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Drehschieber, insbesondere für Hochdruckdampf Die Entwicklung des
Schieberbaues hat in, den letzten zwei Jahrzehnten einen bedeutenden Aufschwung
zu verzeichnen. Die einfache Sc#hieherkonstruktion, bestehend aus Gehäuse mit Keil
oder Parallel,dichtungen, dem Schieberkeil oder Platteneinbauten mit Schieberspindeln,
hat dabei Verbesserungen erfahren, die bei den verschiedenen heute auf dem Markt
befindlichen Fabrikaten ihren Niederschlag gefunden haben-.
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Es wurden Schieberbauarten bekannt, die über eine innenliegende Entlastung
verfügten -und im Schließzustand ein druckloses Gehäuse. erreichten. Diese Schieber
waren mit elastischen Dichtungen ausgerüstet und hierdurch bei den damals üblichen
Betriebsdrücken, unter Einwirken mechanischer Pfattenanpressungen leicht dicht zu
bekommen.
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Diese Schieberkonstruktionen wurden seinerzeit als die vollkommensten
angesprochen, hatten, jedoch trotz der unverkennbaren Vorzüge den Nachteil komplizierter
Inneneinbauten, die zu e#hebliclien Betriebsstörungen Anlaß geben können. So ergab
sich von selbst die Erfahrung, daß diese Schieber nur bei bester Pflege der Inneneinbauten
Anspruch auf Betriebssicherheit erheben konnten, Es folgten, noch eine Reihe anderer
guter Schieberkonstruktionen, die unter Erkenntnis der Nachteile der bestehenden
Konstruktionen sämtlic#Ii darauf hinzielten, diese möglichst unter Verzicht
der-
- komplizierten. Inneneinbauten auszuschalten. Alle diese Schieber waren
schon wesentlich einfacher gebaut und erreichten damit auch eine grö-Ber-- Betriebssicherheit.
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In, der Zwischenzeit steigerten sich die Ansprüche dhrch die Entwicklung
der Hochdruckdämpftechnik stetig, so däß' auch die Armaturentechnik sich diesen
-höheren Ansprüchen anpassen mußte; Schieber für Drücke von 1:25 atü und Temperaturen
von 52o"* C sind' heute schon als normal anzusprechen. Die für diese Betriebsanforderungen
entwickelten Schieberkonstruktionen sind zumeist als Keilschieber mit zusätzlicher
Anpressung mittels, Kugel oder Keil, oder auch als P1attenschieber mit in Kugeln
gelagerten Kniehebeln ausgebildet.
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Diese Schieberkonstruktionen beruhen ohne Ausnahme sämtlich auf der
ursprünglichen.Schieberform bzw. auch- auf grundsätzlich gleichem Prinzip,
d. h. der Schließvo-rgang bewegt sich--ausnahmslos quer zur Strömungsrichtung.
Hierbei werden die Schließkräfte bzw. Öffnungskräftee in ihrer ganzen Größe durch
die Schieberspindel übertragen, wobei die Schieberspindel auf Druck bzw. auf Zug
und Torsion beansprucht wird und entsprechend stark dirnensioniert sein muß.
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Die ursprüngliche Forderung eines drucklosen Gehäuses bei geschlossenem
Schieber wurde zu--nächst auch bei den modernen Höchstdruckschiebern angestrebt
und vielleicht auch in einigen Fällen vorübergehend. erreicht. Die meisten Schieberkonstruktionen
können jedoch diese bei Höchstdruck alirih -unberechtigte Forderung nicht erfüllen.
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Im Verfolg der neuesten Entwicklung im Höchstdruckschieberbau kann
beobachtet werden, daß die verschiedenen Konstruktionen sämtlich auf - eine
Vereinfachung der Inneneinbauten anstreben. Einzelne Fabrikateerzielten dabei- auch
beachtliche Erfolge -und, verzichteten sogar auf eine mechanische Anpressung. Die
Abdichtung des Schiebers exfolgt also lediglich, einseitig durch den Innendruck.
Es liegt klar auf &r Hand, daß fast alle Höchstdruckschieber, die eine mechanische
Anpressung besitzen, doch nur einseitig dlurch,dk-n Innendruck abdichten können,
also auf die mechanische Alipresstrng ohne weiteres verzichtet werden kann.
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Trotz aller Verbesserungen und Anpassung dei einzelnen Konstruktionen
zeigen diese doch alle nur die Grundmerkmale alter bekannter Schieberkonstruktionen,
stellen also an sich keine Neuerungen, sondern lediglich Verbesserungen dar.
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Der erfindungsgemäße Schieber, der wegen seiner besonderen nachstehend
beschriebenen Merkmal--, Düsenplattenschieber genannt wird, unterscheidet sich von
den vorstehend gestreiften Schieberkonstruktionen so wesentlich, daß er in Form
und konstruktivem Aufbau keinerlei Ähnlichkeit mehr mit -diesen auf zuweisen hat.
Das übliche Schiebergehäuse ist gänzlich fortgefallen und wurde durch eine Flanschverbindung
ersetzt, in der die beweglichen Teile dies Schiebers -untergebracht sind. Besonderer
Wert ist auf einfachste Konstruktion gelegt und die inneren beweglichen, Einzelteile
auf zwei Stück beschränkt, wodurch größte Betriebssicherheit gewährleistet ist.
Der Schieber hat keine zwangsläufige mechanische Anpressung, sondern dichtet druckabhängig
nach der einen oder an-deren Seite ab. Der Dampfstrom wird innerhalb der Düsenstärke
in vier Einzelströme aufgelöst, wobei auf. geringsten Druckabfall durch die günstige
Form der einzelnen Düsen besondere Rücksicht genommen wurde. Ind-er Schieberplatte
erfolgt eine Einschnürun#g des Durchflu-ßquerszhn##ittes auf 35'/0 des Querschnittes
der kohrnennweite. Diese Zahl entspricht etwa den. genormten Einziehungen ;m Armaturenbau,
die durchweg 301/o beträgt.
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Die Verwenduirgsmöglichkeit des neuen Schiebers erstreckt sich in
der Hauptsache für Dampf undl Wasser für alle üblichen Drücke und Temperaturen,
unter besoirderer Bevorzugung des Höchstdruckgebietes.
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Wirkungsweise: Wie aus, den Figuren zu ersehen ist, erfolgt der Antrieb
des Schiebers durch ein außenliegendes Schneckengetriebe h. Hierdurch erfolgt eine
Drehung der eigentlichen Schieberspindel i, an deren inneren Ende ein Zahnrad
k aufgesetzt ist. Dieses überträgt die Bewegung über den Zahnkranz
d auf die Schieberabschlußplatte a, die mit dien Spitzzapfen c in den beiden
Düsenstückenp gelagert ist (vgl. hierzu Fig. i).
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Die Schieberplatte a, die eine runde Form hesitzt, trägt an ihrem
oberen. Ende den Zahnkranz d.
Innerhalb der Plattenfläch.- sind vier Öffnungen
beliebiger Form eingebaut, die den. engsten freien Durchflußquerschnitt darstellen.
Die Räume. zwischen den Öffnungen dagegen stellen, die eigentlichen Schieberabsehlußfläähen
dar, d.h. in der Schließstellung der Schieherplatte verdecken diese die in den Düsenstücken
liegenden Öffnungen und bewerkstelligen damit untei: Einwirkung des Dampfdruckes
ein diribtes Abschließen dIer Schie- j berplatte gegen die aufgepanzerten Dichtungen
der Düsenstücke p.
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Die Schieberplatte a kann nur innerhalb, des freien Bewegungsraumes
zwischen den beiden Anschlägen e gedreht werden. Diese begrenzen die i
Schließ-
oder Öffnungshewegungen, «di#-, max. 45' betragen, also nur äußerst geringe Zeit
beanspruchen. Durch das Vorschalten des Schneckengetriebes kann die kurze Betätigungszeit
auf ein gewünschtes Maß gebracht werden. -
Diese Eigenschaft bedeutet einen
großen Vorteil, da hierdurch,dIer Schieber auch als Schnellöffnun,-s-oder Schnellschlußschieber
Verwendung finden kann.
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Beim Öffnen des Schiebers können auch kleinste Dur-chtrittsquerschnitte
eingestelltWerden, so daß auch die Verwendung als Regulierschieher oder sogar als
Regelorgan möglich ist.
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Das Zahnrad K sitzt, wie Fig. i zeigt, auf dem inneren Endeder Spindel
i. Durcheinen aufgep2cnzerten Dichtungsring 1 dichtet dies-es ebenfalls unter
Einwirkung des Innendruckes gegen die Dichtfläche ab, und zwar sowohl bei geschlossenem
als auch bei, geöffnetem Schieber. Die Stopfbüchse q wird hierdurch, vollkommen
druckentlastet und[ stellt somit in der Hauptsache nur noch eine Sicherheit dar.
Ein
Dichthalten, der Dichtung 1 wird, durch das Drehen beim Betätigen durch Einschleifen
begünstigt.
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Gegenüber den üblich-en Schieberbauarten entfällt bei dem neuen Schieber
die Druckspindel. Entzgegen -einer vertikalen Spindelbewegung, bei der die vollen
Schließ- oder Öffnungskräftee von der Spindel übe-rnommen werden müssen, wird im
vorliegend-en Falle die Spindel i lediglich auf Torsion beansprucht. Die auftretenden
Schließkräfte betragen dabei durch die Untersetzung des Zahnrades K 1
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nur etwa 5o 1/o der wirklichen Schließkräfte. Diese Eigenschaften sind von
besonderem Vorteil für Dimensionierung der Spindel und bedeuten erhebliehe Materialersparnis
unter besonderer Berück-' sichtigung der erforderlichen kurzen Spindellänge.
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Ebenso wie bei der SpindIeldichtung ist die Drehbew-egung der Schieberplatte
beim Schließ- oder b 2-1 öffnungsvorgang von besonderem Vorteil. Die absolute
Dichtheit des Schiehers wird durch das Einschleifen der beiden Schieberdichtungen
aufeinander weitestgehen-d gewährleistet. Darüher hinaus ist der Schieber durch
die. Dr-ellb-ew--,-un,- -sichert gegen ein Einklemmen von Fremdkörpern, wie Schweißperlen,
Zunder usw. Diese werden beim Schließvorgan- nach,den Durchströraöffnungen abg geschoben
und können diese, ohne Schaden anzug richten, frei passieren. Diese Merkmale sind
von außerordentlicher Biedeutung bei Inhetriebsetzun.-von Anlagen, bei denen erfahrungsgemäß
die -Mehrzahl der Sciiieber durch Fremdkörper beschädigt und unliebsame Betriebsstörungen
hervorgerufen werden.
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Die Ausströmenden der di.-. Düsenöffnungen- bildenden Düsenstücke
p sind scharfkantig und münden gemeinsam in die rohrförmigen Ein- bzw. Ausströmstücke
des Schiebers. Hierdurch ist gerin g s te r Druckabfall! durch Reibung
gewährleistet. Irgend,-welche Wirbelungen durch tote Räume oder Umlünkungen sind
ausgeschlossen, da bei geöffnetem Schieber ein, vollkommen glatter Durchgang des
in vier Einzelströme unterteilten Dampfstromes stattfindet. Die vier Einzeldampfströme
bewirken außerdem die Gleichrichtung eines durch Raumkrümmer in Turbulenz geratenen
Dampfstromes, so daß in Spezialfällen der Einbau von Strömungsgleichrichtern nicht
inehr erforderlich ist.
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Die äußere Form des Schiebers zeigen die Fi-#. 4 und 5. Dadurch,
daß die beiden beweglichen inneren Teile auf engstem Raum in einer Flanschverbindung
untergebracht sind und mir die für die Bewegung notwendigen Spiele besitzen, fällt
ein Schiebergehäuse im gebräuchl'ichen Sinn vollkommen fort und damit die weitausladenden
Schieheraufbauten der bekannten, Bauarten, die auf Grund ihrer vertikalen Spindelbewegung
eine be-
stimmte Bauhöhe beanspruchen. Der gedrängt-, Aufbau der Antriebsteil-,-
des neuen Schiehers gestattet den Einbau im engsten Raum, was z. B. im Schiffsbau
und auch bei stationären Anlagen, von ößter Bedeutung ist, dadurch, daß eine wesentliche
Platzersparnis erzielt wird. Der Anbau von Fernantrieben kann praktisch nach der
Seite erfolgen. Es muß dabei noch erwähnt werden, daß der Kraftbedarf für elektrisch
zu betätigend-Schieber wesentlich kleiner ist als bei den bestehendenSchieberkonstruktionen,
wodurch kleiner.-Antriebstypen Verwendung finden können, also auch hierbei wesentliche
Ersparnisse am -Material auftreten werden.
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Das Schiehergehäuse wird im wesentlichenf durch eine Flanschverbindung
dargestellt. Diese besitzt als Dichtung tuschierte Dichtflächen#ii. Die Unterbringung
des Zahnrades b, bedingt eine ovale Form der Flanschverbindung. Die beiden Zentrierstifte
o -,erleichtern einen einwandfreien Zusammenbau, während dieGewindelächerr der einenFlanschhälfte
eine Verwendung von Abdrückschrauben bei der Demontage ohne Auseinanderschneiden
der Rohrleitung ermöglichen.
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Wie schon erwähnt, wird der Schieber an den beiden Enden in, die Rohrleitung
einges(fliweißt, ohne das Gehäusv-verspannungen eintreten können. Im Fall es notwendig
wird, daß der Schieber neu eingeschliffen werden muß, ist dieses ohne weiteres durch
ein-. besondere Einschl.eifvorrichtung mög lich, ohne daß ein komplizierter Ausbau
des Ge-
häuses "erforderlich wäre. Es genügt vollkommen ein ,#mseinanderklemmen
der Flanschverbindung mittels der vorgesehenen Ahdrückschrauben, wodurch ein Aus-
und Einbauen der Schieberplattvleicht möglich ist.
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Es wird sogar unterstellt, daß nacli Vorlielgen genügen,der Betriebserfahrungen
mit dem neuen Schieber dieser dline Bedenken auch innerhalb seiner Flanschverbindung
geschweißt werden kann und damit einen Bestandteil der kohrl-eitnii--, darstellt.
Es- solljedoch der weiteren Entwicklung überlassen bleiben, diese zu erstrebenden
Ideale zu ,erreichen.
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Zusammengefaßt hat der neue Düsenplattenschieber gegenüber den bekannten
Schieberbauarten folgende Vorzüge aufzuweisen: i. die zweckmäßige Form, die der
Rohrleitung vollkommen angepaßt ist, 2. den geringen Platzbedarf durch gedrängte
Blauart unter Fortfall weitausladendler Schieberaufbauten, 3. den geringen
Platzbedarf der beweglichen Innenteile und damit -#Termeidung von toten Räumen wie
bei den üblichen Schiebergehäusen, 4. nur drehende, keine vertikale Spin!d#elb#-,w#c-un"-beim
Öffnen und Schließen, 5. geringe üffnungs-und Schließkräfte durch innenliegendes
Zahnrad, deshalb kleinere Abmessung der Spindel, 6. drehende Bewegung der
Schieberplatte um d#ie Rohrachse und damit einschleifende Wirkung auf Dichtflächen,
kein Heben und Senken der Schieberplatte, 7. kleinste öffnungs- und Schließwege
in kürzester Zeit, damit Verwendung als Schnellöffnungs- und Schnellschlußschieber,
8. Einstellungsmöglichkeit kleiner Öffnungsquerschnitte, also auch Verwendung
als Regulierschieber möglich, g. Fortfall von außen- oder innenliegenden Umführungen,
da diese überflüssig sind, io. druckentlastete Stopfbüchse durch innere Abdichtung
bei geschlossenem und bei geöffnetem Schieber, ii. Einbau des Schiebers in di..-
Rohrleitung durcli Einschweißen, dadurcb Fort
fall von zwei Flanschverbindungen,
12. bedeutende Materialersparnis und geringereHerstellungskosten.