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Schieber Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Schieber, und
zwar auf einen Schieber mit einer Anzahl von Verbesserungen im Vergleich zu den
bisher bekannten Schiebern.
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Die dauernde Schwierigkeit bei Schiebern besteht in der Erzielung
einer wirksamen Abdichtung des Ventils, ohne zu einem verwickelten oder schwerfälligen
Apparat seine Zuflucht nehmen zu müssen. Ein Schieber kann durch Dichtungselemente
abgedichtet werden, die mit der Schieberscheibe zusammenwirken. Undichtheiten bei
offenem Ventil oder infolge schlechter Abdichtung durch die Dichtungselemente, wenn
es geschlossen ist, können dadurch verhindert werden, daß man ein Gehäuse vorsieht,
in welchem die Schieberscheibe angeordnet ist. Bisher bestand die Schieberscheibe
eines Schiebers aus einer sehr großen und schweren Stahlplatte mit undurchbrochener
Fläche für das Zusammenwirken mit den Dichtungselementen, falls das Ventil geschlossen
werden sollte, und einer durchbrochenen Fläche zum Zusammenwirken mit den Dichtungselementen,
falls das Ventil geöffnet werden sollte. Bei Verwendung einer solchen Schieberscheibe
steht die Scheibe bei geöffnetem Ventil seitlich nach einer Seite, und bei geschlossenem
Ventil nach der anderen Seite der Rohrleitung zu, in welcher der Schieber eingebaut
ist, vor. Wegen der Größe des Gehäuses,welches erforderlich wäre, um die Schieberscheibe
aufzunehmen, wurde bisher als nicht tunlich erachtet, die Scheibe in ein Gehäuse
einzuschließen. Ein solches Gehäuse würde infolge der ihm innewohnenden Größe und
Gestalt sehr dem
Verziehen ausgesetzt sein und damit kostspielig
in der Unterhaltung. Infolgedessen hat man sich bisher zur Verhinderung von Undichtheiten
gänzlich auf die Dichtungselemente verlassen, die mit der Schieberscheibe zusammenwirken.
Insbesondere bei sehr großen Ventilen war es jedoch nicht mÖglich, Undichtheiten
wirksam zu verhüten, denn die Schieberscheibe wie auch der Ventilkörper unterliegen
Formänderungen, und bisher ist noch kein wirksames Verfahren ersonnen worden, womit
man trotz Verformung der Schieberscheibe und des Ventilkörpers die Abdichtung aufrechterhalten
könnte.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Schieber, bei dem alle
die vorerwähnten Nachteile vermieden sind. Er besteht aus einem Schieber mit gegenüberstehenden
Dichtungselementen, einer Schieberscheibe, Mitteln zur wahlweisen Stellung der Schieberscheibe,
und zwar zwischen den gegenüberstehenden Dichtungselementen, wenn das Ventil geschlossen
werden soll und von den gegenüberstehenden Dichtungselementen entfernt, falls das
\-entil zu öffnen ist, ferner Mitteln zur Sicherung des Eingreifens der gegenüberstehenden
Dichtungselenieilte mit der Schieberscheibe, wenn das Ventil geschlossen ist. Bei
offenem Ventil können die gegenüberstehenden Dichtungselemente einander berühren,
was vorzuziehen ist.
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Gegenstand der Erfindung ist fernerhin ein Schieber mit gegenüberstehenden
Dichtungselementen, .-litteln zu einer Relativbewegung der gegenüberstehenden Dichtungselemente
zu- und voneinander, einer Schieberscheibe und Mitteln zur wahlweisen Stellung der
Schieberscheibe, und zwar zwischen den gegenüberstehenden Dichtungselementen, falls
(las Ventil geschlossen werden soll und von den gegenüberstehenden Dichtungselementen
entfernt, falls (las Ventil geöffnet werden soll.
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Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Schieber mit einem Gehäuse,
gegenüberstehenden Dichtungselementen innerhälb des Gehäuses, Mitteln zur Relativbewegung
der gegenüberstehenden Dichtungselemente zu- und voneinander und einer Schieberscheibe,
die jederzeit völlig im Gehäuse eingeschlossen ist und dabei zwischen der offenen
und der geschlossenen Lage relativ zu den Dichtungselementen bewegt werden kann.
Gewünschtenfalls bewegt sich die Schieberscheibe zwischen einer Lage, welche zwischen
den gegenüberstehenden Dichtungselementen liegt, falls das Ventil geschlossen werden
soll, und einer Lage, welche von den gegeniiberstehenden Dichtungselementen entfernt
ist, falls das Ventil geöffnet werden soll. Das Gehäuse soll zweckmäßig einen Teil
besitzen, der um die gegenüberstehenden Dichtungselemente angeordnet ist, und einen
damit in Verbindung stehenden und seitlich angeordneten Teil, wobei die Schieberscheibe,
die jederzeit völlig innerhalb des Gehäuses eingeschlossen ist, nach Wahl gänzlich
in jedem der beiden Gehäuseteile untergebracht werden kann, und zwar, wenn sie in
dem ersterwälinteii Gehäuseteil untergebracht ist, zwischen den gegenüberstehenden
Dichtungselementen, und wenn sie in dem an zweiter Stelle erwähnten Gehäuseteil
angeordnet ist, von den gegenüberstehenden Dichtungselementen entfernt.
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Beide der gegenüberstehenden Dichtungselemente können zu- und voneinander
beweglich sein oder eines der gegenüberstehenden Dichtungselemente kann fest sein,
während das andere auf das feste Dichtungselement zu und von ihm fortbewegt werden
kann. Zur Relativbewegung der Dichtungselemente zu- und voneinander können durch
ein flüssiges oder gasförmiges Medium bewegte Mittel vorgesehen werden. Zu den durch
das betreffende Medium bewegten Mitteln kann ein Faltenbalg gehören, welcher entweder
beide Dichtungselemente betätigt oder eines derselben relativ zu dem anderen, welches
fest ist. Die Faltenbälge können durch das erwähnte Medium betätigt werden und wenigstens
eines der gegenüberstehenden Dichtungselemente tragen, ferner können Mittel vorgesehen
werden, um das erwähnte Medium unter Druck in die Faltenbälge einzuführen. Wenn
ein Gehäuse, wie es im vorstellenden beschrieben wurde, verwendet wird, dann kann
der Faltenbalg innerhalb des Gehäuses angeordnet -,werden, womit jede mechanische
Verbindung durch das Gehäuse hindurch, die zu Undichtheiten führen könnte, vermieden
wird. Das Rohr bzw. die Rohre zur Zuführung des verwendeten Mediums unter Druck
in den Faltenbalg können dort, wo sie am Gehäuse eintreten, abgedichtet werden.
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Tunlichst soll ein Gehäuse wie oben beschrieben verwendet werden,
weil dabei die Schieberscheibe seitlich in nur einer Richtung aus der Rohrleitung
vorsteht. Wenn das Ventil geschlossen ist, steht die Schieberscheibe überhaupt nicht
hervor und bei offenem Ventil nur nach einer Richtung. So kann zur Abdichtung des
Ventils ein Gehäuse von verhältnismäßig geringer Größe verwendet werden.
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Wenn ein Gehäuse, wie es oben erwähnt wurde, verwendet wird, dann
ist es nicht nötig, die Dichtungselemente bei geöffnetem Ventil miteinander zum
Eingriff zu bringen, (la (las Gehäuse das Fördermittel nicht hindurchtreten läßt,
das Gehäuse selbst dichtet die Rohrleitung am Ventil ab. Es ist indessen im allgemeinen
wünschenswert, die Dichtungselemente miteinander in Eingriff zu bringen, falls das
Ventil geöffnet ist, um auf diese Weise eine praktisch kontinuierliche Strömung
durch das Ventil zu gewährleisten und Wirbel zu vermeiden, die sich innerhalb des
Gehäuses bilden und so die Strömung des verwendeten '\leditlins durch das Ventil
behindern könnten.
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Weitere Einzelheiten, Ziele und Vorzüge der vorliegenden Erfindung
werden an Hand der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
erläutert werden.
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In den Zeichnungen ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
dargestellt, und zwar ist Fig. i der Aufriß eines Schiebers parallel zu der Strömungsrichtung
des durch die Rohrleitung, in welcher das Ventil angeordnet ist, gehenden Mediums
gesellen;
Fig. 2 ist ein vertikaler Teilquerschnitt durch das Ventil
und die Rohrleitung, parallel zu der Achse der Rohrleitung; Fig. 3 stellt einen
vertikalen Teilquerschnitt in vergrößertem Maßstabe eines Teiles der Konstruktion
nach Fig. 2 dar.
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Bezugnehmend auf die "Zeichnungen bedeutet 2 eine Rohrleitung, in
welcher ein Schieber, im allgemeinen mit 3 bezeichnet, angeordnet ist. Die Rohrleitung
dient der Förderung von strömenden Medien, im allgemeinen Gas, und der Schieber
wird geschlossen, wenn keine Strömung durch die Rohrleitung stattfinden soll, während
er geöffnet wird, wenn das 'Medium durch die Rohrleitung strömen soll.
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Der Schieber umfaßt ein Gehäuse mit einem oberen Teil 4, welcher an
jeder Seite rohrähnliche Teile 5 besitzt. Jeder dieser Teile ist mit einem Flansch
6 versehen, der durch Bolzen 7 an einem Flansch 8 der Rohrleitung 2 befestigt werden
kann. In Verbindung mit dem oberen Teil 4 des Gehäuses steht ein unterer Teil 9
mit einem Hohlraum io zur :Aufnahme der noch zu beschreibenden Schieberscheibe,
falls das Ventil geöffnet ist. Der untere Teil 9 des Gehäuses steht jederzeit in
Verbindung mit dem oberen Teil 4. Die Gehäuseteile 4 und 9 sind gegeneinander abgedichtet,
während die rohrähnlichen Teile 5 gegen die Rohrleitung 2 abgedichtet sind, so daß
das strömende Medium nach außen austreten kann, ganz gleich ob das Ventil offen
oder geschlossen ist.
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Im Gehäuse angeordnet und mit seiner Achse parallel zu der Achse der
Rohrleitung 2 befindet sich eine Welle i i, an welcher eine Schieberscheibe 12 befestigt
ist, wobei die Schieberscheibe in einer Ebene innerhalb des Gehäuses angeordnet
ist, die im rechten Winkel zur Achse der Welle und der Rohrleitung steht. Die Welle
i i kann so gedreht werden, daß sie die Schieberscheibe 12 bewegt zwischen einer
Lage, in welcher sie gänzlich im oberen Teil .4 des Gehäuses angeordnet ist, und
einer Lage, in welcher sie praktisch vollständig in dem unterenTeilg desGehäuses
liegt. Wenn die Schieberscheibe 12 sich im oberen Teil 4 des Gehäuses befindet,
dann erstreckt sie sich quer über die Rohrleitung 2 und schließt somit das Ventil,
während wenn sie sich in dem unteren Teil 9 des Gehäuses befindet, sie von der Rohrleitung
2 entfernt ist. Somit ist die Rohrleitung geöffnet.
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An der Welle i i ist ein Sektor 13 befestigt, der an seinem Umfang
ein Zahnsegment 14 hat, welches mit einem Ritzel oder einem Kettenrad 15 kämmt,
(las an der Welle 16 befestigt ist. Die Welle 16 ist in einem Getriebegehäuse 17
in Zapfen gelagert. Letzteres ist am Schiebergehäuse angebaut und wird von diesem
getragen. Ebenfalls im Getriebegehäuse 17 in Zapfen gelagert ist eine Welle
18, an welcher sich eine Schnecke i9 befindet, die mit einem Schneckenrad 20 im
Eingriff steht, das auf der Welle 16 befestigt ist. Ebenfalls befestigt an der Welle
18 ist eine Kettenrolle 21, über die eine endlose Kette 22 gezogen ist und daran
herunterhängt. \Venn die Kettenrolle 21 gedreht wird, indem man an dem einen oder
dem anderen der herabhängenden Stränge der Kette 22 zieht, wird auch die Welle 18
gedreht, und die Schnecke i9 dreht über das Schnekkenrad 2o die Welle 16. Das Ritzel
oder das Ketten- . rad 15, welches mit dem Zahnsegment 14 im Eingriff ist, dreht
den Sektor 13 um die Achse der Welle i i. Da aber der Sektor 13 und die Schieberscheibe
12 beide an der Welle i i befestigt sind und beide in Ebenen drehen, die zu der
Achse der Welle i i im rechten Winkel stehen, wird die Schieberscheibe dadurch veranlaßt,
sich zwischen ihrer Lage im oberen Teil 4 des Gehäuses und ihrer Lage im unteren
Teil 9 des Gehäuses zu bewegen. In der Fng.i ist die Schieberscheibe 12 in ihrer
oberen Lage im Gehäuseteil 4 in gestrichelten Linien gezeigt und in ihrer unteren
Lage im Gehäuseteil 9 in strichpunktierten Linien. Die Fig. 2 und 3 zeigen die Schieberscheibe
12 im Querschnitt im Gehäuseteil 4, wo sie sich mit der Rohrleitung 2 schneidet.
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Innerhalb des Gehäuseteils 4, und mit dem Gehäuse durch einen U-Eisenring
23 verbunden, befindet sich ein Dichtungselement bzw. ein Ring 24, der aus einem
geeigneten legierten Stahl bestehen kann. Der Ring 24 ist eben und liegt in einer
Ebene parallel zu der Schieberscheibe 12. Normalerweise berührt die Schieberscheibe
12 die rechte Fläche des Ringes 24, auf Fig. 2 gesehen, ganz leicht, wenn die Schieberscheibe
12 sich in dem Gehäuseteil 4 befindet.
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Ebenfalls im Gehäuseteil 4 angeordnet und mit dem Gehäuse bei 25 verbunden
befindet sich ein durch ein Medium betätigter Faltenbalg 26 von ringförmiger Gestalt,
der das andere Dichtungselement bzw. den Ring 27 trägt, der mit dem Ring 24 zusammenwirken
soll, um gegen die Schieberscheibe 12. abzudichten, falls gewünscht wird, die Leitung
2 zu schließen. Ein Rohr 28 ist in den Gehäuseteil 4 bei 29 geführt und steht mit
dem Innern des Faltenbalges 26 ein Verbindung. Die Schieberscheibe 12 besitzt eine
Ringleiste 3o, die mit dem Dichtungsring 27 in Berührung kommen soll. Diese Leiste
kann sowohl auf der Hochdruck- wie auf der Niederdruckseite des Schiebers sein.
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Der Faltenbalg 26 ist so konstruiert und angeordnet, daß er sich,
falls er nicht ein Medium unter wesentlich höherem Druck als Atmosphärendruck enthält,
zusammenzieht oder praktisch nach rechts zu von der Schieberscheibe weg zusammenschrumpft,
so daß die normale oder Ruhelage des Dichtungsringes 27, der von dem Faltenbalg
getragen wird, etwas rechts von der Lage ist, die die Fig. 2 und 3 zeigen, und deutlich
von der Schieberscheibe 12 abgesetzt ist. Somit kann sich die Schieberscheibe, wenn
der Faltenbalg 26 in seiner normalen Lage ist, bei von der Schieberscheibe 12 zurückgezogenem
Dichtungsring 27 frei um die Achse der Welle i i aus ihrer oberen Lage im Gehäuseteil
4 in ihre untere Lage im Hohlraum io des Gehäuseteils 9 und umgekehrt bewegen. Während
einer solchen Bewegung kann die Schieberscheibe leicht an der Fläche des Dichtungsringes
24 reiben, wodurch die Schieberscheibe in gewissem Umfang abgestützt und dadurch
in ihrer Ausrichtung unterstützt wird.
Die Schieberscheibe wird
nicht fest an den Dichtungsring 24 angepreßt, falls der Dichtungsring 27 gelockert
wird.
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Falls gewünscht wird, die Rohrleitung 2 zu schließen, dann wird die
Schieberscheibe 12 in ihre obere Lage im Gehäuseteil 4, wie in Fig. 2 dargestellt,
bewegt. Während der Bewegung der Schieberscheibe sind Faltenbalg 26 und Dichtungsring
27 in ihrer normalen gelösten oder zurückgezogenen Lage, wodurch die Schieberscheibe
neben der rechten Fläche des Dichtungsringes 24 frei beweglich ist. Sobald die Schieberscheibe
ihre obere Lage im Schnitt mit der Rohrleitung 2, wie in Fig. 2 dargestellt, erreicht
hat, wird ein Medium unter Druck durch das Rohr 28 in den Faltenbalg 26 geleitet,
wodurch der Faltenbalg nach links, auf Fig. 2 gesehen, ausgedehnt wird und die Dichtung
zwischen dem Dichtungsring 27 und der Ringleiste 3o an der rechten Fläche der Schieberscheibe
12 einerseits und zwischen der Schieberscheibe 12 und dem Dichtungsring 24 andererseits
bewirkt wird. Der Druck des durch das Rohr 28 einzuführenden Mediums kann so geregelt
werden, daß damit der Anpreßdruck, mit welchem die Schieberscheibe 12 zwischen den
Dichtungsringen 24 und 27 eingeklemmt wird, gesteuert werden kann. Während die Schieberscheibe
12 und der am Faltenbalg 26 befestigte Dichtungsring 27 etwas dem Verziehen unterworfen
sind, verzieht sich der Dichtungsring 24, der fest mit dem Gehäuse 4 verbunden ist,
nur leicht, wenn überhaupt und dient somit als eine verhältnismäßig flache Anlagefläche,
gegen welche die Schieberscheibe durch den Dichtungsring27 gepreßt wird, wenn jener
Ring, wie aus Fig. 2 ersichtlich, nach links gedrückt wird, indem man ein Medium
unter Druck in den Faltenbalg einführt. Daher wird die Schieberscheibe, selbst wenn
sie sich durch etwas geworfen hat, wirksam an den Dichtungsring 24 geebnet, während
die Elastizität des Faltenbalges jedes Werfen des Dichtungsringes 27 und das Verziehen
des Ventilkörpers ausgleicht.
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Weint gewünscht wird, die Rohrleitung 2 für den freien Durchfluß des
strömenden Mediums zu öffnen, wird der Druck des Mediums im Faltenbalg 26 weggenommen,
wodurch sich der Faltenbalg nach rechts zusammenziehen kann. Dadurch wird die Schieberscheibe
12 freigegeben, welche dann durch die oben beschriebene und in Fig. i gezeigte Vorrichtung
in deri Hohlraum io bewegt wird. Wenn die Schieberscheibe in ihrer unteren Lage
im Hohlraum io ist, befindet sie sich entfernt von der Rohrleitung 2, so daß nun
das zu fördernde bfediuin durch die Rohrleitung 2 von einer Seite des Schiebers
zur anderen strömen kann. Undichtheiten werden, wie oben erklärt, durch das Gehäuse
verhindert. Wenn es indessen gewünscht wird, kann durch .@usdelinung des Faltenbalges
der Dichtungsring 27 gegen den Dichtungsring 24 abdichten. Dies bewahrt das Medium
in der Rohrleitung 2 vor einer Unterbrechung der Strömung durch das Schiebergeliäuse.
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Der erfindungsgemäße Schieber ist außerordentlich robust und praktisch
und doch zu gleicher Zeit unkompliziert in seinem Bau, er ist außerordentlich wirksam
und findet besonders nutzvolle Verwendung bei der Steuerung von Gasströmen, wie
z. B. Gichtgasen, und die für die Verbrennung in Hochöfen gebrauchte Gebläseluft.
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Obwohl im vorstehenden nur eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung dargestellt und beschrieben worden ist, soll ausdrücklich hervorgehoben
werden, daß die Erfindung keineswegs darauf beschränkt ist, sondern im Rahmen der
nachfolgenden Patentansprüche in verschiedener Weise ausgeführt werden kann.