DE2626045B2 - Klappenventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Klappenventil, insbesondere zum Abdichten großer Querschnitte, mit einer um eine außerhalb des Strömungskanals und parallel zu ihrer Ebene verlaufenden Achse schwenkbaren Klappenscheibe und mit einem auf der dem Ventilsitz abgewandten Seile der Klappenscheibe angeordneten Andrückrad, das in der Schließstellung um eine zur Klappenscheibenebene senkrechte Drehachse drehbar ist und radial vorspringende Speichen aufweist, die beim Drehen des Andrückr?des zur Erzeugung der Andrückkraft hinter gehäusefeste Keilflächen greifen, wobei eine gemeinsame Antriebseinrichtung vorgesehen ist, die bei Betätigung im Schließsinn zunächst die Klappenscheibe aus der Offenstellung in die Schließstellung schwenkt und dann das Andrückrad dreht, während bei entgegengesetzter Betätigung umgekehrt zunächst die Rückdrehung und dann die Rückschwenkung in die Offenstellung erfolgt.

Ein solches Klappenventil ist bereits bekannt (FR-PS 29 535). Hierbei wird durch die Verwendung eines gesonderten Andrückrades eine axiale Dichtkraft aufgebracht, so daß eine gute Abdichtung trotz Verschleißes an den Dichtflächen erzielt werden kann, so daß eine einwandfreie Abdichtung auch noch nach langer Betriebszeit gegeben ist und auch in kritischen Anwendungsfällen auf einen aufwendigen Doppelverschluß verzichtet werden kann. Durch die Verwendung einer gemeinsamen Antriebseinrichtung für das Schwenken der Klappenscheibe* und das Drehen des Andrückrades wird außerdem eine einfache Betätigung erreicht

Bei der bekannten Vorrichtung ist das gemeinsame Antriebsglied von einer Spindel mit einem manuell betätigbaren Handrad gebildet, wobei die Spindeldrehung ohne Obersetzung die Klappenscheibe schwenkt, während das Drehen des Andrückrades dadurch erfolgt, daß eine auf der Spindel angeordnete Schnecke mit einem entsprechend gezahnten Umfangsabschnitt des Andrückrades zusammenwirkt Diese Konstruktion mit einem Schneckengetriebe ist insbesondere bei großen Klappenscheibendurchmessern aufwendig. Da beachtliche Reibungskräfte im Schneckengetriebe auftreten, die im übrigen größer sein müssen, als die zum Schwenken der Klappenscheibe erforderliche Kraft, damit beim Schließen des Ventils die Klappenscheibe in die Schließstellung geschwenkt wird, bevor sich das Andrückrad dreht, ist das bekannte Klappenventil schwer zu betätigen. Außerdem muß beim Übersetzungsfreien Schwenken der Klappenscheibe bereits ein erhebliches Drehmoment im Hinblick auf das Klappenscheibengewicht sowie zur Überwindung des Gegendrucks der abzusperrenden Flüssigkeit aufgebracht werden. Ferner muß die Spindel unmitteibar tangential am Umfang der Klappenscheibe angeordnet sein, damit die auf der Spindel angeordnete Schnecke mit dem Klappenscheibenrand zusammenarbeiten kann. Dadurch wird eine vollständige Freigabe des Durchströmquerschnitts in Offenstellung erschwert, wobei auch die einzelnen Ventilteile schlecht zugänglich sind. Die vergleichsweise großen Betätigungskräfte zum Schlie-Ben des bekannten Klappenventils schließen eine Fernbetätigung mit Hilfe eines Servomotors aus und erfordern eine robuste schwere Ausführung der Antriebseinrichtung, wenn das Klappenventil bei gefährlichen Flüssigkeiten zum Einsatz kommt, wo absolute Dichtheit aus Sicherheitsgründen Voraussetzung ist. Aus all diesen Gründen kann das bekannte Klappenventil nur mit vergleichsweise kleinen Durchmessern ausgeführt werden und eignet sich nicht für kritische Anwendungsfälle wie beispielsweise den Einsatz in Urananreicherungsanlagen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Klappenventil zu schaffen, das einfach und mit vergleichsweise geringen Kräften zu betätigen ist und dabei eine einwandfreie sichere Abdichtung insbesondere auch für große Abdichtungsquerschnitte gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Antriebseinrichtung einen Gelenkzapfen umfaßt, der über ein trans'.a torisch bewegtes Antriebsglied längs einer Bogenführung bewegbar ist und einerseits über einen beidseitig angelenkten Stab am Andrückrad exzentrisch zur Drehachse angreift sowie andererseits über einen Lenkhebel am auf der Schwenkachse gelagerten Schwenkarm der Klappenscheibe angreift, wobei die Bogenführung einen Schwenkabschnitt und einen Andrückabschnitt umfaßt, der sich konzentrisch zur gemeinsamen Achse von Lenkhebel und Schwenkarm erstreckt, wenn diese sich in der Schließstellung befinden.

Diese Ausbildung der Antriebseinrichtung führt zu einer leichtgängigen, für alle Ventilgrößen geeigneten Zwangsbewegung von Klappenscheibe bzw. Andrückrad in der richtigen Reihenfolge, ohne daß wie bei der

bekannten Ausbildung eine bestimmte Relation im Kraftaufwand für das Schwenken der KJappenschejbe und für das Drehen des Andrückrades zu beachten ist. Dabei kann der Antrieb so gegenüber der Klappenscheibe angeordnet werden, daß diese zusammen mit dem Andrückrad in eine Stellung schwenkbar ist, in welcher der Durchtrittsquerschnitt voll geöffnet ist und die Teile gut zugänglich sind. Aus diesen Gründen arbeitet das erfindungsgemäEe Klappenventil auch bei großen Durchmessern zuverlässig und störungsfrei über lange Betriebszeiten, wobei es mit Hilfe eines Servomotors fernbetätigbar und insbesondere zum Absperren von gefährlichen Strömungsmitteln beispielsweise in Urananreicherungsanlagen geeignet ist

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform sind zwischen der Klappenscheibe und dem Andrückrad Tellerfedern angeordnet Dadurch wird eine verschleißunabhängige Dichtkraft in Verbindung mit einer gleichmäßigen Verteilung des Abdichtungsdrucks über die Dichtfläche erzielt, was auch eine Vergleichmäßigung der Betätigungskräfte über eine lange, mit Verschleißcrschcinungcn verbundene Betriebszeit des Klappenventil bedeutet

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt in einem Längsschnitt das Klappenventil mit einem elektrischen Servomotor. Die Klappenscheibe 1 wird um eine Schwenkachse 2 zwischen der in Fi g. 1 dargestellten Schließstellung und der gejtrichelt angedeuteten Öffnungsstellung 3 geschwenkt,

F i g. 2 zeigt das Klappenventil in einem Querschnitt, wobei die Klappenscheibe 1 zwar in die Schließstellung geschwenkt ist, jedoch noch nicht in die völlig abdichtende Stellung angedrückt ist.

Diese vollständige Abdichtung zwischen der Zulaufseite und der Ablaufseite des Klappenventils wird durch weiteres Herunterdrücken des kurzen Gelenkzapfens 4 und damit des Stiftes 5 erzielt, der einstückig an Andrückrad 6 angeordnet ist, das drei gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilte radial vorspringende Speichen 7 aufweist. Das weitere Herunterdrücken des Gelenkzapfens 4 bewirkt ein Drehen des Andrückrades 6 um seine Achse, wobei die Speichen 7 mit Keilwirkung hinter geneigte Keilflächen greifen, die über Halterungen 8 mit dem Ventilgehäuse fest verbunden sind. Die Neigung der Keilflächen führt dazu, daß das Andrückrad 6 axial vorbewegt wird und Sätze von Tellerfedern 9 zusammendrückt, wodurch eine entsprechende Reaktionskraft auf die Klappenscheibe 1 und damit auf den Dichtungsring 10 übertragen wird. In dieser Weise wird die vom Servomotor ausgehende Betätigungskraft in eine vergleichsweise große Abdichtkraft umgewandelt, die axial auf die Klappenscheibe 1 wirkt und eine gute Abdichtung gewährleistet

ίο Zum Öffnen des Klappenventils wird der Gelenkzapfen 4 mit Hilfe des Servomotors aufwärtsbewegt, bis die Speichen 7 des sich dabei drehenden Andrückrades 6 von den Keilflächen an den Halterungen 8 freigegeben sind. In dieser Betätigungsphase wird die Klappenscheibe 1 noch nicht um die Schwenkachse 2 geschwenkt, weil diese über einen Schwenkarm 11 und einen Lenkhebel 12, die durch eine gemeinsame Achse 13 gelenkig miteinander verbunden sind, an den Gelenkzapfen 4 angeschlossen ist, der in einer Bogenführung 14

2(i bewegbar ist, die einen unteren Andrückabschnitt umfaßt, der in einem Kreisbogen ko¹ .:entrisch um die gemeinsame Achse 13 des Lenkhebcls 12 und des Schwenkarms 11 verläuft, wenn diese Teile die Schließstellung gemäß Fig. 1 einnehmen. Daher bewegt sich der Gelenkzapfen 4 während der anfänglichen Aufwärtrbewegung im unteren Andrückabschnitt der Bogenführung 14, wobei zwar der Lenkhebel 12, nicht jedoch der Schwenkarm 11 der Klappenscheibe 1 verschwenkt wird. Nach Freigabe der Speichen 7 und

in fortgesetzter Aufwärtsbewegung des Gdenkzapfens 4, der sich dann im oberen Schwenkabschnitt der Bogenführung 14 bewegt, wird dann auch der Schwenkarm 11 und damit die Klappenscheibe 1 zusammen mit dem sich nicht mehr weiterdrehenden

Jj Speichenrad 6 um die Schwenkachse 2 in die voll geöffnete Öffnungsstellung 3 hochgeschwenkt.

Der längs der Bogenführung 14 bewegbare Gelenkzapfen 4 wird durch ein translatorisch bewegtes bzw. geführtes Antriebsglied 15 verlagert, das seinerseits

w durch den Stellmotor bewegt wird. Dabei bewirkt die Antriebseinrichtung mit dem in der Bogenführung 14 bewegten Gelenkzapfen 4 zwei sich in der erforderlichen Reihenfolge abspielende Drehvorgänge um zueinander senkrechte Achsen, nämlich die Schwenk-

•Γ) achse 2 der Klappenscheibe und die Drehachse des Andrückrades 6.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche;

1. Klappenventil, insbesondere zum Abdichten großer Querschnitte, mit einer um eine außerhalb des Strömungskanals und parallel zu ihrer Ebene verlaufenden Achse schwenkbaren Klappenscheibe und mit einem auf der dem Ventilsitz abgewandten Seite der Klappenscheibe angeordneten Andrückrad, das in der Schließstellung um eine zur Klappenscheibenebene senkrechte Drehachse drehbar ist und radial vorspringende Speichen aufweist, die beim Drehen des Andrückrades zur Erzeugung der Andrückkraft hinter gehäusefeste Keilflächen greifen, wobei eine gemeinsame Antriebseinrichtung vorgesehen ist, die bei Betätigung im Schließsinn zunächst die Klappenscheibe aus der Offenstellung in die Schließstellung schwenkt und dann das Andrückrad dreht, während bei entgegengesetzter Betätigung umgekehrt zunächst die Rückdrehung und dann die Rückschwenkung in die Offenstellung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung einen Gelenkzapfen (4) umfaßt, der über ein translatorisch bewegtes Antriebsglied (15) längs einer Bogenführung (14) bewegbar ist und einerseits über einen beidseitig angelenkten Stab am r> Andrückrad (6) exzentrisch zur Drehachse angreift sowie andererseits über einen Lc-nkhebel (12) am auf der Schwenkachse (2) gelagerten Schwenkarm (11) der Klappenscheibe (1, 6) angreift, wobei die Bogenführung (14) einen Schwenkabschnitt und jo einen Andrückabschnitt umfaßt, der sich konzentrisch zur gemeinsamen Achse (13) von Lenkhebel (12) und Schwenkarm (Ii) erstrr^kt, wenn diese sich in der Schließstellung befinden.

2. Klappenventil nach Ansp- uch 1, dadurch Ji gekennzeichnet, daß zwischen der Klappenscheibe (1) und dem Andrückrad (6) Tellerfedern (9) angeordnet sind.