DE3425750A1 - Ausdehnbarer absperrschieber - Google Patents
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Description
Ausdehnbarer Absperrschieber
Die Erfindung betrifft einen ausdehnbaren Absperrschieber nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Absperrorgane
dieses Typs haben Anlageflächen zur abdichtenden Anlage zwischen den Hohlräumen des Schiebergehäuses,
in dem die Anlageflächen angebracht sind, und den gegen-1^
überliegenden Seiten des gedehnten Schiebers in der offenen und geschlossenen Lage des Schiebers.
Absperrorgane dieses Typs, wie beispielsweise die
US-PS 4 189 127 des Anmelders, weisen zwei Schieberteile mit keilförmigen Flächen an deren Innenseiten auf,
die mittels Federkraft aneinander und damit in den kontrahierten Zustand gedrückt werden, in dem sich der
Schieber frei zwischen der offenen und geschlossenen Lage bewegen lässt. Ein Teil des Schiebers ist an einem
Stößel befestigt, der mit einem Geber verbunden ist, der am Schiebergehäuse angebracht ist und den einen Teil
des Schiebers, und damit auch den anderen Teil, der auf dem ersten sitzt, zwischen einer geöffneten Lage,
in der die Durchbrüche in den Schieberteilen mit dem
2^ Durchflußkanal des Gehäuses fluchten, und einer geschlossenen
Lage, in der die Durchbrüche nicht mit dem Durchflußkanal fluchten und stattdessen ein gleich
dicker Bereich des Schiebers im Durchflußkanal angeordnet ist, hin- und herbewegt. Genauer gesagt, läuft
das obere bzw. untere Ende des anderen Schieberteiles
gegen einen der Anschläge des Schiebergehäuses und bewirkt
so ein Verrutschen der keilförmigen Fläche des anderen Teiles auf der Fläche des Teiles, das am Stößel
befestigt ist, wodurch sich die Außenseite des Schiebers voneinander entfernen und bei einer Bewegung des
Schiebers in die offene oder geschlossene Lage dichtend
an den inneren Anlageflächen anlegen.
Bei vielen Absperrorganen dieses Typs tragen die ringförmigen Anlageflächen O-Ringe am Außendurchmesser, die
abdichtend am Innendurchmesser der Hohlräume entlangrutschen, so daß in der geschlossenen Lage des Schiebers
die Anlagefläche in Flußrichtung oberhalb durch die Kraft in Fließrichtung, die im Ouerschnittsbereich der
Anlagefläche angreift, die von dem Außendurchmesser des O-Ringes umgeben ist, fest abdichtend gegen die Seite
des geschlossenen Schiebers "geschwemmt" wird. Wegen dieser Kraft, zusammen mit der aufgrund der kei1förmigen
Flächen entgegengerichteten Kraft des sich ausdehnenden
Schiebers, kann es sein, daß der Geber des Absperrorganes nicht in der Lage ist, die Haftung zwischen der Anlagefläche
und dem Schieber zu überwinden.und das eine Schieberteil aus der verkeilten Lage zu bewegen, um den
Schieber zu öffnen.
Die US-PS 3 929 316 zeigt einen Absperrschieber dieser
Bauart, bei dem die äußeren Enden der Anlageflächen
und die inneren Enden der Hohlräume gegenüberliegende
Nuten zur Aufnahme eines Dichtungsringes aus Teflon oder ähnlichem aufweisen, der von Form und Größe so gestaltet
ist, daß er zwischen Anlagefläche und Hohlraum gepresst wird, wenn die gegeneinander gerichteten Enden der Anlageflächen
und der Hohlräume zur Anlage gebracht werden. Der zusammengepresste Dichtungsring soll eine flüssigkeitsdichte
Barriere zwischen der Anlagefläche und dem Hohl- .
raum bilden und so den Bereich des äußeren Endes der Anlagefläche begrenzen, auf welche die Kraft in FIuO-richtung
wirkt und die Anlagefläche gegen den Schieber drängt, wodurch der Bereich des inneren Endes der Anlagefläche
verkleinert wird, auf den der gleiche Druck wirkt, um die Anlagefläche von dem Schieber wegzudrücken, wobei
die resultierende Kraft aufgrund der Flußrichtung tat-
6
sächlich dio Anlagefläche von dem Schieber wendrückt.
sächlich dio Anlagefläche von dem Schieber wendrückt.
Bei diesem Patent müssen also offensichtlich sehr geringe
Toleranzen zwischen dem Dichtungsring und den Nuten eingehalten werden, damit der beabsichtigte Zweck des Absperrorganes
erreicht wird. Wenn sich die Enden der Anlagefläche und des Hohlraumes nämlich zu früh berühren, kann der
Schieber nicht ganz geöffnet oder geschlossen werden. Andererseits kann ein Teil der Dichtung zwischen den Seiten
herausgepresst werden, wenn sie bei geschlossenem oder offenem Schieber nicht nahe genug zueinander stehen. Also
ist, wie bei früheren Absperrorganen dieses Typs, der Dichtungsring natürlich sehr anfällig für Verschleiß oder
Beschädigung, und deshalb muß das Absperrorgan oft außer
Betrieb gesetzt werden, um ein Reparieren oder Ersetzen des Ringes zu ermöglichen. Darüberhinaus kann, wenn es
keine Bezugsquelle für die Dichtungsringe gibt, eine Reparatur oder ein Ersetzen am Einsatzort nicht durchführbar
sein, so daß das Absperrorgan zu diesem Zweck zurück zum Händler gebracht werden muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Absperrschieber dieser Bauart zu bieten, bei dem das Anschwemmen
der Anlagefläche in Strömungsrichtung gegen den Schieber
ohne einen Dichtungsring verhindert ist.
In den Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der
Erfindung veranschaulicht sind, zeigen:
Figur 1 einen Längsschnitt durch ein Ausfiihrungs-
beispiel eines ausdehnenden Absperrschiebers gemäß der Erfindung, wobei der Schieber bis zur
geöffneten Lage angehoben ist; Figur 2 einen weiteren Längsschnitt durch das Absperrorgan,
ähnlich wie Figur 1, wobei aber der
Schieber in der geschlossenen Lage ist;
Figur 3 einen weiteren Längsschnitt des Absperrorganes
der Figuren 1 und 2, wobei sich der Schieber in der Bewegung zwischen dem offenen und geschlossenen
Zustand befindet;
Figur 4 eine Ansicht der Anlagekörper, wie sie durch
die unterbrochene Linie 4-4 in Figur 3 angegeben ist;
Figur 5 einen vergrößerten Querschnitt des Anlagekörpers,
der in der Aussparung des Schieber
gehäuses sitzt;
Figur 6 eine weitere Vergrößerung aus dem Querschnitt des Anlagekörpers und der Aussparung, die im
einzelnen die Einbettung der Nase des äußeren Endes des Anlagekörpers in der Aussparung zeigt;
Figur 6A zeigt eine der Figur 6 ähnliche Ansicht, jedoch nach einer Bewegung des Anlagekörpers nach
außen im Hinblick auf die Aussparung und die weitere Aufnahme der Nase in die Aussparung
wie beispielsweise der bei der Ausdehnung des
Schiebers erfolgenden Verankerung des Anlagekörpers in der Aussparung sowie
Figur 7, 8 und 9 Teilschnitte anderer Bauformen der AnIagekörper.
Der in den Figuren 1, 2 und 3 dargestellte Absperrschieber, in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer
bezeichnet, kann in seinem Aufbau identisch sein mit dem oben erwähnten US-PS 4 189 127, mit Ausnahme des
Aufbaues der Anlageflächen und ihrem Zusammenwirken mit
dem Rest des Absperrorganes. Zu diesem Absperrorgan gehört ein Gehäuse 21 mit einem Durchflußkanal 22 und
einer Führungsbahn 23, die den Durchflußkanal unterbricht.
Der Durchflußkanal 22 ist an der Unterbrechung durch die beiden Seiten der Führungsbahn 23 radial erweitert
und bildet ringförmige Aussparungen 24 gegenüber den Führungsbahnen.
In jeder Aussparung ist ein Anlagekörper angebracht, um eine Fortsetzung des Durchflußkanals zu bild.en, und
eine Schieberfläche G des Absperrorganes bewegt sich auf
der Führungsbahn 23 zwischen den Anlageflächen hin und
her um den Durchflußkanal 22 zu öffnen bzw. zu schließen.
Er ist beweglich zwischen einer oberen, geöffneten Lage, dargestellt in Figur 1 und einer unteren, geschlossenen
Lage, dargestellt in Figur 2. Der Schieber besteht aus zwei Schieberteilen 25 und 26 mit keilförmigen Ober-
1^ flächen an ihren Innenseiten, die von Federn 27 ineinander
gedruckt werden, wenn der Schieber zwischen der offenen und geschlossenen Lage steht, wie in Figur 3 dargestellt,
die aber aufeinander abgleiten, so daß sich die Außenseiten auseinanderbewegen in Richtung auf die Anlageflächen,
wenn sich der Schieber in die offene oder geschlossene Lage bewegt.
Das Schieberteil 25 ist an einem Stoße! 28 befestigt,
der durch einen Decke! 29 am Oberteil des Gehäuses 21
bis zu einem nicht dargestellten Geber reicht, der die
Hin- und Herbewegung des Stößels und damit auch des Schieberteiles 25 ebenso wie des anderen Schieberteiles
26, das von dem Schieberteil 25 getragen wird, entlang der Führungsbahn 23 bewirkt. Das obere Ende des Schieber-
2^ teiles 26 läuft gegen einen Anschlag an der Unterseite
des Deckels, wenn der Schieber in die Lage der Figur 1 angehoben wird und bewirkt dabei ein Abrutschen der
unteren Keilfläche des Schieberteiles 26 nach unten auf
der unteren Keilfläche des Schieberteiles 25, wobei sich die gegenüberliegenden Seiten des Schiebers gegen die
Anlagenflächen hin auseinander bewegen. In dieser Lage fluchten die Durchlaßöffnungen 25A und 26A der Schieberteile
zueinander und zum Durchflußkanal 22, so daß das Absperrorgan voll geöffnet ist. Umgekehrt läuft das
untere Ende des Schieberteiles 26 gegen einen Anschlag
am unteren Ende des Schiebergehäuses, wobei die obere
Keilfläche des Schieberteiles 26 gezwungen wird, auf der oberen Keilfläche des Schieberteiles 25 nach oben
zu verrutschen um wiederum eine Ausdehnung des Schiebers zu bewirken und so dessen Außenflächen gegen die Anlageflächen
zu drücken. In dieser Lage des Schiebers befinden sich jedoch die Durchlaßöffnungen im Schieber
über dem Durchflußkanal und der Durchflußkanal ist
durch den massiven Teil des Schiebers verschlossen.
Wie in den Figuren 1, 2 und 3 dargestellt und in dem oben erwähnten US-PS 4 189 127 dargestellt, weisen die
Federn 27 eine oder mehrere Windungen um einen Stift auf dem Schieberteil 25 auf und die beiden Enden drücken
gegen Stifte auf den beiden Schieberteilen und sind so
angeordnet, daß sie die keilförmigen Flächen der Schieberteile federnd ineinanderdrücken,wie in Figur 3 dargestellt.
Es ist für den Fachmann ersichtlich, daß die Schieberteile stattdessen auch von Federn eines anderen
Typs federnd ineinandergedrückt werden können.
Jedes Teil S besteht, wie in dem Ausführungsbeispiel
der Figuren 1 bis 6 dargestellt, aus einem Metallring 30, der an seiner nach außen gerichteten Endfläche 32 eine
ringförmige Nase 31 aufweist, die aus einem härteren Material besteht als die gegenüberliegende Innenfläche
33 der Aussparung 24 des Schiebergehäuses, in die dieses Teil eingelassen ist. In den erläuterten Ausführungsformen der Erfindung ist jeder Anlagering im Ganzen
aus einem härteren Material hergestellt, obwohl der Anlagekörper auch aus zwei Metallen hergestellt sein
kann.
Der Anlagekörper hat einen Außendurchmesser, der es ermöglicht, das der Körper in den Innendurchmesser der
Aussparung geschrumpft und die Nase in die Fläche 33 der Aussparung eingelassen wird, wie es am besten in
den Figuren 5 und 6 zu sehen ist. Wenn am Anfang der Anlagekörper eingesetzt wird, darf er gerade mit so viel
Kraft in die Aussparung gepresst werden, daß die Nase teilweise in die Außenfläche der Aussparung eingelassen
wird. Durch das folgende Einsetzen des Schiebers und seine Bewegung, wodurch sich seine Außenfläche auseinanderbewegen,
drängt er die Anlagekörper weiter nach außen, abhängig von dem Abstand zwischen den Innenseiten
der Anlagekörper und den Außenseiten des Schiebers, wodurch ein volles Einlassen der Nase 31, wie in Figur 6A
dargestellt, bewirkt wird. Die einzige Bedingung hinsichtlich des Spielraumes besteht darin, daß der Anlagekörper
und die Nase eine Länge haben müssen, relativ zur Länge der Aussparung in Achsrichtung und zur größten
Breite des Schiebers, daß bei der vollen Ausweitung des Schiebers die äußere Endfläche des Anlagekörpers noch
von der inneren Endfläche der Aussparung getrennt ist, wie in Figur 6A dargestellt.
Auf jeden Fall muß die Nase im nötigen Maß eingelassen sein, um eine flüssigkeitsdichte Sperre zwischen dem
Anlagekörper und der Aussparung des Schiebergehäuses entlang dem Durchmesser der Nase zu bilden. Die Nase
wird vorzugsweise nahe am Innendurchmesser des Anlagekörpers ausgebildet, um so den Bereich der Außenfläche
32 des Anlagekörpers, auf welchem die Fließkraft wirkt, zu minimieren. Die Nase sollte jedoch nicht so nahe
am Innendurchmesser des Anlagekörpers liegen, daß sie
den Innendurchmesser des Durchflußkanals 22 in der Nähe
der Unterbrechung durch die Aussparung 24 radial nach innen verformt, was zu einer Kollision mit Rohrleitungsmolchen
oder anderen Objekten, die durch das geöffnete Absperrorgan bewegt werden, führen würde.
Bei geschlossenem Schieber wirkt der Flüssigkeitsdruck
also mindestens auf den inneren Ringbereich der nach
innen gerichteten Seite des Anlagekörpers, so daß, so lange die Nase radial innerhalb dieses Bereiches
liegt, die resultierende Kraft auf den Anlagekörper diesen vom Schieber wegdrückt. Am besten sollte also,
wie in Figur 5 gut zu sehen ist, die nach innen gerichtete Endfläche 34 des ringförmigen Anlagekörpers
eine ebene, radiale Außenfläche 35 aufweisen, die der gegenüberstehenden flachen Seite des Schiebers entspricht,
und eine ringförmig ausgesparte Fläche 36, die einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als der der
in die Innenfläche des Gehäuses eingelassenen Nase. Diese legt dann den Hi.ndestberei ch fest, auf den der
Flüssigkeitsdruck wirkt und den Anlagekörper vom Schieber
wegdrückt und dadurch sicherstellt, daß die resultierende
Kraft auf den Anlagekörper diesen nicht gegen den Schieber presst.
Wie schon vorher beschrieben, weist die Nase 31 radiale Innen- und Außenseiten auf, die schräg zueinander stehen,
um so das Einsetzen der Nase in das weichere Material der Innenfläche der Aussparung des Schiebergehäuses zu
erleichtern. Wie in Figur 6 und 6A gzeigt, kreuzen sich die Innen- und Außenseiten der Nase des Anlagekörpers S
und bilden so ein spitzes Ende. Jedoch bildet, wie in Figur 7 dargestellt, die Nase 41 auf der äußeren Endfläche
des Anlageringes 40 eines anderen Anlagekörpers ein stumpfes, flaches Ende, da die Innen- und Außenflächen
kurz vor der Spitze der Nase enden.
Wie in Figur 8 gemäß einer anderen Ausflihrungsform gezeigt, besteht der Anlagering S11 aus einem Anlagering 42
mit zwei ringförmigen Nasen 43 auf der Außenfläche, wobei die Enden der Nasen wieder spitz sind, wie im Falle
des Anlagekörpers S. Figur 9 zeigt eine weitere Ausführungsform
gemäß der Erfindung, wobei der Anlagekörper S''1 aus einem Anlagering 44 mit Nasen 45 besteht,
die sich ungefähr über die ganze Außenfläche des Anlageringes erstrecken. Wie vorher beschrieben, ermöglicht
der vielfache Einsatz von solchen Nasen, daß jede weiter außen liegende Nase eine Reservedrucksperre
für eine weiter innen liegende Nase bildet für den Fall, daß diese keine Drucksperre bildet bzw. aufrechterhält.
Hie in Figur 8 und 9 gezeigt, kann die nach innen gerichtete Endfläche der Anlageringe S11 und S1'1 in etwa
den gleichen Aufbau aufweisen wie die der Anlagekörper S und S1, wobei der Außendurchmesser der ausgesparten
Fläche 36 darin größer ist als der Durchmesser der innersten Nase.
- Leerseite
Claims (7)
1. Absperrorgan mit einem Schieber veränderbarer Dicke, gekennzeichnet durch
ein Gehäuse (21) mit einer Führungsbahn (23) und einem Durchf1ußkanäl (22), der die gegenüberliegenden Seiten
der Führungsbahn unterbricht und einen Schieber (25, 26) zum Hin- und Herbewegen auf der
Führungsbahn zum öffnen und Schließen des Durchflußkanals (22), wobei die zwei Schieberteile (25, 26)
keilförmige Flächen an ihren Innenseiten aufweisen und
federnd ineinander gedruckt werden, aber dennoch auf-30
einander verrutschen können, so daß deren Außenseiten von
einander weg bewegt werden, wenn der Schieber in die offene oder geschlossene Position gebracht wird und
einen Stößel (28), der mit einem der Schieberteile
(25 bzw. 26) zum Hin- und Herbewegen verbunden ist, wodurch ebenso der andere Schieberteil (25 bzw. 26),der
auf dem ersten Schieberteil (25 bzw. 26) sitzt, hin- und ^ herbewegt wird, und
einen Durchflußkanal (22), der an seiner Unterbrechung
durch die Seiten der Führungsbahn (23) radial aufgeweitet ist, um ringförmige, der Führungsbahn gegenüberliegende
Aussparungen (24) zu bilden und
1^ ringförmige Anlagekörper (S), die in den Aussparungen
sitzen, um zwischen dem Gehäuse (21) und dem Schieber (25, 26) in der offenen und der geschlossennen Lage des
Schiebers abzudichten, wobei jeder Anlagekörper (S) aus einem Ring (30) besteht, der wenigstens eine ring-
1^ förmige Nase (31) an seiner nach außen gerichteten Endfläche
(32) aufweist, die aus einem härteren Material besteht als die gegenüberliegende, nach innen gerichtete
Fläche (33) der Aussparung (29), und wobei der Anlagekörper (S) in die Aussparung (24) geschrumpft wird, so daß
das Ende der Nase (31) in die nach innen gerichtete Endfläche (33) der Aussparung (24) eingedrückt wird.
2. Ein Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch
g e k e η η ζ e i c h η e t , daß die nach innen gerichtete
Endfläche (34) eines jeden ringförmigen Anlagekörpers (S) eine radiale äußere Fläche (35) zur Anlage
an der gegenüberliegenden, nach außen gerichteten Fläche
(G) des Schiebers (25, 26) und eine radiale Aussparung (36) mit einem äußeren Durchmesser, der wenigstens so groß
ist wie der der Nase (31), aufweist.
3. Ein Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Nase (31) Innen-
und Außenflächen aufweist, die schräg aufeinander zu laufen.
4. Ein Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet , daß der ringförmige Anlagekörper (S) wenigstens eine zusätzliche Nase (43, 45)
auf seiner Außenfläche (32) aufweist, die die vorher erwähnte Nase (31) umgibt.
5. Anlagekörper für ein Absperrorgan mit veränderbarer Schieberdicke, gekennzeichnet durch
einen Ring (30) mit einer Anlagefläche (34) am einen Ende und wenigstens einer ringförmigen Nase (31, 43, 45)
am anderen Ende, die Innen- und Außenseiten aufweist, die schräg aufeinander zu laufen.
6. Anlagekörper nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das eine Ende des Ringes (30) eine radiale Aussparung (36) in der Anlagefläche
(34) aufweist, wobei der Außendurchmesser der Aussparung (36) größer ist als der der Nase (31).
7. Anlagekörper nach Anspruch 5, dadurch gekenn ze i chnet , daßder Ring (30) mindestens
eine weitere ringförmige Nase (43, 45) um die oben erwähnte Nase (31) herum auf seiner nach außen gerichteten
Endfläche (32) aufweist.
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