DE7306068U

DE7306068U - Gasdichte verschlussklappe

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Publication number: DE7306068U
Application number: DE19737306068U
Authority: DE
Original assignee: Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1972-03-14
Filing date: 1973-02-17
Publication date: 1973-08-23
Also published as: AT325257B; GB1420384A; SE392160B; FR2175994B1; CA966476A; ES412557A1; DE2212972B2; NL153985B; US3817490A; CH549179A; JPS48102318A; NL7204897A; FR2175994A1; DE2212972C3; DE2212972A1

Description

P. 4584 a

Gebrüder Sulzer, Aktiengesellschaft, Winterthur/Schweiζ Gasdichte Verschlussklappe

Die Neuerung · betrifft eine gasdichte Verschlussklappe für Rohrleitungen, die in Verschlussstellung über eine elastische Dichtung an einen Flansch angepresst ist, wobei je ein Verstellorgan zum Oeffnen und Schliessen der Klappe über eine ausserhalb des Leitungsquerschnittes angeordnete Betätigungswelle und über Hebel mit der Klappe verbunden ist.

Gasdichte Verschlussklappen den genannten Art sind bekannt. Mit den Stellorganen für das Oeffnen und Schliessen sind sie bisher über ein aus mehreren Hebeln bestehendes Hebelsystem verbunden. Derartige Hebelsysteme sind platzraubend sowie relativ schwer und aufwendig und erhöhen den Durchflusswiderstand. Der Neuerung , die insbesonders Verschlussklappen für Lüftungsleitungen in Atomanlagen betrifft, liegt daher die Aufgabe zugrunde, dieses Hebelsystem durch eine einfachere, leichtere und auch billigere Konstruktion zu ersetzen.

Gemäss der . Neuerung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Klappe mit Spiel beweglich und um eine Achse drehbar in einem Ende eines mit der Betätigungswelle fest verbundenen, einarmigen Hebels gelagert ist, und dass ferner in dem beim Oeffnen und Schliessen von dem Hebel überstrichenen Kreissektor zu beiden

i Seiten des Hebels	in	der	It· · ff t % · · · · t · it · · · Rohrleitung Auflaufrollen für	die	(b Klappe
angeordnet sind.
Um eine Fixierung	des	für	ein gutes Anliegen der Klappe	in	Schliess-

Stellung dienenden Spiels besonders auch in der Offenstellung zu erreichen, kann ein federndes Organ vorhanden sein, das die Klappe in ihren Endstellungen gegen eine Auflage drückt. .

Für die erwähnte Verwendung in Atomanlagen besteht die weitere, an die Klappe zu stellende Forderung, dass bei Ausfall der in den meisten Anwendungsfällen für die Betätigung herangezogenen Hilfsenergie die Klappe die Rohrleitung gasdicht abschliessen soll, um einen Austritt von unter Umständen radioaktiv verseuchter Luft in die Atmosphäre zu verhindern. In diesem Fall hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Verstellorgan für das Oeffnen und dasjenige für das Schliessen der Klappe getrennt voneinander an verschiedenen Enden der Betätigungswelle angeordnet sind, und wenn darüberhinaus das Verstellorgan für die Schliessrichtung aus einer Feder besteht, die über ein seilartiges Zugorgan an einem mit der Welle fest verbundenen Schwenkarm angreift, dessen freies Ende in seinen Endstellungen auf verschiedenen Seiten von einer - mindestens im wesentlichen parallel zur Längsachse der Feder verlaufenden - Ebene durch seine Drehachse gelegen ist.

Die zuletzt genannte Massnahme ermöglicht, eine relativ hohe Zugkraft bei geschlossener Stellung der Klappe, d.h. bei zusammengezogener Feder, auszuüben, ohne dass, beispielsweise bei für die geschlossene Klappe vorgeschriebener Federkraft, die Feder überdimensioniert

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werden müsste. Eine weitere Verbesserung der Schliesskraft kann erreicht werden durch die Massnahme, dass in Schliessteilung der Angriffspunkt der Feder am Schwenkarm mindestens annähernd senkrecht unter ihrer Aufhängung liegt; diese Verbesserung beruht darauf, dass infolge eines relativ grossen Hebelarmes das auf die Klappe in Schliesssteilung ausgeübte Drehmoment gross wird.

Die W-förmige Ausbildung des Dichtprofils ergibt einerseits auch bei relativ schwachen Anpresskräften infolge der beiden dünnen und flexiblen äusseren Lippen eine gute Dichtwirkung, während bei starken Anpressdrücken zusätzlich der steifere Kern der Dichtung zur Wirkung kommt.

Die Neuerung wird in nachfolgender Beschreibung eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht einer geschlossenen Klappe, in Strömung:;-richtung der Luft gesehen; Fig. 2 ist der Schnitt II - II von Fig. 1; Fig. 3 gibt in gleicher Darstellung wie Fig. 2 eine offene Klappe · wieder;

: Fig. 4a und 4b stellen als Detail sohematisch die Stellung des Schwenkarmes und der an ihm angreifenden Feder bei offener und bei geschlossener Klappe dar, während

Fig. 5 als Detail die Anordnung und den W-förmigen Querschnitt des Dichtelementes zeigt.

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Die Verschlussklappe 1 befindet sich in einem in Strömungsrichtung (Pfeil A in Fig. 2 und 3) relativ kurzen, zwischen zwei Abschnitte einer Rohrleitung einsetzbaren Zwischenstück oder Klappengehäuse 2, dessen Durchmesser vorteilhafterweise etwas grosser gehalten wird als derjenige der zugehörigen, nicht dargestellten RohrIeitungsabschnitte, so dass die Aussenflansche der Rohrleitμngsabschnitte mit den nach innen gerichteten Flanschen 3 und 4 des Zwischenstückes 2 verbunden, z.B. durch auf dem Umfang der Flansche 3 und 4 verteilte Bohrungen 48 hindurch mittels Schraubenbolzen und Muttern fest verschraubt, werden können.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, ist der in das Gehäuse 2, z.B. eingeschweisste Flansch 3 gegenüber dem in gleicher Weise befestigten Flansch 4 verstärkt ausgeführt, weil die Klappe 1 in Schliessstellung gegen ihn gepresst wird. Für einen gasdichten Verschluss sorgt ein Dichtelement 5,' das in Fig. 5 in seinem Querschnitt nochmals vergrössert dargestellt und in einer entsprechenden Ringnut 6 des Flansches 3 eingebettet ist. Für den Ein- und Ausbau der in ihrem Durchmesser die lichte Weite der Flansche 3 und 4 übersteigenden Klappe 1 dienenden Ausnehmungen 46 die einander diametral gegenüberliegend im Flansch 4 vorgesehen sind.

Die Klappe 1 selbst trägt in ihrer Mitte einen durch Schrauben 7 gehaltenen Lagerbock 8, der eine Welle 9 mit Spiel umfasst. Diese ruht im gabelförmigen Ende 10 eines einarmigen Hebels 11 und ist gegen seitliche Verschiebungen durch Schrauben 12 gesichert. Zu beiden Seiten des Lagerbockes 8 umschliessen die Welle 9 einige Windungen einer Feder 13, deren freien Enden sich an den Flanken

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der Gabel 10 abstützen. Die Feder 13 dient dazu, das Spiel der Klappenlagerung, das wegen eines verbesserten und glelchmässlgeren Anliegens der Klappe 1 am Flansch 3 bewusst vorgesehen 1st, in beiden Endstellungen (offen und geschlossen) zu beseitigen und die Klappe in diesen Stellungen - auch ohne dass in Schliessstellung ein in der Rohrleitung strömendes Medium die Klappe 1 gegen den Flansch presst - zu fixieren, um beispielsweise unerwünschte Geräusche der Klappe 1 zu vermeiden. In der Offenstellung (Fig. 5) drückt die Feder 13 die Klappe 1 gegen zwei im Innern des Zwischenstückes 2 angeordnete Auflaufrollen 14, die später genauer beschrieben werden.

Der Hebel 11 ist auf eine Hülse 15 aufgeschweisst, die ihrerseits auf eine Betätigungswelle 16 aufgeschoben und durch nicht dargestellte Schrauben dort festgehalten ist. An der Betätigungswelle 16, die exzentrisch unterhalb der Rohrleitung bzw. des Gehäuses 2 angeordnet ist, greifen über Schwenkarme 17 und 18 Verstellorgane 19 und für das Oeffnen und Schliessen der Klappe 1 an.

Um Gasdichtheit der ganzen Anordnung zu gewährleisten, ist die Welle

16 von einem mit dem Zwischenstück 2 verschweissten Gehäuse 21 umschlossen, wobei ihre Durchtritte durch die von Schrauben 23 gehaltenen, stirnseitigen Begrenzungen 22 des Gehäuses 21 in üblicher und bekannter Weise durch Wellenabdicht- oder Simmerringe 47 abgedichtet sind. Ein seitliches Verschieben der Welle 16 wird durch mit Schrauben 24 fixierte Stellringe 25 verhindert.

Im Klappengehäuse 2 sind im - in der Seitenansicht - etwa 45° betragenden Schwenkbereich des durch eine Drehung der Welle 16 betätigten Hebels 11 die bereits erwähnten Auflaufrollen 14 angeordnet,

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die auf zwei durch das Gehäuse 2 hindurchgeführten und mit ihm gas-

dicht verschwelssten Achsen 26 mit Hilfe von Unterlagescheiben 27 gehalten und dürfen Splinte 28 gesichert sind. Sie haben die primäre Auf· gäbe beim Oeffnen der Klappe 1 - in Flg. 2 durch eine Drehung des Hebels 11 um 45° im Uhrzeigersinn - eine Drehung der auf sie dabei auflaufenden Klappe 1 um die Welle 9 zu bewirken, so dass die Klappe 1, wie die Flg. 3 zeigt, in der Offen-Stellung horizontal parallel zur Leitungsachse liegt. Durch diese Auflaufrollen 14, die wie erwähnt darUberhinaus in der Offenstellung als Widerlager für die von der Feder 13 ausgeübte Kraft dienen, ist es möglich, in Verbindung mit dem einarmigen Hebel 11 die Hebelsysteme bisheriger Verschlussklappen mit der gleichen Wirksamkeit durch die gezeigte, einfache und relativ leichte Konstruktion zu ersetzen.

Das Verstellorgan 19 für das Oeffnen der Klappe 1 besteht aus einem in einem Zylinder 30 angeordneten Stellkolben, der-über nicht dargestellte Zufuhrleitungen zu seiner pneumatischen oder hydraulischen Betätigung mit einem Arbeitsmittel versorgt wird. Als vorteilhaft hat sich Druckluft als Arbeitsmittel erwiesen, die zum SchXiessen der Klappe 1 einfach in die Atmosphäre abgeblasen werden kann. Der ' Stellkolben ist über ein Gestänge 29 am Schwenkarm 17 der Welle 16 angelenkt, während der Zylinder 30 an einem Zapfen 31 aufgehängt und durch einen Haltering 32 gesichert ist, wobei der Zapfen 31 seinerseits an einem am Gehäuse 2 angeschweissten Trägerarm 33 befestig";, z.B. ebenfalls angeschweisst, ist. An ihrem äussersten, linken Ende in Fig. 1 trägt die Betätigungswelle 16 einen Zeiger 34, der die Stellung der Klappe 1 anzeigt.

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Ein zweiter Trägerarm 35 auf der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 2 trägt als Verstellorgan 20 für das Schllessen d*r Klappe eine Feder. Die.se 1st an einer Gewindespindel 36 aufgehängt, durch die die Höhe des Aufhängepunktes 41 und damit die Federspannung mit Hilfe von Muttern 37 verändert und eingestellt werden kann.

Mit dem Schwenkarm 18 ist die Feder 20 über eine Kette 3(3 verbunden (Fig. 4), die jedoch auch durch ein Stahlband, ein Seil oder ein anderes Zugorgan ersetzt sein kann, das sich an die auf der der Kette 38 zugewandten Seite kurvenscheibenartige Form des Schwenkarmes anpassen kann. Der Schwenkarm 18 ist relativ zum Hebel 11 auf der Welle 16 derart angeordnet, dass er bei Offen-Steliung der Klappe die in Fig. 4a gezeigte und in der Stellung "zu" die in Fig. 4b gezeigte Endlage einnimmt. Bei einer Drehung der Welle 16 in ihrem Arbeitsbereich durchläuft der Schwenkarm 18 also seinen unteren Scheitelpunkt, wobei sich' in der OffenrStellung die Kette 38 an die Kurvenscheibe 39 anlegt. Dadurch ergeben sich in der Offen- und in der Zu-Stellung verschieden grosse Hebelarme r und s für das auf den Klappenhebel 11 in Schllessrichtung durch die Kraft der Feder 20 ausgeübte Drehmoment, das daher für die Schliessstellung erheb- ' lieh grosser ist.

Wie bereits geschildert, wird durch die relative Anordnung des Schwenkarmes 18 zum Hebel 11 und zur Feder 20 eine erhöhte Stellkraft der Feder 20 in Schliessrichtung bzw. bei vorgeschriebener Stellkraft eine erhebliche Verkleinerung der Federabmessungen erreicht, weil die nur während des Stellvorganges in Erscheinung tretende Federverlängerung, deren Maximalwert durch Abmessungen, Form und Eigenschaften der Feder gegeben ist, relativ klein ist und nur die

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Längendifferenz zwischen Endlage und unterem Scheitelpunkt des Schwenkarmes 18 beträgt. In gleichem Sinne wirkt auch der in Schliess· stellung durch diese konstruktive Anordnung vergrössorte Hebelarm s.

Ordnet man den Angriffspunkt 40 der Kette 38 am Arm 18 urid den Aufhängepunkt 41 der Feder 20 am Tragarm 35 so an, dass beide Punkte 40 und 41 bei geschlossener Klappe senkrecht untereinander liegen, so ergibt sich zusätzlich eine weitere, allerdings geringfügige Vergrösserung des Hebelarmes s gegenüber der in Fig. 4b gezeigten Zuordnung der beiden Punkte 40 und 41 zueinander.

Das ringförmige, elastische, z.B. aus Gummi gefertigte, Dichtelement 5, das durch widerhakenartige Ansätze 42 an seinem Fuss in der Hingnut 6 des Flansches 3 gehalten ist, weist einen Basisteil 43 auf, der sich auf dem Flansch 3 zu beiden Seiten der Ringnut 6 abstützt und das im Querschnitt W-förmige Profil trägt. Die äusseren Lippen 44 des Profils sind dabei, wie bereits geschildert, relativ dünn und hochelastisch ausgeführt. Sie gewährleisten eine gasdichte Abdichtung auch bei relativ geringen Anpressdrücken der Klappe 1. Ein wesentlich steifer ausgeführter Kern 45 wird vor allem bei starkem Anpressdruck wirksam, der ja zusätzlich zu der Kraft der Feder 20 durch den Druck des in der Leitung abgeschlossenen Medium«! bestimmt ist. Der Kern 45 bietet auf diese Weise eine zusätzliche Gewähr dafür, dass auch bei hohen Anpressdrücken die geforderte Gasdichtheit gesichert ist.

Claims

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1. Oasdichte Verschlussklappe fUr Rohrleitungen, die In Verschlussstellung über eine elastische Dichtung an einen Flansch angepresst ist, wobei je ein Verstellorgan zum Oeffnen und Schliessen der Klappe über eine ausserhalb des Leitungsquerschnittes angeordnete Betätigungswelle und über Hebel mit der Klappe verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (1) mit Spiel beweglich und um eine Achse drehbar in einem Ende eines mit der Betätigungswelle (16) fest verbundenen, einarmigen Hebels (11) gelagert 1st, und dass ferner f in dem beim Oeffnen und Schliessen von dem Hebel (11) Uberstrichenen Kreissektor zu beiden Seiten des Hebels (11) in der Rohrleitung (2) f Auflaufrollen (14) für die Klappe (1) angeordnet sind.

2. Verschlussklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein federndes Organ (13) vorhanden ist, das die Klappe (1) in ihren Endstellungen gegen eine Auflage (3,14) drückt.

3» Verschlussklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellorgan (19) für das Oeffnen und dasjenige (20) für das Schliessen der Klappe (1) getrennt voneinander an verschiedenen;-. Enden der Betätigungswelle (16) angeordnet sind.

4. Verschlussklappe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellorgan (20) für die Schliessrichtung aus einer Feder besteht, die über ein seilartiges Zugorgan (38) an einem mit der Welle (16) fest verbundenen Schwenkarm (18) angreift, dessen freies Ende in seinen Endstellungen auf verschiedenen Seiten von einer -mindestens im wesentlichen parallel zur Längsachse der Feder (20) verlaufenden - Ebene durch seine Drehachse gelegen ist.

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5. Verschlussklappe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass

In Schllessstellung der Angriffspunkt (40) der Feder (20) am Schwenk- arm (18) mindestens annähernd senkrecht unter ihrem Aufhängungspunkt (41) liegt.

6. Verschlussklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzelehnet, dass das Dichtelement (5) ein W-förmiges Dichtprofil besitzt.