DE4116636A1 - Konstruktionselement zur regelung des durchflusses von stroemenden medien in klappenbauart - Google Patents

Description

Konstruktionselement zur Regelung des Durchflusses von strömenden Medien in Klappenbauart.

Bei herkömmlichen Konstruktionselementen dieser Bauart wird die Klappe um eine Achse gedreht, welche senkrecht zur Rohrlängsachse liegt.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, daß bei geschlossener Klappe, deren Drehachse senkrecht zur Rohrlängsachse steht, im Bereich der Klappenlagerung mindestens 3 relativ zueinander bewegliche Teile, nämlich die Klappe, das (die) Element(e) zur Klappenlagerung und das Rohr gegeneinander abgedichtet werden müssen. Eine leckagefreie Abdichtung ist durch diesen Umstand nicht möglich.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß es durch die in Anspruch 1 beschriebenen Maßnahmen möglich ist, die Klappenlagerung nicht mehr in den Bereich des Rohres, der von der Klappe berührt werden kann, zu legen, und deshalb bei geschlossener Klappe nur nötig ist 2 zueinander bewegte Teile nämlich die Klappe und das Rohr gegeneinander abzudichten, was leckagefrei möglich ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ist in dem Anspruch 2 angegeben. Legt man das Rohr entsprechend Anspruch 2 aus, so wird der Bereich des Rohres, welcher von der Klappe berührt wird und das strömende Medium gegen Durchfluß abdichtet, bei geschlossener Klappe um die Differenz seiner Umfangslänge zur Klappenumfangslange gedehnt. Die dadurch bedingten Umfangsspannungen in diesem Bereich des Rohres bewirken in Radialrichtung eine Flächenpressung am Umfang der Klappe. Durch die Flexibilität des Rohres in Radialrichtung in diesem Bereich bildet sich diese Pressung gleichmäßig am Umfang der Klappe aus, was eine gute Abdichtung zwischen Klappe und Rohr ermöglicht. Darüber hinaus ergibt sich ein günstiges Übersetzungsverhältnis zwischen dem Klappendrehmoment zum Schließen der Klappe, und der damit erreichbaren Flächenpressung zwischen Klappe und Rohr.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 3 angegeben. Durch die Beschichtung des Rohres mit Dichtstoff werden Leckagen bei geschlossener Klappe durch Oberflächenfehler von Klappe und Gehäuse in den Bereichen, wo sie sich in dieser Stellung berühren, reduziert oder vermieden. Diese Teile brauchen deshalb nur eine geringere Oberflächengüte aufweisen, als ohne die Maßnahmen nach Anspruch 3.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Fig. 1 und 2 im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt des Konstruktionsele­ mentes bei geschlossener Klappe (Klappe senkrecht zur Rohrlängsachse) in der Seitenansicht.

Fig. 2 das Konstruktionselement bei voll geöffneter Klappe (Klappe parallel zur Rohrlängsachse) schematisch in der Vorderansicht.

Die Fig. 1 und 2 zeigen das Konstruktionselement mit Klappe (3), Betätigungsgestänge (4) und Rohr bestehend aus Außenteil (1), Innenteil (2) und Führung (5).

Die Klappe (3) ist eine punktsymmetrische kreisförmige Scheibe und mit dem Betätigungsgestänge starr verbunden. Das Betätigungsgestänge (4) ist um den Winkel α zur Hauptebene der Klappe (3) und um den Winkel α-90° zur Mittellinie des Außenteils (1) geneigt. Es ist in Führung (5) drehbar und verschieblich gelagert. Das Außenteil (1) ist zylindrisch und steif. Der Bereich des Innenteils (2); welcher von der Klappe berührt werden kann, ist zylindrisch, in Radialrichtung flexibel, in Umfangs- und Axialrichtung steif und innen dichtstoffbeschichtet. Der Bereich des Innenteils (2), mit welchem es an dem Außenteil (1) befestigt wird, ist zylindrisch und steif.

Die Mittellinien von Außenteil (1) und Innenteil (2) decken sich.

Die Drehachse des Betätigungsgestänges (4) und die Mittellinie von Innenteil (2) schneiden sich in einem Punkt. Der Symmetriepunkt der Klappe (3) liegt in diesem Punkt.

Bei Drehung der Klappe (3) über das Betätigungsgestänge (5) führt die Klappe (3) um diesen Punkt eine reine Drehbewegung ohne translativen Bewegungsanteil aus (Sie kann sich deshalb in einem Zylinder, bei dem Innendurchmesser Klap­ pendurchmesser ist; ungehindert bewegen).

Bei geschlossener Klappe wie in Fig. 1 wird das Innenteil (2) in Umfangsrichtung gedehnt. Es wirkt deshalb in dem Innenteil (2) eine gleichmäßige der Dehnung entsprechende Umfangskraft, und damit am Umfang der Klappe (3) eine gleichmäßige Flächenpressung. Diese bewirkt dort, begünstigt durch die Dichtstoffbeschichtung des Innenteils (2), eine gleichmäßige Dichtwirkung zwischen Klappe (3) und Innenteil (2).

Bei vollem Öffnen der Klappe (3) verformt sich das Innenteil (2) in dem Bereich, wo es radial flexibel ist, ellipsenähnlich, so daß deren "Große Hauptachse" die Länge vom Betrag des Durchmessers der Klappe (3) hat und mit der Klappe (3) fluchtet.

Definition

β = Verdrehwinkel des Betätigungsgestänges (5) vom Zustand "Klappe voll geschlossen" wie in Fig. 1 abgebildet bis zum Zustand "Klappe voll geöffnet" wie in Fig. 2.

Für β gilt mit der Definition von α in Fig. 1 dann folgende Beziehung:

= < β = acos[tan(-α - 180°) _* tan α]

Die Beziehung für β gilt unter der Bedingung, daß:

0 α 45°

Für größere α ist ein vollständiges Öffnen der Klappe nicht möglich.

Claims (3)

1. Konstruktionselement zur Regelung des Durchflusses von strömenden Medien in Klappenbauart, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe um eine Achse gedreht wird; welche schräg zur Rohrlängsachse steht.

2. Konstruktionselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dessen Rohr, relativ zu welchem sich die Klappe bewegt, in dem Bereich, wo es von der Klappe berührt werden kann, in Radialrichtung flexibel, in Axial- und in Umfangsrichtung steif ist und auf seiner Innenseite eine etwas kleinere Umfangslänge als die Klappe aufweist.

3. Konstruktionselement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite des Rohres in dem Bereich, wo es von der Klappe berührt werden kann, mit Dichtstoff (z. B. Gummi, etc.) beschichtet ist.