DE19715905A1 - Vorrichtung zum Absperren des Zu- oder Ablaufrohres eines Leichtflüssigkeitsabscheiders - Google Patents
Vorrichtung zum Absperren des Zu- oder Ablaufrohres eines LeichtflüssigkeitsabscheidersInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Absperren des Zu- oder Ablauf
rohres eines Leichtflüssigkeitsabscheiders mit einer Sperrklappe, die in Abhängigkeit
von der Lage eines Schwimmers um eine quer zur Rohrachse verlaufende Drehachse
aus einer Offenstellung in eine Schließstellung verschwenkbar ist.
Um bei Störungen im Bereich eines Leichtflüssigkeitsabscheiders die Flüssigkeitszu
fuhr zu unterbinden, ist es bekannt (AT 396 715 B), in das Zulaufrohr eine um eine
vertikale oder horizontale Achse schwenkbar gelagerte Sperrklappe einzubauen, die
über ein Gestänge mit einem Schwimmer verbunden ist, der im Bereich des gereinig
ten Ablaufwassers bzw. der abgeschiedenen Leichtflüssigkeit angeordnet wird und
beim Auftreten eines Rückstaus die Flüssigkeitszufuhr durch das Zulaufrohr sperrt.
Diese Sperrklappe bildet einen eliptischen Dichtrand, der in der Sperrstellung mit der
Innenwand des Zulaufrohres zusammenwirkt. Obwohl solche Sperrklappen eine
einfache Konstruktion erlauben, können sich hinsichtlich ihrer Betätigung und der
Dichtwirkung Schwierigkeiten ergeben, weil der Dichtrand im Bereich der Drehachse
der Sperrklappe nicht von der Innenwand des Zulaufrohres abheben kann, so daß im
Anschluß an die Lagerstellen der Sperrklappe mit Zwangskräften im Bereich des
Dichtungsrandes zu rechnen ist, wodurch die Leichtgängigkeit der Sperrklappe beein
trächtigt und unter Umständen ein vollständiges Schließen des Zulaufrohres verhin
dert werden kann, insbesondere wenn mit Verschmutzungen im Bereich der Lager
stellen der Sperrklappe gerechnet werden muß. In diesem Zusammenhang ist zu
bedenken, daß die Betätigungswelle der Sperrklappe die Wand des Zulaufrohres
zumindest auf einer Seite durchsetzen muß.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu vermeiden und eine
Vorrichtung zum Absperren des Zulaufrohres eines Leichtflüssigkeitsabscheiders der
eingangs geschilderten Art so auszugestalten, daß trotz einer einfachen Konstruktion
eine leichtgängige Betätigung sichergestellt werden kann, ohne auf eine gute Dicht
wirkung verzichten zu müssen.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß das Zu- oder Ablaufrohr
eine stirnseitige Dichtung für die mit radialem Abstand gegenüber dem Zu- oder
Ablaufrohres verschwenkbar gelagerte Sperrklappe aufweist, deren an das Zu- oder
Ablaufrohr axial anschließendes Gehäuse eine Ablauföffnung bildet.
Durch das Vorsehen einer stirnseitigen Dichtung am Zu- oder Ablaufrohr kann die
Sperrklappe gleich einem Abschlußdeckel das Zu- oder Ablaufrohr von außen ver
schließen, wobei sich wegen der axial gegen die Sperrklappe vorragenden, das Zu-
oder Ablaufrohr umschließenden Dichtung einfache, einen flüssigkeitsdichten Rohr
abschluß gewährleistende Dichtungsverhältnisse ergeben, die von der Leichtgängig
keit der Sperrklappe unabhängig sind. Die stirnseitige Dichtungsanordnung vermeidet
außerdem die Gefahr von sich im Dichtungsbereich anlagernden Verunreinigungen,
die zu einem undichten Rohrabschluß durch die Sperrklappe Anlaß geben könnten
weil diese stirnseitige Dichtung keine Strömungstoträume bildet, die eine Ablagerung
von Verunreinigungen aus der Flüssigkeitsströmung durch das offene Zu- oder
Ablaufrohr unterstützen. Die Flüssigkeit strömt vielmehr durch die Ablauföffnung unbe
hindert aus dem Sperrklappengehäuse. Mit dem radialen Abstand der Drehachse der
Sperrklappe vom Zu- oder Ablaufrohr wird darüber hinaus eine wesentliche Voraus
setzung für ein weitgehend gleichmäßiges Anlegen der Sperrklappe an die stirnseitige
Rohrdichtung geschaffen.
Besonders günstige Konstruktionsverhältnisse ergeben sich, wenn die Drehachse der
Sperrklappe oberhalb des Zu- oder Ablaufrohres im Gehäuse gelagert ist, weil in
diesem Fall die Lagerung der Sperrklappe nicht durch die Flüssigkeit im Zu- oder
Ablaufrohr beeinträchtigt werden kann. Wird die Ablauföffnung in Form eines Fallrohr
stutzens ausgebildet, so kann jeder Rückstau der ablaufenden Flüssigkeit einfach
verhindert werden.
Der Schließantrieb für die Sperrklappe kann unterschiedlich ausgeführt werden. Es
muß ja lediglich sichergestellt sein, daß die Sperrklappe gegen den Flüssigkeitsdruck
geschlossen werden kann. Zu diesem Zweck kann die Sperrklappe in vorteilhafter
Weise auf der der Dichtung abgewandten Seite eine Nockenbahn für einen über den
Schwimmer verschwenkbaren, vorzugsweise als Rollenhebel ausgebildeten Schließ
hebel aufweisen. Wird dieser Schließhebel zufolge einer entsprechenden Schwimmer
verlagerung im Schließsinn verschwenkt und damit entlang der Nockenbahn bewegt
so wird die Sperrklappe über den auf die Nockenbahn drückenden Schließhebel
geschlossen. Der Verlauf der Nockenbahn kann dabei in Abhängigkeit vom jeweiligen
Kraftangebot durch den Schließhebel an das jeweils günstigste Schließmoment
angeglichen werden. Die Schließstellung der in dieser Art betätigten Sperrklappe kann
ohne besonderen Konstruktionsaufwand dadurch verriegelt werden, daß die Nocken
bahn mit einer die Schließbewegung des Schließhebels begrenzenden Rastausneh
mung versehen ist, in die der Schließhebel in der Schließstellung der Sperrklappe in
einer Übertotpunktlage eingreift. Diese Übertotpunktlage des Schließhebels bedingt,
daß jede Sperrklappenbelastung im Öffnungssinn ein Drehmoment im Schließsinn auf
den Schließhebel nach sich zieht, der somit nur umso fester in die Rastausnehmung
gedrückt wird, was ein Öffnen der Sperrklappe ohne ein Rückschwenken des Schließ
hebels unmöglich macht.
Zum Antrieb der Sperrklappe kann aber auch ein in der Schließstellung eine an
schlagbegrenzte Übertotpunktstellung einnehmender Kniehebel eingesetzt werden
über den die Sperrklappe gegen die stirnseitige Dichtung des Zu- oder Ablaufrohres
gedrückt wird. Die anschlagbegrenzte Übertotpunktlage des Kniehebels sichert wieder
die Schließstellung der Sperrklappe gegen ein Öffnen über eine Sperrklappenbela
stung.
Wie bereits ausgeführt wurde, stellt der radiale Abstand der Drehachse der Sperr
klappe von der Rohrdichtung eine vorteilhafte Voraussetzung für eine über den
Umfang weitgehend gleichmäßige Dichtungsbelastung dar. Darüber hinaus kann die
Drehachse der Sperrklappe in sich in Richtung des Zu- oder Ablaufrohres erstrecken
den Langlöchern des Sperrklappengehäuses gehalten sein, so daß sich aufgrund der
dadurch bedingten Verlagerungsmöglichkeiten der Drehachse ein selbständiger Aus
gleich allfälliger Ungleichförmigkeiten z. B. zufolge von Dichtungsabnützungen oder
Fertigungstoleranzen ergibt.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Absperren des Zu- oder Ablaufrohres
eines Leichtflüssigkeitsabscheiders in einem vereinfachten Axialschnitt in der
Offenstellung,
Fig. 2 die Vorrichtung nach der Fig. 1 in der Schließstellung, die
Fig. 3 und 4 eine den Fig. 1 und 2 entsprechende Darstellung einer unterschiedlichen
Ausführungsform und
Fig. 5 die Vorrichtung nach der Fig. 3 ausschnittsweise in einer Draufsicht auf die
Kniehebelbetätigung durch einen Schwimmer.
Die Vorrichtung gemäß den dargestellten Ausführungsbeispielen zeigt das Zu- oder
Ablaufrohr 1 eines herkömmlichen, nicht näher dargestellten Leichtflüssigkeitsabschei
ders, in dessen Ablaufbereich ein Schwimmer 2 vorgesehen ist, über den eine
Sperrklappe 3 für das Zu- oder Ablaufrohr 1 geschlossen werden kann. Diese Sperr
klappe 3 ist in einem axial an das Zu- oder Ablaufrohr 1 anschließenden Gehäuse 4
so gelagert, daß die Drehachse 5 der Sperrklappe 3 mit radialem Abstand oberhalb
der Stirnseite des Zu- oder Ablaufrohres 1 verläuft. Beim Schließen der Sperrklappe
3 aus der in den Fig. 1 und 3 dargestellten Offenstellung wird folglich die Sperrklappe
3 gegen die Stirnseite des Zu- oder Ablaufrohres 1 gedrückt, das eine gegen die
Sperrklappe 3 axial vorragende, ringförmige Dichtung 6 im Bereich eines stirnseitigen
Abschlußflansches 7 trägt, und zwar in einer ringförmigen Ausnehmung, so daß der
Innendurchmesser der Dichtung 6 mit dem Innendurchmesser des Zu-. oder Ablauf
rohres 1 übereinstimmt, das stirnseitig in einen Fallrohrstutzen 8 des Gehäuses 4
übergeht.
Der Schließantrieb 9 für die Sperrklappe 3 besteht gemäß der Ausführungsform nach
den Fig. 1 und 2 aus einem Schließhebel 10, der mit einer Nockenbahn 11 auf der
der Dichtung 6 abgewandten Seite der Sperrklappe 3 zusammenwirkt. Dieser Schließ
hebel 10, der durch eine Laufrolle 12 am freien Ende einen Rollenhebel bildet, wird
über einen mit dem Schwimmer 2 verbundenen Betätigungsarm 13 verschwenkt,
wenn aufgrund eines entsprechenden Pegelanstieges der Schwimmer 2 geflutet wird
und in die Stellung nach der Fig. 2 absinkt. Die Offenstellung der Sperrklappe 3
gemäß der Fig. 1 wird durch eine geeignete Sperrklappenbeaufschlagung durch eine
Gewichts- oder Federbelastung erreicht. Dies ist aber nicht zwingend erforderlich, weil
die Flüssigkeitsströmung im Zu- oder Ablaufrohr 1, die über den Fallrohrstutzen 8 des
Gehäuses 4 abfließt, die nicht im Schließsinn beaufschlagte Sperrklappe 3 gegen ihr
Eigengewichtsmoment aufdrücken kann.
Die Schwenkbewegung des entlang der Nockenbahn 11 bewegten Schließhebels 10
bewirkt eine Schließbewegung der Sperrklappe 3 gegen das Öffnungsmoment und
den Flüssigkeitsdruck, bis die Sperrklappe 3 an die Dichtung 6 angedrückt wird und
das Zu- oder Ablaufrohr 1 flüssigkeitsdicht abschließt. Zugleich greift die Laufrolle 12
des Schließhebels 10 in eine seine Schließbewegung begrenzende Rastausnehmung
14 ein, die den Schließhebel 10 in einer Übertotpunktlage festhält, so daß jedes
Öffnungsmoment auf die Sperrklappe 3 eine Schließhebelbelastung im Schließsinn
und damit einen festeren Halt des Schließhebels 10 in der Rastausnehmung 14 nach
sich zieht. Die zum Eingreifen der Laufrolle 12 des Schließhebels 10 in die Rastaus
nehmung 14 erforderliche Nachgiebigkeit wird in einfacher Weise durch die Elastizität
der Dichtung 6 erreicht. Zum Öffnen der Sperrklappe 3 aus der verrasteten Schließ
stellung nach der Fig. 2 ist es daher erforderlich, den Schließhebel 10 aus der
Rastausnehmung 14 zurückzuschwenken.
Der Schließantrieb 9 entsprechend der Ausführungsvariante nach den Fig. 3 bis 5
weist einen einerseits am Gehäuse 6 und anderseits an der Sperrklappe 3 angelenk
ten Kniehebel 15 auf, der über einen Betätigungsarm 16 verschwenkt werden kann.
In der in der Fig. 4 gezeigten Schließstellung nimmt dieser Kniehebel 15 eine an
schlagbegrenzte Übertotpunktstellung ein, was wiederum eine Verriegelung der
Schließstellung der Sperrklappe 3 mit sich bringt. Im Gegensatz zum Schließantrieb
nach den Fig. 1 und 2 wird die Schließkraft nicht durch den Auftrieb eines Schwim
mers bzw. die Gewichtsbelastung eines gefluteten Schwimmers 2 bestimmt, sondern
durch eine Kraft F auf den Betätigungsarm 16 aufgrund einer Gewichts- oder Feder
belastung. In der gezeichneten Offenstellung nach den Fig. 3 und 5 stützt sich der
Betätigungsarm 16 über eine Rolle 17 an einem Anschlag 18 ab, der über den
Schwimmer 2 aus der Bewegungsbahn der Rolle 17 verschwenkt werden kann. Zu
diesem Zweck ist der Schwimmer 2 über einen den Anschlag 18 bildenden, doppel
armigen Hebel 19 um eine Drehachse 20 schwenkbar gelagert. Wird aufgrund der
Bewegung des Schwimmers 2 der Anschlag 18 von der Rolle 17 weggeschwenkt, so
wird die Sperrklappe 3 wegen der Gewichts- bzw. Federbelastung in die Schließ
stellung gedreht und an die Dichtung 6 angedrückt. Die Sperrklappenbetätigung ist
daher unabhängig von der Schwimmerkraft. In der Fig. 5 ist zur Beaufschlagung des
Betätigungsarmes 16 mit der Kraft F eine Schraubenfeder 21 angedeutet.
Um eine gleichmäßige Anlage der Sperrklappe 3 an der Dichtung 6 zu ermöglichen,
kann die Drehachse 5 der Sperrklappe 3 in Langlöchern 22 des Gehäuses 4 gehalten
sein, so daß sich ein selbständiger Ausgleich von Fertigungstoleranzen und Ab
nützungen ergibt, wenn die Sperrklappe 3 über den Schließantrieb 9 an die Dichtung
6 angedrückt wird.
Claims (7)
1. Vorrichtung zum Absperren des Zu- oder Ablaufrohres eines Leichtflüssig
keitsabscheiders mit einer Sperrklappe, die in Abhängigkeit von der Lage eines
Schwimmers um eine quer zur Rohrachse verlaufende Drehachse aus einer Offen
stellung in eine Schließstellung verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das
Zu- oder Ablaufrohr (1) eine stirnseitige Dichtung (6) für die mit radialem Abstand
gegenüber dem Zu- oder Ablaufrohr (1) verschwenkbar gelagerte Sperrklappe (3) auf
weist, deren an das Zu- oder Ablaufrohr (1) axial anschließendes Gehäuse (4) eine
Ablauföffnung bildet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (5)
der Sperrklappe (3) oberhalb des Zu- oder Ablaufrohres (1) im Gehäuse (4) gelagert
ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablauf
öffnung des Gehäuses (4) durch einen Fallrohrstutzen (8) gebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Sperrklappe (3) auf der der Dichtung (6) abgewandten Seite eine Nockenbahn
(11) für einen über den Schwimmer (2) verschwenkbaren, vorzugsweise als Rollenhe
bel ausgebildeten Schließhebel (10) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenbahn
(11) mit einer die Schließbewegung des Schließhebels (10) begrenzenden Rastaus
nehmung (14) versehen ist, in die der Schließhebel (10) in der Schließstellung der
Sperrklappe (3) in einer Übertotpunktlage eingreift.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Sperrklappe (3) über einen in der Schließstellung eine anschlagbegrenzte Über
totpunktstellung einnehmenden Kniehebel (15) betätigbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Drehachse (5) der Sperrklappe (3) in sich in Richtung des Zu- oder Ablaufrohres
(1) erstreckenden Langlöchern (22) gehalten ist.
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1997
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