DE4005424C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Klappenantrieb für Absperrklappen zum Absperren und/oder Regeln gasförmiger Medien in Kanälen mit großen Kanalquerschnitten, wobei zumindest zwei in abzweigende Kanalab­ schnitte benachbart eingesetzte Absperrklappen jeweils um zumindest eine Antriebswelle schwenkbar gelagert sind.

Absperrklappen für Kanäle mit großen Kanalquerschnitten werden regel­ mäßig im Abgas- oder Rauchgasbereich von Kraftwerken eingesetzt. Große Querschnitte meint Querschnitte von 10 m² und erheblich mehr m². Häufig ist die Anordnung so getroffen, daß die gasförmigen Me­ dien wahlweise in den einen oder anderen Kanal geleitet werden müs­ sen, beispielsweise in einen zu einem Abhitzekessel hinter einer Gas­ turbine führenden Kanal oder in einen Bypasskanal. In diesem Zusam­ menhang findet ein Klappensystem Verwendung, bei welchem eine Ab­ sperrklappe in dem zum Abhitzekessel führenden Kanal und eine Ab­ sperrklappe in dem Bypasskanal eingebaut ist. Dabei ist es üblich, daß beide Absperrklappen mittels völlig separater Klappenantriebe betätigt werden. Das ist insofern nachteilig, als die beiden Klappenan­ triebe mit großem Aufwand elektrisch gegeneinander verriegelt werden müssen, ferner ein aufwendiger Sicherheitsantrieb im Bypasskanal zugeordnet werden muß, um bei möglichen Fehlschaltungen oder anderen Störungen zu gewährleisten, daß ein Rauchgasweg hinter der Gasturbine stets frei bleibt und unverzüglich geöffnet werden kann. Das ist kostenaufwendig und in anlagentechnischer Hinsicht aufwendig.

Möglich ist allerdings auch der Einsatz einer Umschaltklappe, die ent­ weder den einen oder den anderen Kanal bzw. Rauchgasweg absperrt.

Eine solche Umschaltklappe weist nur einen Klappenantrieb auf, der keine größere Verriegelung erfordert. Nachteilig ist jedoch, daß eine Umschaltklappe aus lediglich einem großen Flügel keine gute Regelung für den z. B. nachge­ schalteten Abhitzekessel zuläßt. Außerdem ist eine gleich­ mäßige Rauchgasverteilung bei einem großen Flügel nicht gegeben.

Im übrigen kennt man eine Mischvorrichtung zum innigen Vermischen mehrerer Ströme fließfähiger Medien, welche zwei Einlässe, einen Auslaß und eine Mischkammer für die ein- und ausströmenden Medien aufweist. Für die beiden Einlaß­ öffnungen der Mischkammer sind Strömungsschichtungs­ organe in Form von Drosselorganen vorgesehen, die aus einer Mehrzahl langgestreckter, in den Strömungswegen zur Mischkammer angeordneter Drosselklappenleitflächen be­ stehen, deren Längsausrichtung sich parallel zur gemein­ samen Strömungsschichtebene erstrecken. Über Winkelhebel, Zwischenglieder und Verbindungsglieder wird erreicht, daß sich jede abwechselnde Gruppe von Drosselklappenleitflächen gleichzeitig und gleichsinnig verschwenkt. Die beiden Grup­ pen der jeweils übernächsten Drosselklappenleitflächen sind ihrerseits zur Ausführung einer gegenläufigen Schwenk­ bewegung durch Winkelhebel sowie eine diese Winkelhebel verbindende Kreuzgelenkkupplung miteinander verbunden. Die Winkelhebel und die Kreuzgelenkkupplung sind derart ange­ ordnet, daß sie die beiden Gruppen der jeweils übernächsten Drosselklappenleitflächen in gegenläufigen Richtungen be­ wegen. Die Bemessung der Luftströme kann automatisch ge­ steuert werden. Dazu dient ein gemeinsamer, pneumatischer, auf Druck ansprechender Motor, der über eine Kupplung mit einer der Drosselklappenleitflächen zur Bewirkung ihrer einstellbaren Ver­ schwenkung verbunden ist. Bei dieser bekannten Mischvorrich­ tung handelt es sich praktisch um eine Klimaanlage zur gründ­ lichen Vermischung verschiedener Luftströme vor ihrer Zuführung zu einem Wärmetauscher, wobei die Drosselklappenleitflächen gleichzeitig zur Mengenregulierung dienen und so angeordnet sind, daß sie die Einstellung der Volumenverhältnisse praktisch ohne Minderung ihrer Mischfunktion ermöglichen (vgl. DE-OS 14 54 652).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Klappenantrieb für Absperrklappen der eingangs beschriebenen Ausführungsform zu schaf­ fen, der in einfacher, funktionsgerechter und preisgünstiger Weise die Betätigung von zwei separaten Absperrklappen beliebiger Ausführungs­ form unter Verzicht auf eine elektrische Verriegelung und anlagentech­ nischen Aufwand kurzzeitig ermöglicht.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem erfindungsgemäßen Klappen­ antrieb dadurch, daß für beide Antriebswellen ein einziger gemein­ samer Stellantrieb vorgesehen ist, und daß der Stellantrieb auf die eine Antriebswelle in öffnendem Drehsinn und auf die andere Antriebs­ welle über eine zwischengeschaltete Kardangelenkwelle in schließendem Drehsinn arbeitet oder umgekehrt. Umgekehrt meint im Rahmen der Er­ findung, daß der Stellantrieb auch auf die eine Antriebswelle in schließendem Drehsinn und auf die andere Antriebswelle in öffnendem Drehsinn arbeiten kann, beispielsweise im Zuge der Rückstellung. Außerdem kann zwischen dem Stellantrieb und der einen Antriebswelle ebenfalls eine Kardangelenkwelle vorgesehen sein. Jedenfalls wird im Rahmen der Erfindung eine mechanische Kopplung der beiden Absperr­ klappen derart erreicht, daß die eine Absperrklappe zugefahren wird, wenn die andere Absperrklappe aufgefahren wird und umgekehrt. Die mechanische Kopplung ist insofern vorteilhaft, als sie wie die Um­ schaltklappe mit einem einzigen Stellantrieb auskommt, jedoch zwei Absperrklappen in umgekehrter Richtung betätigt werden. Eine aufwen­ dige elektrische Verriegelung ist folglich nicht mehr nötig. Hinzu kommt, daß nunmehr als Absperrklappen mehrflügelige Spannhebelklap­ pen ebenso wie jalousieartige Doppelklappen mit mehreren Flügelfeldern betätigt werden können, so daß stets ein einwandfreies Absperren und/ oder Regeln der gasförmigen Medienströme mit entsprechender Rauch­ gasverteilung möglich ist.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt. So sieht die Erfindung vor, daß der Stellantrieb, bei dem es sich um einen pneumatischen oder hydraulischen Motor handeln kann, als Elek­ tromotor mit Getriebe, z. B. Schneckentrieb ausgebildet ist. Der Schneckentrieb kann also unmittelbar auf die eine Antriebswelle arbeiten und darüber hinaus unter Zwischenschaltung der Kardange­ lenkwelle auf die andere Antriebswelle. Nach einem Vorschlag der Erfindung, dem selbständige Bedeutung zukommt, ist jedoch vorgesehen, daß der Stellantrieb über eine dem Getriebe nachgeschaltete Kardange­ lenkwelle, ein Umlenkgetriebe und eine von dem Umlenkgetriebe mit vorgegebenem Winkel, z. B. rechtwinklig abzweigende Kardangelenk­ welle auf die andere Antriebswelle arbeitet. Dieses Antriebssystem ist insbesondere für die Betätigung von zwei jalousieartigen Doppelklappen geeignet. Ferner besteht die Möglichkeit, daß der Stellantrieb unmittel­ bar auf das Umlenkgetriebe aufgesetzt ist und mittels zwischengeschal­ teter Kardangelenkwelle auf die eine und die andere Antriebswelle arbeitet. Die Kardangelenkwellen sind als Wellen mit Längenausgleich ausgebildet, um aus Temperaturdifferenzen resultierende Längenände­ rungen kompensieren zu können.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausfüh­ rungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen erfindungsgemäßen Klappen­ antrieb für zwei Doppelklappen,

Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 in Richtung des Pfeiles X,

Fig. 3 in schematischer Ansicht einen erfindungsgemäßen Klappenan­ trieb für eine Spannhebelklappe und eine Doppelklappe und

Fig. 4 den Gegenstand nach Fig. 3 in Ansicht des Pfeiles Y.

In den Figuren ist ein Klappenantrieb für Absperrklappen 1, 2 zum Absperren und/oder Regeln gasförmiger Medien in Kanälen 3, 4 mit großen Kanalquerschnitten dargestellt. Dabei sind zumindest zwei in abzweigende Kanalabschnitte benachbart eingesetzte Absperrklappen 1, 2 jeweils um zumindest eine Antriebswelle 5, 6 schwenkbar ge­ lagert. Für beide Antriebswellen 5, 6 ist ein einziger gemeinsamer Stellantrieb 7 vorgesehen. Der Stellantrieb 7 arbeitet auf die eine An­ triebswelle 5 in öffnendem Drehsinn und auf die andere Antriebswelle 6 über eine zwischengeschaltete Kardangelenkwelle 8 in schließendem Drehsinn oder umgekehrt. Der Stellantrieb 7 ist als Elektromotor mit Getriebe z. B. Schneckentrieb 9 ausgebildet. - Nach dem einen Aus­ führungsbeispiel arbeitet der Stellantrieb 7 über eine dem Getriebe nachgeschaltete Kardangelenkwelle 8, ein Umlenkgetriebe 10 und eine von dem Umlenkgetriebe 10 rechtwinklig abzweigende Kardangelenk­ welle 11 auf die andere Antriebswelle 6. Die Kardangelenkwellen 8, 11 sind als Wellen mit Längenausgleich ausgebildet. Bei den Absperr­ klappen 1, 2 handelt es sich um Spannhebelklappen 1 und/oder Doppel­ klappen 2. Die Spannhebelklappen 1 weisen regelmäßig zwei Flügel 1a, 1b auf, die Doppelklappen 2 mehrere Jalousiefelder 2a, 2b, 2c, 2d. Im ersteren Fall ist für jeden Flügel und jedes zugeordnete Ja­ lousiefeld ein gemeinsamer Stellantrieb 7 vorgesehen, im letzteren Fall für die jeweils einander zugeordneten Jalousiefelder.

Bei beiden Ausführungsbeispielen sind die Absperrklappen 1, 2 einer­ seits in einem von einer Gasturbine zu einem Abhitzekessel führenden Kanal 3, andererseits in einem Bypasskanal 4 angeordnet. Bei den Doppelklappen 2 weisen die in der unteren Klappenhälfte befindlichen Jalousiefelder einen eigenen Klappenantrieb 12 auf. Jeder Stellantrieb 7 ist im übrigen mit einem manuell betätigbaren Hilfsantrieb ausge­ rüstet.

Claims (4)

1. Klappenantrieb für Absperrklappen (1, 2) zum Absperren und/ oder Regeln gasförmiger Medien in Kanälen (3, 4) mit großen Kanalquerschnitten, wobei zumindest zwei in abzweigende Kanal­ abschnitte benachbart eingesetzte Absperrklappen (1, 2) jeweils um zumindest eine Antriebswelle (5, 6) schwenkbar gelagert sind, für beide Antriebswellen (5, 6) ein gemeinsamer Stellantrieb (7) vorgesehen ist, und der Stellantrieb (7) auf die eine Antriebs­ welle (5) in öffnendem Drehsinn und auf die andere Antriebs­ welle (7) über eine zwischengeschaltete Kardangelenkwelle (8) in schließendem Drehsinn arbeitet oder umgekehrt.

2. Klappenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (7) als Elektromotor mit Getriebe, z. B. Schnecken­ trieb (9) ausgebildet ist.

3. Klappenantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (7) über eine dem Getriebe nachgeschaltete Kardangelenkwelle (8), ein Umlenkgetriebe (10) und eine von dem Umlenkgetriebe mit vorgegebenem Winkel, z. B. rechtwinklig ab­ zweigende Kardangelenkwelle (11) auf die andere Antriebswelle (6) arbeitet.

4. Klappenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Stellantrieb (7) auf das Umlenkgetriebe (10) aufgesetzt ist und mittels zwischengeschalteter Kardangelenkwellen (8, 11) auf die eine und die andere Antriebswelle (6) arbeitet.