, if parts of the shut-off device have to be replaced due to use-related wear, the bolts can be knocked out of their openings 22 and 36 while overcoming the notching.

Um eine lange Standzeit und Korrosionsbeständigkeit zu ge währleisten, bestehen derzeit sämtliche Teile aus korro sionsbeständigem Stahl, z. B. Stahltyp 17-4PH. Ferner wei sen die Ventilsitzflächen 16 und 17, sämtliche Oberflächen der Hülsen 29 und 30 mit Ausnahme der sie durchsetzenden Bohrungen sowie die Oberfläche des Bolzens 20 mit Ausnahme der Rändelungszone eine dünne Chrombeschichtung auf. To ensure a long service life and corrosion resistance, all parts are currently made of corrosion-resistant steel, e.g. B. Steel type 17-4PH. Furthermore, the valve seat surfaces 16 and 17 , all surfaces of the sleeves 29 and 30, with the exception of the bores passing through them, and the surface of the bolt 20, with the exception of the knurled zone, have a thin chrome coating.

Wie am besten aus Fig. 2 hervorgeht, weist der Anschlag 31 schräge bzw. konisch verlaufende Seitenwände 37 und 38 auf, die jeweils um ca. 5° aus der die Mittenlinien der Bohrun gen 32 und 33 enthaltenden Ebene geneigt sind. Wenn die Ventilklappen 23 und 24 aufgrund einer positiven Druckdif ferenz zwischen der Auf- und der Abstromseite des Schei benkörpers 10 in die Ventiloffenstellung schwenken, schwin gen sie gegen die Seitenwände 37 und 38 des Anschlags 31, da sie weder durch Federn noch durch Hebel behindert sind. Der Anschlag verhindert, daß die Ventilklappen eine voll ständig offene parallele Lage einnehmen, in der sie in stabil wären und ein Schließen bei einer Fluidströmungs umkehr nicht sichergestellt wäre. Da sie jedoch um 5° ge genüber der Totlage geneigt sind, nimmt ein geringer Luft strom in Umkehrrichtung die Ventilklappen 23 und 24 mit und drückt sie in die Schließstellung.As best shown in Fig. 2, the stop 31 has inclined or conical side walls 37 and 38 , each inclined by about 5 ° from the center lines of the holes 32 and 33 containing plane. When the valve flaps 23 and 24 pivot due to a positive Druckdif difference between the upstream and downstream sides of the disk body 10 into the valve open position, they swing against the side walls 37 and 38 of the stop 31 , since they are not hindered by springs or levers . The stop prevents the valve flaps from assuming a fully open, parallel position in which they would be stable and a closure in the event of a fluid flow reversal would not be ensured. However, since they are inclined at 5 ° compared to the dead center position, a small air flow in the reverse direction takes the valve flaps 23 and 24 with them and presses them into the closed position.

Claims

1. flap shut-off device, characterized by a circular disc body ( 10 ) with a crosspiece ( 11 ) which separates two D-shaped openings ( 12 , 13 ) going through the disc body with their backs against each other, the disc body ( 10 ) On an upstream side ( 14 ) and an outflow side ( 15 ) and valve seat surfaces ( 16 , 17 ) which limit the openings ( 12 , 13 ) on the downstream side ( 15 ), two of the disc benkkörper ( 10 ) on the Downstream side ( 15 ) projecting parallel ears ( 18 , 19 ) at each end of the crosspiece ( 11 ), a pivot pin ( 20 ), the opposite ends of which are fastened in the ears so that the pivot pin is spaced in the downstream direction from the crosspiece ( 11 ) and runs parallel to it, two valve flaps ( 23 , 24 ), each with a pair of spaced lugs ( 25-28 ), which are rotatably mounted on the pivot pin ( 20 ), the valve flaps ( 23 , 24 ) between a first position pa parallel to the valve seat surfaces ( 16 , 17 ) and in sealing contact with this and a second position, which is essentially union, but not completely parallel to the longitudinal flow axis of the valve, can be rotated about the pivot pin ( 20 ), and a stop ( 31 ), which is also fastened on the pivot pin ( 20 ) between the respective lugs ( 25-28 ) of the valve flaps ( 23 , 24 ), the stop ( 31 ) projecting with the ears ( 18 , 19 ) projecting from the disk body ( 10 ) is connected by an outflow from the pivot pin ( 20 ) located element ( 34 ) so that the impact ( 31 ) is held in a symmetrical position relative to the longitudinal flow axis of the valve.

2. Flap shut-off device according to claim 1, characterized in that each valve flap ( 23 , 24 ) is mounted on the pivot pin ( 20 ) via a bushing ( 29 , 30 ).

3. flap shut-off device according to claim 1, characterized in that the approaches ( 25 , 26 , 27 , 28 ) of the valve flaps ( 23 , 24 ) are positioned at uneven intervals from a valve flap center line, so that when the valve flaps ( 23 , 24 ) with their backs against each other, the shoulders ( 25 , 26 ) of one valve flap ( 23 ) are pushed between the shoulders ( 27 , 28 ) of the other valve flap ( 24 ) and adjoin one another, with all bores through the shoulders ( 25-28 ) lie on a common axis.