DE2658809A1

DE2658809A1 - Flachschieber

Info

Publication number: DE2658809A1
Application number: DE19762658809
Authority: DE
Inventors: Luzern Eschenbach; Hans Sidler; Hans Stalder; Joseph Dipl Ing Wey
Original assignee: Sistag Maschinenfabrik Sidler Stalder AG
Current assignee: Sistag Maschinenfabrik Sidler Stalder AG
Priority date: 1976-12-24
Filing date: 1976-12-24
Publication date: 1978-06-29
Also published as: FR2375520B1; DE2658809B2; FR2375520A1; DE2658809C3; CH614764A5

Description

Anmelder; SISTAG Maschinenfabrik Sidler Stalder A.G. Eschenbach, Luzern (Schweiz)

Flachschieber

Die Erfindung betrifft einen Flachschieber insbesondere für die Absperrung von Förderleitungen, welche Schwemmstoffe enthaltende Flüssigkeiten oder - in pneumatischen Förderanlagen staubförmige oder körnige Medien fördern. Die Erfindung ist auf solche Flachschieber bezogen, deren Gehäuse Durchflußöffnungen oder Durchflußkanäle für den Durchgang des Fördermediums sowie mittig im Gehäuse angeordnete und von diesem umschlossene Führungen für die Schieberplatte aufweisen und vorzugsweise aus mehreren Teilen zusammengesetzt sind. In einem Gehäuse dieser Gattung ist die Schieberplatte in ihrer Sperrstellung mittels Quer- und Rundumdichtungen gegen ein Eindringen des im Durchflußkanal befindlichen Fördermediums abgedichtet.

Derartige Flachschieber sind in vielen Ausführungsformen bekannt. Die wegen der heute erstrebten hohen Fördergeschwindigkeiten erforderlichen entsprechend hohen Förderdrücke haben in den letzten Jahren die Anforderungen an die Führung der Schieberplatte sowie an die Dichtfähigkeit der Quer- und Rundumdichtungen steil ansteigen lassen. Während die Effektivität der Querdichtungen insbesondere durch die Lehren der deutschen Patente 1 079910 (Schweizer Stammpatent 314 743), 1 550 587 und 2 205 241 auf einen hohen Stand gebracht worden ist, blieb die Technologie der Schieberplattenführung noch weit zurück.

Bei den bisher bekannten Flachschiebern können sich Schwemmstoffe und Feststoffe ungehindert an den Austrittstellen der Schieberplatte ansammeln. In der Ruhestellung der Schieberplatte sind zwischen diesen Austrittstellen und den seitlichen unteren Kanten der Schieberplatte die Führung über eine recht beachtliche Länge hin offen und für die unter Druck stehenden

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Schwammstoffe zugänglich. An den Enden der offenen Führungs nuten kumulieren die Schwemm- und sonstigen Feststoffe zu Klumpen. Wenn die Schieberplatte nun in den Durchlaufkanal einfährt, werden diese Klumpen gegen die Wände der Führungs nuten herangedrückt und bilden mehr oder weniger kompakte Keile₇ welche die Bewegung der Schieberplatte hemmen und manchmal sogar blockieren.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, einen Flachschieber zu schaffen, dessen Querdichtung derart nahe an der Durchflußöffnung angeordnet ist, daß zwischen der hochgezogenen Schieberplatte und dem Durchflußkanal keine offene Führungs nut vorhanden ist. Ferner soll bei der Bewegung der Schieberplatte keine Klemmwirkungen entstehen, die zu Keilbildun gen an Schwemm- und Feststoffen führen könnten. Schließlich soll die Durchströmung des Fördermediums die den Führungsnuten nächstlxegenden Gebiete des Durchflüßkanals selbsttätig reinigen.

Diese Erfindungsziele werden dadurch verwirklicht/ daß der in die Führungswanne der Schieberplatte einmündende Durchflußkanal sowohl an der Eintrittseite des Fördermediums als auch an dessen Austrittseite einem dem Querschnitt der Förderleitung angepaßten kreisförmigen Querschnitt aufweist, während der Durchflußkanal an seinen beiden Einmündungen in die Führungswanne einen polygonalen Querschnitt besitzt, dessen Umriß im Wesentlichen quadratisch erscheint. Hierbei ist vorzugsweise jeder kreisförmige Querschnitt des Durchflußkanals in bezug auf Flächengröße dem entsprechenden polygonalen Querschnitt etwa gleich.

Jeder polygonale Querschnitt kann nach oben und nach unten hin von geraden Kanten und nach jeder Seite hin von trapezförmigen Flanschen begrenzt sein, wobei jede gerade Kante und die Grundlinie eines jeden trapezförmigen Flansches je etwa so lang sein kann wie der Durchmesser des entsprechenden kreisförmigen Querschnitts, wobei die trapezförmigen Flansche zusammen eine Führung für die Schieberplatte

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während deren Aufenthalt im Durchflußkanal bilden.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Wände des Durchflußkanals von den mit kreisförmigen Querschnitten versehenen Eintritt- und Austrittseiten des Mediums bis zu der Einmündung in die Führungswanne der Schieberplatte glatt und stufenlos verlaufen.

Schließlich kann die Schieberplatte eine geradlinige Schneide aufweisen, wobei die Schieberplatte vorzugsweise als Rektangel ausgebildet ist.

Anhand der Zeichnungen wird in der Folge ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und erläutert. Es zeigen :

Figur 1 einen erfindungsgemäßen Flachschieber in einer Frontansicht, mit geschlossenem Durchflußkanal und druckregelbarer Querdichtung,

Figur 2 den Schnitt X-X der Fig. 1,

Figur 3 den auf Fig. 2 dargestellten Längsschnitt des Flachschiebers, jedoch mit einer anderen, besonders für hohe Mediumsdrücke geeigneten druckregelbaren Querdichtung,

Figur 4 einen der unteren Gehäuseteile für sich allein, von rückwärts gesehen,

Figur 5 den Schnitt Y-Y der Fig. 4,

Figur 6 eine schematische Darstellung der Führung der Schieberplatte im Durchflußkanal (Teilansicht), in perspektivischer Sicht,

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Figur 7 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Schieberanordnung (Schieberplatte mit kreisbogenförmiger Schneide, bei welcher die Schieberplatte beim Eintritt in den Durchflußkanal Fest- und Schwemmstoffe in die Ecken hineindrückt und aus ihnen kompakte Keile bildet,

Figur 8 eine ebenfalls schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schieberanordnung, bei welcher die Schieberplatte die Fest- und Schwemmstoffe aus den Ecken herausdrückt

und

Figur 9 die schematische Darstellung eines Flachschiebers mit fallbeilförmiger Schieberplattenschneide.

Der auf Figuren 1 und 2 dargestellte Flachschieber ist aus zwei unteren Gehäuseteilen 1,2 zusammengesetzt, indem zwei Schraubenbolzen 3,4 und zwei in Flanschen 5,6 angeordnete Schraubenbolzen 7,8 die Gehäuseteile 1,2 fest miteinander verbinden. In dem Gehäuseteil 1 ist eine flache Führungswanne 9 für die Schieberplatte 10 ausgespart. An den aneinander verschraubten unteren Gehäuseteilen 1,2 ist ein oberer Gehäuseteil 11 mittels Befestigungsschrauben 12,13 befestigt. Oben an dem oberen Gehäuseteil 11 befindet sich ein mit einem Handrad 14 versehener kugelgelagerter Spindelkopf 15, in welchem eine Spindel 16 längsverschiebbar angeordnet ist. Die Schieberplatte 10 ist an dem unteren Ende der Spindel 16 angeschweißt.

Die Gehäuseteile sind aus Metallguß (Grauguß, Bronze, Leichtmetallguß u.dgl.) gefertigt, können jedoch auch aus jedem anderen geeigneten Werkstoff erstellt sein. Das hier beschriebene Ausführungsbeispiel ist auf ein dreiteiliges Gehäuse bezogen; der Erfindungsgedanke kann jedoch ebensogut an einem einstückigen Gehäuse, einem sogenannten Monoblock, Verwendung finden.

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Die unteren Gehäuseteile 1,2 enthalten Ausnehmungen 17,18, welche miteinander den Durchflußkanal 17,18 darstellen und beide in die Führungswanne 9 für die Schieberplatte 10 einmünden . Jede der Ausnehmungen 17,18 weist an der Außenseite des betreffenden Gehäuseteils 1,2 (Eintritt- bzw- Austritt— seite des Mediums) einen kreisrunden Querschnitt 171,181 und an der der Führungswanne 9 zugewandten Seite einen achteckigen Querschnitt auf. Der kreisrunde Querschnitt entspricht in üblicher Weise dem Querschnitt der zugeordneten Förderleitung (nicht gezeichnet). Der achteckige Querschnitt ist nach oben und unten von geraden Kanten 172,182 begrenzt, während die seitlichen Begrenzungen von flachen trapezförmigen Flanschen 173,183 dargestellt werden, die gleichzeitig als Führungen für die Schieberplatte 10 dienen, wenn diese in den Durchflußkanal eingetreten ist. Die Querschnitte der den Durchflußkanal bildenden Ausnehmungen 17,18 sowie die Funktion der trapezförmigen Flansche 173,183 sind besonders deutlich auf den Figuren 4, 5 und 6 ersichtlich.

Die Wände des Durchflußkanals 17,18 verlaufen glatt und stufenlos von dem Rand eines jeden kreisförmigen Querschnitts 171,181 und bis zu den äußersten Ecken der beiden Achtecke 172,173,182,183. Es bilden sich somit acht spitz zulaufende, jedoch mit glatten Seiten versehene Ecken, die paarweise mit den Spitzen aufeinander zeigen, und die, wenn die Schieberplatte 1 0 nicht in den Durchflußkanal 17,18 eingeführt ist, von dem Medium frei durchströmt werden. Gleichgültig ob die Schieberplatte eingefahren ist oder nicht, bilden sich an diesen Ecken schwache Turbulenzen, die gerade ausreichen, um ein Festsetzen von Schwemm- oder Feststoffen zu verhindern .

Die Schieberplatte 10 ist rektangulär und weist eine geradlinige Schneide 101 auf. In dieser Gestalt weist die Schieberplatte in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Durchflußkanal 17,18 einen überraschenden technischen Fortschritt auf, der aus der Darstellung Figuren 7 und 8 klar ersichtlich

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hervorgeht. Während die kreisbogenförmige Schneide 191 der herkömmlichen Schieberplatte 19 Schwemm- und sonstige Feststoffe F gegen die Begrenzungen der Führungswanne 9 drückt, welche sich dort verkeilen und die Bewegung der Schieberplatte hemmen und manchmal sogar verkeilen, schiebt die geradlinige Schneide 101 der erfindungsgemäßen Schieberplatte 10 die Schwemm- und Feststoffe aus den Ecken heraus. Ein Festsetzen der Schwemmstoffe während der Ruhestellung der Schieberplatte kann nicht vorkommen, weil, wie bereits vorhin gesagt, zwischen den Unterkanten der Schieberplatte und der Wand des Durchflußkanals keine Nuten offen sind.

Für besondere Aufgaben z.B. auf dem Gebiet der Förderung körniger Fördermedien kann die erfindungsgemäße Schieberplatte 10 auch'eine im Verhältnis zur Führungsrichtung schräggestellte Schneide 102 besitzen, ähnlich der Schneide eines Fallbeils, vgl. Fig. 9. Auf der Darstellung Fig. 9 bildet sowohl die gerade Oberkante als auch die gerade Unterkante 172 sowie der untere Teil der Rundumdichtungsnut 20 je einen spitzen Winkel mit der Führungsrichtung der Schieberplatte.

Die Nut 20 der Rundumdichtung 21 ist ausschließlich in dem Gehäuseteil 1 geführt und schließt sich an die in diesem Gehäuseteil befindlichen Querdichtungen 22,23 an. Die auf Figuren 1 und 2 gezeigte Querdichtung entspricht der in dem deutschen Patent 2 205 241 beschriebenen Querdichtung : an jeder Seite der Schieberplatte 10 ist ein längsgeteilter Hohlstab 221 aus gummielastischem Material angeordnet, in dessen Hohlraum ein kompressibles Stopfmaterial 222 eingestopft ist, das mittels Druckschrauben 223 zusammendrückbar ist und den Druck über die Hohlstabwände auf die Schieberplatte überträgt. Jede dieser Querdichtungsteile ist in je einer kurz oberhalb der Ausnehmungen 17,18 ausgebildeten, in die Führungswanne 9 der Schieberplatte 10 einmündenden wannenartigen Ausnehmung 24,25 angebracht, vgl. Figuren 2 und 5. Die lediglich in einem Gehäuseteil 1 angeordnete elastische Schnur 23 liegt an einem metallischen Schaber 231 an und drückt diesen gegen die Schieberplatte.

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Ein wesentlicher ^Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion liegt darin, daß die Querdichtung sehr nahe an dem Durchflußkanal 17,18 angeordnet sein kann, indem, wie bereits vorhin gesagt, die Schneide 101 der Schieberplatte 10 in der Offenstellung fast oder auch ganz bis zu der geraden Oberkante der Durchflußöffnung herunterreicht. Folglich kann auch die Querdichtung 22,23 fast so weit nach unten angeordnet sein; es bedarf lediglich eines schmalen Trennstegs 1721, um das elastische oder plastische Dichtungsmaterial nach unten hin festzuhalten.

Bei einem Flachschieber durchschnittlicher Nennweite beträgt der hierduch zustande gekommene Raumgewinn rd. 30 mm. Folglich können auch die Schieberplatte und der obere Gehäuseteil um je 30 mm kürzer gestaltet werden; es ergibt sich dabei eine um insgesamt 20 % kürzere Baulänge. Eine solche erhebliche Kürzung der Baulänge bedingt eine kompaktere, also statisch günstigere Bauform, ein wesentlich geringeres Gewicht und entsprechend geringere Baukosten.

In einer auf Fig. 3 dargestellten Variante des Ausführungsbeispiels wird gezeigt, daß diese erfindungsgemäßen Vorteile genutzt werden können, um eine insbesondere für unter Hochdruck arbeitende Anlagen geeignete druckeinstellbare Querdichtung nach der deutschen Offenlegungsschrift 24 11 458 in das kompakte erfindungsgemäße Flachschxebergehäuse einzubringen, also nahe dem Durchflußkanal und in einem wesentlich kürzere Gehäuse als bisher üblich. Gerade bei den oft sehr schweren und aufwendigen Hochdruckschiebern können Einsparungen am Raumbedarf und am Gewicht in den nier in Frage kommenden Größenordnungen oft von entscheidender Bedeutung sein.

In den Ausnehmungen 24,25 des Flachschiebers Fig. 3 ist an beiden Seiten der Schieberplatte 10 je ein elastischer Querdichtungskörper 26,27 angeordnet. An jedem dieser Querdich-

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tungskörper liegt je eine Stahlplatte 261,271 gleichen Querschnitts an, die von je einer Tellerfeder 262,27 2 überlagert ist. Die Tellerfeder^ 262,272 werden von Druckschrauben 263, 273 aufgespannt. Bei schweren Flachschiebern können anstelle der Tellerfeder hydraulische oder pneumatische Druckkolbenzylinder zur Verwendung kommen (nicht gezeichnet); diese Art Querdichtungen sind somit auch für schwerste Hochdruckschieber geeignet, bei denen Raumbedarf und Gewicht oft besonders kritisch sind.

Das Beispiel Fig. 3 demonstriert in einleuchtender Weise, wie der erfindungsgemäße Flachschieber wegen seiner kompakten und statisch besonders stabilen Bauart imstande ist, Querdichtungen selbst für schwerste Hochdruckschieber aufzunehmen, ohne daß der betreffende Flachschieber die bisher erforderlichen entsprechend schweren Dimensionen aufweisen müßten.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäß kompakten Bauart liegt darin, daß die Fertigung eines erfindungsgemäßen Flachschiebers wesentlich einfacher ist als diejenige eines herkömmlichen Flachschiebers, denn alle Befestigungsbohrungen können durchgebohrt werden, so daß das Eindrehen von Schraubengewinden für Befestigungs- und Verbindungsschrauben gänzlich entfällt.

Wie das soeben beschriebene Ausführungebeispiel zeigt, stellt die vorliegende Erfindung einen erheblichen technischen Fortschritt dar, der mit überraschend einfachen Mitteln erzielt wird. Die grundlegende Erkenntnis der Erfinder, mittels einer Schieberplatte mit geradliniger Schneide und einer entsprechend geradlinigen Gestaltung der Oberkante der Durchflußöffnung dort, wo die Schieberplatte in den Durchflußkanal eintritt, die Bildung von bewegungshemmenden Ansammlungen an Schwemmstoffen bzw. Feststoffen praktisch vollständig unterbinden zu können, weist einen hohen Erfindungswert auf. Das-

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selbe gilt für die erfindungsgemäße Nutzung des Mediumsdurchflusses zu einer selbsttätigen Ausspülung der Eintrittsecken, indem die Wände des Durchflußkanals strömungstechnisch entsprechend gestaltet sind- Diese Maßnahmen haben nicht nur die Führung der Schieberplatte in entscheidender Weise verbessert, sondern sie haben darüber hinaus zu einschneidenden Verbesserungen an der Baustruktur und Stabilität des Flachschiebers geführt. Die Erfindung vereinigt in sich einen ganz neuen Grundgedanken, eine überdurchschnittliche Erfindungshöhe und einen ebenso überdurchschnittlichen technischen Fortschritt.

6 Ansprüche

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Claims

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Patentansprüche

(1.)Flachschieber insbesondere für die Absperrung von Förderleitungen, welche Schwemmstoffe enthaltende Flüssigkeiten oder - in pneumatischen Förderanlagen - staubförmige oder körnige Medien fördern, mit einem vorzugsweise mehrteiligen Gehäuse, das einen Durchflußkanal für den Durchgang des Fördermediums sowie eine mittig im Gehäuse angeordnete, von diesem umschlossene spalt- oder wannenförmige Führung für die Schieberplatte enthält, die in ihrer Sperrstellung mittels Quer- und Rundumdichtungen gegenüber dem Durchflußkanal abgedichtet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß der in die Führungswanne (9) der Schieberplatte (10) einmündende Durchflußkanal (17,18) sowohl an der Eintrittseite des Fördermediums als auch an der Austrittseite einen dem Querschnitt der Förderleitung angepaßten kreisförmigen Querschnitt (171,181) aufweist, während der Durchflußkanal an seinem mittleren Teil, wo er von beiden Seiten her in die Führungswanne einmündet, einen polygonalen Querschnitt (172,173,182,183) mit mindestens vier Ecken besitzt, dessen Gesamtumriß im Wesentlichen quadratisch erscheint.
2. Flachschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden kreisförmigen Querschnitte (171,181) der Eingänge des Durchflußkanals (17,18) in bezug auf Flächengröße etwa dem entsprechenden polygonalen Querschnitt (1 72, 1 73, 182, 183) gleicht.
3. Flachschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der polygonalen Querschnitte (172,182,173,183) nach oben und nach unten hin von geraden Kanten (172,182)

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(noch Anspruch 3)

und nach jeder Seite hin von trapezförmigen Flanschen (173,183) begrenzt ist, wobei jede der geraden Ober- und Unterkanten (172,182) und die Grundlinie eines jeden trapezförmigen Flansches je etwa so lang ist wie der Durchmesser des entsprechenden kreisförmigen Querschnitts (171,181) der Eintrittsbzw, der Austrittsöffnung des Durchflußkanals (17,18), und die beiden trapezförmigen Flansche miteinander eine Führung für die Schieberplatte (10) während deren Aufenthalt im Durchflußkanal bilden.
4. Flachschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Wände des Durchflußkanals (17,18) von den mit kreisförmigen Querschnitten (171,181) versehenen Eintritts- und Austrittsöffnungen für das Medium an und bis zu der Einmündung in die Führungswanne (9) der Schieberplatte (10) glatt und stufenlos verlaufen.
5. Flachschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querdichtung (22,23) des Flachschiebers lediglich durch einen schmalen Steg (1721) von dem Durchflußkanal (17,18) getrennt ist.
6. Flachschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide (101,102) der Schieberplatte (10) geradlinig ist und vorzugsweise rechtwinklig zu der Führungsrichtung der Schieberplatte verläuft.

Für die Anmelderin

order Arento Patentanwalt

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