DE4315715C1

DE4315715C1 - Vorrichtung zum dichten Absperren eines fluiddurchströmten Kanals, einer Öffnung o. dgl., insbesondere in Rauchgaskanälen von Feuerungsanlagen

Info

Publication number: DE4315715C1
Application number: DE19934315715
Authority: DE
Inventors: Willi Frei
Original assignee: FLUCORREX AG FLAWIL
Current assignee: FLUCORREX AG FLAWIL
Priority date: 1993-05-11
Filing date: 1993-05-11
Publication date: 1994-09-29
Anticipated expiration: 2013-05-12

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum dichten Absperren eines fluiddurchströmten Kanals, einer Öffnung oder dergl., insbesondere in Rauchgaskanälen von Feuerungsanlagen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 26 01 310 C2 ist ein Drosselorgan für Fluidkanäle bekannt, bei dem mindestens eine, vorzugsweise mehrere parallele, in einem Rahmen fest angeordnete Lamellen liegen. Dabei ist jede feste Lamelle mit einem elastisch dehnbaren Schlauch überzogen, der mit seinen Enden dichtend am Rahmen anliegt und dessen Innenraum durch Einbringen eines Fluids durch Druckerhöhung die elastisch dehnbaren Schläuche aufbläst. Dadurch wird der Fluidkanal vollständig abgedichtet, indem die Schläuche fluidundurchlässig gegeneinander zur Anlage kommen.

Eine Vorrichtung zum Absperren eines durchströmten Kanals ist in der US 3 011 518 offenbart. In der dort beschriebenen Vorrichtung sind dünne, flache, sich jeweils paarweise umgreifende Metallamellen durch einen jeweils darinliegenden, aufblasbaren Hohlkörper im Querschnitt so weit veränderbar, bis jeweils benachbarte Metallamellen dicht aneinander anliegen.

Eine solche Anordnung ist aufwendig und teuer, weil jede Lamelle aus einem formelastischen Metallmantel und einem darin eingebauten aufblasbaren Hohlkörper besteht. Zudem ist zwangsweise ein fluiddurchlässiger Zwischenraum zwischen dem Rahmen und den jeweiligen Lamellenenden vorzusehen, damit die jeweiligen Metallamellen die Bewegungen beim Auf- und Abblasen der darin liegenden Hohlkörper ausführen können.

Das der Erfindung zugrundeliegende technische Problem besteht darin, eine Vorrichtung zum dichten Absperren eines fluiddurchströmten Kanals zu schaffen, die zum einen einen sehr einfachen Aufbau und zum anderen eine hohe Sicherheit bietet.

Die Lösung dieses technischen Problems besteht darin, daß jeweils an zwei sich gegenüberliegenden Seiten eines Hohlkörpers eine formelastische Membrane fluiddicht mit einem Rahmen verbunden ist und dabei der Hohlkörper eine in drucklosem Zustand eine den Kanal- bzw. Öffnungsquerschnitt ausfüllende Querschnittsform einnimmt.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß zum fluiddichten Abdichten des Kanals, einer Öffnung oder dergleichen vom drucklosen Zustand ausgehend keine wesentlichen Querschnittsformänderungen der Hohlkörper mehr erforderlich sind und nur das Einleiten eines Überdruckes über den höchsten an der Vorrichtung im Kanal auftretenden Druck die schon in drucklosem Zustand den Kanal- bzw. Öffnungsquerschnitt ausfüllenden Hohlkörper so gegen den Rahmen und auch gegeneinander drücken, daß der Kanal fluiddicht abgedichtet wird.

Unter drucklosem Zustand wird hier verstanden, daß der Druck in den Hohlkörpern und im Kanal an der erfindungsgemäßen Vorrichtung gleich ist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum dichten Absperren eines fluiddurchströmten Kanals, einer Öffnung oder dergl. ist ein möglichst ungehinderter, widerstandsarmer Durchlaß des Fluids nur möglich, wenn in dem Hohlkörper ein Unterdruck gesetzt wird.

Vorteilhafterweise besteht der Hohlkörper aus einem säure- und temperaturbeständigen Kunststoff, damit die erfindungsgemäße Vorrichtung auch in Rauchgaskanälen von Feuerungsanlagen einsetzbar ist, in denen aggressive Säuren und hohe Temperaturen bis 250°C auftreten.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, die flexible Membrane, wie auch den formelastischen Hohlkörper aus einem Fluorkunststoff, vorzugsweise PFA, PTFE oder FEP, herzustellen.

Solche Kunststoffe sind als Folien sehr flexibel, lassen jedoch keine nennenswerten Dehnungen zu, um ein elastisch dehnbares Aufblasen unter Volumenvergrößerung zu ermöglichen, wie es bei den bekannten Vorrichtungen ausgenutzt wird.

Erst die erfindungsgemäße Membrane ermöglicht den Einsatz von flexiblen Hohlkörpern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aus den genannten Kunststoffen, da die Membrane die Längenänderungen beim Einbringen von Unterdruck in den Hohlkörper im Bereich des Rahmens ausgleichen kann. Auch sind temperaturbedingte Längenänderungen bei einem Einsatzbereich von -40 bis +250°C problemlos durch die flexible Membrane ausgleichbar.

Für eine einfache Herstellung der Hohlkörper ist es besonders vorteilhaft, dies einstückig oder aus normalen Folienbahnen zu formen.

Um zu erreichen, daß zum einen eine sichere Abdichtung durch den Hohlkörper erreicht wird und zum anderen in offenem Zustand der Hohlkörper möglichst strömungsgünstig, widerstandsarm im durchströmten Kanal liegt, ist es besonders vorteilhaft, wenn der Hohlkörper im Querschnitt senkrecht zu seiner Längsachse ellipsenförmig ausgebildet ist.

Die gleichen oben genannten Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind auch mit in Einbaulage vertikalen, flexiblen bzw. formelastischen Hohlkörpern erreichbar.

Im folgenden ist zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis der Erfindung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum fluiddichten Absperren von Kanälen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum fluiddichten Absperren von Kanälen, die auf der linken Hälfte in offener Stellung und auf der rechten Hälfte in geschlossener Stellung dargestellt ist;

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1; und

Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III in Fig. 1.

In einem Metallrahmen 1 sind mehrere Hohlkörper 2 aus einem säure- und temperaturbeständigen Fluorkunststoff parallel zueinander, in Einbaulage horizontal liegend angeordnet. An jeweils beiden Enden sind die schlauchförmigen Hohlkörper 2 fluiddicht mit einer ebenfalls aus Fluorkunststoff bestehenden Membrane 3 verbunden bzw. verklebt. Im drucklosen Zustand haben die Hohlkörper 2 in einem Querschnitt senkrecht zu ihrer Längsachse ein ellipsenförmiges Profil. Dabei berühren sich die jeweils benachbarten Hohlkörper 2.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß in den jeweiligen Hohlkörpern 2 jeweils Stützprofile 5 angeordnet sind, an denen die jeweiligen Hohlkörper 2 an den Stirnseiten der Stützprofile 5 anliegen und dabei die vom durchströmenden Fluid ausgeübten Druckkräfte auf die Absperrvorrichtung aufnehmen.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß der Hohlkörper 2 mit der flexiblen Membrane 3 fluiddicht verbunden ist und die Membrane 3 leicht gewölbt, in normalem Einbauzustand leicht abhebend vom Rahmen 1 eingebaut ist. Auf der linken Hälfte liegt der Hohlkörper 2 flach anliegend an dem innenliegenden Stützkörper 5 an und ist somit widerstandsarm gegenüber des im Kanal strömenden Fluids, was durch Einbringung von Unterdruck im Hohlkörper 2 erreicht wird. Auf der rechten Seite ist der Hohlkörper 2 in seinem drucklosen Zustand gezeigt. Der Überdruck zum Abdichten des Kanals im Hohlkörper 2 bewirkt hier keine Formänderung, sondern drückt die Hohlkörper 2 mit einer ausreichenden Kraft zum fluiddichten Abdichten gegeneinander.

Der Rahmen 1 ist senkrecht zur Strömungsrichtung, wie aus Fig. 1 ersichtlich, in einem fluiddurchströmten Kanal eingebaut. In normalem Zustand ist die Klappe, wie auf der rechten Seite der Fig. 1 dargestellt, geschlossen. Dabei liegen die Hohlkörper 2, den Kanal- bzw. Öffnungsquerschnitt ausfüllend, aneinander an. Wird ein Unterdruck durch den Anschluß 4 in die einzelnen Hohlkörper 2 eingeleitet, so legen sich bis auf die jeweiligen Randbereiche 7 die Hohlkörper 2 flach an den jeweils innenliegenden Stützprofilen 5 an.

Um den durchströmten Kanal bzw. den Rahmen 1 fluiddicht abzudichten, wird durch den Anschluß 4 der Unterdruck in den einzelnen Hohlkörpern 2 abgebaut. Um den fluiddurchströmten Kanal fluiddicht abzudichten, wird durch den Anschluß 4 ein Überdruck in die einzelnen Hohlkörper 2 eingebracht, wodurch diese mit größerer Kraft gegeneinandergedrückt und noch besser abdichtend zur Anlage kommen. Die Stützprofile 5 nehmen hierbei die von dem abgesperrten Fluid ausgeübten Druckkräfte auf und leiten sie in den Rahmen 1 ein.

Bei einem hier nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist vorteilhafterweise die Breite des Stützprofils im Querschnitt senkrecht zu dessen Längsachse veränderbar, um ein glattes Anliegen des Hohlkörpers an dem innenliegenden Stützprofil zu erreichen. Ferner wird die Breite des Stützprofils im Querschnitt senkrecht zu dessen Längsachse bei offener Stellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung größer, damit ein noch strömungsgünstigeres, widerstandsärmeres Anliegen des Hohlkörpers erreicht wird.

Claims

1. Vorrichtung zum dichten Absperren eines fluiddurchströmten Kanals, einer Öffnung oder dergl., insbesondere in Rauchgaskanälen von Feuerungsanlagen, mit

- einem Rahmen (1), der im wesentlichen die Abmessungen des Querschnitts des Kanals, der Öffnung oder dergl. senkrecht zur Strömungsrichtung des Fluids hat,
- mindestens einem formelastischen Hohlkörper (2),
- der aus einem im wesentlichen nicht dehnbaren Werkstoff besteht,
- der sich im Rahmen (1) mit seiner Längsachse senkrecht zur Strömungsrichtung des Fluids erstreckt,
- dessen Querschnittsform senkrecht zu seiner Längsachse durch Druckänderungen so veränderbar ist, daß eine erste fluiddurchlässige und eine zweite, den Kanal- bzw. Öffnungsquerschnitt ausfüllende Querschnittsform eingenommen werden kann, und
- der durch Einbringung eines Druckes höher als der an der Vorrichtung im Kanal anliegende Druck fluidundurchlässig wird,
- einem Stützprofil (5),
- das sich in dem Hohlkörper (2) längs dessen Längsachse erstreckt,

dadurch gekennzeichnet, daß

- jeweils an zwei sich gegenüberliegenden Seiten eine formelastische Membrane (3) den Hohlkörper (2) fluiddicht mit dem Rahmen (1) verbindet, und
- der Hohlkörper (2) in drucklosem Zustand die zweite Querschnittsform einnimmt,

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (2) aus einem säure- und temperaturbeständigen Kunststoff besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (3) aus einem säure- und temperaturbeständigen Kunststoff besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein Fluorkunststoff, vorzugsweise PFA, PTFE oder FEP, ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Hohlkörper (2) einstückig ausgebildet ist oder aus einer Folienbahn geformt ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (2) im Querschnitt senkrecht zu seiner Längsachse ellipsenförmig ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Stützprofil (5) im Querschnitt senkrecht zu dessen Längsachse veränderbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützprofil (5) bei offener fluiddurchlässiger Stellung im Querschnitt senkrecht zu dessen Längsachse breiter wird, so daß der Hohlkörper (2) an das Stützprofil (5) anlegbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei fluiddichter Stellung die Breite des Stützprofils (5) senkrecht zu dessen Längsachse so verringert wird, daß der mindestens eine Hohlkörper (2) an beiden Stirnseiten des Stützprofils (5) anliegt und gleichzeitig fluiddicht an dem Rahmen (1) bzw. weiteren parallelen Hohlkörpern (2) zur Anlage bringbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur fluiddichten Stellung der Vorrichtung der mindestens eine Hohlkörper (2) unter einen Überdruck von 20 bis 100 Millibar gesetzt ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der fluiddurchlässigen Stellung der Vorrichtung der mindestens eine Hohlkörper (2) auf einen Unterdruck von 20 bis 100 Millibar gesetzt ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (3) und der Hohlkörper (2) miteinander verklebt oder verschweißt sind.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (3) im normalen Einbauzustand leicht gewölbt, vom Rahmen (1) abhebend, fluiddicht befestigt ist.