DE3544609A1 - Kalottenschieber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kalottenschieber für Schüttgutleitungen und -behälter, bestehend aus einem Gehäuse mit einer kreisförmigen Öffnung, die durch eine schwenkbar in dem Gehäuse gelagerte Kalotte verschließ­ bar ist, deren über den Rand der Öffnung hinausreichen­ der, kreisförmiger Randbereich durch Dichtringscheiben abdichtbar ist, die mittels eines in dem Gehäuse koaxial zu der Öffnung angeordneten Ringkolbens bewegbar ist, der einen ringzylindrischen, druckbeaufschlagbaren Arbeitsraum begrenzt.

Ein derartiger Kalottenschieber ist aus der DE-OS 33 27 901 bekannt. Im geöffneten Zustand ermöglicht die zur Seite geschwenkte Kalotte den ungehinderten Durchgang eines Schüttgutstromes. Wird der Schließvor­ gang eingeleitet, so überdeckt die Kalotte nach und nach den freien Durchgangsquerschnitt. Der Unterrand der Gehäuseöffnung ist so ausgebildet, daß er in Ver­ bindung mit dem Vorderrand der Kalotte einen Schneid­ spalt mit einer Spaltweite im Bereich von 0,5 mm bil­ det. Hierdurch werden etwa den Schließvorgang blockie­ rende Partikel durchtrennt. Der Kalottenschieber kann daher im vollen Schüttgutstrom geschlossen werden. Nach dem Schließen wird der Ringkolben druckbeaufschlagt und bringt damit die Dichtringscheiben zur Auflage auf den entsprechenden, kreisförmigen Randbereich der Kalotte. Auf diese Weise läßt sich eine einwandfreie Ab­ dichtung auch bei Differenzdrucken von über 10 Bar erzielen. Allerdings hat sich gezeigt, daß bei diesem bekannten Kalottenschieber die Rückstellkraft nicht in allen Fällen ausreicht, um nach dem Druckentlasten des Ringkolbens und vor dem Schwenken der Kalotte in die Offenstellung die Dichtringscheiben sicher von dem Rand der Kalotte abzuheben. Die Folge ist ein erhöhter Drehmomentenbedarf zum Schwenken der Kalotte und ein gesteigerter Verschleiß der Dichtringscheiben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kalot­ tenschieber der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei dem ein sicheres Abheben der Dichtringscheiben von der Kalotte nach dem Druckentlasten des Ringkolbens erreicht und auf diese Weise der Verschleiß insbe­ sondere der Dichtringscheiben sowie der Drehmomenten­ bedarf zum Schwenken der Kalotte erheblich gemindert wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dichtringscheiben mit dem Ringkolben fest verbunden sind und daß die Wände des ringzylindrischen Arbeitsraumes aus zwei zueinander koaxialen, feder­ elastischen Metallfaltenbälgen bestehen.

Im Unterschied zu dem bekannten Kalottenschieber, bei dem die Dichtringscheiben an ihrem Außenumfang fest in einem Sitzring gehalten und bei Druckbeaufschlagung des Ringkolbens durch diesen elastisch verformt wurden, sieht die Erfindung also eine schwimmende Anordnung der Dichtringscheiben vor, die nicht aus elastischem Material bestehen müssen, da die Rückstellkraft von den federbelasteten Metallfaltenbälgen aufgebracht wird, deren Federkonstante ebenso wie deren Federweg sich entsprechend der benötigten Rückstellkraft durch geeignete Materialwahl und Bemessung unabhängig von dem für die Dichtringscheiben verwendeten Material und deren Abmessungen festlegen läßt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die jeweiligen Ränder der Faltenbälge einerseits mit dem Ringkolben, andererseits mit einem ringförmigen Zylinderboden druckdicht verbunden. Man erhält auf diese Weise eine selbständige Antriebseinheit für die Dichtringscheiben.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß die Dichtringscheiben, der Ringkolben, die Faltenbälge und der Zylinderboden eine insgesamt austauschbare Dichtungsanordnung bilden.

Eine zweckmäßige Druckmittelzufuhr läßt sich durch die im Anspruch 4 angegebenen konstruktiven Merkmale erreichen.

Wesentlich sind auch die im Anspruch 5 angegebenen Hubbegrenzungselemente, die im einzelnen gemäß Anspruch 6 ausgestaltet sein können. Hierdurch wird die Betriebssicherheit verbessert, insbesondere wenn in dem Druckmittelsystem Undichtigkeiten auf­ treten oder der zulässige Maximaldruck überschritten wird.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Kalottenschieber nach der Erfindung in einer beispielsweise gewählten Aus­ führungsform schematisch vereinfacht dargestellt.

Der Kalottenschieber besteht aus einem Gehäuseober­ teil 1 a und einem Gehäuseunterteil 1 b, die jeweils in Schweißkonstruktion ausgeführt und über abgedichtete Verbindungsflanschen miteinander verschraubt sind. In dem Gehäuseunterteil 1 b ist eine Kugelkalotte 2, die sich z.B. über einen Winkelbereich von rund 90° erstrecken kann, schwenkbar gelagert. Hierzu ist die Kugelkalotte 2 drehfest mit zwei Wellen­ zapfen 3 a, 3 b verbunden, die in Lagern 4 a, 4 b aufge­ nommen sind und von denen der Wellenzapfen 3 a mit einem nicht dargestellten Schwenkantrieb verbunden ist.

In dem Gehäuseoberteil 1 a ist in einem zu der Einlauf­ öffnung 5 koaxialen, von einer Innenwand 6 und einer Außenwand 7 begrenzten Ringraum 8 eine Dichtungs­ anordnung untergebracht. Diese besteht aus einem Paket von drei Dichtringscheiben 9 a, 9 b, 9 c mit ge­ stuften Innendurchmessern. Die Dichtringscheiben 9 a, 9 b, 9 c haltern zwei elastische Dichtringe 10 a, 10 b und sind mit einem Ringkolben 11 verschraubt. Der Ringkolben 11 wird von einem Ringzylinder angetrieben, dessen Arbeitsraum 12 von einem inneren, feder­ elastischen Metallfaltenbalg 13, einem gleichartigen, äußeren Metallfaltenbalg 14 und einem Zylinderboden 15 begrenzt wird. Mit seiner Oberseite liegt der Zylinder­ boden 15 verschiebungssicher gegen die Unterseite des Anschlußflansches 16 des Gehäuseoberteils 1 a an. Dieser Anschlußflansch 16 hat zwei zueinander rechtwinkelige Bohrungen 17 a, 17 b, von denen die Bohrung 17 a in einen Druckmittelanschluß 18, vorzugsweise einen Druckluft­ anschluß, übergeht, während die Bohrung 17 b in eine flache Nut 19 in der Oberseite des Zylinderbodens 15 einmündet, von der aus eine Anzahl von über den Umfang verteilten Verbindungsbohrungen 20 durch den Zylinder­ boden 15 hindurch in den Arbeitsraum 12 mündet. In der Figur ist nur eine dieser Verbindungsbohrungen 19 zu erkennen. Die notwendige Abdichtung gewährleisten zwei zueinander konzentrische, in die Oberseite des Zylinderbodens 15 eingelegte O-Ringe 21 a, 21 b.

Der Ringkolben 11 führt zwischen seiner dargestellten Ruhestellung, in der der Arbeitsraum 12 drucklos ist und seiner Arbeitsstellung, in der die Dichtringe 10 a, 10 b auf der Oberseite der Kugelkalotte 2 ring­ förmig aufliegen, einen Hub von wenigen mm aus.

In dem Arbeitsraum 12 sind über dessen Umfang verteilt mehrere Hubbegrenzungselemente angeordnet, von denen in der Zeichnung nur eines dargestellt ist. Jedes Hubbegrenzungselement besteht aus einer Hülse 22, die mittels einer Schraube 23 durch eine entsprechende Bohrung in dem Ringkolben 11 hindurch mit dem Zylinder­ boden 15 verschraubt ist. Die Hülse 22 besitzt eine Durchmesserstufe, an der der Ringkolben 11 in seiner Ruhestellung mit einem Kragen 24 anliegt, der in der Arbeitsstellung des Ringkolbens 11 zur Auflage auf eine Scheibe 25 zwischen dem Kopf des Schrauben­ bolzens 23 und der Stirnfläche der Hülse 22 kommt.

Claims (6)

1. Kalottenschieber für Schüttgutleitungen und -behälter, bestehend aus einem Gehäuse mit einer kreisförmigen Öffnung, die durch eine schwenkbar in dem Gehäuse gelagerte Kalotte verschließbar ist, deren über den Rand der Öffnung hinausreichender, kreisförmiger Randbereich durch Dichtringscheiben abdichtbar ist, die mittels eines in dem Gehäuse koaxial zu der Öffnung angeordneten, fluidbetätigten Ringkolbens bewegbar ist, der einen ringzylindrischen, druck­ beaufschlagbaren Arbeitsraum begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtringscheiben (9 a, 9 b, 9 c) mit dem Ringkolben (11) fest verbunden sind und daß die Wände des ringzylindrischen Arbeitsraumes (12) aus zwei zueinander koaxialen, federelastischen Metallfaltenbälgen (13, 14) bestehen.

2. Kalottenschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die jeweiligen Ränder der Faltenbälge (13, 14) einerseits mit dem Ringkolben (11), andererseits mit einem ringförmigen Zylinderboden (15) druckdicht verbunden sind.

3. Kalottenschieber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Dichtringscheiben (9 a, 9 b, 9 c) der Ringkolben (11), die Faltenbälge (13, 14) und der Zylinderboden (15) eine insgesamt austauschbare Dichtungsanordnung bilden.

4. Kalottenschieber nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Zylinderboden (15) sich abge­ dichtet (21 a, 21 b) gegen eine Fläche des Gehäuses abstützt, in die mindestens eine mit einer Druck­ mittelquelle verbundene Gehäusebohrung (17 a, 17 b) mün­ det, daß zwischen der Gehäusefläche und der Auflage­ fläche des Zylinderbodens eine Nut (19) als Ver­ teilkanal vorgesehen ist, und daß der Zylinder­ boden (15) über seinen Umfang verteilte Verbindungs­ bohrungen (20) zwischen dem Verteilkanal und dem Arbeitsraum (12) hat.

5. Kalottenschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für den Ringkolben (11) Hubbegrenzungselemente (22 bis 25) vorgesehen sind.

6. Kalottenschieber nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedes Hubbegrenzungselement aus einer mit dem Zylinderboden (15) verbundenen, sich durch den Arbeitsraum (12) bis zu dem Dichtkolben (11) erstreckenden Bolzenanordnung (22, 23) be­ steht, die für jede Endlage des Ringkolbens (11) eine Anschlagfläche für eine an dem Ringkolben ausgebildete Gegenfläche (24) hat.