DE1500056B1

DE1500056B1 - Spreizkoerper fuer einen Absperrschieber mit anpressbaren Schieberplatten

Info

Publication number: DE1500056B1
Application number: DE19651500056
Authority: DE
Inventors: Pierce Jun Elwood Kempton; Crain Robert Levan
Original assignee: Gray Tool Co
Current assignee: Vetco Gray LLC
Priority date: 1965-05-24
Filing date: 1965-10-26
Publication date: 1970-11-05
Also published as: US3349789A; FR1465788A; GB1065209A; NL6601023A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Absperrschieber mit zwei zueinander parallelen, beweglich mit einem Mitnehmer an einer Spindel verbundenen Verschlußplatten, zwischen denen ein keilförmige Spreizflächen aufweisender Spreizkörper angeordnet ist, dessen Spreizflächen mit den Verschlußplatten zusammenwirken und diese gegen zueinander parallele, um Durchflußöffnungen in einem Schiebergehäuse angeordnete Sitzringe pressen, wenn die Durchflußöffnungen von den Verschlußplatten voll abgedeckt sind, und die Bewegung des Spreizkörpers durch einen Gehäuseanschlag verhindert ist.

Es sind Absperrschieber der erwähnten Art nach der deutschen Patentschrift 616 575 bekannt, bei denen die Verschlußplatten lediglich solche Abmessungen aufweisen, daß die Durchflußöffnungsquerschnitte gerade überdeckt werden können. Der Spreizkörper ist verhältnismäßig einfach in Hufeisenform ausgebildet, wobei eine Abstützung gegen eine untere Stelle in dem Schiebergehäuse erfolgen kann. Die Vorteile eines derartigen Absperrschiebers liegen hauptsächlich in geringen Bauabmessungen und in der Möglichkeit einer leichten Auswechselbarkeit der Verschlußplatten zusammen mit dem Spreizkörper. Nachteilig ist, daß beim Öffnen Druckmittel von einer Durchflußöffnung zur anderen mit einem verhältnismäßig hohen Strömungswiderstand bzw. entsprechenden Verwirbelungen in dem Übergangsbereich zwischen den beiden Durchflußöffnungen innerhalb des Schiebergehäuses strömt und daß ferner der Spreizkörper bei Bewegung der Verschlußplatten in die Öffnungsstellung erst nach einem verhältnismäßig langen Bewegungsweg der Verschlußplatten mit diesen außer Eingriff gelangt.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines demgegenüber verbesserten Absperrschiebers, bei dem die gemäß der vorangehend genannten Druckschrift erzielbaren Vorteile, nämlich insbesondere die Möglichkeit einer leichten Auswechselbarkeit der Verschlußplatten zusammen mit dem Spreizkörper, in einer solchen Konstruktion erreicht werden, bei der die Verschlußplatten an ihrem von der Spindel entfernt liegenden unteren Bereich je eine Durchflußöffnung entsprechend dem Innenquerschnitt des zugehörigen Sitzringes bzw. der in dem Schiebergehäuse enthaltenen Durchfiußöffnung aufweisen. Ferner soll erreicht werden, daß der Spreizkörper bei Bewegung der Verschlußplatten in die Öffnungsstellung bereits nach einem verhältnismäßig kurzen Bewegungsweg der Verschlußplatten mit diesem außer Eingriff gelangt.

Gelöst wird die vorangehend angegebene Problemstellung dadurch, daß in an sich bekannter Weise die Verschlußplatten an ihrem von der Spindel entfernt liegenden unteren Bereich Durchflußöffnungen aufweisen, daß der Spreizkörper aus einem oberhalb der Durchflußöffnungen in dem Schiebergehäuse gelagerten, den Mitnehmer koaxial umgebenden Ring sowie daran gegenüberliegend angesetzten, zur Ringachse parallelen Schenkeln besteht, deren freie, sich zwischen die Verschlußplatten erstreckende Enden sich an beiden den Verschlußplatten zugewendeten Seiten zu Keilen erweitern, die in Absperrstellung zumindest mittelbar an den Rändern def Verschlußplatten seitlich neben den Durchflußöffnungen anliegen.

Während bei dem erfindungsgemäßen Absperrschieber infolge der gegenüber der eingangs erwähnten Druckschrift abgewandelten Ausbildung der Verschlußplatten mit im wesentlichen doppelt so großen Abmessungen die Gesamtabmessungen des Absperrschiebers größer sind, ergeben sich andererseits die Vorteile, daß die beiden Schenkel des Spreizkörpers auch bei in Öffnungsstellung befindlichen Verschlußplatten nicht in den Strömungsweg ragen und damit keinen Anlaß zu Verwirbelungen bieten, wobei darüber hinaus die beiden Verschlußplatten zusammen mit dem Mitnehmer sowie dem Spreizkörper sehr o leicht als Baueinheit austauschbar sind.

Nach der deutschen Auslegeschrift 1 146 319 ist bereits ein Absperrschieber mit zwei zueinander parallelen, an ihren einander zugewendeten Flächen konvex bzw. komplementär konkav stumpf keilförmig ausgebildeten Verschlußplatten bekannt, von denen eine mit einem Mitnehmer an einer Spindel verbunden ist, wobei die Verschlußplatten gegen zueinander parallele, um Durchflußöffnungen in einem Schiebergehäuse angeordnete Sitzringe gepreßt wer-

ao den, wenn die Durchflußöffnungen von den Verschlußplatten voll abgedeckt sind und die eine Verschlußplatte in Bewegungsrichtung gegenüber der anderen vorgespannt ist. Bei einem solchen Absperrschieber ist es an sich bekannt, daß die Verschlußplatten an ihren dem Mitnehmer abgewendeten Seiten Durchflußöffnungen aufweisen. Die beiden Verschlußplatten sind mittels einer V-förmigen Feder in dem Sinne vorgespannt, daß der Scheitel der konvex keilförmigen Verschlußplatte mit dem Scheitel der konkav keilförmigen Verschlußplatte zur Deckung gelangt und die einander zugewendeten Keilflächen beider Verschlußplatten gegeneinandergepreßt werden. Bei einer solchen Konstruktion kann trotz sehr aufwendiger Bearbeitung der Keilflächen der beiden Verschlußplatten eine exakte Anlage gegenüber den Sitzringen nur dann gewährleistet werden, wenn die letzteren axial federnd in den Endabschnitten der Kanäle gehalten sind. Ferner entsteht wegen der verhältnismäßig breiten Keilflächen in Schließstellung der Verschlußplatten eine sehr hohe Haftreibungskraft, die unter Umständen zu einem gegenseitigen Festfressen der Verschlußplatten, was eine Öffnung des Absperrschiebers sehr erschwert, und zu einem vorzeitigen Verschleiß führen kann.

Nach der britischen Patentschrift 205 533 ist auch ein Absperrschieber mit lediglich einer einzigen, beweglich mit einem Mitnehmer an einer Spindel verbundenen Verschlußplatte bekannt, wobei in einem Schiebergehäuse ein Spreizkörper angeordnet ist, dessen keilförmige Spreizfläche mit einem Vorsprung an der Verschlußplatte zusammenwirkt und diese gegen einen einer Durchflußöffnung in dem Schiebergehäuse zugeordneten Sitzring anpreßt, wenn die Durchflußöffnung von der Verschlußplatte voll abgedeckt ist. Die Verschlußplatte ist hierbei grundsätzlich wie die Verschlußplatten nach der bereits eingangs abgehandelten deutschen Patentschrift 616 575 aufgebaut. Obgleich gegebenenfalls der vorliegend betrachtete Absperrschieber auch zwei Verschlußplatten aufweisen könnte, ist ein wesentliches Erfordernis der Problemstellung des erfindungsgemäßen Absperrschiebers nicht erfüllt, daß nämlich die Verschlußplatten zusammen mit dem Mitnehmer sowie auch dem Spreizkörper als Gesamtheit einfach austauschbar sein sollen.

Die USA.-Patentschrift 1 536 300 zeigt einen Absperrschieber ähnlich demjenigen nach der britischen Patentschrift 205 533.

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Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Absperrschiebers in vereinfachter, teilweise geschnittener und teilweise aufgebrochener Darstellung,

Fig. 2 wesentliche Bestandteile des Schiebers nach Fig. 1 in auseinandergezogener, ins einzelne gehender, gegenüber F i g. 1 etwas vergrößerter Darstellung,

F i g. 3 einen Spreizkörper, welcher einen Bestandteil des Absperrschiebers nach F i g. 1 bildet, in einer gegenüber Fig. 1 etwas vergrößerten perspektivischen Darstellung,

Fig. 4 zwei Verschlußplatten, einen Mitnehmer sowie eine Spindel eines gegenüber Fig. 1 bis 3 etwas abgewandelten Ausführungsbeispiels, überwiegend in perspektivischer und teilweise in schematisch geschnittener Darstellung.

Der Absperrschieber gemäß Fig. 1 umfaßt ein Schiebergehäuse 12, das durch einen Schiebergehäusedeckel 78 abgeschlossen ist. Eine Abdichtung zwischen dem Schiebergehäuse 12 sowie dem Schiebergehäusedeckel 78 wird durch eine aus Metall hergestellte Ringdichtung 90 bewirkt. In dem mittleren Teil des Schiebergehäuses 12 sind koaxiale Durchflußöffnungen 14 ausgebildet, an deren einander zugewendeten Enden Sitzringe 32 angeordnet sind.

Eine Gewindespindel 148 ist in einem (nicht gezeigten) oberen Teil des Schiebergehäusedeckels 78 in entsprechenden mit Stopfbüchsen ausgestatteten Lagern geführt, am oberen Ende mit einem (ebenfalls nicht veranschaulichten) Handrad versehen und drehbar, jedoch axial unverschieblich gelagert. Das untere Ende der Gewindespindel 148 greift in eine Gewindebohrung eines als Metallblock ausgeführten· Mitnehmers 172 ein. Der Mitnehmer 172 ist in seinem oberen Teil mit einer rechteckigen Aussparung 174 versehen, in welche die Gewindespindel 148 bei einer nach oben erfolgenden Bewegung des Mitnehmers 172 eintreten kann.

In dem oberen Teil des Mitnehmers beidseitig der Aussparung 174 sowie an dessen unterem Ende sind je ein Paar achsparallel zu den Sitzringen 32 verlaufende Führungsstifte 192 aufgenommen, welche durch entsprechende Bohrungen 202 (F i g. 2) zweier mit je einem der Sitzringe 32 zusammenwirkender Verschlußplatten 60 verlaufen. Die Führungsstifte 192 sind in dem Mitnehmer 172 axial unverschieblich gehalten und ermöglichen eine gewisse Beweglichkeit der Verschlußplatten 60 achsparallel zu den Sitzringen 32 bzw. Durchflußöffnungen 14. Die Verschlußplatten 60 sowie der Mitnehmer 172 sind in ihrem unteren Teil mit koaxialen Durchflußöffnungen 200 bzw. 182 versehen, welche bei einer nach oben gerichteten Bewegung des Mitnehmers 172 in Axialrichtung der Gewindespindel 148 mit den Innenquerschnitten der Sitzringe 32 bzw. den Durchflußöffnungen 14 zur Deckung gebracht werden können.

Ein Spreizkörper 160, welcher im wesentlichen aus einem den Mitnehmer 172 bei Draufsicht von oben koaxial umgebenden Ring 162 sowie daran gegenüberliegend angesetzten, zur Ringachse parallelen Schenkeln 166 besteht, ist mit einem Ringflansch 164 an einer Innenschulter am oberen Ende des Schiebergehäuses 12 gelagert. Die freien, sich zwischen die Verschlußplatten 60 erstreckenden Enden dieser Schenkel 166 erweitern sich an beiden den Verschlußplatten 60 zugewendeten Seiten zu Keilen 168, die bei der in Fig. 1 veranschaulichten Abspen> stellung über je eine zugeordnete Laufrolle 196 an den Rändern der Verschlußplatten 60 seitlich neben den Durchflußöffnungen 14 bzw. Sitzringen 32 anliegen. Die Laufrollen 196 sind gemäß Fig. 2 in je einer quer zu der Gewindespindel 148 verlaufenden Nut 186 des Mitnehmers 172 geführt und je mit einer Mittelumfangsnut 198 versehen, in welche ein

xo senkrecht zu den Laufrollen 196 durch eine Bohrung 184' des Mitnehmers 172 verlaufender Haltestift 194 eingreift.

Befindet sich der Absperrschieber gemäß Fig. 1 in Schließstellung, so wird auf den Mitnehmer 172 über die axial unverschieblich gelagerte Gewindespindel 148 eine nach unten gerichtete Kraft ausgeübt, welche bedingt, daß die Laufrollen 196 in die vier Spalten zwischen den jeweils zwei Schrägflächen beider Keile 168 und den zugewendeten Rändern der Verschlußplatten eingedrückt werden. Dadurch wird auf die Verschlußplatten 60 eine nach außen gerichtete Kraft gegen die Stirnflächen der Sitzringe 32 ausgeübt, so daß die Durchflußöffnungen 14, je nach dem auf die Gewindespindel 148 ausgeübten Drehmoment, mit beliebiger Kraft abgeschlossen werden können. Wird die Gewindespindel 148 im Sinne einer nach oben gerichteten Anhebung des Mitnehmers 172 gedreht, so werden die Laufrollen 196 durch die Nuten 186 und die Verschlußplatten 60 durch die Führungsstifte 192 nach oben mitgenommen. Zu Beginn dieser Mitnahme erfolgt wegen der Haftreibung an den Schrägflächen der Keile 168 gleichzeitig eine Mitnahme des gesamten Spreizkörpers 160 nach oben, bis dessen Ringflansch 164 gegen die untere Stirnfläche der Ringdichtung 90 anschlägt. Ist dies letztere der Fall, so befinden sich die Verschlußplatten 60 sowie der Mitnehmer 172 gerade in einer solchen Stellung, daß die Durchflußöffnungen 200 beginnen, die Durchflußöffnungen 14 bzw. die Innenquerschnitte der Sitzringe 32 freizulegen, wobei ein leichter Druckausgleich zwischen den beiden Durchflußöffnungen 14 bewirkt wird. Bei weiterer Anhebung des Mitnehmers 172 nebst Verschlußplatten 160 nach oben gelangen jedoch die Laufrollen 196 außer Anlage gegenüber den Schrägflächen der Keile 168, so daß nunmehr die Verschlußplatten 60 die Möglichkeit haben, von den Stirnflächen der Sitzringe 32 abzuheben und sich auf den Führungsstiften 192 zu dem Mitnehmer 172 hin zu bewegen. Danach

so kann wegen der Aufhebung der Reibungskraft zwischen den Verschlußplatten 60 sowie den Stirnflächen der Sitzringe 32 unter verhältnismäßig geringem Kraftaufwand eine weitere Anhebung des Mitnehmers 172 nach oben erfolgen.

Soll der Absperrschieber gewartet oder instandgesetzt werden, so kann nach Abnahme des Schiebergehäusedeckels 178 der Mitnehmer 172 zusammen mit den Verschlußplatten 60 nebst zugeordneten Bauelementen nach oben herausgenommen werden,

So wobei gleichzeitig auch der Spreizkörper 160 mit erfaßt wird, wenn dessen kleinster Innendurchmesser gemäß einer besonders günstigen Ausführungsform der Erfindung geringer als die Breite der Schieberplatten 60 senkrecht zu deren Bewegungsrichtung sowie parallel zu den Ebenen der Sitzringe 34 ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 ist eine axial verschieblich geführte Gewindespindel 148' mit einem zylindrisch ausgebildeten Mitnehmer 268 starr

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verbunden, welcher lediglich mit den oberen Enden von Verschlußplatten 284, 288 über einen Mitnehmerstift 270 im Eingriff steht.

Die Verschlußplatten 284, 288 sind jeweils an beiden Rändern mit Gleitschrägflächen 292 versehen, die zum Eingriff mit komplementären Schrägflächen an den Keilen eines Spreizkörpers ähnlich dem Spreizkörper 160 nach F i g. 3 bestimmt sind.

Die Gewindespindel 148' ist an ihrem oberen Teil von einer hiermit im Eingriff stehenden Mutter 228 umgeben, die mit einem Handrad 232 starr verbunden ist.

Bei einer axialen Bewegung der Gewindespindel 148' gemäß dem Doppelpfeil gelangen im Verlauf einer Absenkung der Verschlußplatten 284, 288 die Gleitschrägflächen 292 mit den komplementären Schrägflächen der Keile des Spreizkörpers (ähnlich dem Spreizkörper 160) in Anlage, wonach die Verschlußplatten gegen je einen entsprechenden zugeordneten Sitzring ähnlich den Sitzringen 32 nach Fig. 1, 2 gedruckt werden. Bei einer Axialbewegung der Gewindespindel 148' nach oben nebst Anhebung der Verschlußplatten 184,288 gelangen die Gleitschrägflächen 292 außer Eingriff mit dem Spreizkörper (ähnlich dem Spreizkörper 160), wobei sich eine Öffnung des Absperrschiebers in analoger Weise wie bei dem Absperrschieber nach Fig. 1 bis 3 ergibt. Die Keile des Spreizkörpers müssen bei diesem Ausführungsbeispiel jedoch so breit ausgebildet sein, daß die Verschlußplatten 284,288 an Randabschnitten 290 mit lediglich geringem Spiel gegen die Keile anliegen, damit auch bei unter Druck stehendem Druckmittel die Verschlußplatten 284, 288 nicht von der Stirnfläche des jeweils zugeordneten Sitzringes weggedrückt werden.

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Claims

Patentansprüche:

1. Absperrschieber mit zwei zueinander parallelen, beweglich mit einem Mitnehmer an einer Spindel verbundenen Verschlußplatten, zwischen denen ein keilförmige Spreizflächen aufweisender Spreizkörper angeordnet ist, dessen Spreizflächen mit den Verschlußplatten zusammenwirken unci diese gegen zueinander parallele, um Durchflußöffnungen in einem Schiebergehäuse angeordnete Sitzringe pressen, wenn die Durchflußöffnungen von den Verschlußplatten voll abgedeckt sind und die Bewegung des Spreizkörpers durch einen Gehäuseanschlag verhindert ist, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Verschlußplatten (60) an ihrem von der Spindel (148) entfernt liegenden unteren Bereich Durchflußöffnungen (200) aufweisen, da£ der Spreizkörper (160) aus einem oberhalb de: Durchflußöffnungen (14) in dem Schiebergehäuse (12) gelagerten, den Mitnehmer (172) koaxia umgebenden Ring (162) sowie daran gegenüberliegend angesetzten, zur Ringachse paralleler Schenkeln (166) besteht, deren freie, sich zwischen die Verschlußplatten (60) erstreckende Enden sich an beiden den Verschlußplatten (60^N zugewendeten Seiten zu Keilen (168) erweitern, die in Absperrstellung zumindest mittelbar an der Rändern der Verschlußplatten (60) seitlich neben den Durchflußöffnungen (14) anliegen.

2. Schieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (162) des Spreizkörpers (160) in dem Schiebergehäuse (12) um eine gegenüber dem Bewegungsbereich der Verschlußplatter (60) kurze Strecke koaxial verschieblich geführt ist.

3. Schieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der koaxiale Bewegungsbereich de; Ringes (162) gegenüber den Verschlußplatter durch eine zwischen dem Schiebergehäuse (12) und einem Schiebergehäusedeckel (78) eingelegte Ringdichtung (90) in der einen und einer Innenschulter im Schiebergehäuse in der anderen Richtung begrenzt ist.

4. Schieber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinste Innendurchmesser des Ringes (162) des Spreizkörpers (160) geringer als die Breite der Verschlußplatten (60) senkrecht zu deren Bewegungsrichtung sowie parallel zu den Ebenen der Sitzringe (34) ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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