DE4224247C1 - Absperrschieber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Absperrschieber gemäß dem Ober­ begriff des Anspruches 1.

Derartige Absperrschieber mit spreizbaren Plattenteilen als Absperrorgan sind nach dem Stand der Technik in verschiedenen Ausführungsformen bekannt, z. B. aus der DE-A-19 46 581. Der dort beschriebene Absperrschieber hat als Absperrorgan für Medien hoher Verschmutzungsgrade und mit hohen Staubanteilen Eingang in die Praxis gefunden. Zum Anpressen und Lösen der Plattenteile werden Zylinder verwendet, in denen Anpreßfedern und hydraulische Lüftelemente kombiniert wirken. Zur Anwen­ dung der bekannten Konstruktion bei Brillenschiebern wird auf das Prospektblatt Nr. 103 "Brillenschieber II", 1/85, der Zimmermann & Jansen GmbH, Düren, verwiesen.

Es hat sich nun gezeigt, daß nach längerer Gebrauchsdauer Leckagen an der Hydraulik für die Lüftelemente auftreten kön­ nen, die zur Folge haben, daß die Plattenteile nicht mehr von den ortsfesten Dichtsitzen abgehoben und in ihre andere Be­ triebsstellung geschoben werden können. Dabei ist zu beden­ ken, daß die Plattenteile in der Regel sehr lange in ihrer vorbestimmten Stellung bleiben. Dadurch backen sie mit ihren Dichtungen an den ortsfesten Dichtsitzen regelrecht an. Dem­ entsprechend ist bei dieser Situation ein erhöhter Druck zum Abheben bzw. Lüften der Plattenteile erforderlich. Sind dann Leckagen vorhanden, kann der erforderliche Lüftdruck nicht mehr erreicht werden.

Um dieses Problem zu reduzieren, wurde bereits vorgeschlagen, die Lüftelemente über den Umfang abwechselnd mit je einem ge­ sonderten, also insgesamt zwei unabhängig voneinander wirksa­ men Hydraulikkreisen zu verbinden. Der Vorteil dieses Systems ist, daß bei Ausfall eines Hydraulikkreises die Funktion der Armatur durch den verbleibenden Hydraulikkreis grundsätzlich gewährleistet ist. Nachteilig ist jedoch, daß beide Hydrau­ likkreise für die Ausfallsituation ausgelegt bzw. dimensio­ niert werden müssen. Jeder einzelne Hydraulikkreis muß in der Lage sein, sowohl die Anpreßfedern der von ihm unmittelbar angesteuerten Lüftelemente als auch die Anpreßfedern der aus­ gefallenen Lüftelemente zusammenzudrücken, um Plattenteile von den ortsfesten Dichtsitzen abzuheben. Bei großen Diffe­ renzdrücken hat dies eine hohe Anzahl von Lüftelementen zur Folge. Gegenüber dem reinen Einkreissystem mit nur einem ein­ zigen Hydraulikkreis ist bei der letztgenannten Version mit zwei unabhängigen Hydraulikkreisen die mehr als doppelte An­ zahl an hydraulischen Lüftelementen (Kolben-Zylinder-Einhei­ ten) erforderlich.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Absperrschieber der hier fraglichen Art zu schaffen, der bezüglich der Anordnung zum Lüften der Plattenteile die Vorteile des reinen Einkreissystems mit nur einem einzigen Druckmittelkreis mit den Vorteilen des beschriebenen Zwei­ kreissystems mit zwei unabhängig voneinander wirkenden Druck­ mittelkreisen verbindet, um ein sicheres Lüften der Platten­ teile bei minimalem Konstruktionsaufwand zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Maßnahmen des Anspruches 1 gelöst.

Dementsprechend zeichnet sich die vorliegende Erfindung da­ durch aus, daß jedem einzelnen Lüftelement zwei unabhängig voneinander wirksame Druckmittelkreise zugeordnet sind, der­ art, daß bei Ausfall des einen Druckmittelkreises der andere Druckmittelkreis voll wirksam ist. Jedes Lüftelement verfügt also über einen "Reserve-Druckmittelkreis", welcher bei Aus­ fall des "Normalkreises" diesen voll wirksam ersetzt. Dement­ sprechend handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Konstruk­ tion um ein System, welches die Vorzüge des eingangs be­ schriebenen Einkreissystems, nämlich die relativ geringe An­ zahl von Lüftelementen mit erhöhter Öffnungskraft, und die des beschriebenen Zweikreissystems, nämlich die erhöhte Aus­ fallsicherheit, vereinigt.

Dadurch, daß nach der Erfindung jedes Lüftelement sowohl mit einem Normal-Druckmittelkreis als auch mit einem Reserve- Druckmittelkreis verbunden ist, ist es bei Ausfall des Nor­ mal-Druckmittelkreises nicht mehr erforderlich, daß durch den Reserve-Druckmittelkreis inaktive Lüftelemente gegen die Wir­ kung der diesen zugeordneten Anpreßfedern "mitgeschleppt" werden müssen. Dies ist auch der Grund dafür, daß bei dem be­ kanten Zweikreissystem eine erhöhte Anzahl von Lüftelementen mit entsprechend schwächer dimensionierten Anpreßfedern er­ forderlich ist.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Systems ist, daß dieses ohne weiteres bei vorhandenen Absperrschiebern, insbe­ sondere auch Brillenschiebern, nachrüstbar ist. Die erfin­ dungsgemäßen "Zweikreis-Lüftelemente" können mit im Vergleich zu den bekannten "Einkreis-Lüftelementen" gleicher Baugröße, insbesondere Baulänge, hergestellt werden.

Das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung liegt also darin, daß an jedem Lüftelement zwei unabhängige Druckmittelkreise anliegen, so daß bei Ausfall des einen Druckmittelkreises der andere Druckmittelkreis voll wirksam ist.

Bevorzugte konstruktive Ausführungsformen dieses Systems sind in den Unteransprüchen beschrieben, wobei darauf hingewiesen wird, daß sich die erfindungsgemäße Konstruktion ganz beson­ ders für Brillenschieber eignet. Die erfindungsgemäßen "Zwei­ kreis-Lüftelemente" sind dann zwischen den Dichtringen sowohl des Abschlußteils als auch des Offenteils der Schieberbrille gleichmäßig verteilt angeordnet.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr anhand der beigefügten Zeichnun­ gen näher erläutert. Diese zeigen in:

Fig. 1 ein Zweikreis-Lüftelement gemäß Erfindung mit inte­ grierter Anpreß- bzw. Spreizfeder im Längsschnitt;

Fig. 2 die obere Hälfte des Lüftelements gemäß Fig. 1 in Spreizstellung, wobei der Normal-Druckmittelkreis wirksam ist;

Fig. 3 das Lüftelement entsprechend Fig. 2 unter Anlage des Normal-Druckmittelkreises in Lüftstellung;

Fig. 4 die obere Hälfte des Lüftelements gemäß Fig. 1 in Spreizstellung, wobei der Reserve-Druckmittelkreis anliegt; und

Fig. 5 das Lüftelement gemäß Fig. 4 unter Anlage des Re­ serve-Druckmittelkreises in Lüftstellung.

In Fig. 1 ist ein hydraulisches Lüftelement 10 im Längs­ schnitt dargestellt. Dieses Lüftelement umfaßt einen in an sich bekannter Weise am nicht dargestellten Ansatz des einen Plattenteiles des nicht näher dargestellten Absperrschiebers befestigten äußeren Zylinder 11 mit am freien Ende inneren Ringbund 12, einen am ebenfalls nicht dargestellten Ansatz des anderen bzw. gegenüberliegenden Plattenteiles befestigten und als Spreizkolben wirkenden inneren Zylinder 13 mit am freien Ende äußeren Ringbund 14 und eine zwischen äußerem und innerem Zylinder in Axialrichtung derselben wirksame Anpreß- bzw. Spreizfeder in Form eines Tellerfedernpaketes 15. Der innere Zylinder 13 ist unter Ausbildung einer gegenüber der Umgebung abgedichteten Ringkammer 16 zwischen äußerem und in­ nerem Zylinder sowie den beiden Ringbunden 12 und 14 relativ zum äußeren Zylinder 11 verschiebbar, und zwar unter Einlei­ tung von Druckmittel in die Ringkammer 16 gegen die Wirkung des Tellerfedernpaketes 15 teleskopartig in den äußeren Zy­ linder 11 hinein. In die Ringkammer 16 münden zwei Druckmit­ telleitungen 17 und 18, wobei die Druckmittelleitung 17 mit einem sog. Normal-Druckmittelkreis und die Druckmittelleitung 18 mit einem sog. Reserve-Druckmittelkreis in Verbindung steht. Die Druckmittelöffnungen 19, 20 der beiden Druckmit­ telleitungen 17, 18 innerhalb der Ringkammer 16 sind axial voneinander beabstandet. Zwischen den beiden Druckmittelöff­ nungen 19, 20 ist innerhalb der Ringkammer 16 ein Ringkolben 21 axial verschiebbar vorgesehen. Die eine Stirnfläche 22 des Ringkolbens 21 ist über die Druckmittelleitung 17 und Druck­ mittelöffnung 19 druckmittelbeaufschlagbar, während die ge­ genüberliegende Stirnfläche 23 über die dieser zugeordnete andere Druckmittelöffnung 20 für Druckmittel zugänglich ist. Im Normalbetrieb ist die in die andere Druckmittelöffnung 20 mündende Druckmittelleitung im wesentlichen drucklos bzw. durch ein Sperrorgan, insbesondere einen Kugelhahn, vom zuge­ ordneten Druckmittelaggregat getrennt. Auf diese Weise ver­ bleibt im Normalbetrieb der Ringkolben 21 bei Druckmittelbe­ aufschlagung über die Druckmittelöffnung 19 in seiner in den Fig. 1-3 dargestellten Normal-Endstellung unter entspre­ chender axialer Ineinanderbewegung von äußerem und innerem Zylinder. Tritt in dem der einen Druckmittelöffnung 19 zuge­ ordneten Normalbetrieb-Druckmittelkreis eine Leckage auf, wird die entsprechende Normal-Druckmittelleitung 17 geschlos­ sen und die der Reserve-Druckmittelöffnung 20 zugeordnete Reserve-Druckmittelleitung 18 geöffnet, so daß sich der Ring­ kolben 21 unter dem Druck an der Reserve-Druckmittelöffnung 20 innerhalb der Ringkammer 16 in die andere, nämlich Reser­ ve-Endstellung entsprechend den Fig. 4 und 5 verschiebt, wo­ durch dann die beiden Zylinder unter dem über die andere bzw. Reserve-Druckmittelöffnung 20 an der gegenüberliegenden Stirnfläche 23 des Ringkolbens 21 anstehenden Druck ineinan­ derbewegbar sind entsprechend Fig. 5. Wie die Fig. 1-5 sehr gut erkennen lassen, sind an der die Ringkammer 16 begrenzen­ den Innenseite 24 des äußeren Zylinders 11 zwei im axialen Abstand voneinander angeordnete Ausnehmungen 25 und 26 vorge­ sehen, in die jeweils eine der beiden Druckmittelleitungen 17, 18 mündet (Öffnung 19 bzw. 20), wobei die beiden Ausneh­ mungen 25 und 26 in der einen bzw. Normal-Endstellung des Ringkolbens 21, d. h. bei der dargestellten Ausführungsform entsprechend den Fig. 1 bis 3 bei Anlage desselben am inneren Ringbund 12 des äußeren Zylinders 11, sich jeweils über beide zugeordnete Kanten 27, 28 des Ringkolbens 21 erstrecken. Da­ bei ist die eine Ausnehmung 26 im Eckbereich zwischen innerem Ringbund 12 und der sich daran anschließenden zylindrischen Innenseite 24 des äußeren Zylinders 11 derart ausgebildet, daß sie sich über einen Teil der dem inneren Ringbund 12 des äußeren Zylinders 11 zugewandten Stirnfläche 23 des Ringkol­ bens 21 erstreckt. Damit sind beide Stirnflächen des Ringkol­ bens 21 mit Druckmittel beaufschlagbar, und zwar entweder über den "Normalkreis" oder über den "Reservekreis".

Dementsprechend ist gewährleistet, daß in der Normal-Endstel­ lung des Ringkolbens 21 (siehe Fig. 1-3) die der Normal- Druckmittelöffnung 19 zugewandte Stirnfläche 22 des Ringkol­ bens 21 druckmittelbeaufschlagbar ist, so daß unter entspre­ chender Druckerhöhung der innere Zylinder 13 aus der Stellung gemäß Fig. 2 in die Stellung gemäß Fig. 3, d. h. in den äuße­ ren Zylinder 11 hineinverschoben wird, und zwar unter ent­ sprechender Zusammendrückung des Tellerfederpaketes 15, wel­ ches zwischen äußerem und innerem Zylinder wirksam ist. Im Falle eines Ausfalls des "Normalkreises" wird der Reserve- Druckmittelkreis über die Reserve-Druckmittelleitung 18 und Reserve-Druckmittelöffnung 20 hindurch wirksam, indem die der Reserve-Druckmittelöffnung 20 zugeordnete Stirnfläche 23 des Ringkolbens 21 mit Reserve-Druckmittel beaufschlagt wird. Da­ durch wird der Ringkolben 21 innerhalb der Ringkammer 16 ent­ sprechend Fig. 4 nach links verschoben, bis er am äußeren Ringbund 14 des inneren Zylinders 13 anliegt. Unter weiterer Druckerhöhung wird dann entsprechend Fig. 5 der innere Zylin­ der 13 samt Ringkolben 21 in den äußeren Zylinder 11 hinein­ bewegt unter entsprechender Zusammendrückung des Tellerfeder­ paketes 15.

Die vorbeschriebene Ineinanderbewegung von äußerem und inne­ rem Zylinder wird begrenzt durch Anschlag des äußeren Ring­ bundes 14 des inneren Zylinders am Boden 29 des äußeren Zy­ linders 11.

Der Boden des inneren Zylinders 13 ist mit der Bezugsziffer 30 gekennzeichnet. Beide Zylinder sind also jeweils nach Art eines Topfes ausgebildet. Bei der dargestellten Ausführungs­ form ist der innere, als Kolben wirkende Zylinder einschließ­ lich Boden und äußerem Ringbund einstückig ausgebildet, wäh­ rend der äußere Zylinder aus zwei Teilen besteht, nämlich dem Boden 29 einerseits und dem eigentlichen Zylinder 11 samt in­ nerem Ringbund 12 andererseits. Die Befestigung der beiden Zylinder 11 und 13 an den nicht dargestellten Ansätzen er­ folgt jeweils über Befestigungsschrauben, die in den Boden 29 des äußeren Zylinders einerseits und den Boden 30 des inneren Zylinders andererseits einschraubbar sind. Die Schraublöcher sind in Fig. 1 mit den Bezugsziffern 31 und 32 angedeutet.

Im übrigen entspricht der axiale Abstand zwischen den beiden Druckmittelöffnungen 19 und 20 in der Ringkammer 16 etwa der Länge des innerhalb derselben verschieblich angeordneten Ringkolbens 21.

Des weiteren ist der Ringkolben 21 gegenüber dem äußeren und inneren Zylinder abgedichtet, und zwar mittels Ringdichtungen 33, 34. Ferner sind zwischen den beiden Ringbunden 12 und 14 einerseits und dem äußeren Zylinder 11 bzw. inneren Zylinder 13 andererseits jeweils eine Ringdichtung 35 bzw. 36 zur Ab­ dichtung der Ringkammer 16 gegenüber der Umgebung angeordnet. Bei den vorgenannten Dichtmitteln handelt es sich um an sich bekannte Konstruktionsmaßnahmen, die keiner weiteren Erläute­ rung bedürfen. Das bereits mehrfach erwähnte Tellerfederpaket 15 wird durch wechselseitig geschichtete Tellerfedern gebil­ det. Die Zentrierung des Tellerfederpaketes erfolgt im we­ sentlichen innerhalb des inneren Zylinders bzw. innerhalb der inneren Zylinderhülse 13. Im Übergangsbereich zwischen inne­ rem und äußerem Zylinder erfolgt die Zentrierung des Teller­ federpaketes durch einen am Boden 29 des äußeren Zylinders 11 angeordneten, nämlich angeschweißten Zentrierbolzen 37.

Durch eine zentrale Bohrung 38 im Boden 30 des inneren Zylin­ ders 13 hindurch ist eine nicht dargestellte Schraube in den Zentrierbolzen 37 (Innengewinde 39) einschraubbar. Diese Schraube dient zur Montage und Notbetätigung des Lüftelements bei totalem Ausfall der Hydraulikanlage. Da bei dem beschrie­ benen Lüftelement im Vergleich zu den bekannten Lüftelementen der innere und äußere Ringbund kürzer ausgebildet sind, er­ hält man eine etwas länger dimensionierte Ringkammer 16, in der der beschriebene Ringkolben 21 einsetzbar und in der be­ schriebenen Weise wirksam ist. Die Gesamtbaulänge des Lüft­ elementes muß durch die genannten Maßnahmen nicht vergrößert werden. Dementsprechend eignen sich die beschriebenen Zwei­ kreis-Lüftelemente auch zur Nachrüstung herkömmlicher Ab­ sperrschieber, insbesondere Brillenschieber.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß statt der oben erwähnten Umschaltung von "Normalkreis"-Betrieb auf "Reservekreis"-Be­ trieb mittels in den zugeordneten Druckmittelleitungen ange­ ordneten Sperrmitteln, insbesondere Kugelhähnen, auch denkbar ist, mit unterschiedlichen Drücken im Normal- und Reserve­ kreis zu arbeiten dergestalt, daß der Druck im Reservekreis geringer ist als im Normalkreis. Dementsprechend ist im Nor­ malfall der "Normalkreis" wirksam, und gegen die Wirkung der beschriebenen Spreizfeder und gegen den Druck im "Reserve­ kreis". Tritt eine Leckage im "Normalkreis" auf unter ent­ sprechendem Druckabfall bis unter den Druck im "Reserve­ kreis", wird dieser in der beschriebenen Weise wirksam.

Claims (7)

1. Absperrschieber, bestehend aus einem mit einem Durchflußkanal versehenen Gehäuse, in welchem zwei in Durchflußrichtung und mit Abstand zueinander angeordnete gehäusefeste Dichtsitze ausgebildet sind, zwischen welche eine Absperrplatte einschiebbar ist, die zwei in Durchfluß­ richtung mit Abstand zueinander angeordnete, in Durchfluß­ richtung unter der Wirkung elastischer Elemente (15) gegen die ortsfesten Dichtsitze spreizbare Plattenteile aufweist, wobei das Abheben der Plattenteile von den ortsfesten Dichtsitzen durch druckmittelbetätigte Lüftelemente (10) erfolgt, die zu diesem Zweck gleichmäßig über den Umfang verteilt zwischen randseitigen Ansätzen der beiden Platten­ teile angeordnet und wirksam sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Lüftelement (10) zwei unabhängig voneinander wirksame Druckmittelkreise (17, 19 bzw. 18, 20) zugeordnet sind.

2. Absperrschieber nach Anspruch 1, wobei jedes Lüft­ element (10) in an sich bekannter Weise einen am Ansatz des einen Plattenteils befestigten äußeren Zylinder (11) mit am freien Ende inneren Ringbund (12), einen am Ansatz des ande­ ren bzw. gegenüberliegenden Plattenteils befestigten inneren Zylinder (13) mit am freien Ende äußeren Ringbund (14) und eine zwischen äußerem und innerem Zylinder in Axialrichtung derselben wirksame Spreizfeder, insbesondere in Form eines Tellerfederpaketes (15), aufweist, wobei der innere Zylinder (13) unter Ausbildung einer gegenüber der Umgebung abgedich­ teten Ringkammer (16) zwischen äußerem und inneren Zylinder sowie den beiden Ringbunden (12, 14) relativ zum äußeren Zylinder (11) verschiebbar ist, und zwar unter Einleitung von Druckmittel in die Ringkammer (16) gegen die Wirkung der Spreizfeder bzw. des Tellerfederpaketes (15) teleskopartig in den äußeren Zylinder hinein, dadurch gekennzeichnet, daß in die Ringkammer (16) zwei Druckmittelleitungen (17, 18) münden, nämlich eine Normalbetrieb-Druckmittelleitung (17) und eine Reservebetrieb-Druckmittelleitung, (18), wobei die jeweils zugeordneten Druckmittelöffnungen (19, 20) axial voneinander beabstandet sind, und daß zwischen den beiden Druckmittelöffnungen (19, 20) ein innerhalb der Ringkammer (16) axial verschiebbarer Ringkolben (21) angeordnet ist, der entweder im Normalbetrieb über die eine Druckmittelöffnung (19) oder im Reservebetrieb über die andere Druckmittelöffnung (20) druckmittelbeaufschlagbar ist unter entsprechender Anlage an der der jeweils geöffneten Druckmittelöffnung (19 oder 20) gegenüberliegenden stirnseitigen Begrenzung der Ringkammer (16) und unter entsprechender Ineinanderbewegung von äußerem und innerem Zylinder gegen die Wirkung der Spreizfeder bzw. des Tellerfederpaketes (15).

3. Absperrschieber nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an der die Ringkammer (16) begrenzenden Innen­ seite (24) des äußeren Zylinders (11) zwei im axialen Abstand voneinander angeordnete Ausnehmungen (25, 26) ausgebildet sind, in die jeweils eine der beiden Druckmittelleitungen (17, 18) mündet, wobei die beiden Ausnehmungen (25, 26) in der einen (Normal-)Endstellung des Ringkolbens (21), insbe­ sondere bei Anlage desselben am inneren Ringbund (12) des äußeren Zylinders (11), sich jeweils über beide Seiten der zugeordneten äußeren Kante (27, 28) des Ringkolbens (21) hinwegerstrecken.

4. Absperrschieber nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die eine Ausnehmung (26) im Eckbereich zwischen innerem Ringbund (12) und der sich daran anschließenden zylindrischen Innenseite (24) des äußeren Zylinders (11) ausgebildet ist, derart, daß sie sich über einen Teil der dem inneren Ringbund (12) des äußeren Zylinders (11) zugewandten Stirnfläche (23) des Ringkolbens (21) erstreckt.

5. Absperrschieber nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand zwischen den beiden Druckmittelöffnungen (19, 20) in der Ringkammer (16) etwa der Länge des innerhalb derselben verschieblich angeordneten Ringkolbens (21) entspricht.

6. Absperrschieber nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben (21) gegenüber dem äußeren (11) und inneren (13) Zylinder abgedichtet ist (Ring­ dichtungen 33, 34), und daß ferner zwischen den beiden Ring­ bunden (12, 14) einerseits und dem äußeren (11) bzw. inneren (13) Zylinder andererseits jeweils eine Ringdichtung (35, 36) zur Abdichtung der Ringkammer (16) gegenüber der Umgebung angeordnet ist.

7. Anwendung der Konstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 6 sowohl bei der Offenscheibe als auch der Blindscheibe eines Brillenschiebers.