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.Absperrschieber für Gasleitungen u. dgl. Es sind Schieber zum Absperren
von Rohrleitungen für Dampf, Gas, Wasser oder Luft bekannt, bei denen ein plattenförmiges,
mit einer der Durchflußöffnung des Schiebergehäuses entsprechenden Bohrung versehenes
Absperrorgan mittels einer Antriebsspindel in Längsrichtung derselben zum Einstellen
in die Öffnungs- bzw. Schließlage bewegt wird. Die Absperrplatten dichten in der
Durchflußrichtung auf ihren einander abgekehrten Außenseiten gegen ebenfalls mit
einer solchen Bohrung versehene Druckplatten ab, wobei der Dichtungsdruck für den
höchsten in der betreffenden Leitung vorkommenden Druck ausreichend sein muß.
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Der Dichtungsdruck zwischen den Absperrplatten und den Druckplatten
erfolgt entweder durch ein Auseinanderspreizen der ersteren mittels zwischen diesen
angeordneter Federn oder Keile oder aber umgekehrt durch eine von außen her auf
die Druckplatten ausgeübte, gegen die Absperrplatten gerichtete Kraft. Im einen
Fall muß der gegenseitige Abstand der Absperrplatten etwas veränderlich sein, während
die Druckplatten feststehend im Gehäuse angeordnet sein können; im anderen Fall
müssen die Druckplatten axial verschiebbar gelagert sein, während die Absperrplatten
starr miteinander verbunden sein können.
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Die Erfindung geht von der letztgenannten Anordnung aus, die den Vorteil
hat, daß dabei die vom Medium ,durchströmte Leitung nur außerhalb des Absperrorgans
gegen das Schiebergehäuse abgedichtet zu werden braucht. Auch läßt sich ein aus
einem einzigen Körper bestehendes Absperrorgan mit zwei zueinander parallelen Platten
oder nur einer Platte verwenden. Die Tatsache, daß eine derartige Schieberbauart
sich trotzdem in der
Praxis bisher nicht -in größerem Umfange durchgesetzt
hat, mag auf die Schwierigkeiten zurückzuführen sein, die bezüglich der Maßnahmen
zum Andrücken der Druckplatten- gegen die Absperrplatten bestanden haben Da nämlich
in diesem Zusammenhang der Dichtungsdruck auf einer Ririgfiäche voll teilweise recht
erheblichen Durchmessern i(bis zu 1/z m und mehr) ausgeübt werden muß und außerdem
oft vergleichsweise großen Drücken in der betreffenden Rohrleitung gewachsen sein
muß, so eignen sich hierfür die bisher verwendeten Federelemente nicht. Dazu kommt
noch, daß die üblichen Spiralfedern od. dgl. zu große Abmessungen erhalten müssen;
wenn sie den hier gegebenen Verhältnissen entsprechen sollen. Auch die Verwendung
eines elastischen Körpers; der gleichzeitig den erwähnten- Dichtungsdruck erzeugen
und 'selbst die Abdichtung zwischen den Druckplatten und dem Gehäuse übernehmen
soll, also etwa eines Gummiringes, genügt nicht den gestellten Anforderungen. Derartige
Dichtungsringe können nämlich nur bei Temperaturen verwendet werden, die nicht erheblich
über oder unter Zimmertemperatur liegen. -Um diese Schwierigkeiten grundsätzlich
zu beseitigen und der als an sich zweckmäßig bezeichneten Schieberbauart eine möglichst
weitgehende Verbreitung zu sichern, sollen zum Unterschied von verschiedenen anderen
Konstruktionen, die teils schon zum Stand der Technik, teils zu noch nicht druckschriftlich
bekannten Vorschlägen gehören; gemäß der Erfindung-in diesem Zusammenhang zur Erzeugung
des Dichtungsdruckes zwischen den axial etwas beweglichen--Druckplatten und den
Absperrplatten ringförmige Tellerfedern verwendet werden.
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Tellerfedern sind an sich seit langem bekannt; ihre Eigenschaften
und Vorteile sind Gegenstand zahlreicher Aufsätze im Fachschrifttum. Es handelt
sich dabei, von weniger gebräuchlichen Sonderausführungen abgesehen, um innerhalb
bestimmter Grenzen verhältnismäßig schwach kegelförmig geneigte Ringe mit ebenem
Querschnitt. Diese Federringe werden im allgemeinen zu :mehreren gleichachsig- in.
Parallel- .oder Hintereinanderschaltung allbeordnet,. @-id. h. - sie berührensich
entweder .bei gleichseidiger Neigung auf ihrer, ganzen Fläche oder bei wechselseitiger
Neigung abwechselnd mit ihren Außen- und Innenkanten. Bei der erstgenannten Anördilung
ergibt sich eine entsprechend .größere, bei derzuletztibehandelten Anordnung eine-entsprechend
geringere Federkonstante. Man -kann auch beide Arten- gemeinsam anwenden, also eine
sogenannte mehrschichtige Federsäule aus einer Anzahl über-und paarweise gegeneinanderliegenden
Tellerfedern bilden, um gleichzeitig eine größere Federkraft und einen -größeren
Federweg zu ermöglichen als mit einer einzelnen Tellerfeder.
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Bei allen bisherigen theoretischen Überlegungen bezügliieh der Tellerfedern
wie auch ihren praktischen Anwendungen hat man jedoch trotz :gewisser - Sicherungsmaßnahmen
gegen das Ausknicken einer solchen Federsäule durch eine innere oder äußere Führung
und- der Wahl eines geeigneten Werkstoffes es nicht gewagt, gewisse Grenzen der
Ringbreite einerseits und der Ringstärke andererseits im Verhältnis zum Außendurchmesser
zu unterschreiten. Darauf' ist es offenbar auch zurückzuführen, daß man noch nicht
auf den Gedanken gekommen ist, der Tellerfeder solche Anwendungsmöglichkeiten zu
erschließen, bei denen, wie im vorliegenden Fall, vergleichsweise schmale und dünne
Federringe von großem Durchmesser in Betracht kommen. Die Erfindung gibt somit erstmals
die Lehre, Tellerfedern mit einem ISurchmesserverhältnis dt : d">
0,7 und einem Verhältnis der Blechstärke zum Außendurchmesser s : da <
0,03 zu verwenden..
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Weitere Melkmale der Erfindung und Einzelheiten der mit ihr erzielten
Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von mehreren in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigt Fig. i im Axialschnitt einen Absperrschieber
für eine Gasleitung od. dgl., Fig.2 in gleicher Schnittebene einen Teil der Ausführung
nach Fig. i in größerem Maßstab und Fig.3 iü entsprechender Teildarstellung wie
Fig. 2 eine andere Ausführung.
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In einem Gehäuse i, das mit seinen beiderseitigen, sich nach außen
kegelförmig erweiternden Anschlußstutzen 2, 3 in eine nicht dargestellte Gasleitung
od. dgl. eingeschaltet ist, befindet sich ein im Grundriß rechteckiger Schieberkörper
q., dessen quer zur Durchflußrichtung- verlaufende Seitenwände die Absperrplatten
bilden. Der Schieberkörper ist in seinem unteren Teil mit einer im Durchmesser der
Durchflüßöffnung des Gehäuses entsprechenden Querbohrung 5 versehen und oben durch
Gewinde mit einer Antriebsspindel 6 verbunden. Diese Spindel ist beim Ausführungsbeispiel
in an sich bekannter Weise in einem Gehäuseoberteil ? drehbar, aber nicht axial
verschiebbar gelagert -und am oberen, durch eine Stopfbuchse 8 abdichtend aus dem
Gehäuse herausgeführten Ende mit einem Vierkant 9 zum Betätigen des Schiebers im
Sinne einer Auf- oder Abwärtsbewegung versehen.
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Gegen,die einan@der.abgek ehrten Außenseiten ider zu einem einheitlichen
Baukörper -zusammengefaßten Äbsperrplatten liegen zwei Druckplatten io, ii an, die
im Bereich der Durchfiußöffnung des Schiebergehäuses mit einer entsprechenden Bohrung
versehen sind. Dieser Bohrung ist der Innendurchmesser eines von jeder Druckplatte
sich axial nach der von den Absperrplatten abgekehrten Richtung erstreckenden Rohrstutzens
12; 13 angepaßt.
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Die Rohrstutzen 12, 13 der beiden Druckplatten io, il sind bei der
Ausführung nach den Fig. i unid?,van jedrei ringförmiigenTellerfederniq. bi;s 16,
einem metallischen Druckring 17 und einem elastischen oder plastischen Dichtungsring
18 umgeben. Diese Teile sind in entsprechende Aussparungen des- Gehäuses i eingesetzt
und bewirken einerseits j ein elastisches Andrücken der Druckplatten io, ii
gegen
die Absperrplatten des Schieberkörpers.4., andererseits ein Abdichten zwischen den
Rohrstutzen 12, 13 der-Druckplatten und dem Gehäuse. Wie die Darstellung erkennen
läßt, sind zwei Tellerfedern 1q., 15 mit gleichgerichteter Kegelneigung unmittelbar
hinter den Druckplatten nebeneinander angeordnet. Gegen die Außenkante der einen
dieser beiden sich auf ihrer ganzen Fläche berührenden Tellerfedern stützt sich
die dritte Tellerfeder 16 mit in entgegengesetztem Sinne verlaufender Kegelneigung
ab, die sich ihrerseits mit ihrer Innenkante gegen den Druckring 17 legt,
der die elastische Kraft der mit Vorspannung eingesetzten Tellerfedern auf den Dichtungsring
überträgt.
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Die Tellerfedern sind demnach in radialer Richtung außen und innen
geführt, so daß trotz ihres im Verhältnis zum Durchmesser schmalen und dünnen Ringquerschnittes
keine Gefahr eines Ausknickens besteht. Gegebenenfalls können nach dem Vorbild der
Federn 1q., 15 auch in der anderen Richtung zwei Tellerfedern übereinander geschichtet
werden, wie überhaupt die Zahl und gegenseitige Anordnung der Tellerfedern im Rahmen
der Erfindung beliebig vorgenommen werden kann. Bei einer derartigen Anwendung wirken
sich die Tellerfedern in ihrer an sich bekannten guten Federungseigenschaft aus,
wobei sie trotz eines vergleichsweise sehr geringen Raumbedarfes einen ausreichenden
und gleichmäßig über den Umfang der Durchflußöffnung des Gehäuses verteilten Dichtungsdruck
zwischen den Druckplatten und den Absperrplatten des Schieberkörpers ermöglichen.
Außerdem dichten sie im Zusammenwirken mit den beiden anderen Ringen 17, 18 auch
das Gehäuse gegenüber den Rohrstutzen ab.
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Die andere Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von der
vorhergehenden lediglich durch eine etwas andere Anordnung der Tellerfedern. In
diesem Fall sind an denselben Stellen beiderseits der Druckplatten io, ii je vier
Tellerfedern 19 bis 22 angeordnet,-,die der Reihe nach in entgegengesetztem
Sinne kegelförmig verlaufen und sich demgemäß abwechselnd an ihren Außen- und Innenkanten
berühren. Die Übertragung der Federspanneng einerseits gegen die Druckplatten, andererseits
gegen den Druckring 17 erfolgt ebenso wie bei der ersten Ausführung an der Innenkante
der betreffenden Tellerfedern.
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Die Erfindung ist nicht an die in den Ausführungsbeispielen dargestellte
und im Zusammenhang hiermit beschriebene Bauart des Absperrschiebers gebunden, sondern
kann mit den gleichen Vorteilen auch bei anders ausgebildeten Absperrschiebern Anwendung
finden.