DE4206739C2 - Schieber - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schieber nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Schieber werden auch als Füll- und Entlastungs­ schieber bezeichnet. Sie werden im Bypass in medienfüh­ renden Leitungen z. B. in Hochofenwinderhitzeranlagen angeordnet und verbinden die Rohre vor und hinter dem Hauptabsperrschieber oder der Hauptabsperrklappe mit ei­ ner Rohrleitung von etwa 200 bis 400 mm Nennweite, wobei die eigentliche Hauptleitung einen wesentlich größeren Durchmesser aufweist. Die Bypass-Schieber werden vor Be­ tätigung des Hauptschiebers oder der Hauptklappe geöff­ net, damit ein Druckausgleich stattfindet und der Heiß­ windschieber mit geringerer Kraft und entsprechend gerin­ gerem Verschleiß an den Reibflächen der Schieberplatte geöffnet werden kann.

Beim Anheben der Schieberplatte des Bypass-Schiebers strömen die Medien mit hoher Geschwindigkeit durch die sich während des Öffnungsvorganges vergrößernde Öffnung, wobei diese je nach Formgestaltung der Schieberplatte zunächst etwa teilmondförmig und schließlich kreisförmig ist.

Ein Schieber nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der US 35 52 423 bekannt. Dieser bekannte Schie­ ber weist eine Gleitführung der Schieberplatte auf, die so gekrümmt ist, daß in ihr geführte Zapfen bei der Bewe­ gung der Schieberplatte diese bei Beginn der Öffnungsbe­ wegung vom Sitz abheben bzw. beim Ende der Schließbewe­ gung gegen den Sitz drücken.

Die Bewegung in Richtung parallel zur Mittelachse des Schiebers erfolgt also stufenlos bei Beginn des Öff­ nungs- bzw. Ende des Schließvorganges und wird durch die Bewegung der Schieberplatte bewirkt. Das ist insofern nachteilig, als keine Bewegung in Richtung parallel zur Mittelachse M unabhängig von der Bewegung der Schieber­ platte möglich ist.

Weiter ist nachteilig, daß die Gleitführung sich leicht mit Verunreinigungen zumindest teilweise zusetzen kann, wodurch die Bewegung in Richtung der Mittelachse nicht mehr funktioniert.

Es ist auch aus der DE-PS 7 03 613 ein Absperrschieber, insbesondere für staubhaltige Gase bekannt, mit axial ge­ gen die Sitze anpreßbaren Schieberplatten, wobei das Schiebergehäuse zwischen den Anschlußflanschen und den Sitzen venturirohrartig ausgebildet ist und die Sitz­ flächen eine dachförmige Gestalt haben, wobei die eine Dachfläche des Sitzes sich an die venturirohrartige Er­ weiterung des Gehäuses unmittelbar anschließt.

Die Schieberplatten werden in der Schließlage axial mit Hilfe eines in Richtung der Ebene der Platten verschieb­ baren Keiles angepreßt, der sich gegen Keilflächen an der Innenseite der Platten legt.

Ebenso wie bei dem Schieber nach US 35 52 423 wird dabei die Schließbewegung durch die Bewegung der Schieberplat­ te bewirkt, wobei nachteilig keine Führung der Schieber­ platte vorgesehen ist.

Charakteristisch ist, daß besonders in der ersten Phase des Öffnungsvorganges aufgrund der erhöhten Strömungsge­ schwindigkeit in den Medien enthaltene Verunreinigungen, wie z. B. Reste fossiler Brennstoffe, Steine und andere feste Verunreinigungen und Gegenstände mitgerissen wer­ den und bei aus dem praktischen Betrieb bekannten Schie­ bern ohne konische Verjüngung an der Einströmseite mit hoher Geschwindigkeit auf das dem Strom entgegengerichte­ te Ende der Rohrstutzens der Ausströmseite prallen und es beschädigen. Bei beschädigter Dichtfläche, die zweck­ mäßig eine aufgebrachte metallische Dichtung aufweist, schließt jedoch der Bypass-Schieber nicht mehr druck­ dicht und muß häufiger repariert werden.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schieber zur Verwendung als Bypass-Schieber in medienfüh­ renden Leitungen, insbesondere in Hochofenwinderhitzer­ anlagen, derart weiterzuentwickeln, daß eine wartungs- und verschleißfreie Führung der Schieberplatte bei siche­ rer Abdichtung erfolgt.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem gattungsgemäßen Schieber mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patent­ anspruchs 1.

Zur Bewegung der Schieberplatte parallel zur Mittelachse der Rohrstutzen ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Vorrichtung parallel zur Hubstange angeordnete Gleit­ schienen aufweist, die die Seitenkanten der Schieber­ platte gleitend umgreifen, und daß die Gleitschienen durch am Gehäuse angeordnete Hubvorrichtungen parallel zur Mittelachse bewegbar sind.

Bevorzugt ist vorgesehen, daß die Hubvorrichtungen für jede Gleitschiene mindestens zwei fluidbetätigte Hubmo­ tore aufweisen, deren Kolbenstangen mit der Gleitschiene verbunden sind und deren Zylinder mit dem Gehäuse verbun­ den sind.

Die Wirkung dieser Vorrichtung besteht darin, daß die Schieberplatte vor dem Betätigen der Hubstange um eine relativ kleine Strecke, beispielsweise etwa 7 mm bei ei­ nem Schieber der Nennweite 300 mm, von der Dichtfläche des Rohrstutzens der Ausströmseite abgehoben wird und nunmehr ohne Reibkontakt der beiden Dichtflächen senk­ recht zur Mittelachse der Rohrstutzen bewegt wird.

Dadurch wird besonders die empfindliche Silikonkautschuk­ dichtung vor Beschädigungen bewahrt und die an der Hub­ stange aufzubringende Kraft ist nur gering.

Vorteilhaft ist dabei, daß der Innenmantel des Rohrstut­ zens zur Mittelachse in einem Winkel α von etwa 2° bis 4° geneigt ist, wobei vorteilhaft der größte innere Durchmesser des Rohrstutzens auf der Einströmseite etwa gleich dem inneren Durchmesser des Rohrstutzens auf der Ausströmseite ist.

Dadurch wird eine sichere Führung des Luftstromes an den Dichtflächen vorbei erreicht.

Zweckmäßig weist das zur Schieberplatte gerichtete Ende des Rohrstutzens auf der Ausströmseite eine erste ring­ förmige Dichtung auf und auf der Schieberplatte ist eine zweite etwa ringförmige Dichtung angeordnet, die in der geschlossenen Stellung der Schieberplatte mit der ersten ringförmigen Dichtung dichtend zusammenwirkt, wobei vor­ teilhaft die Dichtungen aus metallischen Werkstoffen be­ stehen, wobei vorteilhaft der metallische Werkstoff nichtrostender Stahl ist. Alternativ ist es zweckmäßig, daß die erste ringförmige Dichtung aus metallischem Werk­ stoff besteht und daß die zweite ringförmige Dichtung aus einem elastischen nichtmetallischen Werkstoff be­ steht, wobei der elastische nichtmetallische Werkstoff vorteilhaft Silikonkautschuk ist.

Dadurch wird ein einwandfreier Verschluß in der Geschlos­ senstellung des Schiebers bewirkt.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, daß die Schieber­ platte eine etwa kreisförmige Öffnung aufweist, deren Durchmesser etwa gleich dem kleinsten inneren Durchmes­ ser des Rohrstutzens auf der Einströmseite ist. Diese Schieber sind an sich bekannt und werden auch als Bril­ lenschieber bezeichnet. Die Öffnung befindet sich im Schieberplattenbereich, der von der Hubstange entfernt angeordnet ist, während die ringförmige Dichtung zwi­ schen der Öffnung und dem Befestigungspunkt der Hubstan­ ge angeordnet ist. Demnach wird der Schieber durch eine vom Rohrstutzen weggerichtete Bewegung der Hubstange ge­ öffnet. Die Bewegung der Hubstange erfolgt zweckmäßig durch einen am Gehäuse angeordneten Hydraulikzylinder.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird nun­ mehr anhand einer Zeichnung näher erläutert. Sie zeigt in:

Fig. 1 einen Schnitt durch den erfindungswesentlichen Teil eines Schiebers, in

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung A von Fig. 1, in

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie I-I in Fig. 2 in vergrößertem Maßstab.

Mit Bezugnahme auf Fig. 1 weist ein Schieber 10 ein als Schweißkonstruktion ausgeführtes Gehäuse 11 auf, einen kreisrunden Rohrstutzen 15 auf der Einströmseite, wobei das Medium in Richtung des Pfeiles A einströmt, einen kreisrunden Rohrstutzen 16 auf der Ausströmseite, wobei die Rohrstutzen 15, 16 eine gemeinsame Mittelachse M ha­ ben, und eine Schieberplatte 12 mit einer etwa kreisrun­ den Öffnung 13 und einer im oberen Bereich der Schieber­ platte 12 angebrachten Hubstange 14, die in Richtung des Doppelpfeiles B mit Hilfe eines nicht gezeigten Hydrau­ likzylinders bewegbar ist, um die Schieberplatte 12 von der dargestellten Geschlossenstellung in eine Offenstel­ lung zu bewegen, so daß die Mittelachse M′ der Öffnung 13 mit der Mittelachse M zusammenfällt.

Der innere Rohrmantel des Rohrstutzens 15 ist gegenüber der Mittelachse M um einen Winkel α geneigt, so daß er sich in Richtung zur Schieberplatte 12 verjüngt.

Seitlich wird die Schieberplatte 12 von zwei Gleitschie­ nen 17, 17′ gleitend umgriffen, so daß sie bei Bewegun­ gen in Richtung des Doppelpfeiles B von den Gleitschie­ nen geführt wird.

Die Gleitschienen 17, 17′ sind jeweils mit zwei hydrau­ lischen Hubvorrichtungen 18, 18′, 19, 19′ dergestalt ver­ bunden, daß die Hubkolben an den Gleitschienen 17, 17′ befestigt sind und die Hubzylinder am Gehäuse 11.

In Fig. 2 ist das Gehäuse 11 dargestellt, an dessen Vor­ derseite die Hubvorrichtungen 18, 18′, 19, 19′ erkennbar sind. Die Schieberplatte 12 ist gestrichelt in der Ge­ schlossenstellung dargestellt; die Öffnung 13 liegt da­ bei unterhalb des Rohrstutzens 15.

Seitlich an der Schieberplatte 12 sind die Gleitschienen 17, 17′ gestrichelt dargestellt.

Der Rohrstutzen 15 ist an seinem äußeren Ende von einem Flansch 20 umgeben, in dem Bohrungen (nicht dargestellt) zum Anschluß an einen Flansch einer Rohrleitung ange­ bracht sind. Auf der gegenüberliegenden Seite befindet sich ein entsprechender Flansch.

Fig. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Schnitt durch einen Teil des Gehäuses 11, der Gleitschiene 17, der Schieberplatte 12, des Rohrstutzens 15 mit dem Nei­ gungswinkel α, dem größten Durchmesser D und dem klein­ sten Durchmesser D′, des Rohrstutzens 16 mit dem Durch­ messer D_A, des Flansches 20, und die Hubvorrichtung 19. Die Schieberplatte 12 ist in der Stellung dargestellt, in der die Hubvorrichtungen sie von ihrem Sitz auf dem Rohrstutzen 16 um eine Distanz d abgezogen haben.

Auf dem Rohrstutzen 16 befindet sich eine ringförmige Dichtung 21 aus nichtrostendem Stahl und auf der Schie­ berplatte 12 eine entsprechend geformte ringförmige Dich­ tung 22 aus Silikonkautschuk oder eine aus nichtrosten­ dem Stahl aufgepanzerte Dichtfläche. Die Dichtungen 21, 22 wirken in der Geschlossenstellung dichtend zusammen, wobei sie durch den gegen die Schieberplatte 12 anstehen­ den Druck gegeneinander gedrückt werden.

Claims (10)

1. Schieber zur Verwendung als Bypass-Schieber für me­ dienführende Leitungen mit relativ hohem Druck, insbesondere in Hochofenwinderhitzeranlagen, mit einem Gehäuse (11), mit je einem Rohrstutzen (15, 16) auf der Einströmseite und der Ausströmseite und mit einer senkrecht zur Mittelachse M der Rohrstut­ zen mittels einer Hubstange (14) bewegbaren Schieber­ platte (12), wobei der Innenmantel des Rohrstutzens (15) auf der Einströmseite sich zur Schieberplatte (12) hin konisch verjüngt, mit einer Vorrichtung zur Bewegung der Schieberplatte (12) parallel zur Mittel­ achse M des Rohrstutzens, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung parallel zur Hubstange (14) ange­ ordnete Gleitschienen (17, 17′) aufweist, die die Seitenkanten der Schieberplatte (12) gleitend umgrei­ fen, und daß die Gleitschienen (17, 17′) durch am Ge­ häuse (11) angeordnete Hubvorrichtungen (18, 18′, 19, 19′) parallel zur Mittelachse M bewegbar sind.

2. Schieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubvorrichtungen (18, 18′, 19, 19′) für jede Gleitschiene (17, 17′) mindestens zwei fluidbetätig­ te Hubmotore aufweisen, deren Kolbenstangen mit der Gleitschiene (17, 17′) verbunden sind und deren Zy­ linder mit dem Gehäuse verbunden sind.

3. Schieber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Innenmantel des Rohrstutzens (15) zur Mittelachse M in einem Winkel α von etwa 2° bis 4° ge­ neigt ist.

4. Schieber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der größte innere Durchmesser D des Rohrstutzens (15) auf der Einströmseite etwa gleich dem inneren Durchmesser D_A des Rohrstutzens (16) auf der Ausströmseite ist.

5. Schieber nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Schieberplatte (12) gerichtete Ende des Rohrstutzens (16) auf der Ausströmseite eine erste ringförmige Dichtung (21) aufweist und daß auf der Schieberplatte (12) eine zweite etwa ringförmige Dichtung (22) angeordnet ist, die in der geschlossenen Stellung der Schieber­ platte (12) mit der ersten ringförmigen Dichtung (21) dichtend zusammenwirkt.

6. Schieber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen (21, 22) aus metallischem Werk­ stoff bestehen.

7. Schieber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Werkstoff nicht-rostender Stahl ist.

8. Schieber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste ringförmige Dichtung (21) aus metalli­ schem Werkstoff besteht und daß die zweite ringför­ mige Dichtung (22) aus einem elastischen, nicht-me­ tallischen Werkstoff besteht.

9. Schieber nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische, nicht-metallische Werkstoff Sili­ konkautschuk ist.

10. Schieber nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberplatte (12) eine etwa kreisförmige Öffnung (13) aufweist, deren Durchmesser etwa gleich dem kleinsten inneren Durch­ messer D′ des Rohrstutzens (15) auf der Einströmsei­ te ist.