DE3901632A1 - Kanal-absperrorgan - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kanal-Absperrorgan für Ablauf­ kanäle wie Kanalrohrleitungen.

Ablaufkanäle in der Industrie, insbesondere der chemischen Industrie, werden zur Ableitung von zum Teil kontaminierten und aggressiven Abwässern in die Anlagen zur Abwasserbehand­ lung benutzt.

Im Falle einer Havarie, bei welcher unvorhergesehene Schadstoffe anfallen, welche zu Störungen oder einem Versa­ gen der Abwasseranlage führen könnten, muß die Möglichkeit bestehen, den Zulauf dieser schadstoffhaltigen Abwässer mög­ lichst schnell zu unterbrechen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kanal-Absperrorgan bereitzustellen, mit dem bei Bedarf ein Kanal dicht schließend abgesperrt wird.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der Pa­ tentansprüche.

Das erfindungsgemäße Absperrorgan hat eine Vielzahl von Vor­ teilen. Es ist insbesondere geeignet zum Verschluß selbst großdimensionierter Kanäle von mehr als 2 m Durchmesser und weist trotzdem nur sehr kurze Verschlußzeiten auf. Das Ab­ sperrorgan ist auch bei Stromausfall durch einfache Auslö­ sung vor Ort ohne Zuführung von Fremdenergie schließbar. Durch den einfachen Konstruktionsaufbau ist es wartungs­ freundlich und funktioniert selbst nach jahrelangem Nichtge­ brauch im Havariefall zuverlässig. Es schließt sicher und dicht, so daß eine Begehung der anschließend leeren Kanäle möglich ist. Es ist insbesondere für die Montage im Kanalbe­ reich unter Flur mit allseitigem Feuchtigkeitszutritt und den im Kanalbau üblichen groben Toleranzen geeignet. Das er­ findungsgemäße Absperrorgan schließt unabhängig von der Fließrichtung gegen einseitigen oder beidseitigen Flüssig­ keitsdruck dicht ab. Bestehende Kanäle sind mit dem Absperr­ organ nachrüstbar und die Kosten hierfür können in vertret­ baren Grenzen gehalten werden.

Absperrorgane gemäß der vorliegenden Erfindung sind insbe­ sondere dort verwendbar, wo aus Sicherheitsgründen die Mög­ lichkeit bestehen sollte, jede mit Wasser gefährenden Stof­ fen umgehende Betriebseinheit, wie z.B. Abfüll- oder Um­ schlagstationen, Chemikalienlager, Prozeßanlagen usw. im Havariefall für sich vom Abfluß in die weitere Kanalisation zu trennen. Abhängig von dem Einsatzort wird das Absperror­ gan aus Materialien, wie Kunststoff, Metall oder Edelmetall ausgeführt sein, um so die erforderliche chemische Bestän­ digkeit aufzuweisen.

In nachstehend anhand der Zeichnung beschriebener Konstruk­ tion eines Absperrorganes werden alle für den beschriebenen speziellen Anwendungsfall zuvor gestellten Anforderungen be­ rücksichtigt. Es zeigt

Fig. 1 einen Absperrschieber in geöffneter Position,

Fig. 2 den gleichen Schieber in geschlossener Position,

Fig. 3 den Schieber in der Draufsicht in geschlossener Position und

Fig. 4 ein Detail des Randbereichs der Verschlußplatte.

In einer Kanalrohrleitung 1 sind in herkömmlicher Weise be­ gehbare Kontrollschächte 2 angeordnet. Für vorliegende Kon­ struktion sind diese Kontrollschächte gleichzeitig geeignet als Gehäuse für das Absperrorgan, welches dem Grundsatz nach als Verschlußschieber funktioniert. Dieser besteht dem Er­ findungsgedanken nach aus zwei Teilen, nämlich dem Schieber­ gewicht 3 und der Verschlußplatte 4.

In geöffneter Position (Fig. 1) befindet sich die Schie­ berkombination 3 und 4 in "Warteposition" oberhalb der Ein­ trittsöffnung der Kanalrohrleitung 1. Am Umfang der Ein­ trittsöffnung ist ein Dichtsitz 8 vorgesehen.

Das Schiebergewicht 3 kann in Führungen 5 auf- und abglei­ ten. Die Führungen sind Bestandteil des Schachtes 2 oder werden nachträglich in diesem befestigt.

Der zweite Schieberteil 4 dient als Verschlußplatte, welche in geschlossenem Zustand des Schiebers (Fig. 2) die Ka­ naleintrittsöffnung verschließt. Im Randbereich der Ver­ schlußplatte 4 ist eine umlaufende Dichtung 13 angeordnet, die mit dem Dichtsitz 8 in Eingriff gebracht werden kann.

Die Verschlußplatte 4 bewegt sich bei einer Abwärtsbewegung des Schiebergewichtsteiles 3 ebenfalls nach unten. Wird die Verschlußplatte 4 in Verschlußposition an einer weiteren Ab­ wärtsbewegung gehindert, drückt der Schiebergewichtsteil 3 mit seinem Eigengewicht über einen Kugelkopf 6 auf eine an der Verschlußplatte 4 zentral befestigte schiefe Ebene 7 und preßt damit die Verschlußplatte 4 in axialer Richtung auf den Dichtsitz 8. Der Kanal ist damit abgesperrt.

Der Verschlußvorgang erfolgt nach Auslösen einer in geöffne­ ter "Warteposition" arretierten Verriegelung durch das Eigengewicht des herabgleitenden Schiebergewichtsteiles 3, also ohne weitere Zuführung von Fremdenergie. Das Herunter­ gleiten des ausgelösten Schiebergewichtsteiles 3 erfolgt kontrolliert und gedämpft durch eine besondere Vorrichtung 9, z.B. einer Hydraulikdämpfung in herkömmlicher Weise. Die Verschlußplatte 4 wird in der Verschlußposition durch An­ schläge 15 am weiteren Absinken gehindert.

Das erforderliche Gewicht des Schiebergewichtsteiles 3 er­ rechnet sich aus dem Druck der zu erwartenden Rückstauhöhe sowie aus dem Staudruck, welcher bei der Verzögerung des Ab­ flusses auf Null entsteht, unter Berücksichtigung der Über­ setzung in der schiefen Ebene und wird bei Kanaldurchmes­ ser von über einem Meter mehr als 1000 kg betragen.

Ein genaues Einpassen des schweren und damit auch großen Schiebers 3 in die Führungen 5 mit engen Toleranzen ist bei vorliegender Konstruktion nicht erforderlich. Es ist hierbei auch daran zu denken, daß die Führungen 5 innerhalb des Ab­ wasserflusses liegen und mit Verschmutzungen und Verkrustun­ gen zu rechnen ist. Genaue Passungen können damit zu einem Klemmen bzw. einer Beschädigung der Führungen führen.

Durch die beschriebene Art des Absperrvorganges wird die Verschlußplatte 4 berührungslos in die Verschlußposition eingefahren und kann sich dort durch die rückseitig wirkende zentrische Kraft auf den Dichtsitz anlegen, wodurch auch grobe Toleranzen in der Führung 5 des Schiebergewichtes 3 ausgeglichen werden.

Das Wesentliche der Erfindung liegt in der Trennung des die Verschlußenergie liefernden Schiebergewichtes 3, welches gleichzeitig auch die Reaktionskräfte in die Führungen 5 überträgt, und der Verschlußplatte 4, welche sich infolge ihrer beweglichen Aufhängung zwangsläufig unabhängig von Führungstoleranzen auf den Dichtsitz vollflächig auflegt.

Die rückseitige zentrische Einleitung der Verschlußkraft in die Verschlußplatte 4 kann über einen Kugelkopf 6 oder in anderer Weise so erfolgen, daß die Beweglichkeit der Ver­ schlußplatte eine vollflächige Auflage auf den Dichtsitz 8 zuläßt.

Anstelle des Schiebergewichtes 3 kann die Gewichtskraft in bestimmten Fällen auch durch einen hydraulischen oder mecha­ nischen Druck ersetzt werden, was jedoch für den Schließvor­ gang die Bereitstellung von Fremdenergie oder deren Speiche­ rung in anderer Form zur Voraussetzung hat. Diese Lösung kommt insbesondere dann zur Anwendung, wenn aufgrund der örtlichen Situation anstelle eines Vertikalschiebers ein Ho­ rizontalschieber eingesetzt werden muß.

Die Verschlußplatte 4 kann vom Schiebergewicht 3 getrennt, oder mit diesem in beweglicher Verbindung stehend, in die Verschlußposition abgefahren werden. Als eine mögliche Lö­ sung ist in den Figuren die Verschlußplatte 4 über Stege 10 in Nuten 11 geführt, welche sich in dem Schiebergewicht 3 befinden. Um die bewegliche Führung zu erhalten, muß die Breite der Nuten 11 um so viel größer als die Breite der Stege 10 sein, als ein nicht paralleler Dichtsitz zu erwar­ ten ist. Um ein vorzeitiges Festklemmen der Verschlußplatte 4 an dem Dichtsitz 8 zu verhindern, muß die Verschlußplatte 4 bis zum Eintreffen in der Endposition vor dem Schieberge­ wicht 3 einen Vorlauf haben, um in dieser Weise die vorzei­ tige Klemmung zwischen Kugelkopf 6 und schiefer Ebene 7 zu verhindern. Um diesen Vorlauf für jeden Betriebszustand zu sichern, kann in den Führungsnuten 11 eine zusätzliche Feder 12 angeordnet sein, die die Verschlußplatte 4 noch zusätz­ lich zu ihrem Eigengewicht nach unten schiebt.

Dadurch, daß die Verschlußplatte 4 erst in Verschlußposition horizontal an den Dichtsitz 8 angedrückt wird, erfolgt die Berührung und die Kompression der Dichtung 13 in idealer Be­ wegungsrichtung ohne Gleitreibung, wie sie bei einem glei­ tenden Aufpressen, beispielsweise bei einem Schrägsitz (Keilschieber) entstehen würde.

Auch beim Öffnen des Schiebers wird vor dem Hochfahren der Verschlußplatte 4 zuerst die Horizontalpressung der Dichtung entspannt, so daß sich auch hierbei eine Schonung der ela­ stomeren Dichtung ergibt.

Die besondere Vorrichtung 9 zum kontrollierten Abfahren des Schiebers kann umgekehrt bei entsprechender Ausstattung auch zum Anheben, d.h. Öffnen des Absperrorganes, dienen.

Das beschriebene Absperrorgan funktioniert unabhängig davon von welcher Seite der Flüssigkeitsdruck wirkt. Wirkt er rückseitig auf die Verschlußplatten 3, wird diese von dem Schiebergewicht zuzüglich dem Druck aus der aufgestauten Flüssigkeitshöhe bzw. dem Staudruck an den Dichtsitz 8 ge­ drückt. Um in diesem Fall die Druckfestigkeit der elastome­ ren Dichtung nicht zu überfordern, wird die max. Kompression durch einen am Rand der Verschlußplatte angeordneten Di­ stanzkragen 14 oder gleichwertige Distanzhalter begrenzt (vgl. Fig. 4).

Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Absperrorgan ver­ schließt nach der linken Seite die Rohrleitung selbst, d.h. es wird eine beliebig vorgegebene Stauhöhe gehalten. Von rechts hingegen kann Flüssigkeit in den Kontrollschacht ein­ treten und bei entsprechender Stauhöhe (z.B. Hochwasser) diesen nach oben hin überfluten.

Es ist bei unverändertem konstruktiven Grundgedanken mög­ lich, die Verschlußplatte 4 in gleicher Ausführung beidsei­ tig bzw. spiegelbildlich zum Schiebergewicht anzuordnen und in dieser Weise das rechte Kanalrohr, in gleicher Weise wie das linke, abzusperren. Der Aufwand für das Schiebergewicht 3 bzw. die Führungen 5 und die besondere Vorrichtung 9 blei­ ben unverändert.

Das beschriebene Absperrorgan stellt somit eine einfache ro­ buste Konstruktion dar, die keine besonderen Anforderungen an Fertigungsgenauigkeiten stellt und auch für den nachträg­ lichen Einbau in Kontrollschächte von bestehenden Kanälen geeignet ist.

Claims (8)

1. Absperrorgan, insbesondere für Kanalrohrleitungen, ge­ kennzeichnet durch, eine Verschlußplatte (4), die im Vorlauf zu einem Schiebergewicht (3) in ihre Verschluß­ position einfährt und in dieser Position durch die Ge­ wichtskraft des Schiebergewichtes (3) gegen eine Öffnung einer Kanalrohrleitung gedrückt wird, und diese abdich­ tet.

2. Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtskraft des Schiebergewichtes (3) über einen auf eine schiefe Ebene (7) zentrisch wirkende Ver­ bindung (6) horizontal auf die Verschlußplatte (4) ge­ leitet wird.

3. Absperrorgan nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Randbereich der Verschlußplatte (4) eine Dichtung (13) angeordnet ist und daß am Umfang der Eintrittsöffnung der Kanalrohrleitung ein Dichtsitz (8) vorgesehen ist.

4. Absperrorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtskraft des Schieberge­ wichts (3) durch eine hydraulisch und/oder mechanisch erzeugte Kraft ersetzt wird, die in einem der Führung dienenden, dem Schiebergewicht (3) vergleichbaren Schie­ ber eingeleitet wird, bei sonst gleicher Wirkungsweise.

5. Absperrorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußplatte (4) allseitig beweglich in dem Schiebergewicht (3) geführt wird.

6. Absperrorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußplatte (4) unabhängig von dem Schiebergewicht (3) geführt wird, aber im Vor­ lauf zu diesem in die Verschlußposition einfährt.

7. Absperrorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußplatte (4) in der Ver­ schlußposition durch Anschläge (15) am weiteren Absinken gehindert wird.

8. Absperrorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Kanalrohrleitung mit einer Eintrittsöffnung einer ankommenden Rohrleitung und einer Austrittsöffnung einer abgehenden Rohrleitung zwei Ver­ schlußplatten (4) spiegelbildlich beidseitig des Schie­ bergewichts (3) angeordnet sind und bei sonst gleicher Wirkungsweise die ankommende als auch die abgehende Rohrleitung gleichzeitig absperrt.