DE4217448C2 - Wartungsfreundliche Drosselklappenarmatur - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drosselklappen­ armatur für schüttbares oder fliessfähiges Gut, bei welcher eine Drosselklappe in einem rohrförmigen Gehäuse gelagert ist, welches Gehäuse eine Konsole für einen Stellantrieb umfasst, und welche Armatur zur Gewährleistung der Absperr­ wirkung an der Innenseite des Gehäuses ein dichtendes Element aufweist.

Drosselklappenarmaturen werden überall dort verwendet, wo Gase, Flüssigkeiten, zähflüssige oder rieselfähige Produkte gefördert werden und der Fluss dieser Produkte dosiert und reguliert werden muss.

In der Regel werden diese Armaturen einseitig oder beid­ seitig an einem Förderstutzen angeflanscht und sind deshalb entweder mit einem Vollflansch oder mit einem Doppelflansch ausgerüstet. Diese derart befestigten Armaturen können im Gegensatz zu den fest verschweissten Armaturen für die Reinigung oder Reparatur abmontiert werden. Jedoch müssen für die Wartung dieser Armaturen alle Befestigungsschrauben der Flanschverbindung gelöst werden - eine zeitraubende und bei den in der Regel schlechten Zugangsmöglichkeiten um­ ständliche Arbeit. Für weitere Reinigungs- und Revisions­ arbeiten, insbesondere das Auswechseln des Dichtungsrings, muss der Stellantrieb demontiert werden und die Achse der Drosselklappe gelöst und herausgenommen werden.

Es ist deshalb auch schon vorgeschlagen worden, eine wartungsfreundliche Drosselklappenarmatur zu konstruieren, bei welcher insbesondere das Gehäuse für die Drosselklappe aus zwei ringförmigen Teilen besteht. Diese beiden ring­ förmigen Gehäuseteile weisen einerseits einander gegenüber­ liegende Aussparungen auf, welche geeignet sind, im montier­ ten Zustand, die Drosselklappe zwischen diesen Gehäuseteilen drehbar zu lagern. Andererseits weisen diese Gehäuseteile an den einander zugewandten Seiten Schulterringe auf, über welche ein Spannreif gespannt wird, um die beiden Gehäuse­ teile zusammenzuhalten. Dieser Spannreif ist mit einem Klappverschluss versehen und kann somit mit einfachen Hand­ griffen entfernt werden.

Ein derart konstruiertes Gehäuse ist zwar einfach und schnell zu montieren resp. zu demontieren, weist aber für den praktischen Gebrauch verschiedene Nachteile auf.

Insbesondere ist der verwendete Spannreif dreiteilig und weist ein ringförmiges Zwischenglied auf, durch welches die Drehachse der Drosselklappe hindurchragt. Ausserdem muss die Konsole für den Stellantrieb der Drosselklappe an einer armaturfremden Halterung befestigt werden.

Die Nachteile dieser Armatur sind offensichtlich. So ist diese Armatur wegen des dreiteiligen Spannrings und ins­ besondere wegen des federnden Zwischengliedes nicht genügend fixier- und belastbar und zeigt in kurzer Zeit Verschleiss­ erscheinungen und Dichtungsprobleme. Ebenso erfordert die Montage des Stellantriebs zusätzliche Halterungen, deren Vibrationen direkt auf die Lager der Klappenachse übertragen werden und damit diese Lager zusätzlich belasten und ver­ schleissen. Insbesondere bereitet die für das Abnehmen der Armatur notwendige Demontage eines derart befestigten Stell­ antriebs weiterhin die altbekannten Schwierigkeiten.

EP 0 010 357 A1 betrifft eine Drosselklappenarmatur, deren Gehäuse aus zwei Teilen besteht. Die Gehäuse weisen passende Vorsprünge auf, um in Verbindung mit einer Schraubeinrichtung eine Ventileinheit im Gehäuse zu halten. Ein Ring umfaßt ei­ nen ringförmigen Ventilsitz und wird von dem zweiteiligen Ge­ häuse umgeben. Nachteilhaft ergibt sich hieraus, daß diese Konstruktion geringe Wartungsfreundlichkeit aufweist, da die Montage bzw. Demontage eines solchen Ringes und der damit zu­ sammenhängenden Teile zeitaufwendig und umständlich ist.

EP 0 000 098 B1 betrifft eine Drosselklappenamartur mit zwei Gehäuseringen, die stirnseitig auf einen ringförmigen Körper aufgesetzt sind, in welchem die Drosselklappe gelagert ist. Der ringförmige Körper ist einstückig ausgebildet, weshalb eine schnelle und einfache Montage bzw. Demontage der Dros­ selklappenarmatur verhindert wird.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verschleissarme und wartungsfreundliche Drosselklappenarmatur zu schaffen, welche die Nachteile der bekannten Drosselklap­ penarmaturen nicht aufweist.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe mit einer Armatur der eingangs genannten Art gelöst, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gehäuse einen ersten Gehäusering 28 und einen zweiten Gehäusering 29 und eine diese beiden Gehäuseringe um­ greifende Gehäuseklammer 43 mit einer Konsole 44 für einen Stellantrieb 45 umfasst. Die Drosselklappe 6 ist zwischen dem ersten Gehäusering 28 und dem zweiten Gehäusering 29 gelagert und die Gehäuseklammer 43 besteht aus zwei sich quer zur Drehachse der Drosselklappe 6 stossenden Klammerteilen 46, 47, welche mittels integraler Verriegelungselemente 49, 48 zusammengespannt werden können, um die beiden Gehäuseringe (28, 29) und die Gehäuseklammer (43) kraftschlüssig aneinan­ der zu fixieren.

Die Vorteile dieser Erfindung sind offensichtlich und liegen unter anderem auch im Handling, wie sich bei der Montage resp. Demontage in eindrücklicher Art und Weise zeigt.

Insbesondere kann in einem ersten Schritt der gesamte Stel­ lantrieb in einfacher Weise und kürzester Zeit gelöst und entfernt werden. Durch die manuelle Entriegelung von zwei Drehriegellagerelementen kann in einem zweiten Schritt ein Abschlussring zusammen mit der Drosselklappe demontiert wer­ den. Die derart demontierte Armatur kann nun problemlos ge­ reinigt werden. Ebenso können Verschleissteile, wie Dich­ tungselement oder Drehriegellagerelement, ohne weiteres er­ setzt werden. Damit können die regelmässig notwendigen Reini­ gungs- und Unterhaltsarbeiten ohne Spezialwerkzeuge auch von angelerntem Hilfspersonal ausgeführt und die Wartungskosten wesentlich gesenkt werden.

Im weiteren ermöglicht es die erfindungsgemäss gebaute Arma­ tur zur weiteren Verbesserung der Montagefreundlichkeit, den zufuhrseitigen Anschlussring an den Förderstutzen anzuschwei­ ssen, ohne damit die Wartungsfreundlichkeit der Drosselklap­ penarmatur zu beeinträchtigen. Bei einer derart befestigten Drosselklappenarmatur braucht lediglich die Gehäuseklammer entfernt und die Drehriegellagerelemente geöffnet zu werden. Diese Manipulation kann auch von einer einzelnen Person in einfacher Weise ausgeführt werden.

Durch die direkte Fixierung des Stellantriebs an der Gehäuse­ klammer werden keine Fremdvibrationen auf die Drosselklap­ penachse übertragen und wird damit die Lebensdauer der Lager­ elemente wesentlich erhöht.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden anstelle eines elastischen Dichtungsringes zwei geeignete Halbringe mit ge­ geneinander versetzten Anschlagschultern eingepasst, an wel­ che sich die Drosselklappe in ihrer Absperrposition wechsel­ seitig dicht anlegt. Diese Absperrhalbringe sind aus einem verschleissfesten Material gefertigt und erhöhen wie­ derum den Wartungszyklus.

Weitere bevorzugte Merkmale der erfindungsgemässen Drossel­ klappenarmatur ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand einiger Ausführungsbei­ spiele und mit Hilfe der beigefügten Figuren näher beschrie­ ben werden.

Es zeigen:

Fig. 1 herkömmliche Droselklappenarmatur mit Vollflansch und Konsole mit manuellem Stellantrieb,

Fig. 2 herkömmliche Drosselklappenarmatur mit Stellantriebkonsole und Doppelflansch,

Fig. 3 bekannte Drosselklappenarmatur mit zweiteiligem Gehäuse und dreiteiligem Spannreif in Explosions darstellung,

Fig. 4 erfindungsgemdsse Drosselklappenarmatur in schematisierter Explosionsdarstellung,

Fig. 5a Aufriss einer erfindungsgemässen Drosselklappen­ armatur,

Fig. 5b Seitenriss einer erfindungsgemässen Drosselklappenar­ matur.

In den beiden Fig. 1 und 2 sind handelsübliche Drossel­ klappenarmaturen für schüttbares oder fliessfähiges Gut dargestellt. So zeigt Fig. 1 eine herkömmliche Armatur mit einem einstückigen Gehäuse 2 aus Aluminiumguss. Dieses Gehäuse 2 dient gleichzeitig als Vollflansch und weist acht Bohrungen 3 auf, um die Armatur betriebssicher anzuschlies­ sen. An der Peripherie dieses Gehäuses sind diametral zueinander Sockelelemente 4, 5 angeformt, in welchen der Drehzapfen und die Antriebsachse der Drosselklappe 6 lagern. Zwischen der Drosselklappe 6 und der Innenwandung des Gehäuses 2 liegt eine Auskleidung 7, welche je nach der Art des zu dosierenden Guts, beispielsweise Oelfarben, Säuren, Zement, Granulate oder Lebensmittel, aus einem geeigneten Material gefertigt ist. Das Sockelelement 4 trägt eine Konsole 8 für ein Stellglied 9. Dieses Stellglied 9 kann ein manueller, pneumatischer, hydraulischer oder elektrischer Antrieb sein. Fig. 1 zeigt ein manuelles Stellglied mit einem Drosselhebel, wie er in Tankwagen oft verwendet wird. Solche Armaturen eignen sich für Drücke bis zu 16 kp/m² und können Gesamtdurchmesser bis zu 600 mm aufweisen.

Die in Fig. 2 dargestellte Armatur ist mit einem Doppel­ flansch 12 ausgerüstet. Es braucht nicht weiter darauf auf­ merksam gemacht zu werden, dass die Montage einer solchen Armatur äusserst zeitaufwendig ist. Die Konsole 4 für das Stellglied ist integraler Bestandteil des Gehäuses 2 und be­ herbergt das Drehlager für die Achse 13 der Drosselklappe 6. Auch diese Armatur ist mit einem geeigneten Dichtungselement 7 ausgekleidet.

Eine reinigungsfreundlichere Armatur ist in Fig. 3 dar­ gestellt. Bei dieser bekannten Armatur besteht das Gehäuse 2 aus einem Anschlussring 14 und einem Abschlussring 15. Die einander zugewandten Stossflächen dieser Ringelemente 14, 15 weisen Aussparungen 16, 17 auf, um den Drehzapfen 19 und die Antriebsachse 13 der Drosselklappe 6 aufzunehmen. Ein elastisches Dichtungselement 18 gewährt bei Sperrstellung der Drosselklappe eine sichere Sperrfunktion der Armatur. Diese Armatur weist Flanschschultern 21 auf, über welche ein Spannreif 23 gespannt wird. Dieser Spannreif 23 besteht aus zwei Halbreifen 24, 25, die mit einem Ringelement 26 beweg­ lich miteinander verbunden sind. Dieses Ringelement 26 muss bei der Montage über die Achse 13 gestülpt werden, was wiederum nur möglich ist, wenn der Stellantrieb demontiert ist. Ein dem Ringelement 26 gegenüberliegender Spann­ verschluss 27 ermöglicht alle obigen Bauteile in einfacher Weise miteinander zu verbinden resp. voneinander zu lösen.

Fig. 4 zeigt die wesentlichen Bauteile der erfindungs­ gemässen Drosselklappenarmatur. Im einzelnen besteht diese Armatur aus einem ersten Gehäusering 28 mit zwei einander gegenüberliegenden Aussparungen 36, 37 für die Antriebsachse 13 und den Drehzapfen 19 der Drosselklappe 6. Die Innen­ wandung 30 des ersten Gehäuserings 28 ist für die passgenaue Aufnahme eines dichtenden Elementes 7 an der der Klappe 6 zugewandten Seite in geeigneter Weise ausgefräst. Das dich­ tende Element 7 weist für die dichtende Durchführung der Antriebsachse 13 und des Drehzapfens 19 zwei einander gegen­ überliegende Oeffnungen 31, 32 auf. Geeignete Materialien für dieses dichtende Element sind dem Fachmann hinlänglich bekannt und sind von der Art des geförderten Gutes abhängig.

Das derart über die Drosselklappe 6 gespannte Dichtungs­ element 7 wird bei der Montage zusammen mit dieser so in den ersten Gehäusering 28 eingelegt, dass die Drehachse 13 und der Drehzapfen 19 in die Aussparungen 36 resp. 37 zu liegen kommen. Ein zweiter Gehäusering 29 ist zum ersten Gehäuse­ ring 28 symmetrisch gebaut. Bei der Montage werden die Stossflächen 33 der beiden Gehäuseringe 28, 29 aufeinander­ gebracht und mit Drehriegellagern 34, 35 aneinander gesi­ chert. Diese Drehriegellager 34, 35 weisen ein zentrales Teil 38 auf, welches als Lager für die Antriebsachse 13 resp. den Drehzapfen 19 dient. Flügelartige Teile 39 hinter­ greifen in ihrer quer zur Förderrichtung stehenden Position ein Gehäusering-Mundstück 41 resp. 42. Durch einfache Drehung um 90° können die flügelartigen Teile in eine Stel­ lung parallel zur Förderrichtung gebracht werden. In dieser Stellung hintergreifen die flügelartigen Teile 39 der Dreh­ riegellager 34, 35 die kreiszonenförmigen Gehäusering- Mundstücke 41, 42 nicht mehr und können abgezogen oder ein­ gesetzt werden. Diese Drehriegellagerelemente werden aus geeigneten Gleitlagerwerkstoffen, wie beispielsweise Kunst­ stoff oder Bronze, gefertigt.

Um die beiden Gehäuseringe 28, 29 wird eine zweiteilige Gehäuseklammer 43 gelegt, deren Schnittstelle quer zur Dreh­ achse der Drosselklappe 6 läuft. Ein erstes Klammerteil 46 trägt eine Konsole 44, in welche die Antriebsachse 13 der Drosselklappe 6 ragt und an welche ein geeigneter Stell­ antrieb 45 direkt befestigt ist. Das zweite Gehäuseklammer­ teil 47 ist mittels geeigneten Verriegelungselementen 48, 49 mit dem ersten Klammerteil 46 kraftschlüssig verbunden. Bei einer ersten Ausführungsform besteht das eine Verriegelungs­ element 49 aus einer formschlüssigen Verzahnung und das gegenüberliegende Verriegelungselement 48 aus einem Flügel­ schrauben-Sicherheitsverschluss. Es versteht sich, dass zur Verriegelung ebenso gut andere Verschlüsse, wie beispielswei­ se Klappverschlüsse, Schwenkhebelverschlüsse resp. Steckbol­ zen, verwendet werden können.

Die Funktion dieser Armaturbauteile ist unmittelbar ersicht­ lich. So dient das erste Klammererteil 46 vorerst als Träger und Halterung des Stellenantriebs 45. Beim demontieren der Armatur zur Wartung und Reinigung braucht der Stellantrieb somit nicht entfernt zu werden. Durch das Öffnen der Verrie­ gelung 48 kann die Gehäuseklammer 43 samt Stellantrieb 45 ab­ genommen werden. Die Drehriegellagerelemente 34 und 35 halten die beiden Gehäuseringe 28 und 29 vorerst noch zusammen. Erst die Entfernung dieser Drehriegellagerelemente ermöglicht das Trennen der beiden Gehäusering 28 und 29.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird auch an der Stelle des elastischen Dichtungselementes 7 ein in Drehachsrichtung zweigeteilter Sperring aus verschleissfestem Material verwen­ det. Diese beiden Hälften weisen innenseitig Schultern auf, die derart gegeneinander versetzt sind, dass die Drosselklap­ pe in Absperrposition auf diesen Schultern aufliegt. Ein sol­ cher Sperring eignet sich insbesondere für pulverförmiges oder granulatartiges Fördergut und weist eine gegenüber dem elastischen Dichtungselement wesentlich erhöhte Lebensdauer auf.

Fig. 5a und 5b zeigen die erfindungsgemässe Drosselklappenar­ matur im montierten Zustand. In Fig. 5b deutlich erkennbar ist der konische Verlauf der Innennut der Gehäuseklammer 43, dank welcher die beiden Gehäuseringe 28 und 29 form- und kraftschlüssig zusammengepresst werden. In dieser erprobten Ausführungsform sind alle Gehäuseteile 28, 29 und 43 aus Edelstahl gefertigt, können aber je nach Verwendungszweck, d. h. mechanischer und chemischer Belastung, auch aus anderen Materialien hergestellt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird der erste Gehäuse­ ring 28 direkt an den Zufuhrstutzen 51 geschweisst. In ana­ loger Weise ist bei der bevorzugten Ausführungsform auch ein kurzer Auslassstutzen 42 an dem Gehäusering 29 befestigt.

Es versteht sich, dass die Gehäuseringe 28, 29 in bekannter Weise Anschlussflansche oder geeignete Krempen für konven­ tionelle Spannringverschlüsse aufweisen können.

Die hier beschriebene Drosselklappenarmatur erweist sich durch ihre einfache Konstruktion als ungewöhnlich wartungs­ freundlich und langlebig.

Diese Armatur kann für die Regulierung von beliebigem Fördergut verwendet werden und ist insbesondere für Farbstoffe, Erdölprodukte, Getränke oder pharmazeutische Produkte besonders geeignet.

Claims (3)

1. Drosselklappenarmatur für schüttbares oder fliessfähiges Gut, bei welcher eine Drosselklappe in einem rohrförmigen Gehäuse gelagert ist, welches Gehäuse eine Konsole für einen Stellantrieb umfasst, und welche Armatur zur Gewährleistung der Absperrwirkung an der Innenseite des Gehäuses ein dichtendes Element aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einen ersten Gehäusering (28) und einen zweiten Gehäusering (29) und eine diese beiden Gehäuseringe umgreifende Gehäuseklammer (43) mit einer Konsole (44) für einen Stellantrieb (45) umfaßt, welche Drosselklappe (6) zwischen dem ersten Gehäusering (28) und dem zweiten Gehäusering (29) gelagert ist und welche Gehäuseklammer (43) aus zwei sich quer zur Drehachse der Drosselklappe (6) stossenden Klammerteilen (46, 47) besteht, welche mittels integraler Verriegelungselemente (49, 48) zusammengespannt werden können, um die beiden Gehäuseringe (28, 29) und die Gehäuseklammer (43) kraftschlüssig aneinander zu fixieren.

2. Drosselklappenarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseringe (28, 29) einander gegenüberliegende Gehäuseringmundstücke (41 resp. 42) aufweisen, welche in betriebsbereiter Stellung von Drehriegellagerelementen (34, 35) hintergriffen werden.

3. Drosselklappenarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese mit einem zweiteiligen Sperring ausgerüstet ist, dessen Hälften innenseitig achssymmetrisch geformte Schultern aufweisen, welche derart gegeneinander versetzt sind, daß die Drosselklappe in Absperrposition auf diesen Schultern aufliegt.