WO1996012129A1 - Absperrschieber aus einem gehäuse mit anschlussrohr - Google Patents

Abstract

Bei einem Absperrschieber aus einem Gehäuse mit Anschlussrohr für ein strömendes Medium sowie einem im Gehäuseinneren quer zur Strömungsrichtung bewegbar gelagerten und in das Anschlussrohr einführbaren bzw. aus diesem wieder herausführbaren Schieber zur Unterbrechung bzw. Freigabe des Strömungsflusses, weist der Schieber (5) die Form einer Scheibe auf, mit einem geschlossenen Bereich, dessen Fläche mindestens dem Innendurchmesser des Anschlussrohres (6) entspricht, sowie einem weiteren Bereich mit einer dem Innendurchmesser des Anschlussrohres entsprechenden Bohrung (7). Die Scheibe ist zum Einführen ihres geschlossenen Bereiches in das Anschlussrohr (6) ziehbar gelagert.

Description

Absperrschieber aus einem Gehäuse mit Anschlussrohr

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Absperrschieber aus einem Gehäuse mit Anschlußrohr für ein strömendes Medium sowie einem im Gehäuseinneren quer zur Strömungsrichtung bewegbar gelagerten und in das Anschlußrohr einführbaren bzw. aus diesem wieder herausführbaren Schieber zur Unterbrechung bzw. Freigabe des Strömungsflusses- wobei der Schieber einen geschlossenen Bereich aufweist, dessen Fläche mindestens dem Innendurchmesser des Anschlußrohres entspricht, sowie einen weiteren Bereich mit einer dem Innendurchmesser des Anschlußrohres entsprechenden Bohrung.

Absperrschieber sind hinlänglich bekannt, beispielsweise ist es üblich (Zeitschrift "Power", Februar 1983, Special Report On Valves In General, Seite 3), mittels eines Handrades und hiermit betätigbarer Spindel einen Schieber zu bewegen, der in geschlossenem Zustand des Schiebers in eine Öffnung im Anschlußrohr gepreßt wird. Die Abdichtung erfolgt dabei mittels einer im Gehäuse angeordneten Gummidichtung. Nachteilig hierbei ist, daß die Funktionsfähigkeit solcher Schieber durch Ablagerungen und Fremdkörper gerade im Bereich der Auflage des Schiebers und der Dichtungselemente eingeschränkt ist. Denn Ablagerungen und Fremdkörper, die sich in diesem Bereich befinden, verhindern die geforderte Abdichtung, sie machen vielmehr kostenaufwendige Wartungsarbeiten erforderlich.

Hieran ändert auch wenig eine andere bekannte Konstruktion (s. o. genannte Zeitschrift Seite 17), bei der die Abdichtung im Bereich des Anschlußrohres über eine Gummimembran erfolgt, die als Absperrschieber wirkt. Auch hierbei läßt sich nicht verhindern, daß im Laufe der Zeit unvermeidbare Ablagerungen bzw. vom strömenden Medium mitgeführte Fremdkörper im Bereich des Absperrschiebers hängenbleiben und eine sichere Absperrwirkung ausschließen. Dies gilt in gleicher Weise dann, wenn der Absperrschieber als Verschlußelement verwendet werden soll, aber auch dann, wenn ein solcher Absperrschieber die Aufgabe hat, als Rückstausicherung in einem Rohrleitungssystem zu wirken.

Bekannt ist auch bereits ein Absperrschieber der gattungsgemäßen Art (DE-OS 25 48 626), bei dem der Schieber in einem gesonderten Rohreinsatz in der jeweiligen Bewegungsrichtung geführt ist, wobei das Verschließen des Rohranschlusses durch die Schubbewegung des sog. Schieberkörpers erfolgt. Abgesehen davon, daß ein solcher Rohreinsatz zusätzlicher Abdichtungen gegenüber dem Gehäuse des Absperrschiebers bedarf und damit wartungsabhängiger wird, verhindert die Schubbewegung des Schieberkörpers nicht, daß immer wieder im Strömungskanal befindliche Fremdkörper, beispielsweise Lappen oder Papier, am Boden des Rohreinsatzes festgeklemmt werden und damit die Wirkung des Absperrspeichers als Verschlußelement in Frage gestellt wird.

Darüberhinaus gelangen beim Schließvorgang jedes Mal Schmutzfrachten in den unteren Leerraum für den Schieberkörper, insbesondere beim Einsatz des Absperrschiebers im Schmutzwasserbereich, die die Funktion des Schiebers verhindern. Denn letztlich führen Ablagerungen im unteren Leerraum des Schiebers dazu, daß der Absperrschieber nicht mehr geschlossen werden kann.

Man hat deshalb für den Schmutzwasserbereich, beispielsweise als Rückstausicherung für fakalienhaltiges Abwasser, Schlauchquetschventilvorrichtungen mit einer Kompressorsteuerung vorgesehen (Passavant Katalog Entwässerungstechnik, Ausgabe 1993, Auszug aus K'91 - Entwässern Gebäude -, Seite 420-423), diese Vorrichtungen sind jedoch kostspielig, störanfällig und von daher wartungsintensiv.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu finden, Absperrschieber der gattungsgemäßen Art so zu gestalten, daß sie weitgehend wartungsfrei sind, und daß sie unbeeinflußt von im Laufe der Zeit unvermeidbaren Ablagerungen oder im Strömungsmedium mitgeführter Fremdkörper zuverlässig abdichten.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß der Schieber die Form einer Scheibe aufweist, die zum Einführen ihres geschlossenen Bereiches in das Anschlußrohr ziehbar gelagert ist. Eine solche Ausbildung des Schiebers mit integrierter Durchflußöffnung und gleichzeitig vorhandenem Absperrteil stellt im Gegensatz zu Absperrschiebern mit im Strömungskanal angeordneten Dichtungen sicher, daß die Vorgänge "Öffnen" und "Schließen" unbeeinflußt von dem Strömungsmedium selbst oder mitgeführter Fremdkörper problemlos und mit einfachen Mitteln durchgeführt werden kann. Das gilt auch insbesondere schon deshalb, weil durch den gleichzeitig für die Öffnung des Anschlußrohres und für das Verschließen ausgebildeten Schieber Dichtungsmittel aus dem Bereich des Anschlußrohres herausgenommen und in einen von dem Strömungsmedium unbeeinflußten Bereich des Gehäuses des Absperrschiebers verlegt werden. Darüberhinaus ist durch das Hineinziehen des geschlossenen Bereiches der Schieber-Scheibe in den Strömungskanal des Anschlußrohres sichergestellt, daß mit sich verminderndem Strömungsquerschnitt durch die wachsende Strömungsgeschwindigkeit des abzusperrenden Mediums in diesem mitgeführte Festkörper aus dem Absperrbereich problemlos entfernt werden. Die Betriebssicherheit und Funktionstüchtigkeit des erfindungsgemäßen Absperrventils ist daher gegenüber den bekannten Anordnungen gegeben. Das Hineinziehen der Scheibe in den Absperrzustand erfolgt bei senkrechter Montage des Schiebers von unten nach oben, bei geneigtem Einbau des Absperrschiebers in ein Leitungssystem entsprechend der jeweiligen Schräglage.

Die gemäß der Erfindung verwendete Scheibe mit integrierter Durchgangsbohrung kann in ihrer äußeren Form dem jeweiligen Gehäuse des Absperrschiebers angepaßt werden, sie kann daher eine beliebige äußere Form aufweisen. Ovale und ellipsenför ig ausgebildete Scheiben haben sich in ihrer Handhabung und Anpassung an die Gehäuseabmessungen des Absperrschiebers als besonders vorteilhaft erwiesen.

Vorteilhaft ist es auch, wenn man den Randbereich der in den Schieber integrierten Bohrung ein- oder beidseitig anschleift. Beim Überfahren der jeweiligen Dichtungen werden so leichter Ablagerungen aus dem Dichtbereich ausgestoßen, sie gelangen in den Strömungskanal und werden dort vom strömenden Medium weggeschwemmt. Hinzukommt, daß entsprechend der erfindungsgemäßen Maßnahme, nämlich den Randbereich der Bohrung anzuschleifen, die Dichtungen selbst durch das sukzessive Überfahren und Hineinpressen in die Nut vor Beschädigungen beim Schließvorgang geschützt sind. In diesem Zusammenhang ist es oft ausreichend und zweckmäßig, wenn lediglich der dem geschlossenen Bereich der Scheibe abgekehrte Randbereich der Bohrung angeschliffen ist.

Besondere Vorteile ergeben sich in Weiterführung der Erfindung dann, wenn der angeschliffene Bereich als Schneidkante ausgebildet ist. Insbesondere im Fäkalienbereich mitgeführte Feststoffe haben so keine Möglichkeit mehr, eine vollständige Schließung des Absperrschiebers im Bedarfsfall zu verhindern. Bei der Bewegung des scheibenförmigen Schiebers in die Schließstellung werden dann nämlich die sich im Bereich der Scheibe befindlichen Feststoffe durchtrennt, so daß sie problemlos von dem strömenden Medium mitgenommen werden. Dieser Effekt tritt verständlicherweise besonders dann auf, wenn die als Schieber entsprechend der Erfindung verwendete Scheibe eine Metallplatte ist, mit einer Öffnung, deren ein- oder beidseitig geschliffener Rand eine scharfkantige Begrenzung darstellt, die beim Herausbewegen aus dem Strömungskanal anhaftende Fremdkörper problemlos durchtrennt.

Aber auch ohne den Durchfluß eines Mediums ergeben sich bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform Vorteile dadurch, daß im Kanten- /oder Schneidbereich liegende Teilchen, wie Steine, Kerne und dergl., die bei den vorbekannten Absperrschiebern den Schließvorgang blockieren, beim Hochziehen der Scheibe von den Kanten herunterfallen und damit aus dem Schließbereich automatisch entfernt werden.

Wie bereits erläutert, ist der besondere Vorteil der Erfindung auch darin zu sehen, daß die Abdichtungen für die als Schieber wirkende und mit einer Durchgangsbohrung versehene Scheibe außerhalb des Anschlußrohres im Bereich der Scheibenführung angeordnet ist. Von mitgeführten Fremdkörpern bleiben diese Dichtungen daher unbeeinflußt. Als Dichtmittel selbst können an sich bekannte Elemente verwendet werden, vorteilhaft besteht die Abdichtung aus zwei O-Ringen, zwischen denen die Scheibe des Absperrschiebers hindurchführbar ist.

Wie der genannte Stand der Technik zeigt, werden auch bei senkrechter Anordnung der mit einem Handrad z. B. antreibbaren Bewegungsspindel die Schieber in oder auf die für sie vorgesehenen und mit Dichtungselementen ausgerüstete Öffnungen gepreßt. Abweichend hiervon sieht die Erfindung vor, daß die Scheibe in den Absperrzustand ziehbar gelagert ist. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Scheibe von unten nach oben gezogen wird. Mit dem Hochziehen der Scheibe und der sich damit vermindernden lichten Weite der Durchgangsbohrung durch die Scheibe erhöht sich die Durchflußgeschwindigkeit im abzudichtenden Bereich, so daß Ablagerungen und Fremdkörper beschleunigt aus dem Fließbereich herausgeschwemmt werden. Dies führt praktisch zu einer selbsttätigen Reinigung der Absperrstelle, insbesondere auch deshalb, weil, wie bereits ausgeführt, noch im Bereich der Durchgangsbohrung haftende Fremdkörper vor dem endgültigen Verschließen des Anschlußrohres von den Rändern der Durchgangsbohrung durchtrennt und damit die zerkleinerten Teile problemlos fortgeschwemmt werden können.

Ist es erforderlich, den Durchfluß aggressiver, beispielsweise güllehaltiger Medien zu sperren oder freizugeben, kommt es also darauf an, auch beim Betrieb mit solchen Medien die Betriebssicherheit des Absperrschiebers zu gewährleisten, wird in Weiterbildung der Erfindung auch der Raum für den Antrieb des Schiebers, beispielsweise der Spindelraum, abgedichtet.

Die Mehrzahl gattungsgemäßer Absperrschieber ist von Hand betätigbar, wobei mittels eines Handrades die am anderen Ende mit dem eigentlichen Schieber versehene Antriebsspindel in die eine oder andere Richtung gedreht wird. Dieser Antrieb wird in Durchführung der Erfindung vorteilhaft elektrisch, elektromechanisch, pneumatisch oder auch hydraulisch erfolgen, das gilt insbesondere dann, wenn der erfindungsgemäße Absperrschieber Sicherungsfunktionen übernimmt, d. h., in Notfällen, beispielsweise um einen Rückstau zu vermeiden, kurzfristig und in Durchführung der Erfindung automatisch gesteuert betätigt wird.

Die Erfindung sei anhand der in den Figuren 1 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Dabei zeigen die Fig. 1 und 1a den erfindungsgemäßen Absperrschieber im Längsschnitt, während der gleiche Absperrschieber in der Fig. 2 im Querschnitt dargestellt ist.

In der Fig. 3 ist der Absperrschieber im geöffneten Zustand und mit einer zusätzlichen Abdichtung des Spindelraumes dargeteilt, die Fig. 3a zeigt den gleichen Absperrschieber im geschlossenen Zustand.

Die Fig. 4 verdeutlicht die zusätzliche Abdichtung in einem Querschnitt.

Die Fig. 5 bis 8 verdeutlichen Ausbildungen des Randbereiches der Durchflußbohrung im Schieber.

Entsprechend der Fig. 1 ist das hier verwendete Handrad des Absperrschiebers mit 1 bezeichnet, in der Halterung 2 ist die Antriebsspindel 3 geführt. Eine Öffnung 4 ist für Reinigungs- oder Wartungszwecke im Gehäuse des Absperrschiebers vorgesehen, der erfindungsgemäß ausgebildete Schieber ist mit 5 bezeichnet. Das Gehäuse des Absperrschiebers beinhaltet gleichzeitig das Anschlußrohr 6, an dessen beiderseitige Enden weiterführende Rohre, beispielsweise über nicht dargestellte Flansche, angeschlossen werden können. Der Innendurchmesser des Anschlußrohres 6 entspricht der Durchgangsbohrung 7 in dem als Scheibe ausgebildeten Schieber 5. Der die Durchgangsbohrung 7 begrenzende Rand ist die Kante 8. Ist, wie aus der Fig. 1a ersichtlich, die Kante 8 messerartig angeschliffen, so ist diese in der Lage, die beim Hochziehen des Schiebers 5 nach entsprechender Betätigung des Handrades 1 im Zusammenwirken mit der äußeren Umflache des Anschlußrohres 6 im Führungsbereich des Schiebers 5 befindlichen Fremdkörper insbesondere auch faseriger Art, die immer wieder zu Störungen im Schließbereich Anlaß geben, zu durchtrennen. In der durch die verminderte Öffnung erhöhten Strömung können dann die durchteilten Fremdkörper schnell und sicher entfernt werden.

Wie dargestellt, befinden sich die Schieberdichtungen 9 außerhalb des Einflußbereiches des strömenden Mediums, sie sind erfindungsgemäß aus dem Bereich des Anschlußrohres 6 herausgenommen.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Schiebers 5 als Scheibe gestaltet sich der gesamte Aufbau des Absperrschiebers einfach und montagefreundlich. Angepaßt an den einfachen Bewegungsablauf des Schiebers 5 beim Öffnen oder Schließen des Anschlußrohres 6 und an die spezielle äußere Form des Schiebers 5 als mit einer Durchgangsbohrung 7 versehene Scheibe, ist das Gehäuse 10 zweiteilig ausgebildet, die beiden Teile können mittels der Schrauben 11 problemlos zusammengefaßt und das Gehäuseinnere mittels eingelegter Dichtungselemente 12 sicher verschlossen werden.

Die Figuren 1 und 1a zeigen den erfindungsgemäßen Absperrschieber in geöffnetem Zustand. Ist, wie in der Fig. 2 erkennbar, der scheibenförmige Schieber 5 in die im oberen Teil der Fig. gestrichelt dargestellte Lage gebracht, nämlich nach oben gezogen, dann verschließt der in den Figuren noch unterhalb des Anschlußrohres 6 befindliche geschlossene Bereich der Scheibe den Strömungsquerschnitt des Anschlußrohres 6 vollständig, so daß eine einwandfreie Abschottung oder Absperrung sichergestellt ist.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die dargestellte Ausführungsform mit Handrad beschränkt. Elektrische, elektromechanische, pneumatische oder hydraulische Antriebsmittel sind vorteilhaft einsetzbar. Die betriebssichere Funktionsweise des erfindungsgemäßen Absperrschiebers erlaubt zudem seinen Einsatz als Verschluß- und/oder Rückstausicherung auch im Zusammenhang mit Kontroll- oder Meldeeinrichtungen im Rohrleitungssystem, die in Störfällen durch Übermittlung entsprechender Signale an den Absperrschieber dessen Öffnen oder Schließen veranlassen.

Da in Rohrleitungsnetzen auch aggressive, beispielsweise güllehaltige Medien transportiert und dementsprechend deren Durchfluß gesperrt oder freigegeben werden muß, kommt es mitunter darauf an, die Antriebsmittel vor diesen aggressiven Medien zu schützen. Diesem Zweck dient die in der Fig. 3 dargestellte zusätzliche Dichtung 13. Sie dichtet den zu schützenden Spindelraum sicher ab, unabhängig davon, ob, wie die Fig. 3 zeigt, der Absperrschieber den Durchfluß des Mediums freigegeben oder, wie die Fig. 3a verdeutlicht, den Durchfluß gesperrt hat. Die Durchgangsbohrung 7 in dem Schieber 5 befindet sich dabei oberhalb des Anschlußrohres 6.

Die Fig. 4 verdeutlicht die zusätzliche Abdichtung 13, beispielsweise mittels eines oder mehrerer O-Ringe, in einer anderen Ansicht. Ausgehend von einer senkrecht zur Rohrleitung durchgeführten Bewegung des Schiebers 5 zum Sperren und Öffnen eines Rohrleitungssystems zeigt die Fig. 5 die Ausbildung des oberen Kantenbereiches 14 der Durchgangsbohrung 7 im Schieber 5. Beidseitig ist dieser Kantenbereich 14 mit Schrägen 15 versehen, sie tragen beim jeweiligen Überfahren des Dichtungsringes 9 dazu bei, daß möglicherweise im Dichtungsbereich vorhandene Ablagerungen leicht ausgestoßen werden können und damit in den Strömungskanal gelangen und weggeschwemmt werden, sie tragen beim Schließvorgang aber auch durch das sukzessive Überfahren der Dichtungen und deren Hineinpressen in die Aufnahmenuten zum Schutz der Dichtungen vor Beschädigungen bei.

Bei gleicher Schieberstellung wie in der Fig. 5 zeigt die Fig. 6 den unteren Kantenbereich 16 der Durchgangsbohrung 7 im Schieber 5. Diese Kantenausbildung entspricht der in der Fig. 1 dargesteilte^~n^~Ausführungsform.

Wie ausgeführt, läßt es sich nicht vermeiden, daß in einem Rohrleitungssystem für fließfähige Medien auch Festkörper mittransportiert werden, die, wenn sie beim Schließen des Absperrschiebers vom Schieber eingeklemmt werden, eine Abdichtung unmöglich machen. Aus diesem Grunde sind in Weiterführung der Erfindung mindestens die jeweils unteren Kantenbereiche als Schneidkanten ausgebildet, die im Zusammenhang mit der Bewegung des Schiebers eine Durchtrennung, also Zerkleinerung eventuell im Dichtungsbereich festliegender Materialien bewirken. Diesem Zweck kann beispielsweise die in der Fig. 7 dargestellte Variante dienen, hierbei ist der untere Kantenbereich 17 der Durchgangsbohrung 7 messerartig angeschliffen.

Abweichend hiervon zeigt die Fig. 8 den Kantenbereich 18 hohlkehlenartig ausgebildet mit zwei seitlich liegenden Messerkanten 19. Beim Ziehen des Schiebers 5 in die Schließstellung des Absperrschiebers werden auch hier ggf. vorhandene feste Materialien beim Einführen dieses Kantenbereiches 18 in das Gehäuse durchtrennt und die Einzelteile weggeschwemmt.

Claims

Patentansprüche

1. Absperrschieber aus einem Gehäuse mit Anschlußrohr für ein strömendes Medium sowie einem im Gehäuseinneren quer zur Strömungsrichtung bewegbar gelagerten und in das Anschlußrohr einführbaren bzw. aus diesem wieder herausführbaren Schieber zur Unterbrechung bzw. Freigabe des Strömungsflusses, wobei der Schieber einen geschlossenen Bereich aufweist, dessen Fläche mindestens dem Innendurchmesser des Anschlußrohres entspricht, sowie einen weiteren Bereich mit einer dem Innendurchmesser des Anschlußrohres entsprechenden Bohrung, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber die Form einer Scheibe aufweist, die zum Einführen ihres geschlossenen Bereiches in das Anschlußröhr ziehbar gelagert ist.

2. Absperrschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe eine ovale oder ellipsenförmige Form aufweist.

3. Absperrschieber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Randbereich der Bohrung ein- oder beidseitig angeschliffen ist.

4. Absperrschieber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dem geschlossenen Bereich der Scheibe zugekehrte Randbereich der Bohrung angeschliffen ist.

5. Absperrschieber nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet. daß der angeschliffene Bereich als Schneidkante ausgebildet ist.

6. Absperrschieber nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe eine Metallplatte ist.

7. Absperrschieber nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung für die Scheibe außerhalb des Anschlußrohres im Bereich der Scheibenführung angeordnet ist.

8. Absperrschieber nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet. daß die Abdichtung aus einem oder mehreren O-Ringen besteht, zwischen denen die Scheibe hindurchführbar ist.

9. Absperrschieber nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe im montierten Zustand des Schiebers von unten nach oben ziehbar gelagert ist.

10. Absperrschieber nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe im montierten Zustand des Schiebers in einer Schräglage ziehbar gelagert ist.

11. Absperrschieber nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung des Schiebers elektrisch, elektromechanisch, pneumatisch oder hydraulisch erfolgt.