DE7722015U1

DE7722015U1 - Drosselklappe

Info

Publication number: DE7722015U1
Application number: DE7722015U
Authority: DE
Original assignee: Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1977-07-13
Filing date: 1977-07-13
Publication date: 1977-10-20

Description

Drosselklappe

Die Neuerung betrifft eine Drosselklappe, enthaltend ein rohrförmiges Gehäuse mit Kreis-Querschnitt, eine im Gehäuse drehbare, in ihrem Durchmesser im wesentlichen dem lichten Gehäuse-Durchmesser entsprechende Verschlußscheibe und eine die Verschlußscheibe durchquerende, beidseitig im Gehäuse gelagerte Stellwelle, die mit der Achse des Gehäuses einen von 90° abweichenden Winkel bildet.

Aus der DT-AS 12 34 106 ist bereits eine Drosselklappen-Ausführung bekannt, bei der die Verschlußscheibe im Durchmesser beträchtlich größer ist als der lichte Durchmesser des Gehäuses, so daß im Bereich der Verschlußscheibe eine entsprechend große Erweiterung des Gehäuses erforderlich ist. Die Verschlußscheibe selbst ist in diesem Falle an dem inneren Ende einer Stellwelle befestigt, die unter etwa 45° zur Gehäuseachse geneigt und in einem einseitig vorspringenden Gehäuseteil gelagert ist. Diese bekannte Ausführungsform ist konstruktiv aaßerst aufwendig und aufgrund der Verschlußscheiben-Stellung bei voller Öffnung für Drosselklappen für große Rohrdurchmesser ungeeignet.

Bei einer anderen bekannten Ausführungsform der eingangs genannten Art (DT-PS 464 701) kann die Stellwelle in der einen Ausgestaltung einen von 90° abweichenden Winkel mit der Gehäuseachse bilden, und zwar in der Weise, daß die Stellwelle gegenüber einer senkrecht zur

7722015 20.10.77

Gehäuseachse verlaufenden Ebene und auch mit der von ihr getragenen Verschlußscheibe nur einen verhältnismäßig kleinen spitzen Winkel bildet. Dies hat zur Folge, daß einerseits die Drosselklappe nur bis zu einem relativ kleinen Öffnungs-Querschnitt geöffnet werden kann und daß andererseits beim Schließen dieser Drosselklappe nur verhältnismäßig kleine Scherbewegungen auftreten, was in den meisten Anwendungsfällen völlig unbefriedigend ist, da nur ein kleiner Teil der Umfangsdiohtung immer wieder belastet wird.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drosselklappe der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie bei relativ einfacher konstruktiver Gestaltung sowohl für kleinere als auch für verhältnismäßig große Rohrdurchmesser mit sicherer Absperrmöglichkeit eingesetzt werden kann, wobei die Verschlußscheibe zwischen einer völligen Absperrstellung des Rohr-Querschnitts und einer nahezu völligen Öffnungsstellung verstellbar sein soll.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß der Winkel zwischen Stellwelle ur1 Gehäuseachse zwischen 30 und 60° beträgt. Es hat sich gezeigt, daß eine solche Anordnung der Verschlußscheiben-Stellwelle im rohrförmigen Gehäuse zu einer - im Vergleich zu der zuletzt beschriebenen bekannten Ausführung - erheblich größeren Taumel-Scherbewegung führt, bei der die auftretenden Scherkräfte der Verschlußscheibe über der Gehäuseinnenwand etwa diagonalscherend auftreten, wodurch diese neuerungsgemäße Drosselklappe gegenüber Verschmutzungen oder dgl. unempfindlich ist und somit stets eine sichere Einstell- bzw. Absperrmöglichkeit bietet. Diese Drosselklappe läßt sich dabei konstruktiv äußerst einfach ausbilden, wodurch sich verhältnismäßig niedrige Herstellungskosten ergeben.

7722015 20.10.77

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Neuerung beträgt der Winkel zwischen Stellwelle und Gehäuseachse etwa 45°. In vorteilhafter Weise ist dann die von der Stellwelle drehfest getragene Verschlußscheibe ebenfalls unter einem Winkel von etwa 45° geneigt auf der Stellwelle in der Weise angerjdnet, daß die Verschlußscheibenebene bei vollkommen geöffneter Verschlußscheibe im we3entlichen in der Ebene der Gehäuseachse und bei vollkommen geschlossener Verschlußscheibe im wesentlichen senkrecht zu dieser Gehäuseachse verläuft. Der besondere Vorteil dieser Ausbildung liegt in der ausgezeichneten Funktionstüchtigkeit der Drosselklappe auch bei großen Rohr-Dimensionen (z.B. ca. 500 bis 3000 mm Durchmesser).

In jedem Falle wird es besonders günstig sein, den mit den Gehäuseinnenwand in Berührung kommenden Umfangsrand der Verschlußscheibe mit oder in Form einer Dichtung auszubilden.

Im folgenden sei die Neuerung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen

Fig.1 und 2 Längs- und Querschnitt durch eine

neuerungsgemäße Drosselklappe in vollkommen geschlossener Verschlußscheiben-Stellung;

Fig.3 und 4 Längs- und Querschnitt der in Fig.1 und 2 gezeigten Drosselklappe bei halb-geöffneter Verschlußscheiben-Stellung;

Fig.5 und 6 Längs- und Querschnitt der Drosselklappe gemäß Fig.1 bis 4 in vollkommen geöffneter VeESchlußklappen-Stellung;

7722015 20.10,77

it nil

Fig.7 bis 12

7 -

Detailansichten (gemäß VII in Fig.1) von verschiedenen Verschlußscheiben-Dichtungen in vergrößertem Maßstab.

Die in den Fig.1 bis 6 im Längs- u,nd Querschnitt in verschiedenen Schließ- bzw. Öffnungsstellungen veranschaulichte, neuerungsgemäße Drosselklappe 1 enthält im wesentlichen ein rohrförmige s Gehäuse 2, das - wie aus den Querschnitten der Fig.2, 4 und 6 ersichtlich ist Kreis-Querschnitt aufweist, ferner eine im Gehäuse drehbare Verschlußscheibe 3 und eine die Verschlußscheibe 3 in ihrem Zentrum schräg durchquerende Stellwelle 4, mit der die Verschlußscheibe 3 drehfest verbunden ist.

Wie sich insbesondere den Fig.1 und 2 entnehmen läßt, entspricht der Außendurchmesser der Verschlußscheibe 3 im wesentlichen dem lichten Durchmesser D des Gehäuses 2, so daß in der Absperrstellung der Verschlußscheibe 3 der Durchgang durch das Gehäuse 2 von der Verschlußscheibe 3 versperrt ist.

Den Querschnitten der Fig.2, 4, 6 läßt sich ferner entnehmen, daß die Stellwelle 4 mit ihrer Achse 4a genau in einer diametral durch das Gehäuse 2 hindurchgehenden Ebene liegt, während sie andererseits - wie die Längsschnitte der Fig.1, 3, 5 zeigen - mit der Längsachse 2a des Gehäuses 2 einen von 90° abweichenden Winkel qO bildet, Dieser Winkel dU beträgt neuerungsgemäß zwischen 30 und 60°, um eine möglichst große Taumelscherbewegung beim Schließen der Verschlußscheibe 3 gegenüber der Innenwand des Gehäuses 2 erzielen zu können. In dem in den Fig.1 bis 6 veranschaulichten Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel cL/ 45°, so daß sich eine besonders große Taumelscherbewegung erzielen läßt_r wobei beim Schließen - im Gegensatz zu bekannten Ausführungen - jeder Punkt der Umfangsdichtung gleichmäßig belastet wird.

7722015 20.10.77

ff ft*< ffftfttf

«II t «

Um eine besonders sichere und gut geführte Einstellung der Verschlußscheibe 3 - sowohl bei kleineren als auch bei größeren Rohr-Durchmessern ~ erreichen zu können, ist die Stellwelle 4 beidseitig im Gehäuse 2 gelagert, d.h. in diametral gegenüberliegenden Gehäuselängsabschnitten ist je ein Lager 5, 6 an der Gehäuse-Außenseite befestigt; diese Lager 5,6 können durch irgendwelche geeigneten Gleit- oder Wälzlager gebildet sein. An einem Ende der Stellwelle 4 (in diesem Falle am oberen Ende 4b) ist ein Handgriff 7 zum Einstellen der Stellwelle 4 befestigt. Dies bedeutet, daß die veranschaulichte Drosselklappe 1 für eine Handverstellung ausgebildet ist; selbstverständlich ist es auch möglich, der neuerungsgemäßen Drosselklappe einen an sich bekannten elektrischen bzw. elektro-mechanischen Stellantrieb für die Stellwelle zuzuordnen .

Die Verschlußscheibe 3 ist im veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Fig.1 bis 6 ebenfalls unter einem Winkel (j von 45° geneigt auf der Stellwelle 4 angeordnet. Die Anordnung der Verschlußscheibe 3 auf der Stellwelle ist dabei dann derart, daß die Verschlußscheibenebene 3a bei vcllkommen geöffneter Verschlußscheibe 3 - wie in den Fig.5 und 6 dargestellt ist - in der Ebene der Gehäuse-Längsachse 2a liegt, während sie bei vollkommen geschlossener Verschlußscheibe 3 (wie die Fig.1 und 2 zeigen) senkrecht zu dieser Gehäuselängsachse verläuft. Bei der öffnungs- und Schließbewegung der Verschlußscheibe 3 innerhalb des Gehäuses 2 wird der Umfangsrand 3b des Verschlußscheibe 3 stets gleitend an der Rohrwandung entlangbewegt. Auf diese Weise wird kein Feststoff zwischen dem Umfangsrand 3b und der Innen-Umfangswand des Gehäuses 2 eingeklemmt.

7722015 20.10.77

« I

I I

I I 1

Betrachtet man die Darstellungen der Fig.1 bis 6, in denen die vollkommen abgesperrte Stellung, die halbgeöffnete Stellung und die vollkommen geöffnete Stellung der Verschlußscheibe 3 innerhalb des Gehäuses 2 veranschaulicht ist, dann lassen sich sowohl die verschiedenen öffnungs- bzw. Drosselstellungen der Drosselklappe 1 als auch deren Absperrstellung (einschließlich der verschiedenen Bewegungsabläufe) klar erkennen.

Je nach Ausbildung und Einsatz einer solchen Drosselklappe kann die darin verwendete Verschlußscheibe an ihrem mit dem Gehäuse-Innenumfang in Berührung kommenden Umfangsrand zwecks Erzielung der gewünschten Abdichtung sehr verschieden ausgebildet sein. In den Detail-Schnittansichten (gemäß VII in Fig.1) der Fig.7 bis 12 sind einige Ausbildungsarten des Umfangsrandes der Verschlußscheibe veranschaulicht.

Bei der in Fig.7 dargestellten Ausbildung weist der Umfangsrand 13a der Verschlußscheibe 13 eine Umfangsnut auf, in der ein Dichtungselement 15 nach Art eines Kolbenringes mit eingelegter Wellfeder 16 angeordnet ist. Das Dichtungselement 15 drückt so mit seinem Außenumfangsrand 15a elastisch gegen die Innenumfangswand des Gehäuses 2.

Bei der in Fig.8 dargestellten Verschlußscheibe 23 ist im Außenumfangsrand 23a ebenfalls eine Umfangsnute 24 eingearbeitet, in die ein als Dichtungselement wirkender O-Ring 25 eingelegt ist, der mit dem Innenumfang des Gehäuses 2 in Eingriff steht.

7722015 20.10.77

Il till

I I I

( I I

I I t

I I 1

t I t

- 10 -

Fig.9 zeigt eine Ausführungsform der Verschlußscheibe 33, deren Umfangsrand 33a eine ausreichend elastische, um den ganzen Scheiben-Außenumfang herumlaufende WeIlrohrsicke 34 als Dichtungselement gegenüber dem Innenumfang des Ge'.äuses 2 aufweist.

Die Fig.10 zeigt eine Verschlußscheibe 43, in deren Umfangswand 43a ein im Querschnitt T-förmiger Dichtungsring 44 eingelegt ist, dessen äußere Breite etwa der Dicke der Verschlußscheibe 43 entspricht, wobei außerdem noch die mit dem Innenumfang des Gehäuses 2 in Berührung kommende Außenumfangsflache 44a des Dichtungsringes 44 in Längsrichtung des Gehäuses 2 leicht ballig ausgeführt ist. Die Verschlußscheibe 43 kann zur Aufnahme des T-förmigen Dichtungsringes 4 4 entweder wiederum mit einer Umfangsnut (ähnlich wie bei den Fig.7 und 8) ausgebildet sein oder sie. setzt sich - wie in Fig. 10 dargestellt ist - aus zwei dünneren, mit Abstand voneinander angeordneten Platten zusammen, zwischen denen der innere Umfangsrand 44b des Dichtungsringes 44 eingeklemmt ist.·

In der Ausführungsform der Fig.11 weist die Verschlußscheibe 53 an ihrem Umfangsrand 53a eine lamellenartige Ringscheibendichtung 54 auf, die vorzugsweise federelastisch am Innenumfang des Gehäuses 2 anliegt.

Eine ganz einfache Ausführung der Verschlußscheibe 63 zeigt Fig.12, in der diese Verschlußscheibe 63 einstückig und vorzugsweise aus Metall ausgebildet ist und mit ihrem Außenumfangsrand 6 3a direkt dichtend am Innenumfang des Gehäuses 2 anliegt, wobei dieser Umfangsrand 63a vorzugsweise gehärtet ist und gegebenenfalls - in Gehäuselängs-

7722015 20.10.77

richtung - leicht ballig ausgeführt ist.

Da - wie weiter oben erwähnt - der Umfangsrand der Verschlußscheibe gleitend an der Innenwandung des Gehäuses 2 entlang bewegbar ist, können die an diesem Außenumfangsrand der Verschlußscheibe gesondert vorgesehenen Dichtungselemente sowohl aus metallischen Werkstoffen als auch aus Gummi und entsprechenden federelastischen Kunststoffmaterialien hergestellt sein. Die neuerungsgemäße Drosselklappe kann somit sowohl für kleinere als auch für besonders große Rohr-Durchmesser und außerdem für hohe Drücke und hohe Temperaturen ausgebildet und eingesetzt werden.

7722015 20.10,77

Claims

P 3940

Polysius AG, Neubeckum

Schutzansprüche

1. Drosselklappe, enthaltend ein rohrförmiges Gehäuse mit Kreis-Querschnitt, eine im Gehäuse drehbare, in ihrem Durchmesser im wesentlichen dem lichten Gehäuse-Durchmesser entsprechende Verschlußschpibe und eine die Verschlußscheibe durchquerende, beidseitig im Gehäuse gelagerte Stellwelle, die mit der Achse des Gehäuses einen von 90° abweichenden Winkel bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (^L ) zwischen Stellwelle (4) und Gehäuseachse (2a) zwischen 30 und 60° beträgt.

2. Drosselklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel ( cb ) zwischen Stellwelle (4) und Gehäuseachse (2a) etwa 45° beträgt.

3. Drosselklappe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Stellwelle (4) drehfest getragene Verschlußscheibe (3) ebenfalls unter einem Winkel ( ρ ) von etwa 45° geneigt auf der Stellwelle (4) in der Weise angeordnet ist, daß die Verschlußscheibenebene (3a) bei vollkommen geöffneter Verschlußscheibe (3) im wesentlichen in der Ebene der Gehäuselängsachse (2a) und bei vollkommen geschlossener Verschlußscheibe im wesentlichen senkrecht zu dieser Gehäuselängsachse verläuft.

7722015 20.10.77

ι ι ι ι ι ι ι ι

I I

I I

4t Drosselklappe nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußscheibe (63) aus Metall hergestellt ist und an ihrem mit dem Gehäuse-Innenumfang in Berührung kommenden Umfangsrand (63a) gehärtet ist.

5. Drosselklappe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Gehäuse-Innenumfang in Berührung kommende Umfangsrand der Verschlußscheibe ein Dichtungselement aufweist.

6. Drosselklappe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtungselement eine Art Kolbenring (15) mit Wellfeder (16) vorgesehen ist.

7. Drosselklappe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangsrand (33a) der Verschlußscheibe (33) als Dichtungselement eine ringförmige Wellrohrsicke (34) besitzt.

8. Drosselklappe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangsrand (23a) der Verschlußscheibe (23) einen O-Ring aufweist.

9. Drosselklappe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Umfangsrand (43a) der Verschlußscheibe

(43) ein im Querschnitt T-förmiger Dichtungsring (44) angelegt ist.

10. Drosselklappe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangsrand (53a) der Verschlußscheibe (53) als Dichtungselement eine lamellenartige Ringscheibendichtung (54) aufweist.

7722G15 20.10.77

— 3 —

11· Drosselklappe nach wenigstens einem der Ansprüche bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement aus Metall hergestellt ist.

12. Drosselklappe nach wenigstens einem der Ansprüche bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement aus federelastischem Kunststoff oder Gummi hergestellt ist.

7722015 20,10.77