DE4422055C1 - Einrichtung zur Betätigung einer Anordnung von Leitrohrschiebern - Google Patents
Einrichtung zur Betätigung einer Anordnung von LeitrohrschiebernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Betätigung einer
aus einem Master-
Leitrohrschieber sowie mindestens einem diesem zugeordneten
Bypass-Schieber bestehenden Anordnung von Leitrohrschiebern,
deren Schieberstangen über einen am
Schiebergehäuse schwenkbar gelagerten, doppelarmigen Hebel
derart miteinander gekoppelt sind, daß bei Bewegung des einen
Schiebers in die Schließstellung der andere Schieber in seine
Offenstellung und umgekehrt bewegbar ist.
Eine derartige Leitrohrschieberanordnung ist an sich bekannt,
wobei diese durch ein Schwenklager für den doppelarmigen
Hebel gekennzeichnet ist, welches bei Betätigung desselben in
Richtung parallel zu den Schieberstangen hin- und herwandert.
Des weiteren ist der mit der dem Master-Schieber zugeordneten
Schieberstange gekoppelte Arm über eine Kniehebel-Anordnung
mit dem Schiebergehäuse verbunden. Diese wiederum ist durch
eine Druckfeder-Anordnung (Tellerfeder-Paket) so vorgespannt,
daß sie den vorerwähnten Arm des doppelarmigen Hebels,
welcher mit der dem Master-Schieber zugeordneten
Schieberstange zusammenwirkt, in Schieber-Offenstellung
drängt; dementsprechend ist durch die vorgenannte Druckfeder
und Kniehebel-Anordnung der Bypass-Schieber stets in
Schließstellung vorgespannt. Es ist erkennbar, daß es sich
bei der bekannten Konstruktion um eine relativ aufwendige
Betätigungseinrichtung handelt, die darüber hinaus den
Nachteil besitzt, daß keine Vorkehrungen für einen konstanten
Druckabfall über die Armaturen während der Betätigung
desselben und der entsprechenden Betätigung des Bypass-
Schiebers gewährleistet ist. Vor allem sind beim Stand der
Technik keine Vorkehrungen getroffen, um die Druckdifferenz
nach oben hin zu begrenzen. Dementsprechend muß die gesamte
Hebelanordnung nach der maximalen Druckdifferenz über die
Armaturen dimensioniert werden, obwohl diese Druckdifferenz
für den Betrieb der Anlage nicht erforderlich ist. Die
bekannte Einrichtung ist daher überdimensioniert. Dies gilt
sowohl für die statischen Teile als auch für den
Schieberantrieb. Der Schieberantrieb muß darüber hinaus die
oben erwähnte Vorspannung des doppelarmigen Hebels
überwinden, wobei erhebliche Verluste auch durch das hin- und
herwandernde Schwenklager des doppelarmigen Hebels bedingt
sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
eine Betätigungseinrichtung der hier fraglichen Art zu
schaffen, bei der mit kleinerem Antrieb und leichterer
Bauweise eine ebenso funktionssichere sowie hinsichtlich
Regelcharakteristik gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Armaturenkombination
geschaffen ist. Die
Antriebskraft soll erfindungsgemäß ausschließlich für die
Betätigung der beiden Schieber verwendet werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Durch das erfindungsgemäß vorgesehene ortsfeste Schwenklager
des doppelarmigen Hebels wird die Gesamtkonstruktion
gegenüber dem eingangs beschriebenen Stand der Technik
erheblich vereinfacht. Des weiteren ist an den beiden Armen
des doppelarmigen Hebels jeweils eine Kulissenführung für die
Aufnahme eines an der zugeordneten Schieberstange
vorgesehenen Mitnehmers ausgebildet, wobei die
Kulissenführungen derart gestaltet und aufeinander abgestimmt
sind, daß in jeder Relativstellung von Master- und Bypass-
Schieber, d. h. in jeder beliebigen Schwenklage des
doppelarmigen Hebels eine relativ geringe und im wesentlichen
konstante Druckdifferenz über die Gesamtanordnung von Master-
und Bypass-Schieber aufrechterhalten ist. Vorzugsweise
beträgt diese Druckdifferenz maximal etwa 100 mbar. Die
Bewegungsendpunkte der Mitnehmer sind durch die Schließ- und
Offenstellung von Master- und Bypass-Schieber vorgegeben.
Dazwischen erfolgt die Regelung der Schieberbewegung mittels
der erfindungsgemäß vorgesehenen Kulissenführungen so, daß
über beide Schieber eine im wesentlichen konstante
Druckdifferenz herrscht. Diese ist maßgebend für die
Dimensionierung der gesamten Anordnung sowie für die
Dimensionierung des Schieberantriebs. Eine
Überdimensionierung der beiden Armaturen ist durch die
erfindungsgemäße Regelung vermieden. Auch ist keine
elastische Vorspannung des doppelarmigen Hebels mehr
erforderlich. Die Antriebskraft kann im wesentlichen
ausschließlich für die Betätigung der beiden Schieber
eingesetzt werden. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene
Druckdifferenz ist auch eine definierte Strömungsrichtung
durch die Armaturen hindurch gewährleistet, und zwar bei
jeder Position des doppelarmigen Hebels.
Vorteilhafte Details der erfindungsgemäßen
Betätigungseinrichtung sind in den Unteransprüchen
beschrieben. Von Bedeutung ist insbesondere noch die konkrete
Ausführung der Kulissenführungen gemäß Anspruch 11, wonach
die Kulissenführungen derart aufeinander abgestimmt sind, daß
der Bypass-Schieber erst dann aus der Schließstellung
herausbewegt wird, wenn der Master-Schieber bereits teilweise
geschlossen ist, wobei zu diesem Zweck die antriebsseitige
Kulissenführung einen ersten Abschnitt aufweist, der sich in
Offenstellung des Master-Schiebers etwa parallel zur
Bewegungsrichtung der Haupt-Schieberstange bzw. des daran
befestigten Mitnehmers erstreckt. Durch die letztgenannte
konstruktive Maßnahme wird der vorgenannte Effekt erzielt.
Diese Maßnahmen stellen einen Beitrag für die
Aufrechterhaltung der gewünschten Druckdifferenz über den
gesamten Betätigungsbereich der Schieber dar. Der
vorgenannten Konstruktion liegt das Prinzip zugrunde, die
Gesamtöffnungsflächen beider Schieber in jeder
Betriebsregelstellung etwa konstant zu halten.
Von besonderer Bedeutung ist auch noch die Ausführungsform
nach Anspruch 3, wonach wenigstens eine der beiden
Kulissenführungen eine drehbar gelagerte Scheibe mit einem
Kulissen-Regelabschnitt umfaßt derart, daß dieser zwischen
zwei unveränderbaren Kulissenabschnitten innerhalb
vorbestimmter Grenzen verschwenkbar ist mit der Folge einer
entsprechenden Änderung des Regelverhaltens im
Wirkungsbereich dieses Kulissen-Regelabschnitts. Ein- und
Austritt des Kulissen-Regelabschnitts sind vorzugsweise
jeweils trichterförmig erweitert bzw. abgerundet. Die dem
Kulissen-Regelabschnitt vor- und/oder nachgeordneten
Kulissenabschnitte sind vorzugsweise ebenfalls in Richtung
zum Kulissen-Regelabschnitt hin trichterartig erweitert, um
einen stoßfreien Übertritt des schieberstangen-Mitnehmers
zwischen Kulissen-Regelabschnitt und den unveränderbaren
Kulissenabschnitten zu erreichen.
Auch andere Konstruktionen zur Änderung des Regelverhaltens
sind denkbar, wie z. B. Anspruch 2 erkennen läßt.
Konkrete Ausgestaltungen der Kulissenabschnitte sind in den
Ansprüche 8 bis 10 beschrieben.
Im übrigen werden nachstehend zwei Ausführungsformen
erfindungsgemäßer Betätigungseinrichtungen anhand der
beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 bis 4 eine erste Ausführungsform einer Einrichtung zur
Betätigung eines Doppel-Leitrohrschiebers in
Seitenansicht und in verschiedenen Positionen;
Fig. 5 eine schematische Darstellung der Hebel- und
zugeordneten Mitnehmer-Positionen von Master
schieber (TLV) und Bypass-Schieber (DOV), wobei die
einzelnen Positionen jeweils noch vergrößert
dargestellt sind (Vergrößerung der Kreisausschnitte
A und B);
Fig. 6 bis 9 eine zweite Ausführungsform einer
Einrichtung zur Betätigung eines Doppel-
Leitrohrschiebers in Seitenansicht und in
verschiedenen Positionen;
Fig. 10 bis 13 eine dritte Ausführungsform einer
Einrichtung zur Betätigung eines Doppel-
Leitrohrschiebers in Seitenansicht und in
verschiedenen Positionen; und
Fig. 14 bis 18 eine vierte Ausführungsform ähnlich derjenigen
gemäß der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 4.
Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Einrichtung zur
Betätigung eines Doppel-Leitrohrschiebers, welcher einen
sogenannten Master-Leitrohrschieber 10 sowie einen diesem
zugeordneten Bypass-Leitrohrschieber 11 umfaßt, weist einen
am Schiebergehäuse schwenkbar gelagerten doppelarmigen Hebel
12 auf. Das schiebergehäusefeste Schwenklager des
doppelarmigen Hebels 12 ist mit der Bezugsziffer 13
gekennzeichnet. An den beiden Armen 14, 15 des doppelarmigen
Hebels 12 ist jeweils eine Kulissenführung 16 bzw. 17 für die
Aufnahme eines Mitnehmers in Form von drehbar gelagerten
Mitnehmerrollen 18, 19 ausgebildet. Die Mitnehmerrolle 18 ist
an einer dem Bypass-Schieber 11 zugeordneten Schieberstange
drehbar gelagert, während die Mitnehmerrolle 19 Teil der dem
Master-Schieber 10 zugeordneten Schieberstange 21 ist.
Dementsprechend wird durch Verschwenken des Doppelhebels 12
eine gegenläufige Bewegung von Master- und Bypass-Schieber
bewirkt. Bei Bewegung des einen Schiebers in die
Schließstellung bewegt sich der andere Schieber in seine
Offenstellung und umgekehrt. Die Kulissenführungen 16, 17
sind derart ausgebildet und aufeinander abgestimmt, daß in
jeder Relativstellung von Master- und Bypass-Schieber, d. h.
in jeder beliebigen Schwenklage des doppelarmigen Hebels 12
eine im wesentlichen konstante, aber geringe Druckdifferenz
über die beiden Schieber aufrechterhalten bleibt. Der Master
schieber 10 ist durch einen Strömungskanal größeren
Durchmessers im Vergleich zu dem des Bypass-Schiebers
gekennzeichnet. Im vorliegenden Fall beträgt der Durchmesser
des Strömungskanals, in dem sich der Master-Schieber
befindet, 450 mm, während der Durchmesser des dem Bypass-
Schieber zugeordneten Strömungskanals 250 mm ist.
An die dem Master-Schieber 10 zugeordnete Schieberstange 21
ist ein Antrieb 22 angeschlossen. Dieser wirkt unmittelbar
auf die dem Master-Schieber 10 zugeordnete Schieberstange 21
ein. Die in der vorbeschriebenen Weise geregelte Betätigung
der dem Bypass-Schieber 11 zugeordneten Schieberstange 20
erfolgt über den doppelarmigen Hebel 12 in einer noch zu
beschreibenden Weise. Die antriebsseitige Kulissenführung 17
umfaßt einen veränderbaren Regelabschnitt 23 als Teil einer
drehbar gelagerten Scheibe 24. Die Scheibe 24 samt Kulissen-
Regelabschnitt 23 ist zwischen zwei unveränderbaren
Kulissenabschnitten 25, 26 innerhalb vorbestimmter Grenzen,
beispielsweise ± 5° verschwenkbar mit der Folge einer
entsprechenden Änderung des Regelverhaltens im
Wirkungsbereich des Kulissen-Regelabschnitts 28 für den
Bypass-Schieber 11 bzw. dessen Schieberstange 20. In der in
Fig. 1 dargestellten Offenstellung des Master-Schiebers
befindet sich die Mitnehmerrolle 19 am äußeren Ende des dem
Regelabschnitt 23 vorgeordneten Kulissenabschnitts 25,
welcher sich in dieser Stellung etwa parallel zur Master-
Schieberstange 21 bzw. dessen Bewegungsrichtung erstreckt. Im
übrigen ist bei der dargestellten Ausführungsform die
antriebsseitige Kulissenführung 17 zweifach abgewinkelt, und
zwar jeweils in gleicher Richtung stumpfwinklig zum
Schwenklager 13 des doppelarmigen Hebels 12 hin. Die
antriebsseitige Kulissenführung 17 umfaßt demnach drei
jeweils etwa geradlinige Kulissenabschnitte 25, 23, 26, wobei
der mittlere Abschnitt der oben erwähnte Regelabschnitt ist,
dessen Steigung innerhalb bestimmter Grenzen veränderbar ist.
Zu diesem Zweck ist der Scheibe 24 ein gesonderter
Drehantrieb 27 zugeordnet. Dadurch, daß sich der in
Schließrichtung des Master-Schiebers 10 gesehen dem
Regelabschnitt 23 vorgeordnete Kulissenabschnitt 25 in
Offenstellung des Master-Schiebers 10 parallel zur
zugeordneten Schieberstange 21 erstreckt, wird bei Betätigung
des Antriebs 22 aus der Position gemäß Fig. 1 in eine
Position gemäß Fig. 2 der Master-Schieber zunächst in eine
Stellung bewegt, in der der Strömungskanal teilweise
verschlossen ist. Eine Übertragung dieser Bewegung auf den
Bypass-Schieber 11 findet noch nicht statt. Eine solche
Kraftübertragung erfolgt erst nach Eintritt der
Mitnehmerrolle 19 in den Regelabschnitt 23, wie Fig. 2 im
Vergleich zu Fig. 1 sehr deutlich erkennen läßt. Bei der in
Fig. 2 dargestellten Position ist der Master-Schieber aus
seiner vollständigen Offenstellung heraus bereits um 329 mm
in Richtung Schließstellung verschoben, wobei der
Verschiebeweg in die vollständige Schließstellung 530 mm
beträgt. Bei den vorgenannten Angaben handelt es sich
natürlich um ein konkretes Ausführungsbeispiel. Die
Verschiebewege können auch etwas anders dimensioniert sein.
Dies hängt nicht zuletzt von der Größe des Master-Schiebers
einerseits und des Bypass-Schiebers andererseits sowie deren
Relativlage zueinander ab. Auf jeden Fall befindet sich in
der Position gemäß Fig. 2 die dem Master-Schieber bzw. dessen
Schieberstange 21 zugeordnete Mitnehmerrolle 19 bereits im
Kulissen-Regelabschnitt 23, und zwar etwa in der Mitte dieses
Abschnitts. Dort beginnt die hier angestrebte Druckdifferenz-
Regelung (siehe "Beginn Regelgerade" in Fig. 12). In dieser
Position ist der Tothub des Bypass-Schiebers 11 überwunden;
dieser wurde zu diesem Zweck um etwa 30 mm bei einem
Gesamtverschiebeweg von 280 mm verschoben. Diese geringfügige
Verschiebung des Bypass-Schiebers aus der vollständigen
Schließstellung heraus in Richtung Offenstellung hat noch
keinerlei Auswirkungen. Der Bypass-Schieber ist praktisch
noch geschlossen.
In Fig. 3 ist der Master-Schieber noch weiter in
Schließstellung bewegt worden. Die zugeordnete Mitnehmerrolle
19 befindet sich am Ende des Kulissen-Regelabschnitts 23,
d. h. am "Ende der Regelgerade", Fig. 11. Der Gesamtverschiebeweg
beträgt bis dahin bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
400 mm. In dieser Position befindet sich die der Bypass-
Schieberstange 20 zugeordnete Mitnehmerrolle 18 am Ende einer
Kröpfung in der Kulissenführung 16. Diese Kröpfung die mit
der Bezugsziffer 28 gekennzeichnet ist, definiert den dem
masterseitigen Regelabschnitt 23 zugeordneten bypass-seitigen
Regelabschnitt, worauf eine zügige Öffnung des Bypass-
Schiebers durch einen nachfolgenden Kulissenabschnitt 29 der
Kulissenführung 16 bewirkt wird, wie ein Vergleich der Fig. 3
mit Fig. 4 deutlich erkennen läßt.
Die Kulissenführung 16 umfaßt zwei geradlinige
Kulissenabschnitte, nämlich den Kulissenabschnitt 29 und
einen der Kröpfung 28 vorgeordneten Kulissenabschnitt 30.
Durch die Kröpfung 28 sind diese beiden Kulissenabschnitte
seitlich zueinander versetzt. Bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel erstrecken sich diese beiden
Kulissenabschnitte parallel zueinander und jeweils in einem
Winkel von etwa 120 bis 1400 zu dem dem Kulissen-
Regelabschnitt 23 nachgeordneten und hinsichtlich der
Schließbewegung des Master-Schiebers 10 praktisch nicht mehr
wirksamen Kulissenabschnitt 26. Abhängig von der Größe der
Schieber der Druckverhältnisse und der Relativlage der
Schieber zueinander können die erwähnten Kulissenabschnitte
auch im Winkel zueinander verlaufen oder bogenförmig
ausgebildet sein. Es muß nur darauf geachtet werden, daß die
gewünschte Druckdifferenz-Regelcharakteristik erhalten wird.
Insofern sind die master- und bypass-seitigen
Kulissenabschnitte stets aufeinander abgestimmt.
Beim vorliegenden Beispiel schließt der Kulissen-
Regelabschnitt 23 mit der dem Bypass-Schieber zugeordneten
Kulissenführung 16 einen Winkel von etwa 90 bis 100° ein. Der
dem Kulissen-Regelabschnitt 23 vorgeordnete Kulissenabschnitt
25 erstreckt sich im spitzen Winkel von etwa 75 bis 80° zu
der dem Bypass-Schieber 11 zugeordneten Kulissenführung 16.
In Fig. 4 ist die dem Master-Schieber 10 bzw. dessen
Schieberstange 21 zugeordnete Mitnehmerrolle 19 in Schieber-
Schließendstellung bewegt. Die dem Bypass-Schieber 11 bzw.
dessen Schieberstange 20 zugeordnete Mitnehmerrolle 18
befindet sich in Bypass-Schieber-Offenstellung. Bei Öffnung
des Master-Schiebers 10 und entsprechender Bewegung des
Bypass-Schiebers 11 in Schließstellung erfolgt eine
umgekehrte Relativbewegung zwischen den Mitnehmerrollen 19
bzw. 18 und den zugeordneten Kulissenführungen 17, 16.
Um einen stoßfreien Übergang für die Mitnehmerrolle 19
zwischen dem Kulissen-Regelabschnitt 23 und den vor- und
nachgeordneten Kulissenabschnitten 25, 26 zu erreichen, sind
Ein- und Austritt des Kulissen-Regelabschnitts 23
trichterartig erweitert bzw. abgerundet. Auch die
unveränderlichen Kulissenabschnitte 25, 26 sind zu diesem
Zweck in Richtung zum Kulissen-Regelabschnitt 23 hin
trichterartig bzw. konisch erweitert.
In Fig. 5 ist der Doppelhebel 12 durch einen abgewinkelten
Doppelhebel schematisch dargestellt. Das Schwenklager ist
wieder mit der Bezugsziffer 13 gekennzeichnet. Die einzelnen
Positionen der durch den Doppelhebel bewegten Schieberstangen
20, 21 bzw. zugeordneten Schieber 11, 10 sind mit den Zahlen
"0" bis "8" gekennzeichnet, wobei "0" jeweils die
Startposition ist, bei der der Master-Schieber vollständig
geöffnet und der Bypass-Schieber vollständig geschlossen ist.
In der Position "8" verhält es sich genau umgekehrt. Start-
und Endposition "0" bzw. "8" sind fix eingestellt. Die
Abstände der einzelnen Positionen dazwischen sind variabel
dank des oben beschriebenen Kulissen-Regelabschnitts 23. Der
Verfahrweg zwischen den Positionen "7" und "8" beim Master-
Schieber, der dem Verfahrweg zwischen "0" und "1" beim
Bypass-Schieber entspricht, definiert einen Tothub. Wenn der
Bypass-Schieber eine Doppelplatten-Konstruktion mit "Keil-im-
Keil"-System umfaßt, wird ein Teil des Tothubs zur Spreizung
der Schieberplatten gegen die Gehäusedichtsitze ausgenutzt.
Strichpunktiert sind in Fig. 5 die Relativbewegungen der
Mitnehmerrollen 18, 19 dargestellt, wobei die den
Schieberpositionen "0" bis "8" entsprechenden
Mitnehmerrollen-Positionen mit den Bezugsziffern 0′ bis 8′
dargestellt sind.
In den Fig. 6 bis 9 ist eine alternative Ausführungsform mit
einem doppelarmigen Hebel 12 dargestellt, dessen
Kulissenführungen etwas anders gestaltet sind als die bei dem
Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4. Die dem Master-
Schieber 10 bzw. dessen Schieberstange 21 zugeordnete
Kulissenführung 17 ist Teil eines am Arm 15 des doppelarmigen
Hebels 12 austauschbar einsetzbaren Kulissenelements 31.
Dementsprechend kann durch Austausch des Kulissenelements 31
auch die entsprechende Kulissenführung 17 und damit das
Regelverhalten der Armatur verändert werden.
Die dem Bypass-Schieber 11 bzw. dessen Schieberstange 20
zugeordnete Kulissenführung 16 ist etwa L-förmig ausgebildet,
wobei der eine, beim Schließen des Bypass-Schiebers 11
wirksame Schenkel eine Kröpfung 32 ähnlich der Kröpfung 28
bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 aufweist;
diese Kröpfung definiert die dem Bypass-Schieber zugeordnete
Regelkurve. Die minimale Krümmung der Kröpfung 28 entspricht
dem maximalen Durchmesser des Mitnehmers 19.
An die dem Master-Schieber 10 zugeordnete Schieberstange 21
ist wie bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 ein
nicht dargestellter Antrieb angeschlossen; dementsprechend
ist die Kulissenführung 17 die antriebsseitige
Kulissenführung. Diese ist zum Ein- und Austritt des an der
zugeordneten Schieberstange 21 angeordneten Mitnehmers in
Form der Mitnehmerrolle 19 offen, und zwar an der dem Master-
Schieber abgewandten (in den Fig. 6 bis 9 jeweils rechten)
Seite, wobei sich in Offenstellung des Master-Schiebers 10
(siehe Fig. 9) die Mitnehmerrolle 19 außerhalb der Kulissenfüh
rung 17 befindet. Diese offene Ausführungsform ist natürlich
nur dann sinnvoll, wenn es sich beim Bypass-Schieber 11 nicht
um einen Zweiplatten-Leitrohrschieber handelt, dessen Platten
in Schließstellung vorgespannt werden müssen. Dies ist insbe
sondere dann erforderlich, wenn der Zweiplatten-Schieber mit
dem sogenannten "Keil-im-Keil"-Mechanismus arbeiten. Bei einem
Einplatten-Leitrohrschieber ist die vorgenannte Vorspannung
nicht erforderlich.
Alternativ zu der oben beschriebenen offenen Ausführungsform
der Kulissenführung 17 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel
denkbar, wobei die dem Bypass-Schieber 11 zugeordnete Kulissen
führung 16 zum Ein- und Austritt des an der zugeordneten
Schieberstange 20 angeordneten Mitnehmers in Form der Mitneh
merrolle 18 geöffnet ist, und zwar an der dem Bypass-Schieber
zugewandten Seite (nicht gezeigt).
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die antriebssei
tige Kulissenführung 17 etwa C-förmig ausgebildet, und zwar
derart, daß sie ebenso wie die entsprechende Kulissenführung
bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 zweifach ab
gewinkelt ist, und zwar jeweils in gleicher Richtung stumpf
winklig, so daß drei Kulissenabschnitte entstehen, die jeweils
einen stumpfen Winkel miteinander einschließen. Die den Ku
lissenabschnitten 23, 25, 26 der Kulissenführung 17 gemäß dem
Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 entsprechenden Ku
lissenabschnitte sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den
Fig. 6 bis 9 mit den Bezugsziffern 23′, 25′ und 26′ gekenn
zeichnet. Der zur einen Seite hin offene Kulissenabschnitt 25′
erstreckt sich in Offenstellung des Master-Schiebers 10 ebenso
wie der entsprechende Kulissenabschnitt 25 bei dem Ausführungs
beispiel nach den Fig. 1 bis 4 etwa parallel zur zugeordneten
Schieberstange 21 bzw. Bewegungsrichtung derselben. Außerdem
schließt auch bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 6 bis 9
der Regelabschnitt 23′ mit dem beim Schließen des Bypass-Schie
bers wirksamen und durch die Kröpfung 32 gekennzeichneten Ku
lissenabschnitt 29′, 30′ der dem Bypass-Schieber zugeordneten
Kulissenführung 16 einen Winkel von etwa 90 bis 1000 ein. Die
beim Schließen des Bypass-Schiebers 11 wirksamen Kulissenab
schnitte 29′, 30′ der dem Bypass-Schieber zugeordneten Ku
lissenführung 16 entsprechen funktional in etwa den Kulissenab
schnitten 29, 30 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1
bis 4.
Mit den Kulissenführungen 16, 17 des Ausführungsbeispieles
gemäß den Fig. 6 bis 9 lassen sich ähnliche Bewegungsschritte
"0" bis "8" wie mit den entsprechenden Kulissenführungen des
Ausführungsbeispiels nach den Fig. 1 bis 4 erreichen. Das
Regelverhalten für Master- und Bypass-Schieber ist in etwa
gleich, wobei dieses Regelverhalten durch Einsatz eines
anderen Kulissenelements 31 geändert werden kann.
Des weiteren unterscheidet sich die Ausführungsform nach den
Fig. 6 bis 9 von derjenigen nach den Fig. 1 bis 4 dadurch,
daß die Arme 14, 15 des doppelarmigen Hebels 12 in einer sich
durch das Schwenklager 13 hindurch erstreckenden Linie
liegen; das heißt, die Mittelachsen dieser beiden Arme
fluchten miteinander und erstrecken sich durch die
geometrische Achse das Schwenklagers 13. Demgegenüber
zeichnet sich der Doppelhebel 12 bei dem Ausführungsbeispiel
nach den Fig. 1 bis 4 dadurch aus, daß die beiden Arme 14, 15
einen stumpfen Winkel von etwa 120° miteinander einschließen.
Des weiteren erstrecken sich die Mittelachsen der beiden Arme
14, 15 nicht durch das Schwenklager 13 hindurch. Ihr
Schnittpunkt liegt vom Schwenklager 13 aus gesehen vor
diesem.
Das Kulissenelement 31 ist eine am distalen Ende des
zugeordneten Arms 14 einsetzbare Platte mit einem die
Kulissenführung 17 definierenden Einschnitt. Diese Platte
wird am Arm 14 durch seitliche Halteplatten 33, 34 gehalten.
In den Fig. 1 bis 4 und 6 bis 9 bedeuten die jeweiligen
Angaben:
TVL OPEN = Master-Schieber in Offenstellung
TVL FULLY CLOSED = Master-Schieber in Schließstellung
DV OPEN = Bypass-Schieber in Offenstellung
DV CLOSED = Bypass-Schieber in Schließstellung
NON-EFFICIENT STROKE = Tothub
TLV = Transfer Line Valve = Master-Schieber
DV = Decoke Valve = Bypass-Schieber.
TVL FULLY CLOSED = Master-Schieber in Schließstellung
DV OPEN = Bypass-Schieber in Offenstellung
DV CLOSED = Bypass-Schieber in Schließstellung
NON-EFFICIENT STROKE = Tothub
TLV = Transfer Line Valve = Master-Schieber
DV = Decoke Valve = Bypass-Schieber.
In den Fig. 10 bis 13 ist eine Abwandlung der Ausführungsform
gemäß den Fig. 6 bis 9 dargestellt, d. h. eine
Ausführungsform, bei der die Kulissenführung 17 für die
Mitnehmerrolle 19, die dem Master-Schieber 10 zugeordnet ist,
ebenfalls offen ist. Unterschiedlich ist jedoch, daß die
Kulissenführung 17 nicht Teil eines austauschbar einsetzbaren
Kulissenelements ist, sondern am Arm 15 des doppelarmigen
Hebels 12 eingearbeitet ist. Des weiteren ist der
doppelarmige Hebel 12 ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel
nach den Fig. 1 bis 4 ein abgewinkelter Doppelhebel.
Um eine Änderung der Regelkurve zu erhalten, umfaßt die
Kulissenführung 17 eine drehbar gelagerte Scheibe 24 mit dem
entsprechend veränderbaren Regelabschnitt 23′. Die
Konstruktion der Scheibe 24 samt Regelabschnitt 23′
entspricht derjenigen gemäß den Fig. 1 bis 4. Das gleiche
gilt für den Drehantrieb 27 der Scheibe 24.
Des weiteren unterscheidet sich die Ausführungsform nach den
Fig. 10 bis 13 von derjenigen nach den Fig. 6 bis 9 dadurch,
daß die dem Bypass-Schieber 11 bzw. dessen Schieberstange 20
zugeordnete Kulissenführung 16 nicht etwa L-förmig
ausgebildet ist, sondern zwei sich parallel zueinander
erstreckende Kulissenabschnitte 29′, 30′ umfaßt, zwischen
denen eine Kröpfung 32 angeordnet ist, deren minimale
Krümmung dem maximalen Durchmesser der zugeordneten
Mitnehmerrolle 18 entspricht. Die Kulissenführung 16
entspricht derjenigen des Ausführungsbeispieles nach den Fig.
1 bis 4.
In den Fig. 10 bis 13 sind verschiedene Relativpositionen der
dem Master-Schieber 10 und Bypass-Schieber 11 zugeordneten
Mitnehmerrollen 19 bzw. 18 dargestellt. In Fig. 10 befindet
sich der Master-Schieber 10 in Schließstellung (TLV Fully
Closed), während der Bypass-Schieber in Offenstellung (DV
Open) ist. Fig. 11 zeigt eine Zwischenstellung, in der sich
die dem Master-Schieber 10 zugeordnete Mitnehmerrolle 19 am
Ende des Regelabschnitts 23′ befindet. Dementsprechend
befindet sich die dem Bypass-Schieber 11 zugeordnete
Mitnehmerrolle 18 im Bereich der Kröpfung 32 der
Kulissenführung 16.
Bei der in Fig. 12 dargestellten Zwischenstellung befindet
sich die dem Master-Schieber zugeordnete Mitnehmerrolle 19 am
Beginn des Regelabschnitts 23′, während Fig. 13 die Stellung
zeigt, in der sich der Master-Schieber in totaler
Offenstellung (TLV Open) befindet, während der Bypass-
Schieber 11 in Schließstellung (DV Closed) ist.
Die durch den Regelabschnitt 23′ definierte Regelung läßt
sich durch Änderung der Schwenklage der den Regelabschnitt
23′ umfassenden Scheibe 24 in der anhand des
Ausführungsbeispieles nach den Fig. 1 bis 4 beschriebenen
Weise variieren. Im übrigen wird hinsichtlich der Funktion
der Regel- und Kulissenabschnitte auf die vorangehende
Beschreibung der beiden ersten Ausführungsbeispiele
verwiesen.
Gleiches gilt für die weitere Ausführungsform nach den Fig.
14 bis 18, die eine Abwandlung der Ausführungsform nach den
Fig. 1 bis 4 zeigt. Die Ausführungsform nach den Fig. 14 bis
18 unterscheidet sich von derjenigen nach den Fig. 1 bis 4
zum einen dadurch, daß die dem Bypass-Schieber 11 zugeordnete
Kulissenführung 16 L-förmig abgewinkelt ist, wobei sich im
Bereich der Abwinklung die Kröpfung 28 befindet, die einen
sich in den Eckbereich hineinerstreckenden Bogenabschnitt
umfaßt.
Des weiteren ist die dem Master-Schieber zugeordnete
Kulissenführung 17 so konzipiert, daß der Regelabschnitt 23
mit dem Kulissenabschnitt 25 etwa fluchtet. Die Abweichung
von der vorgenannten Fluchtung ergibt sich durch die
Schwenklage der den Regelabschnitt 23 umfassenden Scheibe 24.
In Fig. 14 ist der Bypass-Schieber in seiner vollständigen
Schließstellung (DV Closed) , während sich der Master-Schieber
10 in Offenstellung befindet (TLV Open).
In Fig. 16 befindet sich die dem Master-Schieber 10
zugeordnete Mitnehmerrolle 19 am Beginn der Regelstrecke
innerhalb des Regelabschnitts 23 (Beginn Regelgröße). In Fig.
17 ist die Mitnehmerrolle 19 am Ende der Regelstrecke (Ende
Regelgröße). Fig. 18 zeigt den Master-Schieber in
Schließstellung (TLV Fully Closed) , und den Bypass-Schieber
11 in Offenstellung (DV Open).
Die Kulissenabschnitte 29, 30 der dem Bypass-Schieber 11
zugeordneten Kulissenführung 16 schließen einen Winkel von
etwa 1200 ein. Die Kulissenabschnitte 25, 23 und 26 der dem
Master-Schieber 10 zugeordneten Kulissenführung 17 schließen
einen Winkel von etwa 150 bis 160° ein.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß bei einer
Weiterentwicklung der zuvor beschriebenen Ausführungsformen
die Schieberstangen 20 und/oder 21 gegen ortsfeste Anschläge
bewegbar sind, die die maximale Offen- und Schließstellung
von Master- und/oder Bypass-Schieber definieren. Diese
Anschläge befinden sich jeweils innerhalb der
Schiebergehäuse. Einstellungs- und toleranzbedingt ist es nun
denkbar, daß sich der Master-Schieber bereits in
vollständiger Offenstellung befindet, während der zugeordnete
Bypass-Schieber die entsprechende Schließstellung noch nicht
vollständig erreicht hat. Um letzteres sicherzustellen, ist
in der Schieberstange 21 des Master-Schiebers eine in
Schieberstangen-Längsrichtung bzw. axial wirksame Kupplung
angeordnet. Diese Axialkupplung erlaubt eine axiale
Verlängerung der Schieberstange 21, nachdem der Master-
Schieber gegen den die maximale Öffnung desselben
definierenden Anschlag gefahren ist, mit der Folge, daß der
Bypass-Schieber über die zugeordnete Schieberstange 20 in die
endgültige Schließposition bewegt werden kann. Für den
umgekehrten Fall ist auch in der dem Bypass-
Schieber zugeordneten Schieberstange 20 eine Axialkupplung
der vorgenannten Art angeordnet. Die Axialkupplungen sind so
konzipiert, daß die vorgenannte Teleskopierung der
Schieberstangen 20, 21 nur unter Überwindung einer
vorbestimmten Haltekraft möglich ist. Damit soll vor allem
auch sichergestellt sein, daß bei Vertikalanordnung der
Schieber, insbesondere bei Anordnung unterhalb des Antriebes,
die Schieber nicht unbeabsichtigt in Schließstellung fallen.
In diesem Fall ist die Haltekraft der Axialkupplungen so
bemessen, daß sie die Schieber in der vorgegebenen Position
sicher halten. Befindet sich jedoch der eine Schieber an dem
die Offenstellung definierenden Anschlag, ohne daß der andere
Schieber die vollständige Schließstellung erreicht hat, wird
durch den Schieberantrieb die vorgenannte Haltekraft an der
Axialkupplung der dem einen Schieber zugeordneten
Schieberstange überwunden, so daß der andere Schieber in
seine endgültige Schließposition gefahren werden kann.
Bei einer denkbaren Ausführungsform der vorgenannten
Axialkupplung ist die Schieberstange außerhalb des
Schiebergehäuses geteilt, und zwar im Bereich zwischen
Schiebergehäuse und Mitnehmerrolle. Am Ende des einen
Schieberstangenabschnitts ist ein Vaterstück mit
zylindrischem Mittelabschnitt und zwei sich konisch
verjüngenden Endabschnitten angeordnet, während am Ende des
anderen Schieberstangenabschnitts ein Mutterstück ausgebildet
ist in Form einer stirnseitig offenen Ausnehmung, die
begrenzt ist durch sich axial erstreckende und radial
federelastische Klauen, deren freie Enden das Vaterstück
umgreifen und somit innerhalb des Mutterstücks festhalten.
Diese Haltekraft wird nur dann überwunden, wenn eine
Verlängerung der jeweiligen Schieberstange aus den oben
genannten Gründen erforderlich wird, wobei die Abmessungen
von Vater- und Mutterstück jeweils so sind, daß eine
vollständige Trennung der beiden Schieberstangenabschnitte im
Bereich der Axialkupplung während des Betriebs ausgeschlossen
ist.
Claims (11)
1. Einrichtung zur Betätigung einer aus einem Master-Schieber
(10) sowie mindestens einem diesem zugeordneten Bypass-
Schieber (11) bestehenden Anordnung von Leitrohrschiebern,
deren Schieberstangen (21, 20) über einen am Schieberge
häuse (35) schwenkbar gelagerten, doppelarmigen Hebel (12)
derart miteinander gekoppelt sind, daß bei Bewegung des
einen Schiebers in die Schließstellung der andere Schieber
in seine Offenstellung und umgekehrt bewegbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der doppelarmige Hebel (12) ein ortsfestes Schwenkla
ger (13) besitzt und daß an den beiden Armen (14, 15) des
doppelarmigen Hebels (12) jeweils eine Kulissenführung
(16, 17) für die Aufnahme eines an der zugeordneten Schie
berstange (21, 20) vorgesehenen Mitnehmers (19, 18) ausge
bildet ist, wobei die Kulissenführungen (16, 17) derart
gestaltet und aufeinander abgestimmt sind, daß in jeder
Relativstellung von Master- und Bypass-Schieber, d. h. in
jeder beliebigen Schwenklage des doppelarmigen Hebels (12)
während der Betätigung eine im wesentlichen konstante
Druckdifferenz über die gesamte Schieberanordnung (10, 11)
aufrechterhalten ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens eine der beiden Kulissenführungen (17) verän
derbar, z. B. entweder austauschbar (Fig. 6 bis 9), ver
schiebbar bzw. versetzbar oder innerhalb vorbestimmter
Grenzen zumindest abschnittsweise hinsichtlich ihrer Nei
gung relativ zur Bewegungsrichtung des zugeordneten Schie
bers (Fig. 1 bis 4) verstellbar ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens die eine (17) der beiden Kulissenführungen ent
weder Teil eines am einen Arm (15) des Hebels (12) ein
setzbaren Kulissenelements (31) (Fig. 6) ist oder eine
drehbar gelagerte Scheibe (24) mit einem Kulissenregelab
schnitt (23) umfaßt, derart, daß dieser zwischen zwei un
veränderbaren Kulissenabschnitten (25, 26) innerhalb vor
bestimmter Grenzen (z. B. ± 5°) verschwenkbar ist mit der
Folge einer entsprechenden Änderung des Regelverhaltens im
Wirkungsbereich des Kulissenregelabschnitts (23).
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Lage des Schwenklagers (13) des doppelarmigen Hebels
(12) am Schiebergehäuse (35) veränderbar, z. B. in Richtung
parallel zur Bewegungsrichtung der Schieberstangen (20,
21) verstellbar ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die dem Master-Schieber zugeordnete Schieberstange (21)
mit einem über den doppelarmigen Hebel (12) beiden Schie
berstangen gemeinsamen Antrieb (22) verbunden ist, so daß
die dieser Schieberstange (21) zugeordnete Kulissenführung
(17) die antriebsseitige Führung bildet.
6. Einrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
bei Kombination eines Einplatten-Leitrohrschiebers (11)
mit einem Zweiplatten-Leitrohrschieber (10) entweder die
letzterem zugeordnete Kulissenführung (17) zum Ein- und
Austritt des an der zugeordneten Schieberstange (21) ange
ordneten Mitnehmers (19) an der diesem Schieber (10) abge
wandten Seite oder die dem ersten Schieber (11) zugeord
nete Kulissenführung (16) zum Ein- und Austritt des an der
zugeordneten Schieberstange (20) angeordneten Mitnehmers
(18) an der dem ersten Schieber (11) zugewandten Seite of
fen ist, wobei in Offenstellung des Zweiplatten-Leitrohr
schiebers (10) die Mitnehmer (19 bzw. 18) sich jeweils au
ßerhalb der zugeordneten Kulissenführung (17 bzw. 16) be
finden.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die an den Schieberstangen (20, 21) angeordneten Mitnehmer
drehbar gelagerte Mitnehmerrollen (18, 19) sind.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die antriebsseitige Kulissenführung (17) eine zweifach,
jeweils in gleicher Richtung stumpfwinklig abgewinkelte
Bewegungsbahn für den zugeordneten Mitnehmer (19) defi
niert, während die abtriebsseitige Kulissenführung (16)
eine im wesentlichen geradlinige Bahn mit zwei durch eine
Kröpfung (28 bzw. 32) seitlich zueinander versetzten
Bahnabschnitten (29, 30 bzw. 29′, 30′) beschreibt.
9. Einrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Mittelabschnitt der antriebsseitigen Kulissenführung
(17) innerhalb einer drehgelagerten Scheibe (24) ausgebil
det ist, wobei Ein- und Austritt dieses Kulissenabschnitts
(22) nach außen hin jeweils etwa trichterartig erweitert
sind.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die antriebsseitige Kulissenführung (17) eine etwa C-för
mige Bewegungsbahn für den zugeordneten Mitnehmer (19) be
schreibt, während die abtriebsseitige Kulissenführung (16)
etwa L-förmig ist, wobei der beim endgültigen Schließen
des Bypass-Schiebers (11) wirksame Schenkel eine Kröpfung
(32) umfaßt, so daß zwei seitlich zueinander versetzte Ku
lissenabschnitte (29′, 30′) definiert sind (Fig. 6-9).
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kulissenführungen (16, 17) derart aufeinander abge
stimmt sind, daß der Bypass-Schieber (11) erst dann aus der
Schließstellung herausbewegt wird, wenn der Master-Schie
ber (10) bereits teilweise geschlossen ist, wobei zu die
sem Zweck die antriebsseitige Kulissenführung (17) einen
ersten Abschnitt (25 bzw. 25′) aufweist, der sich in
Offenstellung des Master-Schiebers (10) etwa parallel zur
Bewegungsrichtung der zugeordneten Schieberstange (21)
bzw. des daran befestigten Mitnehmers (19) erstreckt.
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