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Patent Searching and Data


Title:
FITTING WITH MAINTENANCE OPENING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/076857
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a fitting for shutting off and/or regulating flows of substance for use in pressure ranges above 50 bar, with a housing body (1) and a valve disc (6) which can be operated from a drive lying outside the housing body (1) via a valve shaft, wherein the housing body (1) is provided with a maintenance opening (4) that can be shut off in a pressure-tight manner by means of a self-sealing lid that has a seal (11). In order to allow objects that are as large as possible, in particular the valve disc (6), to be guided through the maintenance opening (4) during inspection works, without increasing the weight of the housing body, the invention proposes that the maintenance opening (4) has a rectangular passage cross section. In contrast to known circular maintenance openings which are known in this pressure range, a rectangular passage cross section permits a smaller surface area for the passage cross section and therefore a lighter housing body (1).

Inventors:
LENO EUGEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/076341
Publication Date:
May 11, 2017
Filing Date:
November 02, 2016
Export Citation:
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Assignee:
ADAMS ARMATUREN GMBH (DE)
International Classes:
F16K1/16; F16K1/18
Foreign References:
FR2298752A11976-08-20
DE4302666A11994-08-04
US3410422A1968-11-12
FR2664350A11992-01-10
DE4302666A11994-08-04
Attorney, Agent or Firm:
BEHRENDT, Arne et al. (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Armatur zum Absperren und/oder Regeln von Stoffströmen für den Einsatz in Druckbereichen über 50 bar mit einem Gehäusekörper (1) und einer Klappenscheibe (6), die von einem außerhalb des Gehäusekörpers liegenden Antrieb über eine Klappenwelle bedienbar ist, wobei der Gehäusekörper (1) mit einer Wartungsöffnung (4) versehen ist, die mittels eines eine Dichtung (11) aufweisenden, selbstdichtenden Deckelverschlusses druckdicht absperrbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Wartungsöffnung (6) einen rechteckigen Durchtrittsquerschnitt aufweist.

2. Armatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (4a) der Wartungsöffnung (4) quer zur Durchflussrichtung der Armatur mindestens dem Durchmesser (6a) der Klappenscheibe (6) entspricht und die Breite (4b) der Wartungsöffnung (4) in Durchflussrichtung der Armatur mindestens der Dicke (6b) der Klappenscheibe (6) entspricht.

3. Armatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ecken der Wartungsöffnung (4) abgerundet sind.

4. Armatur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die abgerundeten Ecken der Wartungsöffnung (4) die Form eines Kreisbogens mit jeweils dem gleichen Radius aufweisen.

5. Armatur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die kreisbogenförmigen Abrundungen der Ecken der Wartungsöffnung (4) mindestens einen Radius haben, der der dreifachen Breite (1 1 a) der Dichtung (1 1 ) entspricht.

Description:
Armatur mit Wartunasöffnuna Die Erfindung betrifft eine Armatur zum Absperren und/oder Regeln von Stoffströmen für den Einsatz in Druckbereichen über 50 bar mit einem Gehäusekörper und einer Klappenscheibe, die von einem außerhalb des Gehäusekörpers liegenden Antrieb über eine Klappenwelle bedienbar ist, wobei der Gehäusekörper mit einer Wartungsöffnung versehen ist, die mittels eines eine Dichtung aufweisenden, selbstdichtenden Deckelverschlusses druckdicht absperrbar ist.

Eine solche Armatur ist beispielsweise aus der DE 43 02 666 A1 bekannt. Hier wird eine Armatur beschrieben, deren Gehäusekörper eine Wartungsöffnung mit kreisrunder Form aufweist. Diese kreisrunde Form für Wartungsöffnungen wird bei selbstdichtenden Hochdruck-Deckelverschlüssen in der Fachwelt für notwendig erachtet, weil in diesem Fall die durch die Druckbeaufschlagung entstehenden Kräfte kreissymmetrisch auf die Wartungsöffnung und deren Verschlusselemente einwirken. Auch die bei wechselnden Temperaturen auftretenden thermischen Spannungen verteilen sich kreissymmetrisch auf den Umfang. Die Auslegung der Wartungsöffnung und deren Verschluss lässt sich daher relativ einfach berechnen.

Ein Nachteil einer kreisrunden Form der Wartungsöffnung besteht darin, dass der Durchmesser der Wartungsöffnung der maximalen eindimensionalen Ausdehnung der Gegenstände, die bei Revisionsarbeiten durch die Wartungsöffnung geführt werden sollen, angepasst werden muss. Daraus folgt, dass die gesamte Fläche der Wartungsöffnung quadratisch mit der maximalen eindimensionalen Ausdehnung dieser Gegenstände wächst. Somit wäre zum Beispiel bei einer kreisrunden Absperrklappe der Durchtrittsquerschnitt einer kreisrunden Wartungsöffnung größer als der Durchtrittsquerschnitt der Armatur. Hierdurch würden der Gehäusekörper der Armatur sowie die Verschlusselemente der Wartungsöffnung außerordentlich groß und schwer werden. Die hierdurch entstehenden Kosten im Hinblick auf Materialaufwand und Logistik sind beträchtlich. Des Weiteren schränken die örtlichen Gegebenheiten im Einsatzgebiet der Armatur diese oft bezüglich ihres Ausmaßes und Gewichtes ein. Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die Armatur dahingehend weiterzubilden, dass sie eine Wartungsöffnung aufweist, deren eindimensionale Ausdehnung möglichst groß ist, ohne die Abmessungen und das Gewicht des Gehäusekörpers wesentlich zu erhöhen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass die Wartungsöffnung einen rechteckigen Durchtrittsquerschnitt aufweist.

Bei einem rechteckigen Durchtrittsquerschnitt steigt die Fläche der Wartungsöffnung nur linear mit der maximalen eindimensionalen Ausdehnung der Gegenstände, die bei Revisionsarbeiten in die Armatur eingebracht oder an der Armatur ausgewechselt werden müssen, da lediglich eine Seitenlänge des Rechteckes dementsprechend angepasst werden muss. Die gesamten Abmessungen und das Gewicht der Armatur können somit in einem akzeptablen Bereich bleiben. Die dabei erforderliche Auslegung der Dichtungskombination lässt sich trotz der Rechteckform durch moderne rechnergestützte Simulationsverfahren ermitteln. Zweckmäßig ist es, wenn die Länge der Wartungsöffnung quer zur Durchflussrichtung der Armatur mindestens dem Durchmesser der Klappenscheibe der Armatur entspricht, während die Breite der Wartungsöffnung in Durchflussrichtung der Armatur mindestens der Dicke der Klappenscheibe entspricht. Diese Dimensionierung erlaubt es, die Klappenscheibe bei Revisionsarbeiten auszutauschen bzw. für weiterführende Wartungsmaßnahmen aus der Armatur herauszuheben und später wieder einzusetzen. Da die Dicke der Klappenscheibe wesentlich kleiner ist als ihr Durchmesser, ist die benötigte Gesamtfläche der rechteckigen Wartungsöffnung ebenfalls wesentlich kleiner als die einer ausreichend großen kreisförmigen Wartungsöffnung. Vorzugsweise sind die Ecken der Wartungsöffnung abgerundet. Hierdurch verteilen sich die Kräfte bei Druckbeaufschlagung und die thermische Spannung besser. Auf diese Weise kann die Armatur in einem Temperaturbereich von -196 °C bis 550 °C und einem Druckbereich bis 150 bar eingesetzt werden.

Zweckmäßig ist es auch, wenn die abgerundeten Ecken der Wartungsöffnung die Form eines Kreisbogens mit jeweils dem gleichen Radius aufweisen. Hierdurch behält die Wartungsöffnung trotz der Abrundungen die beiden Symmetrieachsen des Rechtecks. Die Belastungen verteilen sich daher berechenbar gleichmäßig.

Aus Versuchen und Berechnungen hat sich ergeben, dass es besonders vorteilhaft ist, wenn die kreisbogenförmigen Abrundungen der Ecken der Wartungsöffnung mindestens einen Radius haben, der der dreifachen Breite der Dichtung entspricht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 : Schematisch einen Querschnitt entlang der Achse der Armatur gemäß der Erfindung;

Figur 2: Vergrößert das Detail B aus Figur 1 ;

Figur 3: Schematisch eine 3D-Außenansicht des

Ausführungsbeispiels; Schematisch eine Explosionszeichnung des Ausführungsbeispiels und des Ausbauvorganges der Klappenscheibe;

Schematisch eine Draufsicht auf die Wartungsöffnung während des Ausbauvorgangs der Klappenscheibe

In der Zeichnung ist der Gehäusekörper einer Armatur gemäß der Erfindung mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Der Gehäusekörper 1 weist zwei Einbauenden 2 und 3 auf, die mit einer nicht dargestellten ankommenden Rohrleitung und einer ebenfalls nicht dargestellten weiterführenden Rohrleitung verbunden, insbesondere verschweißt, werden können. Weiterhin ist der Gehäusekörper mit einer rechteckigen Wartungsöffnung 4 versehen, deren Funktion und Abmessung nachfolgend erläutert wird. Schließlich ist der Gehäusekörper 1 mit einem Flanschanschluss 5 versehen, der zum Anbau einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung für eine im inneren des Gehäusekörpers 1 angeordnete Klappenscheibe 6 dient.

Figur 1 zeigt einen Schnitt entlang der Achse der Armatur. Die hier in der Absperrstellung dargestellte Klappenscheibe 6 ist lösbar mit ihrer Antriebsvorrichtung verbunden und kann im Bedarfsfall durch Wartungsöffnung 4 aus- und eingebaut werden. Die Wartungsöffnung 4 ist in Figur 1 mittels eines Verschlussdeckels 7 verschlossen. Der Verschlussdeckel 7 wird mittels einer im Prinzip bekannten, selbstdichtenden Brettschneider-Verschluss-Anordnung in Position gehalten.

In Figur 2 ist der Bereich B aus Figur 1 vergrößert dargestellt und zeigt die Wartungsöffnung 4 und die Brettschneider-Verschluss-Anordnung im Einzelnen. Bei dieser Anordnung wird der Verschlussdeckel 7 mittels Deckelspannschrauben 8, einem Spannring 9 und einem Klemmring 10 gegen eine Dichtung 1 1 und einen Druckring 12 vorgespannt, um die erforderliche Vorverformung zur Anpassung der Dichtflächen zu erreichen. Bei Druckbeaufschlagung der Armatur wird der Deckelverschluss 7 weiter nach oben gegen die Dichtung 1 1 gepresst, so dass die gesamte Brettschneider- Verschluss-Anordnung bei steigendem Druck selbstdichtend ist.

Figur 3 zeigt schematisch eine 3D-Außenansicht des Gehäusekörpers 1 der Armatur mit montierter Brettschneider-Verschluss-Anordnung an der rechteckigen Wartungsöffnung 4.

Figur 4 ist eine Explosionszeichnung der Brettschneider-Verschluss-Anordnung. Des Weiteren ist der Ausbauvorgang der Klappenscheibe 6 aus dem Gehäusekörper 1 schematisch veranschaulicht. Wie in Figur 4 weiterhin zu erkennen ist, sind die Ecken der Wartungsöffnung 4 abgerundet, und zwar an allen Ecken mit dem gleichen Abrundungsradius. Dieser Abrundungsradius hat das dreifache Maß der Breite 1 1 a der Dichtung 1 1 (vgl. Fig. 2) der Brettschneider-Verschluss-Anordnung. Die einzelnen rechteckigen Elemente der Brettschneider-Verschluss-Anordnung sind dementsprechend passend abgerundet. Die Klappenscheibe 6 wird durch den rechteckigen Durchtrittsquerschnitt der Wartungsöffnung 4 geführt.

Dieser Vorgang ist in Figur 5 auch in Draufsicht dargestellt. Die quer zur Durchflussrichtung der Armatur gemessene Länge 4a der Wartungsöffnung 4 ist dem Durchmesser 6a der Klappenscheibe 6 angepasst, d.h. geringfügig größer als dieser, während die in Durchflussrichtung der Armatur gemessene Breite 4b der Wartungsöffnung 4 demgegenüber der Dicke 6b der Klappenscheibe 6 angepasst ist, d.h. geringfügig größer als diese. Insgesamt ergibt sich hierdurch eine Wartungsöffnung 4, deren Abmessung in Durchflussrichtung der Armatur verhältnismäßig klein ist.

Eine kreisrunde Wartungsöffnung müsste demgegenüber einen Durchmesser aufweisen, der mindestens dem Durchmesser der kreisrunden Klappenscheibe entspricht. Hierbei würde sich die Wartungsöffnung in Durchflussrichtung der Armatur wesentlich weiter erstrecken. Dafür müsste man die Dimensionierung des Gehäusekörpers entsprechend vergrößern. Die gesamte Armatur würde somit größer und damit erheblich schwerer ausgelegt werden müssen. Bezugszeichenliste:

1 Gehäusekörper

2 Einbauende

3 Einbauende

4 Wartungsöffnung

4a Länge der Wartungsöffnung

4b Breite der Wartungsöffnung

5 Flanschanschluss

6 Klappenscheibe

6a Durchmesser der Klappenscheibe

6b Dicke der Klappenscheibe

7 Verschlussdeckel

8 Deckelspannschrauben

9 Spannring

10 Klemmring

1 1 Dichtung

1 1 a Breite der Dichtung

12 Druckring