DE2528043C3 - Absperrschieber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Absperrschieber für den gas- und vakuumdichten Verschluß einer Behälteröffnung oder einer Rohrleitung mit einem mittels einer Schiebestange verschiebbaren Verschlußkörper, der eine Dichiplatte und ein mit diesem durch Federelemente verbundenes Gegenelement aufweist, wobei im Verschlußkörper sich gegen die Dichtplatte und das Gegenclement abstützende Spreizelemente angeordnet sind, um nach dem Verschieben des Verschlußkörpers in die Schließlage die Dichtplatte und das Gegenelement auseinander zu spreizen und die Dichtplatte über eine Sitzdichtung dichtschließend auf einen Sitz des Behälters bzw. der Rohrleitung zu drücken.

Es ist ein Absperrschieber dieser Art bekannt (CH-PS 08 154), dessen Verschlußkörper als Spreizelemente mindestens ein Kugelpaar aufweist, dessen Kugeln in einer durchgehenden Bohrung des Verschlußkörpers einander berührend lose eingelegt sind. Der doppelte Durchmesser der Kugeln ist größer als die Länge der Bohrung und der Ventilteller und ein Gegenteller sind mit einander gegenüberliegenden Vertiefungen versehen, in welche die Kugeln bei geöffnetem Verschlußkörper einrasten können. Wird der Verschlußkörper dann mit der Schiebestange in seine Schließlage gedrückt, verschiebt sich der Verschlußkörper gegenüber dem Gegenteller, so daß die Kugeln aus dessen Vertiefungen ausrasten müssen und die Teller auseinanderspreizen, sobald der Ventilteller seinem Sitz gegenüberliegt.

Der bekannte Absperrschieber dichtet die Rohrleitung oder die Behälteröffnung, welcher er zugeordnet ist, dann zuverlässig ab, wenn der Druck des abzusperrenden Mediums den Ventilteller auf den Ventilsitz und gegen die Dichtung preßt. Der Druck des s Mediums unterstützt dann den Dichtdruck, so daß bei steigendem Druck des Mediums die Dichtigkeit erhöht wird. Ist jedoch der Absperrschieber so in die Leitung eingesetzt, daß ein in dieser auftretender Überdruck entgegen der Dichtkraftwirkung auf den geschlossenen

,„ Ventilteller wirkt, so wird die Dichtkraft durch den Überdruck verringert und es müssen zusätzliche, konstruktive Maßnahmen getroffen werden, die besonders bei großen Absperrschiebern sehr kostspielig sind und die ein rasches öffnen des Schiebers erschweren.

i_S Aufgabe der Erfindung ist es, einen Absperrschieber der eingangs näher erläuterten Art zu schaffen, bei welcher die Dichtkraft am Sitz durch den auftretenden Überdruck an der Dichtplatte auch dann erhöht wird, wenn der Überdruck der Dichtkraftrichtung entgegengesetzt wirkt.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß mehrere Spreizelcmente im Verschlußkörper längs einer einfach geschlossenen Linie angeordnet sind, die in der Schließtage des Verschlußkörpers zwischen der inneren Begrenzungslinie der Sitzdichtung und der Begrenzungslinie der öffnung des Behälters bzw. der Rohrleitung liegt, derart, daß ein dem [lichtdruck am Sitz entgegengesetzt wirkender Überdruck an der Dichtplatte eine Durchbiegung der Dichtplatte bewirkt, die ein Anpressen der Sitzdichtung auf den Sitz zur Folge hat.

Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß es allein durch die erfindungsgemäße Anordnung der Spreizelemente gelingt, einen auf die Dichtplattc wirkenden

3<j Druck so umzulenken, daß der Anpreßdruck der Dichtung erhöht wird. Der Absperrschieber kann hierdurch ohne Berücksichtigung der Strömungsrichtung in eine Rohrleitung oder eine Behälteröffnung eingebaut werden, wobei ein auftretender Überdruck in jedem Falle die Wirkung der Dichtkraft unabhängig davon erhöht, von welcher Seite der Überdruck auf die Verschlußplatte des Absperrschiebers wirkt. Der Absperrschieber kann hierdurch in vorteilhafter Weise als gas- und vakuumdichter Verschluß eines Behälters, insbesondere als Türe für eine Druckkapsel verwendet werden, wie sie beispielsweise bei Übungs- und Versuchskapseln mit angebauten Schleusenräumen für die Raumfahrt benötigt werden. Bei solchen Anlagen kann der Überdruck abwechselnd auf der einen oder anderen Seite der Verschlußtüre auftreten. Da derartige Türen im Notfall, z. B. bei einer Beschädigung des Druckanzuges der in der Druckkapsel befindlichen Versuchsperson, innerhalb kürzester Frist zu öffnen sein müssen, ist der Absperrschieber nach der Erfindung für solche Türen besonders geeignet, da keine zusätzlichen Druckkraftverstärkungsvorrichtungen wie Klammern mit Spindeln od. dgl. zur Erhöhung des Dichtdruckes erforderlich sind, wenn der auftretende Überdruck gegen die Dichtplatte wirkt.

hn Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können für den Verschluß einer rechteckigen Behälteröffnung die geschlossenen Linien Rechtecke sein. Bei Rohrleitungen mit Kreisquersehnitt sind die geschlossenen Linien vorzugsweise Kreise.

ds Eine kreisförmige Anordnung von Spreizkugeln bei einem nach zwei Richtungen hin abgedichteten Absperrschieber ist zwar bereits bekannt (US-PS 29 86 371), die bekannle Einrichtung benötigt jedoch

zwei Absperrplatten mit Dichtungen auf beiden Seiten des Schiebers. Es gibt zwar auch bereits Absperrschieber mit wechselnder Druckbeaufschlagung, die nur eine Absperrplatte haben (DT-AS 14 25 624), hier ist jedoch der Dichtring mit einem faltenbalgaitigen Wulst versehen, dessen mittlerer Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Absperrquerschnittes und der von dem abzusperrenden Medium aufgeweitet werden muß, um einen Schließdruck zu erzeugen, welcher höher ist als der Druck des abzusperrenden Mediums. Dieser bekannte Absperrschieber läßt sich unter hohen Drücken nur schwer und langsam öffnen und bedarf in der Regel einer Spindel mit Handrad.

Die Erfindung wird durch die Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

F i g. 1 einen Absperrschieber nach der Erfindung zum Verschließen einer Behälteröffnung in Schließlage in einem Schnitt quer zur Behälterwand und längs der Linie l-l der Fig. 2,

F i g. 2 den Absperrschieber nach Fi₆'. 1 in einer Vorderansicht und teilweise in einem zur Behälterwand parallelen Schnitt nach Linie H-Il der Fig. I,

Fig. J einen Absperrschieber nach der Erfindung für eine Rohrleitung in Offcnstellung in einem in Längsrichtung der Rohrleitung verlaufenden Schnitt und

Fig.4 den Absperrschieber nach Fig. 3 in seiner verriegelten, geschlossenen Stellung in einem Schnitt quer zur Rohrleitung.

In Fig. 1 ist mit 1 die Wand eines Behälters, einer Druckkapscl oder eines Druckraumes bezeichnet, die eine rechteckige öffnung 2 aufweist, die von einem Führungsrahmen } umgeben wird, der eine rechteckige Öffnung 4 hat.welche mii der öffnung 2 im Behälter fluchtet. Der Führungsrahmen 3 ist mit Schrauben 5 an der Behälterwand I angeschraubt.

Zwischen dem Führungsrahmen 3 und der Wand 1 des Behälters ist ein Absperrschieber angeordnet, dessen Verschlußkörper 7 auf Rollen 6 parallel zur Behälterwand 1 verschiebbar ist. Am Verschlußkörper 7 ist eine Schiebtstange 8 befestigt, welche durch eine Bohrung im Führungsrahmen 3 hindurchgeführt und gegenüber diesem mit einer Dichtung 9 abgedichtet ist.

Auf der der Wand 1 zugekehrten Seite des Verschlußkörpers 7 ist eine Dichtplatte 10 und auf der gegenüberliegenden Seile eine Gegenplatte 12 angeordnet. Die Dichtplatte 10 ist ebenso wie die Gegenplatte 12 rechteckig und trägt auf ihrer der Wand 1 zugekehrten Seite eine Sitzdichtung 11.

An den Innenflächen von Dichtplatte 10 und Gegenplatte 12 ist je eine Blattfeder 13 bzw. 14 beispielsweise durch Schweißpunkte 15 befestigt. Die Blattfedern 13 und 14 simd mit einer Schraube 16 an einem außerhalb des Verschlußkörpers 7 befindlichen Anschlagstück 17 angeschraubt. Wie aus Fig. 3 erkennbar, werden die Dichtplatte IO und die Gegenplatte 12 von den Blattfedern 13 und 14 gegen den Verschlußkörper 7 gezogen, so daß sie in der Offenstellung des Schiebers am Verschlußkörper anliegen. Damit die Dichtplatte und die Gegenplatte 12 dicht auf dem Verschlußkörper aufliegen können, ist der Verschlußkörper 7 mit Nuten 18 versehen, in welche die Blattfedern 13 und 14 eintreten können und die hierdurch gleichzeitig die Dichtplatte 10 und die Gegenplatte 12 führen.

Im Verschlußkörper 7 sind längs einer einfach geschlossenen, rechteckförmig verlaufenden Linie (Fig. 2) Bohrungen 19 angeordnet, in die je zwei als Spreizelemente dienende kugeln 20 eingelegt sind.

welche einander berühren. Der doppelte Durchmesser dieser Kugeln ist größer als die Länge der Bohrungen 19 bzw. größer als die Dicke des Verschiußkörpers 7. Auf den Innenflächen der Dichtplatte 10 und der Gegenplats te 12 sind Vertiefungen 21 eingelassen, die ebenso wie die Bohrungen 19 auf einer rechteckförmigen Linie angeordnet sind, welche der rechteckigen Linie entspricht, auf welcher die Bohrungen 19 angeordnet sind. Die Rechtecklinie der Vertiefungen 21 ist jedoch

κ, gegenüber der Rechtecklinie der Bohrungen 19 in Richtung der Schiebestange 8 um eine den Verriegelungshub bildende Strecke versetzt. Wenn uer Verschlußkörper 7 des Absperrschiebers zusammen mit der Dichtplatte 10 und der Gegenplatte 12 im Führungsrah- <; men J verschoben wird, rasten die Spreizelemente 20 in die ihnen zugeordneten Vertiefungen 21 ein, so daß die Dichtplatte 10 und die Gegenplatte 12 fest an den Außenflächen des Verschlußkörpers 7 anliegen und der Absperrschieber mit genügend Spiel von Hand oder durch einen elektrischen oder pneumatischen Antrieb im Führungsrahmen 3 verschoben und in seine Offenoder Schließstellung gebracht werden kann.

Wie aus den Fig. 1 und 3 hervorgeht, ist in den Verschlußkörper 7 senkrecht zu dessen der Gegenplatte

K₁ 12 zugewandten Fläche ein Stift 22 eingesetzt, der in ein Langloch 23 in der Gegenplatte 12 eingreift, welches in Längsrichtung der Schiebestange 8 eine Länge hat, welche etwa dem Verriegelungshub entspricht.

Aus den F i g. 1 und 2 ist ersichtlich, daß die

ρ geschlossene, rechteckförmige Linie, entlang welcher die Bohrungen 19 bzw. die Spreizelemente 20 angeordnet sind, in der geschlossenen, verriegelten Stellung des Verschlußkörpers 7 zwischen der durch die Si'zdichtung U gebildeten Linie und der Begrenzungsli-

nie der Öffnungen 2 und 4 in der Wand 1 des Behälters bzw. des Führungsrahmens 3 liegt.

In den F i g. 3 und 4 ist ein Absperrschieber für eine Rohrleitung dargestellt. Hierbei sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 und 2 bezeichnet.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Absperrschieber in einem Schiebergehäuse 25 untergebracht, welches mit in F i g. 3 nur teilweise dargestellten Rohranschlußenden 26 versehen und mit einem Deckel 27 verschlossen ist. Der Deckel 27 hat eine eingelegte Dichtung 28 und ist mit nur durch strichpunktierte Linien angedeuteten Schrauben 29 auf das Schiebergehäuse 25 aufgeschraubt. Im Inneren des Schiebergehäuses 25 ist ein auf Rollen 6 quer zur Rohrleitungsachse

so verschiebbarer Verschlußkörper 7' untergebracht, der mit einer Schiebestange 8 verschoben werden kann, welche durch eine Bohrung im Deckel 27 hindurchgeführt und mit einer Dichtung 9 abgedichtet ist.
Der Absperrschieber hat eine Dichtplatie 10' in Form eines Ventiltellers, auf dem eine Sitzdichtung 11' angeordnet ist. Als Gegenplatte 12' dient ein kreisrunder Gegenteller. Die Anordnung der Blattfedern 13 und 14 und ihre Befestigung am Anschlagstück 17 ist die gleiche wie bei dem Ausführungsbeispiel nach den

(„) F i g. I und 2.

Im Verschlußkörper 7' sind wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel in den Bohrungen 19 paarweise Kugeln als Spreizelemente 20 eingelegt, wobei der doppelte Durchmesser der Kugeln größer als die Länge

1-, der Bohrungen 19 bzw. als die Dicke des Verschlußkörpers T ist. Die Bohrungen 19 sind auf einem Kreis angeordnet, der zwischen den durch die Sitzdichtung M" gebildeten Kreis und dem Begrenzungskreis der

inneren öffnungen der Rohranschlußenden 26 liegt. Auf den Innenseiten der Dichtplatte 10' und der Gegenplatte 12' sind Vertiefungen 21 eingelassen, welche auf einem Kreis angeordnet sind, welcher dem Kreis der Bohrungen 19 entspricht. Das Zentrum des Kreises der Vertiefungen 21 ist gegenüber dem Zentrum des Kreises der Bohrungen in der geschlossenen, verriegelten Stellung des Verschlußkörpers 7' in Richtung der Achse der Schiebestange 8 um den Verriegelungshub versetzt (F i g. 4). Der Verschlußkörper 7' trägt einen Stift 22 und die Gegenplatte 12' ist mit einem Langloch 23 für den Stift 22 versehen.

Die Wirkungsweise des Absperrschiebers ist folgende:

Um den in F"ig. 3 in Offenstellung dargestellten Absperrschieber bzw. den als Tür dienenden Absperrschieber nach F i g. 1 und 2 zu schließen, wird die Schiebestange 8 in Richtung auf die Rohrleitungsachse bzw. in Richtung auf die öffnungen 2 und 4 gestoßen, bis das Anschlagstück 17 die Stirnwand des Rahmens 3 bzw. das Schiebergehäuse 25 an der dem Deckel 27 gegenüberliegenden Seite berührt. In dieser nicht dargestellten Zwischenstellung ist der Absperrschieber noch nicht verriegelt, die Dichtplatte 10 bzw. 10' und die Gegenplatte 12 bzw. 12' befinden sich jedoch bereits in ihrer Schließlage zur Rohrleitung bzw. Wandöffnung, liegen aber unter der Wirkung der Blattfedern 13 und 14 noch am Verschlußkörper 7 bzw. 7' an.

Wird nun die Schicbestange 8 in derselben Richtung weitergedrückt, verschiebt sich der Verschlußkörper 7 bzw. T gegenüber der Dichtplatte 10 bzw. 10' und der Gegenplattc 12 bzw. 12'. Die Spreizelemente 20 rasten hierbei aus den Vertiefungen 21 aus und pressen die Dichtplatte 10 bzw. 10' mit der Dichtung 11 bzw. 11' gegen den Ventilsitz- und die Gcgenplatlc 12 bzw. 12' gegen das Schiebergehäuse 25 bzw. den Rahmen 3. Hierbei werden die Blattfedern 13 und 14 gespreizt und die im Kreis oder Rechteck angeordneten Kugelpaare der Spreizelemente 20 verriegeln die Dichtplatten 10 bzw. 10' und Gegenplatte 12 bzw. 12' kraftschlüssig gegen einen einseitig aufkommende η Druck (Fig. 1).

Wirkt der Druck des abzusperrenden Mediums in Richtung des Pfeiles B(Fi g. 1) über die Gegenplatte 12 und die Spreizelemente 20 auf die Dichtplatlc 10 bzw. 10', so wird die Sitzdichtung 11 mit zunehmendem Druck gegen die Wand 1 bzw. gegen den Ventilsitz des Schiebergehäuses gepreßt. Wirkt der Druck der abzusperrenden Flüssigkeit dagegen von der anderen Seite in Richtung des Pfeiles A auf die Dichtplatte 10 bzw. 10', so biegt sich die auf den Spreizelemcnten 20 abgestützte Dichtplatte 10 bzw. 10' in ihrem mittleren Bereich in Richtung des Pfeiles A durch. Da die Spreizelemente 20 feste Auflager bilden, welche nicht nachgeben können, wird der äußere Rand der Dichtplatte wie ein Hebelarm in Gegenrichtung gebogen und preßt die Sitzdichtung 11 mit größerer

,„

Kraft auf ihren Sitz.

Man erkennt hieraus, daß zum Schließen des Absperrschiebers nur eine Dichtkraft aufgebracht werden muß, welche groß genug ist, um den Verschluß dicht zu halten, wenn an der Dicütplattc 10 bzw. 10' kein Differenzdruck herrscht. Entsteht auf der einen oder anderen Seite der Dichtplatte 10 bzw. 10' jedoch ein Überdruck, so erhöht dieser in jedem !"alle den Dichtdruck so weit, daß eine zuverlässige Abdichtung gewährleistet ist.

Um den Absperrschieber zu öffnen, ist es lediglich notwendig, an der Schiebestange 8 zu ziehen. Hierbei verschiebt sich zunächst nur der Verschlußkörper 7 bzw. T zwischen der Dichtplatte HO bzw. 10' und der Gcgcnplatte 12 bzw. 12'. Die Spreizelcmente 20 treten hierbei wieder in die Vertiefungen 2! der Platten !0 bzw. 10' und 12 bzw. 12' ein und die Blattfedern 13 und 14 können die Platten 10 bzw. 10' und 12 bzw. 12' wieder an den Verschlußkörper 7 bzw. T anlegen, so daß dieser mitsamt diesen Platten leicht aus der zu verschließenden öffnung in die in F i g. 3 dargestellte Stellung zurückgeschoben werden kann.

Bei der anfänglichen Verschiebung des Verschlußkörpers 7 bzw. T verschiebt sich der Stift 22 innerhalb des Langloches 23, bis er am Rand dieses Langlochcs anliegt, wenn die Spreizclemcnte 20 in ihre Vertiefungen 21 eintreten. Bei der weiteren Verschiebung des Verschlußkörpers nimmt der Stift 22 dann die Gegcnplattc 12 bzw. 12' und die mit ihr über das Anschlagstück 17 verbundene Dichtplatte 10 bzw. 10' mit. Durch diese Maßnahme wird vermieden, daß beim weiteren Ziehen der Schiebestange 8 die Spreizelemente 20 in Zugrichtung aus den Vertiefungen 21 heraustreten, wenn die Dichtplatte 10 bzw. 10' am Sitz festklebt oder infolge einer noch vorhandenen Druckdifferenz in der vorstehend beschriebenen Weise gegen den Sitz gedruckt wird.

Man erkennt, daß beim Schließen des Absperrschiebers nur geringe Kräfte wirksam sind und daß deshalb alle mechanischen Teile schwächer als bei bekannten Absperreinrichtungen dimensioniert werden können und daß der Verschleiß wesentlich geringer ist. Außerdem kann der Absperrschieber sofort und mit verhältnismäßig geringer Kraft geöffnet werden, was bei Verschlüssen von Druckkapseln und Druckräumen im Katastrophcnfall von Wichtigkeit ist.

Da bei den dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispielen der Verschlußkörper 7 bzw. T keine Dichtfunktion hat, muß dieser Verschlußkörper nicht die ganze Wandöffnung bzw. den ganzen Rohrlcitungsquerschnitt abdecken. Insbesondere als Verschluß eines Druckraumes kann der Verschlußkörper 7 bzw. T auch als Rahmen ausgebildet werden, in welchem die Spreizelemente 20 angeordnet sind. Bei Absperrschiebern für Rohrleitungen kann der Verschlußkörper T auch die Form eines Ringes haben.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Absperrschieber für den gas- und vakuumdichten Verschluß einer Behälteröffnung oder einer Rohrleitung mit einem mittels einer Schiebestange verschiebbaren Verschlußkörper, der eine Dichtplatte und ein mit diesem durch Federelemente verbundenes Gegenelement aufweist, wobei im Verschlußkörper sich gegen die Dichtplatte und das Gegenelement abstützende Spreizelemente angeordnet sind, um nach dem Verschieben des Verschlußkörpers in die Schließlage die Dichtplatte und das Gegenelement auseinander zu spreizen und die Dichtplatte über eine Sitzdichtung dichtschließend auf einen Sitz des Behälters bzw. der Rohrleitung zu drücken, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Spreizelemente (20) im Verschlußksrper (7; 7') längs einer einfach geschlossenen Linie angeordnet sind, die in der Schließlage des Verschlußkörpers (7; T) zwischen der inneren Begrenzungslinie der Sitzdichtung (II; Il') und der Begrenzungslinie der öffnung (2, 4) des Behälters bzw. der Rohrleitung liegt, derart, daß ein dem Dichtdruck am Sitz entgegengesetzt wirkender Überdruck an der Dichtplatte (10; 10') eine Durchbiegung der Dichtplattc bewirkt, die ein Anpressen der Sitzdichtung (I I; U') auf den Sitz zur Folge hat.

2. Absperrschieber nach Anspruch 1 für den Verschluß einer rechteckigen Behälteröffnung, dadurch gekennzeichnet, daß die geschlossenen Linien Rechtecke sind.

3. Absperrschieber nach Anspruch 1 für den Verschluß einer Rohrleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die geschlossenen Linien Kreise sind.