DE2017833C3 - Absperrklappe - Google Patents

Description

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nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbei- Welle 12 an den Winkelhebeln 9 befestigt isi, werden Spieles unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeich- die Winkelhebel 9 und die im Gehäuse I sitzende nung näher erläutert. Es zeigen Welle 10 gedreht. Die Drehung erfolgt in Richtung

F i g. 1 eine schemaiiscbe Vorderansicht einer Ab- des Pfeiles /.„ d. h. gegen den Uhrzeigersinn. In der sperrklappe. 5 Schließstellung liegen die kürzeren Arme 9 α der Win-

Γ ig. leinen Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1, kelhebel 9 fast parallel zur Klappenscheibe 6. Dreht wobei die Klappemcheiba geschlossen ist, sich die Betätigungswelle 16, so führt die Klappen-

F i g. 3 eine analoge Schnittansicht bei geöffneter scheibe 6 anfänglich eine Rückzugbewegung relativ Klappenscheibe. zum Sitz 5 des Gehäuses 1 durch. Die Klappenscheibe 6

Fig. 4 und 5 Schnitte entlang der Linie 4-4 in io gelangt dabei in eine Stellung, in der sie praktisch Fig. 1, und zwar jeweils bei geschlossener und bei parallel zum Sitz 5 liegt. Während eines zweiten Stageöffneter Klappenscheibe, diums der Öffnungsbewegung der Klappenscheibe 6

Fig. 6 und 7 schematische Ansichten einer Beta- dreht sich die Betätigungswelle 16 weiter und versetzt tigungsvorrichtung für die Klappenscheibe mit Kräf- die Klappenscheibe 6 in Rotation um den Drchzaptediagrammen jeweils für die Falle, in denen die 15 fen 8, so daß diese in eine Lage gelangt, in der sie fa^t Klappenscheibe in einer hafbgeschlossenen und einer parallel zur Richtung F der Fluidurnsströfnung, d. Fi. vöüig geschlossenen Stellung steht. fast senkrecht zur Ebend des Sitzes 5 nach Fig. 3

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein steht. In der Öffnungsstellung liegen die Drehzapfen» rohrförmiges, zylindrisches Gehäuse 1 mit Anschluß- und 18 in einer Querebene, d. h. fast senkrecht zur flanschen 2 versehen. Innerhalb des Gehäuses 1 ist ein ao Fluidurmströmung, denn bei einer Drehung der Win Anschlagring 4 fest angeordnet und weist eine Schuld kelhebel 9 erfolgt in gleicher We" j; eine Drehung der terS auf, die als Sitz dient. Eine Kiappenscheibe 6 Schwenkarme 19 und die im Gehä-isel befestigten ist innerhalb des Gehäuses 1 befestigt. Sie sitzt dreh- Drehzapfen 21. Die Drehzapfen 21, 18, 8 und 10 sobar über zwei senkrecht herausragende Konsolen 7 wie die Längen der Anne 9 α des Winkelhebels 9 und auf einem Drehzapfen 8. Der Drehzapfen 8, der par- ³S die Länge des Schwenkannes 19 sind derart gewählt, allel zur Klappenscheibe 6 liegt, sitzt in den Enden daß die Klappenscheibe 6 im Moment des SchJießens zweier Anne 9 a von zwei Winkelhebeln 9. Jeder frontal gegen den Sitz 5 gepreßt wird, während sie Winkelhebel 9 besteht aus einem Arm 9 a und einem sich beim Öffnen von dem Sitz trennt und in eine Arm 9 b. Die Winkelhebe! 9 können sich um eine Lage gelangt, in der sie fast parallel zur Fluidums-Welle 10 drehen, die parallel zum Drehzapfen 8 liegt 3° strömung steht.

und über zwei Querverstrebungen 11 am Gehäuse 1 Die Erfindung bringt folgende Vorteile mit sich:

der Absperrklappe befestigt ist. Die Arme9i> sinil Da sich die Klappenscheibe 6 bei der öffnungsbewelänger als die Arme 9a. Die Enden der Arme9fc gung praktisch in einer Translationsbewegung von stehen über eine Welle 12 mit einem Schwingarm IJ ihrem Sitz 5 trennt, bevor sie eine Drehung durchin Verbindung. Dieser Schwingarm 13 ist über eine 35 führt, und da sie während der Schließbewegung erst Welle 14 an zwei Annen 15 angelenkt, die drehfest, eine Drehung um den Drehzapfen 8 und dann eine beispielsweise über eine Keilverbindung, auf einer Translationsbewegung parallel zur Richtung F der Betätigungswelle 16 sitzen. Der Schwingarm 13, die Fluidumsströmung durchführt, um sich auf ihren Welle 14 und die Arme 15 bilden ein Kniegelenk. Sitz 5 zu pressen, erfolgt ein öffnen una Schießen der

Andererseits sitzt die Klappenscheibe 6 in gleicher *° Absperrklappe, ohne daß die Klappenscheibe 6 über Weise über Konsolen 17 schwenkbar auf zwei Dreh- ihren Sitz 5 gleitet. Es tritt also kein Verschleiß des zapfen 18. Die Achsen dieser Drehzapfen 18 fluchten Sitzes 5 auf.

miteinander und liegen parallel zur Achse des Dreh- Wenn man entsprechend F i g. 6 ein Drehmo-

zapfens 8, und zwar in einer gemeinsamen Diametral- _ment C auf die Betätigungswelle 16 aufbringt, so wird ebene im Gehäuse 1 der Absperrklappe. 45 _auf die Welle 14 eine Kraft P₁ übertragen, die tangen-

Schwenkarme 19, die zur Aufhängung der Klap- tial zu der Kreisbahn liegt, die die Welle 14 um die penscheibe 6 dienen, verbinden die Drehzapfen J 8 Betätigungswelle 16 beschreibt, mit Querverstrebungen 20, die im Gehäuse 1 der Ab- Die Kraft P₁ hat als Komponente die Kraft P., in sperrklappe befestigt sind. Die Verbindung erfolgt Richtung des Schwingarmes 13. Sofern die Anne" 9 α über zwei Drehzapfen 21 mit gemeinsamer Achse. 5° und 9 b der beiden Winkelhebel 9 jeweils die Länge

Die Achsen sämtlicher Drehzapfen liegen parallel _{a un}d b aufweisen, so ist die auf die Klappenscheibe 6 zueinander. , , b ,

Die Absperrklappe funktioniert in folgender Weise: ausgeübte Kraft Ρ_Λ = — P_t. Je mehr man sich

In der Schließstellung, wie sie aus den Fig. 1, 2, der Schließstellung nähert, desto größer wird der 4 und 7 hervorgeht, wird die Klappenscheibe 6 auf 55 Winkel d, der zwischen den Teilen des Knieeclenks. ihren Sitz 5 gepreßt. Die Drehzapfen 8 und 18 liegen nämlich dem Schwingarm 13 und den Armen~15, gein einer diametralen Ebene X-X nach Fig. 2, und bildet wird. Die Komponente P₂ der Kraft P₁, die zwar parallel zur Strömungsrichtung F des Fluidums. auf den Schwingarm 13 wirkt, wächst an, was wieder-Die Schließkraft, die die Klappenscheibe 6 auf ihren _Um zu einem Anwachsen der auf die Klappenscheibe 6 Sitz 5 preßt, wird von der Betätigungswelle 16 auf- ^6o wirkende Kraft führt (vgl. die Werte P,' und P.,' gebracht, und zwar über das Kniegelenk 15, 14, die „ach F i g. 7 mit den Werten P, und" P₃ nach Winkelhebel 9 und die Konsolen 7. Fig. 6).

Um die Klappenscheibe 6 zu öffnen, dreht man die Darüber hinaus sind die Arme 9a erheblich kürzer

Betätigungswelle 16 in Richtung des Pfeils /, nach als die Arme9fc (a kleiner b). Die auf die Klappen-Fi g. 2, d.h. im Uhrzeigersinn. Die Betätigungs- ⁶S scheibe 6 wirkerei Kraft P₃ bzw. P₁' entspricht welle nimmt bei ihrer Drehung die Arme 15 mit, die dann also der Kraft P, bzw. P,'. multipliziert mit auf ihr befestigt sind Über den Schwingarm 13, der , _ , & _. ."...,", „ . . über die Welle 14. an den Armen 15 und über die ^{dem Faktor} ~- ^Dle Winkelhebel 9 vervielfältigen

also die Kräfte.

Aus dieser einfachen Darstellung ergibt sich, daß bei einer einzigen, auf die Betätigungswelle 16 aufgebrachten Kraft C die auf die Klappenscheibe 6 einwirkende Kraft ansteigt, wenn diese sich ihrer Schließstellung nähert. Hierin liegt ein Hauptvorteil der Erfindung. Denn je näher die Klappenscheibe einer Stellung kommt, in der sie senkrecht zur Fluidumsströmung steht und sich daher der Stronung entgegenstellt, desto stärker steigt bei gleicher Betätigungskraft die auf die Klappenscheibe einwirkende Kraft an.

Weiterhin ergibt sich, daß die Winkelhebel 9 d Möglichkeiten bieten, bei vorgegebener Kraft P₁ di auf die Klapponscheibe einwirkende Kraft um sl stärker zu vervielfachen, je kürzer der Arm 9a iq Vergleich zum Ann 9 b ist.

Mit dieser Betätigungsvorrichtung besteht also di Möglichkeit, die Abspenklappe auch dann einzuset] zen, wenn die Druckunterschiede stroirauiwärts un< stromabwärts bedeutend sind. Außerdem kann di ίο Absperrklappe nach der Erfindung mit großen] Durchmesser ausgeführt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 ten Hebel in einen anderen, kleineren Winkel zum Patentansprüche: ersten Hebel bringen würde, Damit würde jedoch die senkrecht zur ersten Kraft liegende, ersichtlich un-

1. Absperrklappe mit einer schwenkbaren erwünschte Querkrafi noch größer werden und zum Kl&ppenscheibe mit mindestens einem Schwenk- 5 Versagen des Ventils führen.

arm, über den die Klappenscheibe am Gehäuse Bei einer anderen bekannten Absperrklappe (vgl.

der Absperrklappe aufgehängt ist, und mit einer DE-PS 11 41 500) befindet sich die Drehachse des Betätigungsvorrichtung in Form eines Gestänges, Schwenkarmes an seinem einen Ende, während das dessen einer Gelenkhebel an einem Arm eines andere Ende mit der Klappenscheibe verbunden ist. Winkelhebels angreift, der im Knickpunkt io Zwischen beiden Enden greift die Betätigungsvorschwenkbar auf einer am Gehäuse der Absperr- richtung an. Wird die anfänglich rechtwinklig zur klappe befestigten Welle sitzt und mit dem Strömungsrichtung des Fluids stehende Klappenanderen Arm drehbar an der Klappenscheibe scheibe geöffnet, so erfolgt zunächst eine Parallelgelagert ist, dadurch gekennzeichnet, verschiebung in Strömungsrichtung und anschließend daß der andere Gelenkhebel (15) mit seinem 15 eine Drehung, durch die die Klappenscheibe in die freien Ende mit einer diesen Hebel bei Betäti- Öffnungslage gelangt, in der sie parallel zur Stroll gung verschwenkenden Betätigungswelle (16) mungsrichtung steht. Bei der bekannten Absperr- % verbunden ist. klappe ist die erforderliche Steuerkraft zum öffnen

2. Absperrklappe nach Anspruch 1, dadurch _und Schließen relativ groß. Damit die Betätigung der gekennzeichnet, daß die beiden Arme (9 a, 9 b) ao Absperrklappe auch bei großen Druckdifferenzen des Winxelhebels (9) unterschiedliche Länge auf- möglich ist, ist ein pneumatischer Kolbentrieb vorgeweisen und der kürzere Arm (9 a) an der Klap- sehen, der die erforderliche Kraft aufbringt. Ein penscheibe (6) befestigt ist, während der längere weiterer pneumatischer Kolbentrieb ist auf der Arm (9 b) mit einem Schwingarm (13) des Knie- anderen Seite der Klappenscheibe angeordnet und gelenks (13,14,15) in Verbindung steht. 15 verstärkt die Betätigungskraft bei Beginn der Öffnungsbewegung und am Ende der Schließbewegung, wenn die Druckdifferenz besonders groß ist. Dieser zweite Druckzylinder, der mitten im Strömungsquerschnitt liegt, behindert die Strömung, ist technisch

Die Erfindung betrifft eine Absperrklappe mit 3" aufwendig und außerdem störungsanfällig,
einer schwenkbaren Klappenscheibc mit mindestens Es ist ferner bekannt, die Betätigungsvorrichtung

einem Schwenkarm, über den die Klappenscheibe am mit einem Kniegelenk zu versehen, dessen eines Ende Gehäuse der Absperrklappe aufgehängt ist, und mit mit einer Betätigungswelle verbunden ist (vgl. DE-PS einer Betätigungsvorrirhtung in Form eines Ge- 7 24 915). Ein gebogener Lenker dient dazu, die stänges, dessen einer Gelenkhebel an einem Arm 35 Klappenscheibe um 90° zu verschwenken, wenn die eines Winkelhebels angreift, der im Knickpunkt Absperrklappe vom geöffneten in den geschlossenen schwenkbar auf einer am Gehäuse des Absperr- Zustand überführt wird. Der Lenker liegt parallel Schiebers befestigten Welle sitzt und mit dem anderen zum Kniegelenk, das allein die Betätigungskraft ohne Arm drehbar an der Klappenscheibe gelagert ist. Verstärkungswirkung überträgt. Dadurch ist ein

Absperrklappen dieser Art werden eingesetzt in *° großes Drehmoment an der Betätigungswelle erfor-Leitungen, die Gase oder Flüssigkeiten mit hohen derlich, das mit Hilfe eines Schneckentriebes aufge-Temperaturen und/oder hohen Drücken führen. Ins- bracht werden muß.

besondere handelt es sich dabei um Gase und FWs- Ausgehend von der eingangs beschriebenen Ab-

sigkeiten für metallurgische öfen, Heizkraftwerke sperrklappe liegt der Erfindung die Aufgabe zu- und Atomkraftwerke. 45 gründe, die bekannte Absperrklappe so auszubilden,

Bei einer bekannten Ausführungsform der oben daß bei zunehmender Kraft im ersten Hebel auch angegebenen Absperrklappe besteht das Gestänge eine zunehmende Anpreßkraft auf die Klappenaus zwei Hebeln, von denen der erste Hebel mit scheibe zur Wirkung gebracht werden kann.
Hilfe eines Hubkolbens gesteuert wird und auf den Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, eine

unter einem Winkel angesetzten zweiten Hebe! 5* Absperrklappe der angegebenen Art so auszubilden, drückt. Dabei wirkt auf den ersten Hebel eine erste daß der andere Gelenkhebel mit seinem freien Ende Kraft in Richtung dieses Hebels, weil der erste Hebel mit einer diesen Gelenkhebel bei Betätigung verim Hubkolben entsprechend geführt ist. Im zweiten schwenkenden Bctätigungswelle verbunden ist.
Arm wird eine Reaktionskraft erzeugt, die eine im Mit der erfindtingsgcmäßen Absperrklappe wird in

rechten Winkel zur ersten Kraft liegende dritte Kraft « vorteilhafter Weise erreicht, daß Querkräfte, wie sie hervorruft, welche den Hubkolben quer zu seiner sich bei der bekannten Konstruktion bemerkbar eigentlichen Bewegungsrichtung wegzudrücken ver- machen, nicht auftreten können,
sucht und dadurch den Hubkolben in unerwünschter Vorteilhaft ist es, wenn in weiterer Ausbildung der

Weise auf Biegung belastet. Aus diesem Grunde darf Erfindung die beiden Arme des Winkelhebels unterdic erste Kraft nur so groß gewählt werden, wie der ^6o schiedliche Länge aufweisen und der kürzere Arm an Hubkolben die dritte Kraft zu übernehmen in der der Klappenscheibc befestigt ist, während der längere Lage ist, ohne daß seine Funktion beeinträchtigt oder Arm mit einem Schwingarm des Kniegelenkes in sogar völlig behindert wird. Eine Vergrößerung der Verbindung steht. Damit läßt sich eine Verstärkung Anprellkraft der Klappenscheibe würde somit eine des Drehmomentes und demzufolge eine Verringcentsprcchende Vergrößerung der ersten Kraft crfor- 65 rung der Verstellkraft an der Betätigungswcllc erdcrlich machen, wodurch der Winkclhcbel eine, reichen.

wenn auch geringe Rotationsbewegung um seine Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie die

Drehachse im Knickpunkt vollführen und den zwei- auftretenden Kräfte im einzelnen werden in der