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Absperrorgan für hochviskose Medien Die Erfindung betrifft ein Absperrorgan
für hochviskose Medien mit einem hohlkegelstumpfförmigen, mit Längsschlitzen versehenen
Sitz, auf dem ein entsprechend ausgebildetes Küken drehbar ist, das von seinem Sitz
abhebbar ist.
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Bei einem bekannten Absperrorgan dieser Art ist um die Betätigungsspindel
des Kükens zwischen dem Betätigungshebel und einem in bezug auf das Gehäuse ortsfesten
Teil eine Schraubenfeder angeordnet. Diese Schraubenfeder dient der Aufrechterhaltung
eines einwandfreien Sitzes bzw. der gewünschten Abdichtung zwischen dem Küken und
dem an dem Gehäuse ausgebildeten Sitz. Die Probleme, die durch das Frieren einer
Flüssigkeit im Bereich des Behälterbodens auftreten, werden bei diesem bekannten
Absperrorgan dadurch gelöst, daß das Küken so weit in den Behälter hineinragt, daß
es nicht mehr in dem Bereich liegt, in dem ein Frieren auftritt. Hierbei tritt eindeutig
der Nachteil auf, daß in dem Behälter immer eine beträchtliche Menge zurückbleibt,
die in ihrer Höhe durch das Maß festgelegt ist, um das das Küken in den Behälter
hineinragt (britische Patentschrift 819 395).
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Weiterhin ist ein Drehschieber bekannt, bei dem die zylindrischen
Gleitflächen exzentrisch zur Drehachse der Schieber verlaufen, so daß die Schieber
sich beim öffnen von ihrem Sitz abheben. Bei diesem Drehschieber wurde es für zweckmäßig
gehalten, die bei der Schließbewegung vorderen Kanten der Schieber als Schneiden
auszuführen, damit ein besseres Abschaben der Gleitflächen erfolgt. Ein solcher
grundsätzlich anders aufgebauter Drehschieber eignet sich nicht als Absperrorgan
für hochviskose Medien (deutsche Patentschrift 337 914).
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Weiterhin ist es bei einem Absperrhahn, dessen kegelstumpfförmig ausgebildetes
Küken in eine zu steuernde Leitung eingebaut ist, bekannt, bei Übertragung einer
Drehbewegung auf die Betätigungsspindel des Kükens, das Küken erst in Richtung seiner
Kegelöffnung zu verschieben - d. h. von seinem Sitz zu lösen - und darauf folgend
zu drehen. Dieses geschieht dadurch, daß die Betätigungsspindel zweiteilig ausgebildet
ist und daß in dem am Küken ausgebildeten Teil Walzen eingelassen sind, die bei
dem Beginn der Übertragung einer Drehbewegung auf den anderen Teil der Spindel aus
in diesem Teil ausgebildeten Aussparungen herauslaufen und so die Bewegung des Kükens
in Achsrichtung veranlassen. Wenn der Eingriff zwischen den Walzen und den Aussparungen
beseitigt worden ist, kommen an dem die Aussparungen aufweisenden Teil der Spindel
ausgebildete Zapfen mit den Enden von Schlitzen des anderen, mit dem Küken verbundenen
Teiles der Spindel zur Anlage, wodurch die Drehung des Kükens erfolgt. Die beiden
Teile der Spindel werden in entsprechender Weise durch eine Feder aufeinandergedrückt,
die außen an dem Gehäuse des Absperrhahnes und an dem mit dem Küken verbundenen
Teil der Spindel abgestützt ist. Die einzelnen Teile dieses Absperrhahnes sind derart
aufeinander abgestimmt, daß erst eine Verschiebebewegung des Kükens stattfindet,
worauf dieses gedreht wird (deutsche Patentschrift 714 994).
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Absperrorgan der eingangs
genannten Art zu schaffen, das auch bei Verklebung der mit dem hochviskosen Medium
in Berührung stehenden Bauteile noch betätigt werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß die Längskanten der Schlitze im Küken schneidenartig ausgebildet
sind und daß das Abheben durch eine kraftschlüssige Kupplung erfolgt, der eine formschlüssige
Kupplung nachgeschaltet ist.
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Hierdurch arbeiten die als Schneiden ausgebildeten Kanten des Kükens
und die kraftschlüssige, auf ein bestimmtes Drehmoment eingestellte Kupplung des
Absperrorgans zusammen. Sind die entsprechenden Bauteile durch das hochviskose Medium
verklebt, so wird das Küken beim Betätigen der Armatur und nach Überschreiten des
eingestellten Drehmomentes angehoben, der Film zerreißt, die formschlüssige Kupplung
kommt zur Wirkung, das Küken wird gedreht, und die Schneiden reinigen die Sitzflächen
von im wesentlichen dem anhaftenden hochviskosen Medium. Die kegelförmige Form des
Kükens hat zur Folge, daß das Maß, um das sich das Küken beim Abheben von seinem
Sitz entfernt, in bezug auf das Maß, um das das Küken angehoben wird, entsprechend
geringer ist. Es liegt also ein Zusammenwirken der Schneiden und der kraftschlüssigen
Kupplung vor. Die formschlüssige Kupplung kommt also nur zur
Wirkung,
wenn die kraftschlüssige Kupplung durchgerutscht ist. Die einzelnen- Wirkungen,
die erfindungsgemäß erzielt werden, sind also ein Aufbrechen der Verklebung, die
Reinigung bzw. Glätteng der Dichtflächen und ein Zerschneiden des sich abgesetzten
Sumpfes. Diese Wirkungen können gleichzeitig, nacheinander und einzeln auftreten.
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Die kegelige Form des Kükens und des Sitzes verhindert auch ein Festklemmen
des Kükens auf seinem Sitz bei Temperaturschwankungen.
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In vorteilhafter Weise kann die Stirnkante des Kükens ebenfalls schneidenartig
ausgebildet sein, wodurch besonders das Zerschneiden eines Sumpfes bei der Drohbewegung
und bei der Abhebe- bzw. Senkbewegung des Kükens erleichtert wird.
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In vorteilhafter Weise kann das Absperrorgan derart ausgeführt sein,
daß die kraftschlüssige Kupplung durch in einer mit einem Betätigungshebel verbundenen
Bundbüchse stirnseitig ausgebildete Aussparungen gebildet ist, in die Vorsprünge
eingreifen, die an einem Mitnehmer ausgebildet sind, der über eine Spindel mit dem
Küken verbunden ist.
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Die der kraftschlüssigen Kupplung nachgeschaltete formschlüssige Kupplung
kann in vorteilhafter Weise durch Knaggen an der Büchse gebildet sein, die in eine
begrenzte Drehbewegung zulassenden Aussparungen der Bundbüchse eingreifen, Weiterhin
kann die Bundbüchse in vorteilhafter Weise derart ausgebildet sein, daß an der den
Aussparungen abgelegenen Stirnseite eine Bohrung vorgesehen ist, in der ein Tellerfedernpaket
zur Erzeugung des Kraftschlusses angeordnet ist, Diese Feder ist von außen, leicht
auswechselbar, so daß die Kraft, mit der die kraftschlüssige Kupplung beaufschlagt
wird, verändert werden kann, Bei der auswechselbaren Feder kann es sieh beispielsweise
um ein Paket aus Tellerfedern handeln, die in ihrer Anzahl und damit in ihrer zur
Wirkung kommenden Kraft verändert werden können, In der Zeichnung ist die Erfindung
an Hand eines Ausführungsbeispieles veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 eine Bodenablaßarmatur
gemäß der Erfmdang im Längsschnitt, F i g. 2 einest Schnitt gemäß der- Linie II=I1
der F i g. 1, F i g. ä das innere Hahngehäuse mit den Abdicht-Flächen in Ansicht,
F i g. 4 eine Ansicht von unten und F i g, 5 einen Schnitt gemäß der Linie V.V der
Fig.4.
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In der zeichnerischen Darstellung ist mit 1: der Boden eines Kesselwagens
oder sonstigen Behälters für hochviskose Medien bezeichnet, in welchem der Blockflansch
2 in der unteren Ablauföffnung eingeschweißt ist.
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Mittels Sternflanschen. ist an den Blockflansch 2 das dampfbeheizte
Schiebergehäuse 3 befestigt, welr ches dementsprechend doppelwandig ausgebildet
ist. Ebenfalls mit einem um eine Lochteilung versetzten Sternflansch (zur Ersparnis
an Bauhöhe) ist an dem Blockflansch 2 das innere Gehäuse 4 eines Absperrhahnes befestigt,
welches zwei gegenüberliegende Durehflußöflnungen 5 mit Dichtflächen 6 aufweist,
Das Gehäuse 4 mit den Durchflußöffnuugen 5 steht fest und wird von außen durch das
Küken 7 umgeben, dessen Deckel 8 mit der Spindel 9 verbunden ist und durch diese
Spindel 9 betätigt wird. Küken 7 sind die Durchflußqff'nungen Für das Medium bis
nach unten herabgeführt, so daß das Küken praktisch, wie aus F i g. 2 ersichtlich,
nur aus zwei Viertelschalen besteht, die durch den Deckel 8 und einen innlaufenden
Verstärkungsring 10 miteinander verbunden sind. Die Viertelschalen des Kükens 7
sind au den Längskanten 11 und an den Stirnkanten 12 schneidenartig ausgebildet,
um ein Abstreifen von Fremdkörpern und Ladegutresten von den Dichtflächen 6 bzw.
denn Gehäuse 4 zu ermöglichen.
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Durch die Spindel 9 wird sowohl das Drehmoment beim Öffnen und Schließen
übertragen, wie auch die unter anderem für die Erfindung kennzeichnende Abhebebewegung
bewirkt.
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Am unteren Flansch 13 des Schiebergehäuses 3 ist der Gehäusedeckel
14 angeflanscht, welcher in den Innenraum des Gehäuses 3 einspringt, um auch hierdurch
au Bauhöhe zu sparen. Mit 15 ist eine Traverse bezeichnet, welche sieh mittels
der Schraubenbolzen 16 gegen den GeWusedeckel14 versteilbar abstützt, um beten Einbau
eine Anpassung an etwaige Uuge.-genauigkeiten zu ermöglichen. Auf der Traverse 15
ist mit Nadellagern 17 die Bundbüchse 1$ gelagert, welche die Spindel 9 in, sielte
aufnimmt. Mit 19 ist der Betätigungshebel für die Spindel bezeichnet, welcher an
der Bundbiichse 18 angreift, Auf der Spindel 9 ist mit Vierkant 20 ein Mitnehuler
21 aufgesetzt, welcher an seinem Außenrand mit zwei Knaggen 2'2 in Aussparungen
23 des Bundes der Bundbüchse 1$ eingreift. Wie aus F i g. 4 ersichtlich, ist die
hierdurch gebildete formschlüssige Kupplung zwischen. Bundbüchse 18 und Mitnehmer
21 als Schleppkupplung ausgebildet, d, h., die Knaggen 22 des Mitnehmers 21 können
sich in den Aussparungen 23 des Bundes der Bundbüchse 18 um eineu gewissen Winkel
bewegen, bevor sie an den Begrenzungsflächen der Aussparunr gen 23 bei der Drehbewegung
der Bundbüchse 18 zur Anlage kommen.
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An ihrer oberen Stirnfläche ist die Bundbüchse 18 mit Aussparungen
2.4 versehern, welche beispielsweise i. einem. Ringansatz 25 auf der oberen Stirnfläche
der Bundbürhse angeordnet sein können.
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Dis Aussparnngean 24 sind dabei in Umfangsrichtung, also in Drehrichtung
der Spindel 9, mit Schräg= Bächen 26 ausgestattet, und es greifen in diese Aussparengen
24 entsprechend gestaltete Vorsprünge 27 des Mitnehmers 21 ein (vgl, F i g, 4 und
5).
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Durch ein in dem unteren Teil der Bundbüahse 18 angeordnetes Tellerfedernpaket
28 wird eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Mituehmer 21 und BundbüQhse 18
über die Vorsprünge 27 und die Aussparungen 24 hergestellt. Die durch diese
Verbindung hervorgerufenen Axialkräfte werden durch die beiden in der Traverse 15
angeordneten Nadellager 17 aufgenommen.
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Bei der- dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird, das auf
den' Betätigungshebe119 beim Offnen und Schließen des Kükens 7 ausgeübte Drehmoment
auf die Bundbüchss 1$ übertragen. Ist das zum Drellen des beweglichen Kükens 7 erforderliche
Drehmoment infolge Verklebuug oder Wärmespannungen größer, a18 es die Varspanuung
des Teller= federupaketes 28 zuläßt, so heben sieh. die Vorsprünge des Mitnehmers
aus den abgeschrägten Aussparungen der Buudbüchse 18 ab und bewirken über die Spindel
ein Anheben. und damit ein Lösest des Kükens 7. Nach dem Anheben des Kükens 7 kommen
die Knag= gen. 22 des Mituehmers ixe den Aussparungen 23 der Bundbüchse 1$ zur Anlage
und bewirken die Drehbewegung
des Kükens 7 um 90° bis zur Endlage
des Betätigungshebels. Beim Öffnen und Schließen tritt der gleiche Vorgang auf.
Wenn beim Öffnen und Schließen kein besonderer Widerstand vorhanden ist, erfolgt
die Mitnahme des Kükens 7 lediglich durch die kraftschlüssige Kupplung, welche durch
die Vorsprünge 27 und die Aussparungen 24 gebildet wird.
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Die Vorspannung zur Übertragung des Drehmomentes mittels der kraftschlüssigen
Kupplung kann durch eine entsprechende Einstellung des Tellerfedernpaketes verändert
werden.
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In dieser und ähnlicher Weise kann durch die Erfindung eine Bodenablaßarmatur
für hochviskose Medien in Form eines flurbetätigten Hahnes geschaffen werden, der
nur eine Öffnungs- bzw. Schließbewegung von 90° erfordert. Wesentlich ist dabei,
daß sämtliche einer Beschädigung oder Verschmutzung ausgesetzten Teile nach unten
ausgebaut werden können. Vorteilhaft ist fernerhin die Einstellbarkeit der Traverse
15 zum Ausgleich von Höhen-Unterschieden bei der Montage und das selbsttätige Anheben
des Hahnkükens zum Lösen bei Wärmespannungen und bei Verklebungen sowohl bei der
Öffnungs- wie auch bei der Schließbewegung. Durch die Schneiden an den beiden Vierteilschalen
des Hahnkükens werden dabei die Dichtflächen saubergekratzt.