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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil zur Steuerung der Strömung eines Arbeitsmediums einer Turbine, insbesondere Dampfturbine, umfassend
- – ein Strömungsgehäuse, welches einen Strömungskanal für das Arbeitsmedium ausbildet, und
- – ein Stellelement, welches um eine quer durch den Strömungskanal verlaufende Drehachse drehbar im Strömungsgehäuse gelagert ist und welches einen in Richtung der Drehachse über einen Teil des Stellelementumfanges sich erstreckenden Schenkel und einen quer zur Drehachse durch das Stellelement hindurch sich erstreckenden Durchlasskanal aufweist, so dass in einer Öffnungsstellung des Stellelementes der Durchlasskanal die Strömung freigibt und in einer Schließstellung des Stellelementes der Schenkel die Strömung blockiert.
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Ferner betrifft die Erfindung eine mit wenigstens einem derartigen Ventil ausgestattete Turbine, insbesondere Dampfturbine, sowie die Verwendung eines derartigen Ventils in einer Dampfturbine.
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Ein gattungsgemäßes Ventil ist beispielsweise aus der Veröffentlichung
WO 2010/052041 A1 bekannt. Das bekannte Ventil ist zur Verwendung als ein Dampfregelventil in einem Einströmgehäuse einer Dampfturbine vorgesehen. Bei einer beispielsweise in den
2A bis
2C,
6A,
6B und
7 der
WO 2010/052041 A1 dargestellten Ausführungsform besitzt das Stellelement eine insgesamt zylindrische Gestalt (bzw. eine in einen gedachten Zylinder einbeschreibbare Gestalt), wobei die Zylinderachse gleichzeitig die Drehachse des Stellelementes darstellt und wobei an wenigstens einem Stirnende des Stellelementes koaxial zur Drehachse ein zylindrischer oder abgestuft zylindrischer Drehzapfen zur Drehlagerung des Stellelementes im Strömungsgehäuse ausgebildet ist.
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Bei dem bekannten Ventil besitzt das Strömungsgehäuse zwei diametral einander gegenüberliegende zylindrische Aussparungen, in welche korrespondierende stirnseitige Zylinderabschnitte des Stellelementes mit geringem Spiel derart eingreifen, dass das Stellelement einerseits zum Öffnen und Schließen des Ventils um die Drehachse drehbar ist und andererseits an den Stellen dieses Eingriffes eine möglichst gute Dampfabdichtung gewährleistet ist.
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Die insbesondere für den geschlossenen Ventilzustand relevante Dampfabdichtung wird durch die mehr oder weniger passgenaue Dimensionierung von zylindrischen Mantelflächenabschnitten des Stellelementes und korrespondierenden zylindrischen Innenumfangsflächen des Strömungsgehäuses realisiert.
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Wenn die Ringspalte zwischen Stellelement und Strömungsgehäuse sehr klein bemessen werden bzw. an diesen Stellen eine Spielfreiheit vorgesehen wird, so beeinträchtigt dies die Leichtgängigkeit der zur Ventilbetätigung erforderlichen Drehung des Stellelementes um die Drehachse. Es besteht dann außerdem die Gefahr, dass es zu einer Verklemmung des Stellelementes kommt. Wenn das Spiel jedoch zu groß bemessen wird, so entsteht zwangsläufig eine gewisse Undichtigkeit des Ventils, so dass im geschlossenen Ventilzustand eine wenn auch geringe Dampfdurchströmung des Ventils nicht verhindert wird.
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Letzteres Problem kann beispielsweise bei einer Verwendung des Ventils als Absperrventil in einer Dampfturbine unter Umständen insofern sehr gravierend sein, als je nach Bauart der betreffenden Dampfturbine bereits eine sehr geringe Dampfströmungsrate in der Turbine dazu führen kann, dass ein Turbinenläufer der Turbine nicht völlig zum Stillstand kommt.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei eifern Ventil der eingangs genannten Art im geschlossenen Ventilzustand eine gute Abdichtwirkung zu ermöglichen, ohne dadurch dessen Betätigbarkeit zum Öffnen und Schließen des Ventils nachteilig zu beeinträchtigen.
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Diese Aufgabe wird bei einem erfindungsgemäßen Ventil dadurch gelöst, dass seitliche Randbereiche des Schenkels in Richtung der Drehachse sich erstreckende Dichtflächen aufweisen, die bei einer Drehung des Stellelementes in die Schließstellung dichtend zur Anlage an korrespondierenden Dichtflächen des Strömungsgehäuses kommen.
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Anders als beim Stand der Technik erfolgt die Abdichtung des erfindungsgemäßen Ventils also nicht durch koaxiale Zylinderflächen einerseits des Stellelement-Außenumfanges und andererseits des Strömungsgehäuses-Innenumfanges, zwischen denen stets ein mehr oder weniger undichter Ringspalt verbleibt, sondern zwischen Dichtflächen des Stellelementes und korrespondierenden Dichtflächen des Strömungsgehäuses, welche erst bei einer Drehung des Stellelementes in die Ventilschließstellung dichtend aneinander zur Anlage kommen.
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Wie beim Stand der Technik erstrecken sich die erfindungsgemäß vorgesehenen Dichtflächen am Umfang des Stellelementes zwar einerseits in Richtung der Drehachse, jedoch nicht wie beim Stand der Technik andererseits in Umfangsrichtung (bzw. ”tangential” bzw. mit einer Flächennormalen in einer Radialrichtung), sondern in einem Winkel zur Umfangsrichtung (bzw. mit einer Flächennormalen schräg zur Radialrichtung).
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine radial äußere Umfangsfläche des Schenkels als Teil einer konzentrisch zur Drehachse angeordneten Zylinderfläche ausgebildet ist, jedoch die seitlichen Randbereiche des Schenkels nach radial außen über diese Zylinderfläche hinausragen. An diesen seitlichen Randbereichen des Stellelementschenkels kann jeweils eine der Stellelementdichtflächen vorgesehen sein, die beim Schließen des Ventils an den korrespondierenden Gehäusedichtflächen zur Anlage kommen.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Stellelement in Richtung der Drehachse betrachtet obere und untere Endbereiche besitzt, die jeweils eine zylindrische oder abgestuft zylindrische Form koaxial zur Drehachse besitzen und in entsprechend formgestaltete Aussparungen des Strömungsgehäuses eingreifen.
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Eine im Hinblick auf eine gute Abdichtung und einfache Fertigung vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Dichtflächen (und die korrespondierenden Dichtflächen) als ebene Flächen ausgebildet sind.
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Wenn das Stellelement in die Schließstellung gedreht wird, so bewegen sich die Stellelementdichtflächen jeweils auf einer Kreisbahn (um die Drehachse herum). Am Ende der Schließbewegung treffen diese Dichtflächen auf die korrespondierenden, stationären Dichtflächen des Strömungsgehäuses. Falls die Dichtflächen (und korrespondierenden Dichtflächen) beispielsweise als ebene, in Radialrichtung sich erstreckende Flächen ausgebildet sind, so treffen die Stellelementdichtflächen in Richtung ihrer Flächennormalen auf die stationären Gehäusedichtflächen. Damit kann in einfacher Weise eine satte flächige Anlage der Stellelementdichtflächen an den Gehäusedichtflächen erzielt werden, ohne dass zwischen diesen Flächen zwingend ein Spalt verbleibt, durch den hindurch Arbeitsmedium strömen könnte.
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Es ist im Rahmen der Erfindung jedoch keineswegs erforderlich, dass die Dichtflächen (und korrespondierenden Dichtflächen) sich in Radialrichtung (bzw. mit einer Flächennormalen in Umfangsrichtung) erstrecken. Vielmehr können die Dichtflächen sich auch in einem Winkel zur Radialrichtung (bzw. mit einer Flächennormalen in einem Winkel zur Umfangsrichtung) erstrecken. In diesem Fall treffen die Stellelementdichtflächen beim Schließen des Ventils nicht in Normalenrichtung sondern schräg dazu auf die stationären Gehäusedichtflächen. Dennoch können auch in diesem Fall die Dichtflächen und die korrespondierenden Dichtflächen in eine satte flächige gegenseitige Anlage gebracht werden.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Dichtflächen (und die korrespondierenden Dichtflächen) sich in einem Winkel von mehr als 10° geneigt zu einer durch den betreffenden seitlichen Randbereich des Schenkels verlaufenden Tangentialebene erstrecken (z. B. in einem Winkel im Bereich von 20° bis 90°).
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Zur weiteren Erhöhung der Dichtwirkung im Falle von ebenen Dichtflächen können diese Dichtflächen bei der Fertigung des Stellelementes bzw. des Strömungsgehäuses plangeschliffen werden. Insbesondere für eine Verwendung des Ventils in einer Dampfturbine (z. B. als ein Dampf-Absperrventil) eignet sich zur Herstellung des Stellelementes und/oder des Strömungsgehäuses (z. B. Einströmgehäuse einer Dampfturbine) beispielsweise ein metallischer Werkstoff wie z. B. Stahl.
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Für die konkrete Formgestaltung des Strömungsgehäuses bzw. des darin ausgebildeten Strömungskanals wie auch des im Strömungsgehäuse gelagerten Stellelementes gibt es vielfältige Möglichkeiten.
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In einer Ausführungsform ist beispielsweise vorgesehen, dass der Strömungskanal einen wenigstens annähernd rechteckigen Querschnitt (z. B. mit abgerundeten Ecken) besitzt, beispielsweise einen annähernd quadratischen Querschnitt. Insbesondere für die Verwendung als Dampfventil in einer Dampfturbine kann eine Querschnittsfläche des Strömungskanals im Bereich von etwa 1 × 101 cm2 bis 2 × 102 cm2 zweckmäßig sein.
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Die Drehachse, um welche herum das Stellelement zum Öffnen und Schließen des Ventils drehbar gelagert ist, verläuft gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wenigsten annähernd orthogonal zur Richtung der Strömung des Arbeitsmediums bei geöffnetem Ventil.
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Das Stellelement kann insgesamt eine etwa zylindrische Gestalt bzw. eine in einen Zylinder einbeschreibbare Gestalt besitzen, wobei jedoch abweichend von der ”idealen Zylinderform” zu beiden Seiten des Schenkels (in Umfangsrichtung betrachtet) geeignete radiale Vorsprünge vorzusehen sind, an denen die Stellelementdichtflächen ausgebildet sind (in Radialrichtung oder schräg zur Radialrichtung sich erstreckend).
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Das Strömungsgehäuse kann beispielsweise als ein metallisches Gussteil oder aus mehreren metallischen Gussteilen zusammengesetzt vorgesehen sein. Insbesondere in diesem Fall sind nachträglich plangeschliffene Dichtflächen besonders vorteilhaft.
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Der Durchlasskanal des Stellelementes kann z. B. bohrungsartig durch das Material des Stellelementes hindurch verlaufend ausgebildet sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Durchlasskanal jedoch auf einer Seite von dem Schenkel begrenzt und zur entgegengesetzten Seite hin offen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben. Es stellen dar:
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1 eine Schnittansicht eines herkömmlichen Dampfventils,
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2 eine Seitenansicht eines bei dem Ventil von 1 verwendeten Stellelementes,
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3 eine Schnittansicht eines Dampfventils gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, dargestellt im geöffneten Zustand, und
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4 eine der 3 entsprechende Schnittansicht für den geschlossenen Zustand des Ventils.
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Die
1 und
2 veranschaulichen den Aufbau eines aus der eingangs bereits erwähnten Veröffentlichung
WO 2010/052041 A1 bekannten Ventils
10.
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Das Ventil 10 umfasst ein Strömungsgehäuse 12, in welchem ein Strömungskanal 14 für ein Arbeitsmedium einer Turbine (hier: Wasserdampf) ausgebildet ist, und ein Stellelement 16, welches im Strömungsgehäuse 12 um eine quer durch den Strömungskanal 14 verlaufende Drehachse 18 drehbar gelagert ist.
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Im dargestellten Beispiel ist die Drehachse 18 orthogonal zu einer Durchströmungsrichtung (in 1 von links nach rechts) orientiert.
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Das Stellelement 16 weist einen in Richtung der Drehachse 18 über einen Teil des Stellelementumfanges sich erstreckenden Schenkel 20 und einen quer zur Drehachse 18 durch das Stellelement 16 hindurch sich erstreckenden Durchlasskanal 22 auf. Im dargestellten Beispiel ist der Durchlasskanal 22 auf einer Seite von dem Schenkel 22 begrenzt und zur entgegengesetzten Seite hin offen. Alternativ könnte der Durchlasskanal 22 auf dieser entgegengesetzten Seite auch durch einen zweiten Schenkel begrenzt sein.
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1 zeigt das Ventil 10 in seiner Schließstellung. In dieser Stellung ist das Stellelement 16 hinsichtlich der Drehung um die Drehachse 18 derart ausgerichtet, dass der Schenkel 20 eine Strömung des Arbeitsmediums blockiert.
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Wenn das Stellelement 16 jedoch aus der in 1 dargestellten Stellung um die Drehachse 18 herum gedreht wird, so bewegt sich der Schenkel 20 dementsprechend auf einer Kreisbahn um die Drehachse 18 herum und gibt je nach Drehwinkel einen mehr oder weniger großen Querschnittsanteil des Strömungskanals 14 für eine Strömung des Arbeitsmediums durch das Ventil 10 hindurch frei. Die Vollöffnungsstellung des Ventils 10 ergibt sich für eine Verdrehung des Stellelementes 16 um 90° bezüglich der Ventilschließstellung.
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Zur Drehlagerung des Stellelementes 16 weist dieses an seinen Stirnenden (in den 1 und 2 oben und unten) jeweils einen Lagerzapfen 24 bzw. 26 auf, welche in korrespondierende zylindrische Lageraufnahmen des Strömungsgehäuses 12 eingreifen bzw. diese durchsetzen. Die Lageraufnahmen sind wie in 1 ersichtlich mit jeweils einer Lagerschale 28 bzw. 30 versehen.
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Im dargestellten Beispiel sind die Lagerzapfen 24 und 26 jeweils einstückig mit einem Korpus der ”Zylindergestalt” des Stellelementes 16 ausgebildet, wobei der obere Lagerzapfen 24 als Betätigungsorgan fungiert, mittels welchem die gewünschte Drehung des Stellelementes 16 zum Öffnen und Schließen des Ventils 10 bewerkstelligt wird. Die Lagerzapfen 24 und 26 sind an einem oberen Zylinderabschnitt 32 und einem unteren Zylinderabschnitt 34 des Stellelementkorpus einstückig mit diesen Abschnitten verbunden.
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Die beiden Zylinderabschnitte 32 und 34 besitzen jeweils eine zylindrische Außenumfangsfläche, welche mit allenfalls geringem Spiel an einer Innenumfangsfläche einer entsprechend bemessenen zylindrischen Aussparung des Strömungsgehäuses 12 angrenzt.
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Eine äußere Fläche bzw. Umfangsfläche 36 des Schenkels 20 besitzt ebenfalls eine zylindrische Form, wobei im geschlossenen Ventilzustand (vgl. 1) seitliche Randbereiche der Schenkelumfangsfläche 36 ebenfalls mit allenfalls geringem Spiel an entsprechend bemessenen zylindrischen Innenumfangsflächen im Strömungsgehäuse 12 angrenzen.
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Mit anderen Worten lässt sich die Formgestaltung des Stellelementkorpus (Stellelement 16 ohne die oberen und unteren Lagerzapfen 24 und 26) beschreiben als ein ”idealer” Zylinder, welcher jedoch eine den Durchlasskanal 22 darstellende Ausnehmung besitzt. Im dargestellten Beispiel wird diese Ausnehmung nach oben und unten hin durch die Zylinderabschnitte 32 und 34 begrenzt, und zu einer Seite hin durch den Schenkel 20 begrenzt. Damit eine Durchströmung des Ventils 10 in der Ventilschließstellung durch den Schenkel 20 verhindert (blockiert) werden kann, muss dieser in Umfangsrichtung des Stellelementes 16 betrachtet eine gewisse Mindestausdehnung besitzen (so dass seitliche Randbereiche des Schenkels 20 bzw. seitliche Randbereiche der äußeren Umfangsfläche 36 des Schenkels 20 in Ventilschließstellung mit allenfalls geringem verbleibenden Spalt an den betreffenden, zylindrisch formgestalteten Innenflächen des Strömungsgehäuses 12 anliegen).
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Problematisch bei dem Ventil 10 ist eine unter Umständen unzureichende Abdichtung im geschlossenen Ventilzustand.
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Bei der nachfolgenden Beschreibung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels werden für gleichwirkende Komponenten die gleichen Bezugszahlen verwendet, jeweils ergänzt durch einen kleinen Buchstaben ”a” zur Unterscheidung der Ausführungsform. Dabei wird im Wesentlichen nur auf die Unterschiede zu dem bereits beschriebenen Ausführungsbeispiel eines herkömmlichen Ventils eingegangen und im Übrigen hiermit ausdrücklich auf die Beschreibung dieses vorangegangenen Ausführungsbeispiels verwiesen.
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Die 3 und 4 veranschaulichen ein erfindungsgemäßes Ventil 10a, umfassend ein Strömungsgehäuse 12a, welches einen Strömungskanal 14a für ein Arbeitsmedium einer Turbine ausbildet, und ein Stellelement 16a, welches um eine quer durch den Strömungskanal 14 verlaufende Drehachse 18a drehbar im Strömungsgehäuse 12a gelagert ist und welches einen in Richtung der Drehachse 18a über einen Teil (hier: etwa 30%) des Stellelementumfanges sich erstreckenden Schenkel 20a und einen quer zur Drehachse 18a durch das Stellelement 16a hindurch sich erstreckenden Durchlasskanal 22a aufweist, so dass in einer Öffnungsstellung (3) des Stellelementes 16a der Durchlasskanal 22a die Arbeitsmediumströmung freigibt (vgl. Pfeil in 3) und in einer Schließstellung (4) des Stellelementes 16a der Schenkel 20a eine solche Strömung blockiert.
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Der bis hierher beschriebene Aufbau des Ventils 10a entspricht dem oben bereits für das herkömmliche Ventil 10 beschriebenen Aufbau.
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Darüber hinaus ist bei dem Ventil 10a das Stellelement 16a ebenfalls mit einem Stellelementkorpus einer etwa zylindrischen Gestalt vorgesehen, und ist das Strömungsgehäuse 12a zur drehbaren Aufnahme bzw. Drehlagerung des Stellelementes 16a geeignet formgestaltet.
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In letzterer Hinsicht besteht jedoch eine gravierende Besonderheit des Ventils 10a darin, dass eine äußere Umfangsfläche 36a des Schenkels 20a, also die der Drehachse 18a abgewandte Seitenfläche des Schenkels 20a, nicht vollständig als Teil einer Zylinderfläche ausgebildet ist. Zwar ist die Umfangsfläche 36a in ihrem in Umfangsrichtung betrachtet mittleren Bereich als eine solche Zylinderfläche ausgebildet (wobei die Zylinderachse der Drehachse 18a entspricht). Seitliche Randbereiche 40a und 42a des Schenkels 20a sind jedoch derart formgestaltet, dass diese nach radial außen über die von dem mittleren Bereich der Umfangsfläche 36a definierte Zylinderfläche hinausragen.
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Die seitlichen Randbereiche 40a und 42a weisen Dichtflächen 44a bzw. 46a auf, die bei einer Drehung des Stellelementes 16a in die Schließstellung dichtend zur Anlage an korrespondierenden Dichtflächen 48a bzw. 50a des Strömungsgehäuses 12a kommen (vgl. 4).
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Im geschlossenen Ventilzustand (4) wird durch die Dichtflächenpaarungen 44a, 48a (am Randbereich 40a) und 46a, 50a (am Randbereich 42a) eine gute Abdichtwirkung (zwischen Stellelement 16a und Strömungsgehäuse 12a) erzielt, durch welche bei geschlossenem Ventil 10a dessen ”Leckrate” hinsichtlich einer Durchströmung mit Arbeitsmedium (z. B. Dampf) erheblich verringert werden kann. Die im Vergleich zum herkömmlichen Ventil 10 verbesserte Abdichtung beruht im Wesentlichen darauf, dass die Dichtflächenpaarungen 46a, 50a und 44a, 48a jeweils eine spaltfreie Anlage jeweils einer Dichtfläche an der betreffenden korrespondierenden Dichtfläche ermöglichen.
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Mit der im dargestellten Ausführungsbeispiel ebenen Gestaltung der Dichtflächen 44a und 46a (und der korrespondierenden Dichtflächen 48a und 50a) ergibt sich sogar eine vollflächige Anlage jeder Dichtfläche 44a, 46a an der jeweiligen korrespondierenden Dichtfläche 48a bzw. 50a.
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Im dargestellten Beispiel erstrecken sich die Dichtflächen 44a und 46a einerseits in Richtung der Drehachse 18a (beispielsweise geradlinig und parallel zur Drehachse 18a) und andererseits in einer Richtung, die nicht der Umfangsrichtung entspricht bzw. nicht tangential am entsprechenden Randbereich 40a bzw. 42a verläuft. Vielmehr erstrecken sich die Dichtflächen 44a und 46a jeweils in einem Winkel zur Umfangsrichtung (bzw. mit einer Flächennormalen schräg zur Radialrichtung). Im dargestellten Beispiel erstrecken sich die Flächen 44a und 46a beispielsweise jeweils in einem Winkel von etwa 60° geneigt zur Umfangsrichtung. Abweichend von diesem Beispiel könnten an dieser Stelle auch andere Winkel von mehr als 0° (bis hin zu 90°) vorgesehen sein.
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Wenngleich es in den 3 und 4 aufgrund der Lage des Schnittes in einem axial betrachtet mittleren Bereich des Stellelementes 16a nicht ersichtlich ist, so besitzt das Stellelement 16a in Richtung der Drehachse 18a, also axial betrachtet obere und untere Endbereiche, die jeweils eine zylindrische oder abgestuft zylindrische Form koaxial zur Drehachse 18a besitzen und in entsprechend formgestaltete Aussparungen des Strömungsgehäuses 12a eingreifen. Diese Endbereiche können demnach z. B. so wie die in den 1 und 2 ersichtlichen Zylinderabschnitte 32 und 34 ausgebildet sein und wie diese Zylinderabschnitte 32, 34 in entsprechend bemessene zylindrische Aussparungen des Strömungsgehäuses eingepasst sein.
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Alternativ zu derartigen zylindrischen Endbereichen an den stirnseitigen bzw. axialen Enden des Stellelementkorpus ist gemäß einer Ausführungsvariante vorgesehen, dass sich die Dichtflächen 44a und 46a in axialer Richtung in diese Endbereiche hinein fortsetzen. Hierzu können die beiden Endbereiche z. B. jeweils als Vollzylinder, jedoch mit zwei radialen Vorsprüngen ausgebildet sein, welche den im axialen Bereich des Schenkels 20a vorhandenen seitlichen Randbereichen 40a und 42a entsprechen bzw. axiale Fortsetzungen dieser Randbereiche 40 und 43 darstellen.
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Das Ventil 10a besitzt in geschlossenem Ventilzustand eine gute Dichtwirkung und ist dennoch einfach aufgebaut und problemlos betätigbar.
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Nachfolgend werden noch einige Besonderheiten des in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert, welche als optionale Weiterbildungen der Erfindung betrachtet werden können.
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Eine solche Besonderheit besteht beispielsweise darin, dass die radial innere Seite des Schenkels 20a im geöffneten Ventilzustand (3) eine bündige Fortsetzung der entsprechenden (in 3 linken) Begrenzungsfläche des Strömungskanals 14a bildet. Im geöffneten Ventilzustand ist der Schenkel 20a gewissermaßen vollständig in einer passenden seitlichen Aussparung des Strömungsgehäuses 12a versenkt.
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Eine weitere Besonderheit besteht darin, dass der bei geöffnetem Ventil (3) stromaufwärts befindliche Randbereich 42a des Schenkels 20a eine Außenfläche 52a aufweist, die als Abschnitt einer Zylinderfläche um die Drehachse 18a herum ausgebildet ist und eine Wandungsfläche 54a des Strömungsgehäuses 12a ebenfalls als Zylinderfläche um die Drehachse 18a herum ausgebildet ist, so dass die Außenfläche 52a bei der Ventilbetätigung flächig an der Wandungsfläche 54a anliegt bzw. durch diese Wandungsfläche 54a bei der Drehbewegung geführt wird. Die Zylindergestalt der Wandungsfläche 54a endet in Umfangsrichtung betrachtet jedoch im Bereich eines von der Wandungsfläche 54a nach radial innen gerichteten Vorsprunges 56a, an welchem die stationäre (korrespondierende) Dichtfläche 50a ausgebildet ist.
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Eine weitere Besonderheit besteht darin, dass die Drehachse 18a bzw. die Zylinderachse der zylindrischen Gestalt des Stellelementkorpus den Strömungskanal 14a nicht mittig durchquert, sondern etwas zur seitlichen Wandungsfläche 54a hin (in den 3 und 4 nach links hin) versetzt ist, an welcher der Schenkel 20a bei geöffnetem Ventil (3) angeordnet ist. Dies ermöglicht einen auch auf der entgegengesetzten Seite des Strömungskanals 14a relativ glatten Verlauf der dortigen Wandungsfläche 58a des Strömungsgehäuses 12a bei gleichzeitig wenig voluminöser Einbuchtung zur Aufnahme des Randbereiches 40a bei geschlossenem Ventilzustand (4) im Bereich der Wandungsfläche 58a.
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Ebenso wie der Randbereich 42a besitzt auch der Randbereich 40a eine radial äußere Fläche, welche als Zylinderfläche um die Drehachse 18a herum formgestaltet ist. Die Aussparungen des Strömungsgehäuses 12a zur Aufnahme des Randbereiches 40a an den Wandungsflächen 54a und 58a besitzen dementsprechend ebenfalls eine zylindrische Formgestaltung.
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Die Dichtflächen 44a und 46a wie auch die korrespondierenden Dichtflächen 48a und 50a sind im dargestellten Beispiel jeweils nachträglich plangeschliffen, um durch diese Flächen bei geschlossenem Ventilzustand eine möglichst gute Dampfdichtheit zur erreichen. Die Flächenpaare 44a, 48a und 46a, 50a können bei geschlossenem Ventil durch das beim Schließen des Ventils 10a auf das Stellelement 16a wirkende Drehmoment gegeneinandergedrückt werden.
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Zusammenfassend besitzt das erfindungsgemäße Ventil
10a einen einfachen Aufbau, ähnlich dem eingangs erwähnten bekannten Ventil gemäß der
WO 2010/052041 A1 . Verbessert ist jedoch die Dampfdichtheit im geschlossenen Ventilzustand. Daher kann das erfindungsgemäße Ventil nicht nur vorteilhaft als ein Regelventil (z. B. ”Hauptregelventil”) sondern insbesondere z. B. auch als ein sicherheitsrelevantes Schnellschlussventil in einer Dampfturbine eingesetzt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2010/052041 A1 [0003, 0003, 0030, 0060]
