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Die
Erfindung betrifft eine Absperrvorrichtung für durch einen Strömungskanal
geleitete Medien, insbesondere Flüssigkeiten, umfassend wenigstens
einen Ventilsitz und umfassend zumindest einen mit dem Ventilsitz
in dichtende Anlage bringbaren Ventilstempel.
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Absperrvorrichtungen
für Strömungskanäle werden
dazu eingesetzt, das Durchströmen
der Medien durch die Strömungskanäle zu unterbrechen. Dazu
wird der Ventilstempel und der Ventilsitz einer Absperrvorrichtung
derart in dem Strömungskanal angeordnet,
daß bei
einer dichtenden Anlage des Ventilstempels an den Ventilsitz der
Durchfluß von Medien
durch den Strömungskanal
unterbrochen ist.
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Bei
Absperrvorrichtungen nach dem Stand der Technik ist der Ventilstempel
beispielsweise als Ventilkegel ausgebildet und an einem bewegbaren Bauteil
angeordnet. Mit diesem bewegbaren Bauteil kann der Ventilstempel
auf den Ventilsitz gedrückt werden,
um durch die dadurch eintretende dichtende Anlage die Absperrvorrichtung
zu schließen.
Zum Öffnen
der Absperrvorrichtung ist der Ventilstempel von dem Ventilsitz
abzuheben.
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Das
Bauteil, mit dem der Ventilstempel bewegt wird, ist häufig als
Welle ausgebildet. Diese Welle wird regelmäßig über eine Stopfbuchse in das Innere
der Absperrvorrichtung eingeführt.
Dieses Durchführen
ermöglicht
zwar das Beeinflussen des in der Absperrvorrichtung angeordneten
Ventilstempels, jedoch können
im Bereich der Stopfbuchse insbesondere bei Alterungserscheinungen
Undichtigheiten auftreten.
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Zudem
ist bei der Übertragung
einer Kraft von außen
auf den Ventilstempel über
eine Welle oder andere Bauteile ein längerer Kraftflußweg ausgebildet,
der aufgrund von z. B. Verbindungen der die Kraft übertragenden
Bauteile zu einer verzögerten Übertragung
der Öffnungs-
bzw. Schließkraft
auf den Ventilstempel führt.
Dadurch können
sich nachteilig lange Absperrvorrichtungsschließzeiten ergeben.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Absperrvorrichtung der
eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, bei der das Hindurchführen einer
Welle durch eine Stopfbuchse nicht erforderlich ist und die kurze
Schließ-
bzw. Öffnungszeiten
aufweist.
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Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ventilstempel
der Absperrvorrichtung ortsfest angeordnet ist und daß der Ventilsitz
in einer Bewegungseinrichtung gegen den Ventilstempel bewegbar aufgenommen
ist.
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Bei
der erfindungsgemäßen Absperrvorrichtung
ist es nicht erforderlich, einen Ventilstempel im Inneren der Absperrvorrichtung
bewegbar anzuordnen. Eine Bewegung einer den Ventilstempel tragenden
Welle entfällt
dadurch mit dem Vorteil, daß auch keine
Stopfbuchse für
das Hindurchführen
der Welle erforderlich ist.
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Der
Ventilstempel ist nach der Erfindung ortsfest angeordnet. Um ein
Schließen
und Öffnen der
Absperrvorrichtung erreichen zu können, sieht die Erfindung vor,
daß der
Ventilsitz bewegbar aufgenommen ist. Dieser Aufnahme dient einer
Bewegungseinrichtung, mit welcher der Ventilsitz gegen den Ventilstempel
bewegbar ist. Ist der Ventilsitz gegen den Ventilstempel geführt, so
wird bei einer dichtenden Anlage die Absoerrvorrichtung geschlossen. Wird
der Ventilsitz wieder von dem Ventilstempel entfernt, ist die Absperrvorrichtung
geöffnet.
Der Ventilsitz kann derart ausgestaltet sein, daß er von außen zugänglich ist, so daß auf ihn
einwirkende Bewegungskräfte
unmittelbar ausgeübt
werden können. Daraus
resultieren vorteilhaft kurze Absperrvorrichtungsschließ- bzw.
-öffnungszeiten.
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Nach
einer ersten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Absperrvorrichtung
ein in den Verlauf des Strömungskanals
eingesetztes Gehäuse
aufweist und daß der
Ventilstempel über Halteelemente
an diesem Gehäuse
bzw. an dem Strömungskanal
abgestützt
ist. Durch das Einsetzen des Gehäuses
in den Verlauf des Strömungskanals wird
in bekannter Weise erreicht, daß die
durch den Strömungskanal
geführten
Medien durch das Gehäuse
geführt
werden. Über
die vorgesehenen Halteelemente wird dann der Ventilstempel im Inneren
des Gehäuses
z. B. an diesem abgestützt,
so daß der Ventilstempel
im Inneren des Gehäuses
von den Medien umströmt
werden kann. Für
dieses Abstützen werden
beispielsweise Profile als Halteelemente verwendet, wobei diese
Profile gleichfalls von den Medien umströmt werden können, ohne daß sie durch Dichtungen
zu führen
sind. Vorzugsweise kann vorgesehen sein, daß die Profile ineinandergesteckte
teleskopische Abschnitte aufweisen, um so eine Längenänderung der Profile erreichen
zu können.
Dadurch kann eine Veränderung
des Ortes für
die Anordnung des Ventilstempels mit einfachen Mitteln erreicht
werden. Diese Mittel zum Verändern
des Ortes der Anordnung können
pneumatische, hydraulische oder elektromagnetische Mittel sein.
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Der
Ventilstempel stellt eine Anlagefläche für den beweglichen Ventilsitz
bereit. Dazu weist der Ventilstempel eine geeignete geometrische
Form auf, welche wenigstens eine Anlagefläche hat. Vorzugsweise ist der
Ventilstempel eine Scheibe, welche den Innenquerschnitt des Strömungskanals
abschnittsweise abdeckt. Durch einen geeignet ausgebildeten Ventlisitz
kann dann der noch freibleibende Querschnitt des Strömungskanals
unter dichtender Anlage von Ventilsitz und Ventilstempel abgedeckt werden,
so daß dann
die Absperrvorrichtung geschlossen ist.
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Die
Scheibe bzw. gegebenenfalls der Ventilsitz sind wenigstens auf der
Anlageseite mit dem jeweils anderen die dichtende Anlage herstellenden Bauteil
vorzugsweise mit einem Dichtungsmaterial belegt. Das Dichtungsmaterial
verbessert die dichtende Anlage von Ventilstempel und Ventilsitz.
Das Dichtungsmaterial kann dabei eine Lagerung aus einem elastischen
stauchbaren Material sein, wobei vorzugsweise vorgesehen sein kann,
daß die
Lage dieses Dichtungsmaterials veränderbar ist. Dadurch kann eine
Verstellung des Ventils vorgenommen werden. Die Veränderung
der Dicke und/oder der Form der Lage des Dichtungsmaterials kann
beispielsweise durch hydraulische oder pneumatische Beeinflussung
erfolgen. Alternativ kann vorgesehen sein, daß Ventilsitz und/oder Ventilstempel
aus einem elastischen Material ausgebildet sind.
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Nach
einer nächsten
Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Ventilsitz an einem beweglichen
Gehäuseabschnitt
des Gehäuses
angeordnet ist. Mit dem beweglichen Gehäuseabschnitt kann der Ventilsitz
bewegt werden. Der Gehäuseabschnitt
ist dabei die strömenden
Medien umfassend angeordnet, so daß er von außen gut erreichbar ist. Der
Ventilsitz ist so ausgebildet, daß er den Querschnitt im Inneren
des Gehäuses
abdecken kann, der nicht bereits von dem Ventilstempel abgedeckt
ist. Vorzugsweise ist der Ventilsitz ein von der Innenwand des Gehäuseabschnittes
nach innen vorstehender Vorsprung, dessen nach innen vorstehende Abschnitte über den
Rand des Ventilstempels vorstehen. Mit diesen nach innen vorstehenden
Abschnitten ist der Ventilsitz gegen den Ventilstempel bewegbar
und an diesem anlegbar. Der Ventilsitz ist vorzugsweise eine umlaufende Einschnürung der
Innenwandung des Gehäuseabschnittes.
Der bewegbar aufgenommene Gehäuseabschnitt
kann den Ventilstempel vollständig
umgeben. Der Ventilstempel ist dann innerhalb dieses Gehäuseabschnittes
angeordnet, wobei eine umlaufende Einschnürung der Innenwandung des Gehäuseabschnittes
an den Ventilstempel dichtend anlegbar ist.
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Nach
einer nächsten
Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der bewegliche Gehäuseabschnitt
in einer Schiebeführung
angeordnet ist. In der Schiebeführung
kann der Gehäuseabschnitt
um ein definiertes Maß verschoben
werden, um das Verschließen
der Absperrvorrichtung bzw. das Öffnen
zu erreichen. Eine Schiebeführung
ist kompakt ausbildbar, auch die Bewegung des Gehäuseabschnittes
ist dadurch kompakt realisierbar.
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Dem
Gehäuseabschnitt
ist nach einer nächsten
Weiterbildung der Erfindung wenigstens ein seine Bewegung auslösendes Kraftelement
zugeordnet. Mit dem Kraftelement wird eine Kraft auf den Gehäuseabschnitt übertragen,
so daß dieser
bewegt wird. Dadurch erfolgt ein Öffnen bzw. Schließen der
Absperrvorrichtung. Das Kraftelement kann dabei beispielsweise ein
Handschalter sein, der manuell betätigbar ist. Um das Betätigen der
Absperrvorrichtung zu automatisieren, ist das Kraftelement vorzugsweise
als Motor ausgebildet. Verschiedene Motoren können zum Einsatz kommen. Um
eine translatorische Bewegung des Gehäuseabschnittes auszulösen, kann
als Kraftelement auch ein Elektromagnet oder ein seine Ausdehnung
bei Temperatur- und/oder Druckänderungen
veränderndes
Bauteil sein.
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Nach
besonderer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß Bauteile
des Kraftelementes zugleich Bauteile der erfindungsgemäßen Absperrvorrichtung
ausbilden.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist dem Gehäuseabschnitt wenigstens ein
weiteres Kraftelement zugeordnet. Dieses Kraftelement kann vorzugsweise
für eine
Bewegung verwendet werden, die der durch das erste Kraftelement
ausgelösten
Bewegung entgegengesetzt ist. Das weitere Kraftelement kann dabei
beispielsweise eine Druckfeder sein. Diese kann durch die Bewegung
des Gehäuseabschnittes
des ersten Kraftelementes gestaucht werden. Läßt die Krafteinwirkung durch
das erste Kraftelement nach, werden die Federkräfte freigesetzt und der Gehäuseabschnitt
wird mit dieser Druckfeder in seine Ausgangsposition zurückgeführt. Den
verschiedenen Positionen des Gehäuseabschnittes
sind dabei die Offenstellung bzw. die Schließstellung der Absperrvorrichtung
zugeordnet.
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Zur
weiteren Ausbildung der Erfindung ist dann noch vorgesehen, daß dem Gehäuseabschnitt zumindest
ein Dichtungselement gegen den Innenraum des Gehäuses zugeordnet ist. Mit dem
Dichtungselement kann die dem Gehäuseinneren zugekehrte Innenseite
des Gehäuseabschnittes
gegen durch den Strömungskanal
geführte
Medien abgedichtet werden. Der Gehäuseabschnitt kann dann insbesondere
nicht von aggressiven bzw. ätzenden Medien
angegriffen werden. Zudem wird die Schiebeführung gegen z. B. flüssige Medien
geschützt. Das
Dichtungselement ist beispielsweise als Faltenbalgdichtung ausgebildet.
Diese weist bei gegebener Dichtheit eine erforderliche Flexibilität auf, um
die Bewegungen des Gehäuseabschnittes
nicht zu behindern.
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Schließlich kann
noch vorgesehen sein, daß das
Gehäuse
eine Zylinderform aufweist. Durch diese Form ist das Gehäuse an die
häufig
zylinderförmigen
Strömungskanäle optimal
angepaßt.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung, aus denen sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, sind
in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
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1:
eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Absperrvorrichtung in teilweise
geöffneter und
teilweise geschlossener Stellung,
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2:
eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie II-II in 1,
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3:
eine weitere Ausführungsform
einer Absperrvorrichtung in einer Schnittansicht in teilweise geöffneter
und teilweise geschlossener Betriebsstellung,
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4:
eine weitere Ausführungsform
einer Absperrvorrichtung in einer Schnittansicht in teilweise geöffneter
und teilweise geschlossener Betriebsstellung,
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5:
eine weitere Ausführungsform
einer Absperrvorrichtung in einer Schnittansicht in teilweise geöffneter
und teilweise geschlossener Betriebsstellung,
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6:
eine Schnittansicht einer als Dreiwege-Absperrvorrichtung ausgebildeten
Absperrvorrichtung.
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Die
Absperrvorrichtung in 1 weist ein in den Verlauf eines
Strömungskanals 1 eingesetztes Gehäuse 2 auf.
Das Gehäuse 2 besteht
aus einem hohlzylinderförmigen
Gehäuseabschnitt 3,
der auf dem gleichfalls zylinderförmig ausgebildeten Strömungskanal 1 in
einem definierten Abschnitt verschieblich angeordnet ist. Zwischen
der Außenoberfläche des
Strömungskanals 1 und
der inneren Oberfläche
des Gehäuses 2 sind
O-ringförmige
Dichtungen 4 vorgesehen.
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Im
Inneren des Gehäuses 2 ist
im Strömungskanal 1 ein
Ventilstempel 5 angeordnet. Der Ventilstempel 5 ist
als Scheibe 6 ausgebildet, welche über Profile 7 an dem
Strömungskanal 1 abgestützt sind.
Die Profile 7 tragen dabei ein in der Längsmittelachse des zylinderförmigen Strömungskanals 1 angeordnetes
und gleichfalls profilförmig
ausgebildetes Halteelement 8, an dem die Scheibe 6 angeformt ist.
Die Scheibe 6 ist einseitig in einem Dichtungsmaterial 9 belegt.
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Von
dem Gehäuseabschnitt 3 steht
in das Innere des Gehäuses 2 ein
Ventilsitz 10 vor. Der Ventilsitz 10 ist als umlaufender
von der Innenseite des Gehäuseabschnittes 3 vorstehender
Vorsprung 11 ausgebildet.
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Auf
der Außenseite
des Strömungskanals 1 wirkt
der verschiebliche Gehäuseabschnitt 3 noch
mit einem Handschalter 12 und einer Druckfeder 13 zusammen.
Die Druckfeder 13 stützt
sich dabei auf einem Vorsprung 14 ab.
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Mit
dem Handschalter 12 kann die Absperrvorrichtung geöffnet bzw.
geschlossen werden. In 1 sowie in den weiteren Figuren
ist dabei in der oberen Hälfte
der einzelnen Figuren jeweils der geöffnete Zustand der Absperrvorrichtung
gezeigt, während
in den unteren Abschnitten der geschlossene Zustand der Absperrvorrichtung
dargestellt ist. Dem geöffneten
Zustand in 1 ist der Vorsprung 11 in einem
Abstand von der Scheibe 6 angeordnet. Die Druckfeder 13 ist
entspannt. Durch die geöffnete
Absperrvorrichtung kann durch den Strömungskanal 1 ein Medium
fließen.
Wird jedoch mit dem Handschalter 12 der Gehäuseabschnitt 3 gegen
die Druckfeder 13 verschoben, wie in der unteren Hälfte der 1 gezeigt,
so legt sich der Vorsprung 11 an die mit dem Dichtungsmaterial 9 belegte
Seite der Scheibe 6 an. Dadurch ist die Absperrvorrichtung
geschlossen. Läßt die Kraft
auf den Handschalter 12 nach, so führt die Druckfeder 13 den
Gehäuseabschnitt 3 wieder
in die oben gezeigte Ausgangsposition zurück, so daß sich die Absperrvorrichtung
wieder öffnet.
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In 3 ist
dem Gehäuseabschnitt 3 auf
seiner dem Inneren des Strömungskanals 1 zugekehrten
Seite ein Dichtungselement zugeordnet. Das Dichtungselement ist
als Faltenbalgdichtung 15 ausgebildet, welche die Bewegungen
des Gehäuseabschnittes 3 mit
durchführen
kann.
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In 4 ist
eine zusätzliche
Maßnahme
am Dichtungsmaterial 9 vorgesehen. Dieses ist als in seiner
Höhe hydraulisch
oder pneumatisch veränderliches
Kissen ausgebildet, wobei das Dichtungsmaterial 9 mit einer
Hydraulik- oder Pneumatikleitung 17 beaufschlagt ist. In
nicht weiter dargestellter Weise können dem Handschalter 12 automatisch
zu betätigende
Auslöseeinrichtungen,
wie Motoren, Elektromagnete und dergleichen zugeordnet sein.
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5 zeigt,
daß auch
eine verschiebliche Aufnahme der Scheibe 6 möglich ist.
Die Scheibe 6 haltende Profile 16 sind teleskopisch
ausgebildet, die Verschiebestellung dieser Teleskopabschnitte 16 ist durch
Beaufschlagung mit einem hydraulischen oder pneumatischen Medium über eine
Leitung 17 möglich.
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In 6 ist
innerhalb des Strömungskanals 1 eine
weitere Mediumleitung 18 angeordnet. Diese Mediumleitung 18 ist über einen
Durchbruch 19 mit dem Inneren des Strömungskanals 1 mediumleitend verbunden.
Dem Durchbruch 19 sind auf der Außenseite der Mediumleitung 18 zwei
Ventilstempel 5 zugeordnet. Der Ventilsitz 10 ist über den
beweglichen Gehäuseabschnitt 3 an
beide Ventilsitze 5 anlegbar.