DE102011008629A1

DE102011008629A1 - Shut-off valve, particularly metallic sealing butterfly valve, comprises shaft, which is rotatably mounted in housing, and closure plate, which is moved rectilinearly and perpendicular to housing seat

Info

Publication number: DE102011008629A1
Application number: DE201110008629
Authority: DE
Inventors: Dr.-Ing. Ihlow Günter; Dr.-Ing. Ihlow Matthias
Original assignee: AVA Innova GmbH
Current assignee: AVA Innova GmbH
Priority date: 2011-01-14
Filing date: 2011-01-14
Publication date: 2012-07-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Absperrarmatur (1) mit einem in einem Gehäuse (2) mit durchgehender Bohrung quer zur Gehäusebohrung, um eine beabstandet zur Längsachse (L) der Gehäusebohrung und beabstandet zum Gehäusesitz (3) quer zur Längsachse (L) der Gehäusebohrung drehbar gelagerten Welle (7), schwenkbaren Schließteller (5). Der Schließteller (5) ist geradlinig und senkrecht zu einem in der Gehäusebohrung angeordneten Gehäusesitz (3) bewegbar, so dass eine am Schließteller (5) befindliche Dichtfläche (6) geradlinig senkrecht an den Gehäusesitz (3) dichtend anpressbar ist. Um dies zu realisieren, ist an der Welle (7) ein Hebelarm (8) starr angeordnet, mit dem der Schließteller (5) drehbar um eine parallel und beabstandet zu einer Ebene, die durch die Kante (4) des Gehäusesitzes (3) aufgespannt wird, liegende Achse (S) verbunden ist. Am Schließteller (5) ist parallel und in Richtung der Längsachse (L) der Gehäusebohrung beabstandet zu vorgenannter Achse (S) mindestens ein Zapfen (11) angeordnet, der in eine am Gehäuse (2) angeordnete Führungsnut (12) eingreift. Die Führungsnut (12) weist einen geraden in Richtung der Längsachse (L) der Gehäusebohrung verlaufenden Abschnitt (12.1) und einen bogenförmigen Abschnitt (12.2) zur Führung des Zapfens (11) auf.The invention relates to a shut-off valve (1) with a bearing which is rotatable in a housing (2) with a continuous bore transversely to the housing bore, at a distance from the longitudinal axis (L) of the housing bore and at a distance from the housing seat (3) transversely to the longitudinal axis (L) of the housing bore Shaft (7), swiveling closing plate (5). The closing plate (5) can be moved in a straight line and perpendicular to a housing seat (3) arranged in the housing bore, so that a sealing surface (6) located on the closing plate (5) can be pressed in a straight line perpendicularly to the housing seat (3). To achieve this, a lever arm (8) is rigidly arranged on the shaft (7), with which the locking plate (5) can be rotated parallel and at a distance from a plane spanned by the edge (4) of the housing seat (3) is lying axis (S) is connected. At least one pin (11), which engages in a guide groove (12) arranged on the housing (2), is arranged on the closing plate (5) parallel and at a distance from the aforementioned axis (S) in the direction of the longitudinal axis (L) of the housing bore. The guide groove (12) has a straight section (12.1) running in the direction of the longitudinal axis (L) of the housing bore and an arcuate section (12.2) for guiding the pin (11).

Description

Die Erfindung betrifft eine Absperrarmatur mit einem in einem Gehäuse mit durchgehender Bohrung und einem quer zur Bohrung exzentrisch schwenkbar angeordnetem Schließteller, wobei der Schließteller geradlinig und senkrecht zu einem in der Gehäusebohrung angeordneten Gehäusesitz bewegbar ist und so eine am Schließteller befindliche Dichtfläche geradlinig senkrecht an den Gehäusesitz dichtend anpressbar ist. Die Bewegung des Schließtellers wird mittels einer beabstandet zur Längsachse der Gehäusebohrung und zum Gehäusesitz quer zur Längsachse der Gehäusebohrung drehbar gelagerten Welle – doppelexzentrische Anordnung – realisiert, wobei die Welle mit dem Schließteller wirkverbunden ist. Bevorzugt betrifft die Erfindung eine metallisch dichtende Absperrklappe.The invention relates to a shut-off valve with a housing in a through bore and a bore eccentrically pivotally mounted to the closing plate, wherein the closing plate is linear and perpendicular to a housing bore arranged in the housing housing movable and so a sealing plate located on the sealing surface straight perpendicular to the housing seat is sealingly pressed. The movement of the closing plate is realized by means of a spaced apart from the longitudinal axis of the housing bore and the housing seat transversely to the longitudinal axis of the housing bore rotatably mounted shaft - doppelelexzentrische arrangement -, wherein the shaft is operatively connected to the closing plate. Preferably, the invention relates to a metallic sealing butterfly valve.

Klappen zeichnen sich gegenüber anderen Armaturentypen insbesondere durch geringe bauliche Abmessungen und damit ein vergleichsweise geringes Gewicht aus. Sie ermöglichen eine kompakte Anlagenbauweise und sind einfach zu isolieren. Sie besitzen daher ein breites Anwendungsgebiet und werden z. B. in fossil befeuerten Kraftwerken, in Kernkraftwerken, in Raffinerien, in der Petrochemie, der Papierindustrie, in Kälteanlagen usw. eingesetzt und zwar insbesondere im Hoch- als auch im Tieftemperaturbereich, wobei bei hohen und tiefen Temperaturen metallisch dichtende Klappen zum Einsatz kommen. Ein wesentlicher Nachteil von Klappen besteht darin, dass beim Öffnen und Schließen an den Dichtflächen Reibung und Verschleiß auftritt. Um dies zu vermeiden bzw. zu verringern, sind eine Vielzahl von Entwicklungen bekannt. Bei metallisch dichtenden Klappen liegt ein besonderer Entwicklungsschwerpunkt auf sogenannten dreifach exzentrischen Klappen, wie beispielsweise in der EP 0 993 571 B1 beschrieben. Bei diesen Klappen erfolgt die Bewegung der Dichtflächen von Klappenteller und Gehäusesitz zueinander dreifach exzentrisch. Die erste und zweite Exzentrizität wird durch eine Verlagerung der Drehachse des Klappentellers aus der Längsachse der Gehäusebohrung sowie dem Gehäusesitz bewirkt. Die dritte Exzentrizität wird durch die Gestaltung der Dichtfläche des Klappentellers als unsymmetrisch elliptische Mantelfläche in Form von in ihren Mittelpunkten entlang einer Parabel versetzten Kreisen mit abnehmendem Durchmesser realisiert. Diese Gestaltung der Dichtfläche des Klappentellers ist fertigungstechnisch sehr aufwendig und erfordert darüberhinaus eine extrem präzise Führung des Klappentellers, da ein dichter Sitz der Dichtfläche des Klappentellers am Gehäusesitz und damit eine leckagefreie Abdichtung nur in exakt einer vorbestimmten Position, d. h. bei kreisrunder Dichtfläche des Klappentellers und dem Gehäusesitz nur bei exakt paralleler Stellung der Dichtfläche des Klappentellers zum Gehäusesitz, erfolgt. Um dieses Problem zu umgehen, werden elastische Metallverbunddichtringe verwendet, die sich flexibel an die jeweilige Dichtfläche anlegen und so eine leckagefreie Dichtheit der Klappe bewirken. Die Konstruktion der Klappe wird dadurch jedoch aufwändiger und ihre ursprüngliche Robustheit geht zumindest teilweise verloren.Flaps are distinguished from other types of fittings, in particular by low structural dimensions and thus a comparatively low weight. They allow a compact system design and are easy to isolate. They therefore have a wide range of applications and z. As used in fossil-fired power plants, nuclear power plants, refineries, in the petrochemical industry, the paper industry, in refrigeration systems, etc., especially in the high and in the low temperature range, with metallic sealing flaps are used at high and low temperatures. A major disadvantage of flaps is that occurs when opening and closing at the sealing surfaces friction and wear. To avoid or reduce this, a variety of developments are known. In the case of metallic sealing flaps, a special development focus is on so-called triple eccentric flaps, such as in the EP 0 993 571 B1 described. In these flaps, the movement of the sealing surfaces of flap plate and housing seat to each other is three times eccentric. The first and second eccentricity is effected by a displacement of the axis of rotation of the flap plate from the longitudinal axis of the housing bore and the housing seat. The third eccentricity is realized by the design of the sealing surface of the flap plate as an asymmetrical elliptical lateral surface in the form of offset in their centers along a parabola circles with decreasing diameter. This design of the sealing surface of the flap plate is very expensive to manufacture and also requires an extremely precise guidance of the flap plate, since a tight fit of the sealing surface of the flap plate on the housing seat and thus a leak-free seal only in exactly one predetermined position, ie at circular sealing surface of the flap plate and the Housing seat only in exactly parallel position of the sealing surface of the flap plate to the housing seat occurs. To avoid this problem, elastic metal composite sealing rings are used, which create flexible to the respective sealing surface and thus cause a leak-tightness of the flap. However, the construction of the flap becomes more complex and its original robustness is at least partially lost.

Aus der DE 42 37 497 C1 ist eine Absperrklappe der eingangs beschriebenen Art bekannt, bei der ein Bewegungsablauf des Klappentellers in Form einer Schwenk- und Linearbewegung über ein Zusammenwirken einer mindestens mit einem Exzenter versehenen Welle mit einer am Klappenteller fest angeordneten gabelartigen, eine Wellenbuchse übergreifenden Führung erfolgt. Die Wellenbuchse ist verdrehsicher am Gehäuse der Absperrklappe angeordnet und weist zwei zueinander parallele schlüsselflächenähnliche Abflachungen auf, die mit korrespondierenden ebenfalls zueinander parallelen Abflachungen der gabelartigen Führung zusammenwirken, so dass bei einer Drehung der Welle über einen an der Welle angeordneten in die gabelartige Führung eingreifenden Exzenter eine lineare Bewegung gefolgt von einer Schwenkbewegung des Klappentellers bewirkt wird. Die vorbeschriebene Lösung hat jedoch den Nachteil, dass sie zum Verklemmen neigt, insbesondere wenn hohe Stellkräfte auf den Klappenteller zu übertragen sind.From the DE 42 37 497 C1 a butterfly valve of the type described above is known in which a movement of the flap plate in the form of a pivotal and linear movement via an interaction of at least one eccentric shaft with a flap plate fixedly arranged fork-like, a shaft sleeve cross-leadership takes place. The shaft bushing is arranged against rotation on the housing of the butterfly valve and has two mutually parallel key surface-like flats, which cooperate with corresponding also mutually parallel flats of the fork-like guide, so that upon rotation of the shaft via a shaft arranged in the fork-like guide engaging eccentric one linear movement is effected followed by a pivotal movement of the flapper plate. However, the above-described solution has the disadvantage that it tends to jamming, especially when high actuating forces are to be transmitted to the flap plate.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Absperrarmatur der eingangs beschrieben Art, die einfach maschinell herstellbar ist, sich durch einen robusten Aufbau auszeichnet und auch bei metallischer Dichtung, d. h. metallischer Dichtfläche am Schließteller und metallischem Gehäusesitz eine leckagefreie Abdichtung ermöglicht. Die Dichtfläche am Schließteller und der Gehäusesitz sollen rotationssymmetrisch ausgebildet sein.The object of the invention is to provide a shut-off valve of the type described above, which is easy to produce by machine, is characterized by a robust construction and also in metallic seal, d. H. metallic sealing surface on the closing plate and metallic housing seat allows a leak-free sealing. The sealing surface on the closing plate and the housing seat should be rotationally symmetrical.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe von einer Absperrarmatur mit den Merkmalen des 1. Patentanspruches gelöst. Die Ansprüche 2 bis 9 beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen der Absperrarmatur. Erfindungsgemäß wird eine Bewegung des Schließtellers in Richtung der Längsachse der Gehäusebohrung und eine Schwenkbewegung um eine quer und versetzt zur Längsachse der Gehäusebohrung liegende Achse bewirkt, indem der Schließteller über mindestens einen am Schließteller starr angebrachten Steg drehbar mit einem an einer Welle angebrachten Hebelarm verbunden ist, wobei die Drehachse der Welle parallel und beabstandet zu einer Ebene, die durch den Kreis der Berührung der am Schließteller befindlichen Dichtfläche mit dem Gehäusesitz aufgespannt wird und beabstandet zur Längsachse der Gehäusebohrung liegt, und am Schließteller mindestens ein Zapfen angebracht ist, der in eine am Gehäuse angebrachte Führungsnut eingreift, wobei die Führungsnut einen geraden in Richtung der Längsachse der Gehäusebohrung verlaufenden Abschnitt und einen bogenförmigen Abschnitt besitzt. Der vorstehend genannte Zapfen und die Führungsnut sind so ausgebildet und bemessen, dass der Zapfen in Längsrichtung der Führungsnut mit Spiel quer zur Führungsnut bewegbar ist. Ausgehend vom geschlossenen Zustand der Absperrarmatur, also vom Anliegen der am Schließteller befindlichen Dichtfläche am Gehäusesitz wird durch Drehung der Welle um ihre Drehachse der Schließteller geführt durch die Führungsnut zunächst in Richtung der Längsachse der Gehäusebohrung von Gehäusesitz weg bewegt, wobei er seine Stellung quer zur Längsachse der Gehäusebohrung im Wesentlichen beibehält und nachfolgend bei weiterer Drehung der Welle aus der Stellung quer zur Längsachse der Gehäusebohrung in eine Stellung in Richtung der Längsachse der Gehäusebohrung geschwenkt. Zum Schließen der Absperrarmatur erfolgt der vorstehend beschriebene Bewegungsablauf in umgekehrter Folge, d. h. ausgehend von einer Stellung des Schließtellers in Richtung der Längsachse der Gehäusebohrung wird durch Drehung der Welle um ihre Drehachse der Schließteller zunächst in eine Stellung quer zur Längsachse der Gehäusebohrung geschwenkt und nachfolgend durch weitere Drehung der Welle entlang der Längsachse der Gehäusebohrung in Richtung des Gehäusesitzes bewegt, bis die Dichtfläche des Schließtellers am Gehäusesitz anliegt. Durch die Beaufschlagung der Welle mit einem vorgewählten Drehmoment kann eine vorgewählte Anpresskraft der Dichtfläche des Schließtellers an den Gehäusesitz bewirkt werden. Der besondere Vorteil der Erfindung liegt in der technisch einfachen Realisierung des vorbeschriebenen Bewegungsablaufes des Schließtellers, wobei dazu einfach fertigbare und robuste Bauteile verwendet werden.According to the invention this object is achieved by a shut-off valve with the features of the first claim. Claims 2 to 9 describe advantageous embodiments of the shut-off valve. According to the invention, a movement of the closing plate in the direction of the longitudinal axis of the housing bore and a pivoting movement about a transversely and offset from the longitudinal axis of the housing bore axis is effected by the closing plate is rotatably connected via at least one locking plate rigidly mounted on the bridge with a mounted on a shaft lever arm wherein the axis of rotation of the shaft parallel and spaced from a plane which is spanned by the circle of contact of the sealing plate located on the closing surface with the housing seat and spaced from the longitudinal axis of the housing bore, and at the closing plate at least one pin is mounted in one of the housing mounted guide groove engages, wherein the guide groove is a straight in the direction of the longitudinal axis of the housing bore has extending portion and an arcuate portion. The above-mentioned pin and the guide groove are formed and dimensioned such that the pin is movable in the longitudinal direction of the guide groove with play transversely to the guide groove. Starting from the closed state of the shut-off valve, so the concern of the sealing plate located on the closing surface on the housing seat is guided by rotation of the shaft about its axis of rotation of the closing plate by the guide first in the direction of the longitudinal axis of the housing bore of the housing seat away, where its position transverse to the longitudinal axis the housing bore substantially retains and subsequently pivoted upon further rotation of the shaft from the position transverse to the longitudinal axis of the housing bore in a position in the direction of the longitudinal axis of the housing bore. To close the shut-off valve, the movement described above is carried out in reverse order, ie, starting from a position of the closing plate in the direction of the longitudinal axis of the housing bore is rotated by rotation of the shaft about its axis of rotation of the closing plate first in a position transverse to the longitudinal axis of the housing bore and subsequently by more Rotation of the shaft along the longitudinal axis of the housing bore moves in the direction of the housing seat until the sealing surface of the closing plate rests against the housing seat. By applying the shaft with a preselected torque, a preselected contact pressure of the sealing surface of the closing plate can be effected to the housing seat. The particular advantage of the invention lies in the technically simple realization of the above-described sequence of movements of the closing plate, to which easily manufacturable and robust components are used.

Bei einer bevorzugten Ausbildung der Dichtfläche am Schließteller als Kreiskegelstumpf und des Gehäusesitzes als kreisrunde, senkrecht zur Längsachse der Gehäusebohrung ausgerichtete Kante, erfolgt beim Schließen der Absperrarmatur, d. h. beim Anpressen der Dichtfläche des Schließtellers gegen die Kante des Gehäusesitzes eine Zentrierung der Achse des Kreiskegelstumpfes durch den Mittelpunkt der kreisrunden Kante des Gehäusesitzes und eine Ausrichtung der Achse des Kreiskegelstumpfes quer zur Ebene, die durch die Kante des Gehäusesitzes aufgespannt wird. Diese Zentrierung und Ausrichtung der Achse des Kreiskegelstumpfes kann verbessert werden, wenn die Führung des Schließtellers nicht starr ausgebildet ist. So kann beispielsweise der die Bewegung des Schließtellers führende Zapfen mit einem Spiel zur Führungsnut ausgebildet sein oder ein Spiel in seine Lage zum Schließteller aufweisen. Äquivalent kann auch die Führungsnut ein Spiel in ihrer Lage gegenüber dem Gehäuse aufweisen. Es hat sich gezeigt, dass bei einem Spiel im Bereich zwischen +0,2 mm bis +1,0 mm, bevorzugt in Bereich zwischen +0,4 mm bis +0,6 mm, beim Schließen der Absperrarmatur, d. h. beim Anpressen der Dichtfläche des Schließtellers gegen die Kante des Gehäusesitzes, eine ausreichend gute Zentrierung und Ausrichtung der kreiskegelstumpfförmigen Dichtfläche des Schließtellers an der kreisrunden Kante des Gehäusesitzes bewirkt wird.In a preferred embodiment of the sealing surface on the closing plate as a circular truncated cone and the housing seat as a circular, aligned perpendicular to the longitudinal axis of the housing bore edge, takes place when closing the shut-off valve, d. H. when pressing the sealing surface of the closing plate against the edge of the housing seat centering the axis of the circular truncated cone through the center of the circular edge of the housing seat and an orientation of the axis of the circular truncated cone transverse to the plane, which is spanned by the edge of the housing seat. This centering and alignment of the axis of the circular truncated cone can be improved if the guide of the closing plate is not rigid. Thus, for example, the movement of the closing plate leading pin may be formed with a clearance to the guide or have a game in its position to the closing plate. Equivalently, the guide groove may also have a play in its position relative to the housing. It has been found that in a game in the range between +0.2 mm to +1.0 mm, preferably in the range between +0.4 mm to +0.6 mm, when closing the shut-off valve, d. H. when pressing the sealing surface of the closing plate against the edge of the housing seat, a sufficiently good centering and alignment of the circular truncated cone-shaped sealing surface of the closing plate is effected on the circular edge of the housing seat.

Sowohl die Dichtfläche am Schließteller als auch die Kante des Gehäusesitzes können aus einem metallischen Werkstoff, d. h. weitgehend starr ausgebildet sein. Die Abdichtung zwischen der Dichtfläche am Schließteller und der Kante des Gehäusesitzes wird auch in diesem Fall, d. h. bei einer metallischen Dichtung, leckagefrei sein, weil aufgrund der Zentrierung und Ausrichtung der kreiskegelstumpfförmigen Dichtfläche am Schließteller an der kreisrunden Kante des Gehäusesitzes nach dem Schließen der Absperrarmatur beide Dichtelemente in einer geschlossenen Kreislinie aneinanderliegen. Als metallische Werkstoffe für die Dichtfläche am Schließteller und die Kante des Gehäusesitzes sind z. B. Hartlegierungen auf Cobalt-Chrom-Basis, Nickelbasislegierungen oder Nickelkupferlegierungen zweckmäßig. Bei der Auswahl des metallischen Werkstoffes für die Kante des Gehäusesitzes bzw. die Dichtfläche am Schließteller ist es vorteilhaft, als Werkstoffpaarung zwei Werkstoffe mit unterschiedlicher Härte auszuwählen, um einen nicht zu vermeidenden Verschleiß auf eines der beiden Bauteile, also entweder die Kante des Gehäusesitzes oder die Dichtfläche am Schließteller, zu konzentrieren.Both the sealing surface on the closing plate and the edge of the housing seat can be made of a metallic material, d. H. be formed largely rigid. The seal between the sealing surface on the closing plate and the edge of the housing seat is also in this case, d. H. be in a metallic seal, leak-free, because due to the centering and alignment of the circular truncated cone-shaped sealing surface on the closing plate on the circular edge of the housing seat after closing the shut-off both sealing elements abut each other in a closed circular line. As metallic materials for the sealing surface on the closing plate and the edge of the housing seat z. As hard alloys cobalt-chromium-based, nickel-based alloys or nickel-copper alloys appropriate. When selecting the metallic material for the edge of the housing seat or the sealing surface on the closing plate, it is advantageous to select as material pair two materials with different hardness to unavoidable wear on one of the two components, ie either the edge of the housing seat or the Sealing surface on the closing plate, concentrate.

Durch die Anordnung von zwei mit dem Schließteller verbunden Zapfen, gegenüberliegend in einer parallel und in Richtung der Längsachse der Gehäusebohrung beabstandet zur Achse der drehbaren Verbindung des Schließtellers mit dem Hebelarm liegenden, die Längsachse der Gehäusebohrung schneidenden Achse verbunden mit der Ausbildung von zwei in ihrer Form gleichen und in ihrer Lage und Ausbildung zu den vorgenannten Zapfen korrespondierenden Führungsnuten am Gehäuse, kann die Führung der Bewegung des Schließtellers verbessert werden. Bevorzugt sollten die Zapfen am Rand des Schließtellers angeordnet sein.By the arrangement of two pins connected to the closing plate, opposite in a parallel and in the direction of the longitudinal axis of the housing bore spaced from the axis of the rotatable connection of the closing plate lying with the lever arm, the longitudinal axis of the housing bore intersecting axis connected to the formation of two in their shape the same and in their position and training to the aforementioned pin corresponding guide grooves on the housing, the leadership of the movement of the closing plate can be improved. Preferably, the pins should be arranged on the edge of the closing plate.

Weiterhin bevorzugt sollte die drehbare Verbindung zwischen dem Schließteller und dem an der Welle starr angeordneten Hebelarm über mindestens einen am Schließteller starr angeordneten Steg erfolgen. Dabei sollte die drehbare Verbindung zwischen dem Steg und dem Hebelarm zweckmäßig mittels eines am Steg angeordneten zylindrischen Zapfens erfolgen, der in eine im Hebel befindliche Bohrung eingreift.Further preferably, the rotatable connection between the closing plate and the rigidly arranged on the shaft lever arm should be done via at least one rigidly arranged on the closing plate web. The rotatable connection between the web and the lever arm should suitably be effected by means of a web arranged on the cylindrical pin, which engages in a hole located in the lever.

Bevorzugt ist die drehbare Verbindung zwischen dem Schließteller und der Welle über zwei parallel zur Drehachse der Welle liegende Verbindungen ausgeführt, wobei dies entweder mit Hilfe jeweils zweier an der Welle starr angeordneter Hebelarme und zweier am Schließteller starr angeordneter Stege realisiert werden kann, oder mit Hilfe eines an der Welle starr angeordneten Hebelarmes und zweier am Schließteller starr angeordneter Stege bzw. mit Hilfe zweier an der Welle starr angeordneter Hebelarme und eines am Schließteller starr angeordneten Steges erfolgen kann.Preferably, the rotatable connection between the closing plate and the shaft is carried out via two parallel to the axis of rotation of the shaft connections, this either by means of each two lever arms arranged rigidly on the shaft and two webs arranged rigidly on the closing plate can be realized, or with the aid of a lever arm rigidly arranged on the shaft and two webs rigidly arranged on the closing plate or by means of two lever arms rigidly arranged on the shaft and one on the closing plate can be done rigidly arranged web.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen inThe invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. The accompanying drawings show in

1: den Längsschnitt einer geschlossenen Absperrarmatur, in 1 : the longitudinal section of a closed shut-off valve, in

2: die Seitenansicht eines Schließtellers, in 2 : the side view of a closing plate, in

3: den Längsschnitt durch eine Absperrarmatur zu Beginn der Öffnung mit um einen Drehwinkel von 10° gedrehter Welle, in 3 : the longitudinal section through a shut-off valve at the beginning of the opening with rotated by a rotation angle of 10 ° shaft, in

4: den Längsschnitt durch eine Absperrarmatur während der Öffnung mit um einen Drehwinkel von 20° gedrehter Welle, in 4 : the longitudinal section through a shut-off valve during the opening with rotated by a rotation angle of 20 ° shaft, in

5: den Längsschnitt durch eine Absperrarmatur während der Öffnung mit um einen Drehwinkel von 45° gedrehter Welle und in 5 : The longitudinal section through a shut-off valve during the opening with a rotation angle of 45 ° rotated shaft and in

6: den Längsschnitt durch eine geöffnete Absperrarmatur mit um einen Drehwinkel von 90° gedrehter Welle. 6 : the longitudinal section through an open shut-off valve with a rotated by a rotation angle of 90 ° shaft.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Absperrarmatur 1 im Längsschnitt. Die Absperrarmatur 1 weist ein Gehäuse 2 mit einer durchgehenden Gehäusebohrung entlang einer Längsachse L auf. In der Gehäusebohrung ist der Gehäusesitz 3 angeordnet. Er ist als kreisrunde, quer zur Gehäusebohrung liegende Kante 4 ausgebildet und besteht aus 1.4009. Der Mittelpunkt des kreisrunden Gehäusesitzes 3 liegt auf der Längsachse L der Gehäusebohrung. In der Gehäusebohrung ist weiterhin ein Schließteller 5 in Richtung der Längsachse L der Gehäusebohrung bewegbar und um eine quer zur Gehäusebohrung und parallel zu einer durch die Kante 4 des Gehäusesitzes 3 aufgespannten Ebene liegende Achse schwenkbar angeordnet. Die Dichtfläche 6 ist als Kreiskegelstumpf ausgebildet und ist mit 1.4370 beschichtet. Die Dichtfläche 6 des Schließtellers 5 liegt in der in 1 gezeigten Stellung des Schließtellers 5 dicht an der Kante 4 des Gehäusesitzes 3 an. Die Absperrarmatur 1 ist in dieser Stellung des Schließtellers 5 geschlossen. Quer zur Längsachse L der Gehäusebohrung ist in der Gehäusebohrung eine um eine parallel zu der durch die Kante 4 des Gehäusesitzes 3 aufgespannten Ebene liegende Drehachse D drehbare Welle 7 mit einem Hebelarm 8 angeordnet. Der Hebelarm 8 weist beabstandet zur Drehachse D eine parallel zur Drehachse D liegende Durchgangsbohrung, deren Mittellinie entlang der Achse S verläuft, auf. Am Schließteller 5 sind, wie in 2 gezeigt, zwei Stege 9 angeordnet, an denen Zapfen 10 ausgebildet sind. Die Zapfen 10 sind entlang der Achse S fluchtend angeordnet und so ausgebildet, dass sie in die Durchgangsbohrung im Hebelarm 8 eingreifen. Der Schließteller 5 ist somit drehbar um die parallel zur Drehachse D der Welle 7 liegende Achse S verbunden. Am äußeren Umfang des Schließtellers 5 sind weiterhin zwei kreiszylinderförmige Zapfen 11 ausgebildet. Die Zapfen 11 sind fluchtend entlang einer parallel zur Achse S liegenden Achse Z angeordnet. Die Zapfen 11 greifen, wie 1 zeigt, in zwei im Gehäuse 2 ausgebildete Führungsnuten 12 ein und sind so bemessen, dass sie mit mit einem Spiel im Bereich zwischen +0,4 mm bis +0,6 mm in den Führungsnuten 12 gleiten können. Die Führungsnuten 12 weisen jeweils einen geraden Abschnitt 12.1 und einen gebogenen Abschnitt 12.2 auf. Mit Hilfe der Führungsnuten 12, d. h. ihrer Formgebung, wird über die in die Führungsnuten 12 eingreifenden Zapfen 11 die Bewegung des Schließtellers 5 beim Öffnen bzw. Schließen der Absperrarmatur 1 gesteuert. Ausgehend von der in 1 gezeigten geschlossenen Absperrarmatur 1, d. h. der Stellung des Schließtellers 5, in der seine Dichtfläche 6 dicht an der Kante 4 des Gehäusesitzes 3 anliegt, soll nachfolgend anhand der 3 bis 6 die Bewegung des Schließtellers 5 beim Öffnen der Absperrarmatur 1 gezeigt werden. Die Bewegung des Schließtellers 5 wird durch Drehung der Welle 7 um ihre Drehachse D bewirkt. Zum Öffnen der Absperrarmatur 1 wird die Welle 7 in Uhrzeigerrichtung gedreht. 3 zeigt die Stellungen der bewegbaren Elemente Welle 7 mit Hebelarm 8 und Schließteller 5 mit Stegen 9 und Zapfen 10 und 11 der Absperrarmatur 1 bei einer Verdrehung der Welle 7 um einen Drehwinkel von 10° in Uhrzeigerrichtung. Durch die Drehung der Welle 7 in Uhrzeigerrichtung wird der Hebelarm 8 in die gleiche Richtung geschwenkt und zieht über die in die Bohrung im Hebelarm 8 eingreifenden Zapfen 10 und die Stege 9 am Schließteller 5 diesen weg vom Gehäusesitz 3. Durch die Führung der Zapfen 11 in den Führungsnuten 12 erfolgt die Bewegung des Schließtellers 5 zunächst als überwiegend gerade Bewegung entlang der Längsachse L der Gehäusebohrung ohne dass der Schließteller dabei seine parallele Stellung zu der durch die Kante 4 des Gehäusesitzes 3 aufgespannten Ebene verlässt. Die Dichtfläche 6 des Schließtellers 5 wird nahezu im rechten Winkel, d. h. parallel von der durch die Kante 4 des Gehäusesitzes 3 aufgespannten Ebene weg bewegt. Die Dichtfläche 6 und die Kante 4 des Gehäusesitzes 3 gleiten damit auch bei vorheriger großer Anpresskraft bei der Öffnung der Absperrarmatur 1 nicht aufeinander, sondern lösen sich voneinander ohne dabei aneinander zu reiben. Nachdem sich der Schließteller 5 vom Gehäusesitz 3 mit einer überwiegend geradlinigen Bewegung entlang der Längsachse L der Gehäusebohrung weg bewegt hat, wird der Schließteller 5 bei weiterer Drehung der Welle 7 in Uhrzeigerrichtung entsprechend der Formgebung der Führungsnuten 12 aus der parallelen Stellung zu der durch die Kante 4 des Gehäusesitzes 3 aufgespannten Ebene in eine senkrechte Stellung zu dieser Ebene geschwenkt, wobei er sich gleichzeitig von dieser Ebene entfernt. Die Bewegung des Schließtellers 5 in Richtung der Längsachse L der Gehäusebohrung wird von einer Schwenkbewegung überlagert. Die 4, 5 und 6 zeigen jeweils Stellungen der bewegbaren Elemente bei einer Drehung der Welle 7 um einen Drehwinkel von 20° – 4 –, bei einem Drehwinkel der Welle 7 um 45° – 5 – und bei einem Drehwinkel der Welle 7 um 90° – 6 –. Bei einer Drehung der Welle um einen Drehwinkel von 90° in Uhrzeigerrichtung ist der Schließteller 5 vollständig in Richtung der Längsachse L Absperrarmatur 1 geschwenkt und die Absperrarmatur 1 ist vollständig geöffnet. Zum Schließen der Absperrarmatur 1 wird die Welle 7 entgegen der Uhrzeigerrichtung gedreht. Der Schließteller 5 schwenkt dann zunächst aus seiner Stellung in Richtung der Längsachse L der Gehäusebohrung um 90° bis zu einer Stellung parallel zu der durch die Kante 4 des Gehäusesitzes 3 aufgespannten Ebene, wobei er sich gleichzeitig auf diese Ebene zubewegt. Er wird dann parallel in Richtung der durch die Kante 4 des Gehäusesitzes 3 aufgespannten Ebene bewegt, wobei sich die Dichtfläche 6 des Schließtellers 5 an die Kante 4 des Gehäusesitzes 3 anlegt. Beim Anlegen der kreiskegelstumpfförmigen Dichtfläche 6 an die Kante 4 des Gehäusesitzes 3, d. h. bei Erzeugung eines erhöhten entgegen der Uhrzeigerrichtung wirkenden Drehmomentes an der Welle 7 erfolgt bedingt durch das Spiel der Zapfen 11 in den Führungsnuten 12 eine Zentrierung und Ausrichtung des Schließtellers 5, bis die kreisrunde Kante 4 des Gehäusesitzes 3 in einer geschlossenen Kreislinie an der kreiskegelstumpfförmigen Dichtfläche 6 am Schließtellers 5 anliegt. 1 shows a shut-off valve according to the invention 1 in longitudinal section. The shut-off valve 1 has a housing 2 with a continuous housing bore along a longitudinal axis L. In the housing bore is the housing seat 3 arranged. It is a circular, lying across the housing bore edge 4 trained and consists of 1.4009. The center of the circular housing seat 3 lies on the longitudinal axis L of the housing bore. In the housing bore is still a closing plate 5 movable in the direction of the longitudinal axis L of the housing bore and about a transverse to the housing bore and parallel to a through the edge 4 of the housing seat 3 spanned plane lying axis arranged pivotally. The sealing surface 6 is designed as a circular truncated cone and is coated with 1.4370. The sealing surface 6 of the closing plate 5 lies in the in 1 shown position of the closing plate 5 close to the edge 4 of the housing seat 3 at. The shut-off valve 1 is in this position of the closing plate 5 closed. Transverse to the longitudinal axis L of the housing bore is in the housing bore one to a parallel to the through the edge 4 of the housing seat 3 spanned plane lying axis of rotation D rotatable shaft 7 with a lever arm 8th arranged. The lever arm 8th has spaced from the axis of rotation D a parallel to the axis of rotation D through hole whose center line along the axis S, on. At the closing plate 5 are, as in 2 shown, two bridges 9 arranged at which cones 10 are formed. The cones 10 are arranged in alignment along the axis S and formed so that they into the through hole in the lever arm 8th intervention. The closing plate 5 is thus rotatable about the axis parallel to the axis of rotation D of the shaft 7 lying axis S connected. On the outer circumference of the closing plate 5 are still two circular cylindrical pin 11 educated. The cones 11 are arranged in alignment along an axis Z lying parallel to the axis S. The cones 11 grab, like 1 shows in two in the housing 2 trained guide grooves 12 One and are sized to play with a clearance in the range between +0.4 mm to +0.6 mm in the guide grooves 12 can slide. The guide grooves 12 each have a straight section 12.1 and a bent section 12.2 on. With the help of the guide grooves 12 , ie their shape, is about the in the guide grooves 12 engaging pin 11 the movement of the closing plate 5 when opening or closing the shut-off valve 1 controlled. Starting from the in 1 shown closed shut-off valve 1 , ie the position of the closing plate 5 in which its sealing surface 6 close to the edge 4 of the housing seat 3 is to be determined below on the basis of 3 to 6 the movement of the closing plate 5 when opening the shut-off valve 1 to be shown. The movement of the closing plate 5 is by turning the shaft 7 around its axis of rotation D causes. To open the shut-off valve 1 becomes the wave 7 turned in a clockwise direction. 3 shows the positions of the movable elements shaft 7 with lever arm 8th and closing plates 5 with bars 9 and cones 10 and 11 the shut-off valve 1 at a rotation of the shaft 7 around a rotation angle of 10 ° in the clockwise direction. By the rotation of the shaft 7 clockwise becomes the lever arm 8th swung in the same direction and pulls over into the hole in the lever arm 8th engaging pin 10 and the footbridges 9 on the closing plate 5 this away from the housing seat 3 , By guiding the pins 11 in the guide grooves 12 the movement of the closing plate takes place 5 initially as a predominantly straight movement along the longitudinal axis L of the housing bore without the closing plate while its parallel position to that through the edge 4 of the housing seat 3 abandoned plane leaves. The sealing surface 6 of the closing plate 5 is almost at right angles, ie parallel from the one through the edge 4 of the housing seat 3 spanned level moves away. The sealing surface 6 and the edge 4 of the housing seat 3 glide so even with previous large contact pressure at the opening of the shut-off valve 1 not on each other, but separate from each other without rubbing against each other. After the closing plate 5 from the housing seat 3 with a has moved mainly rectilinear movement along the longitudinal axis L of the housing bore, the closing plate 5 upon further rotation of the shaft 7 in the clockwise direction according to the shape of the guide grooves 12 from the parallel position to that through the edge 4 of the housing seat 3 spanned plane pivoted in a vertical position to this plane, while he moves away from this level. The movement of the closing plate 5 in the direction of the longitudinal axis L of the housing bore is superimposed by a pivoting movement. The 4 . 5 and 6 each show positions of the movable elements in a rotation of the shaft 7 around a rotation angle of 20 ° - 4 -, at a rotation angle of the shaft 7 at 45 ° 5 - And at a rotation angle of the shaft 7 around 90 ° 6 -. Upon rotation of the shaft through a rotation angle of 90 ° in the clockwise direction is the closing plate 5 completely in the direction of the longitudinal axis L shut-off valve 1 pivoted and the shut-off valve 1 is fully open. To close the shut-off valve 1 becomes the wave 7 turned counterclockwise. The closing plate 5 then pivots first from its position in the direction of the longitudinal axis L of the housing bore by 90 ° to a position parallel to that through the edge 4 of the housing seat 3 spanned level, moving simultaneously to this level. He will then move parallel in the direction of the edge 4 of the housing seat 3 spanned plane moves, taking the sealing surface 6 of the closing plate 5 to the edge 4 of the housing seat 3 invests. When creating the circular truncated cone-shaped sealing surface 6 to the edge 4 of the housing seat 3 That is, when generating an increased counterclockwise torque on the shaft 7 occurs due to the game of pins 11 in the guide grooves 12 a centering and alignment of the closing plate 5 until the circular edge 4 of the housing seat 3 in a closed circular line on the circular truncated cone-shaped sealing surface 6 on the closing plate 5 is applied.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: AbsperrarmaturShut-off
22: Gehäusecasing
33: Gehäusesitzhousing seat
44: Kante des GehäusesitzesEdge of the housing seat
55: Schließtellerclosing plate
66: Dichtflächesealing surface
77: Wellewave
88th: Hebelarmlever arm
99: Stegweb
1010: Zapfen am Steg 9 Tang on the jetty 9
1111: Zapfen am Schließteller 5 Pins on the closing plate 5
1212: Führungsnutguide
12.112.1: gerader Abschnitt der Führungsnut 12 straight section of the guide groove 12
12.212.2: bogenförmigen Abschnitt der Führungsnut 12 arcuate portion of the guide groove 12
DD: Drehachse der Welle 7 Rotary axis of the shaft 7
LL: Längsachse der GehäusebohrungLongitudinal axis of the housing bore
SS: Achse der Zapfen 10 Axis of the pins 10
ZZ: Achse der Zapfen 11 Axis of the pins 11

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0993571 B1 [0002]
DE 4237497 C1 [0003]

Claims

Shut-off valve with one in a housing ( 2 ) with a continuous bore transversely to the housing bore, at a distance from the longitudinal axis (L) of the housing bore and spaced from the housing seat ( 3 ) transversely to the longitudinal axis (L) of the housing bore rotatably mounted shaft ( 7 ), swiveling lock plate ( 5 ), whereby the closing plate ( 5 ) rectilinear and perpendicular to a housing disposed in the housing bore housing ( 3 ) is movable and so on the closing plate ( 5 ) sealing surface ( 6 ) straight line perpendicular to the housing seat ( 3 ) is sealable, characterized in that on the shaft ( 7 ) a lever arm ( 8th ) is rigidly arranged, that the closing plate ( 5 ) rotatable about a parallel and spaced to a plane through the circle of contact of the closing plate ( 5 ) sealing surface ( 6 ) with the housing seat ( 3 ), lying axis (S) with the lever arm ( 8th ) is connected to the closing plate ( 5 ), parallel and in the direction of the longitudinal axis (L) of the housing bore spaced from the aforementioned axis (S) at least one pin ( 11 ) arranged in one of the housing ( 3 ) arranged guide groove ( 12 ) engages, and that the guide groove ( 12 ) a straight in the direction of the longitudinal axis (L) of the housing bore extending portion ( 12.1 ) and an arcuate section ( 12.2 ) for guiding the pin ( 11 ) having.

Shut-off valve according to claim 1, characterized in that the pin ( 11 ) and the guide groove ( 12 ) are formed so that the pin ( 11 ) with play across the guide groove ( 12 ) along the guide groove ( 12 ) is movable.

Shut-off valve according to claim 1 or 2, characterized in that with the closing plate ( 5 ) connected in a parallel and in the direction of the longitudinal axis (L) of the housing bore spaced from the axis (S) of the rotatable connection of the closing plate ( 5 ) with the lever arm ( 8th ), the longitudinal axis (L) of the housing bore intersecting axis (Z) has two pins ( 11 ), each in the housing ( 2 ) in the direction of the longitudinal axis (L) of the housing bore arranged in the same direction and in their shape identically formed guide grooves ( 12 ) intervene.

Shut-off fitting according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the pins ( 11 ) at the edge of the closing plate ( 5 ) are arranged.

Shut-off valve according to claim 1 to 4, characterized in that the rotatable connection between the closing plate ( 5 ) and on the shaft ( 7 ) rigidly arranged lever arm ( 8th ) via at least one on the closing plate ( 5 ) rigidly arranged web ( 9 ) he follows.

Shut-off fitting according to claim 5, characterized in that the rotatable connection between the web ( 9 ) and the lever arm ( 8th ) by means of a bridge ( 9 ) arranged cylindrical pin ( 10 ), which is in one in the lever arm ( 8th ) engages existing hole.

Shut-off valve according to claim 5 or 6, characterized in that the rotatable connection between the closing plate ( 5 ) and the wave ( 7 ) over two parallel to the axis of rotation (D) of the shaft ( 7 ) lying connections takes place.

Shut-off valve according to claim 5 or 6, characterized in that the rotatable connections between each two on the shaft ( 7 ) rigidly arranged lever arms ( 8th ) and two on the closing plate ( 5 ) rigidly arranged webs ( 9 ) or between one on the shaft ( 7 ) rigidly arranged lever arm ( 8th ) and two on the closing plate ( 5 ) rigidly arranged webs ( 9 ) or between two on the shaft ( 7 ) rigidly arranged lever arms ( 8th ) and one on the closing plate ( 5 ) rigidly arranged web ( 9 ) be formed.

Shut-off fitting according to one of claims 1 to 8, characterized in that the housing seat ( 3 ) as a circular perpendicular to the longitudinal axis (L) of the housing bore aligned edge ( 4 ) and on the closing plate ( 5 ) sealing surface ( 6 ) are formed as circular truncated cone.