-
Heißwind- oder Heißgasschieber Die Erfindung bezieht sich auf einen
Heißwind-oder Heißgasschieber mit ungekühlter Schieberplatte und beweglich daran
angeordnetem Dichtring.
-
Da Heißwindschieber erheblichen Temperaturschwankungen und z. B. bei
halb herausgezogenem Schieber auch erheblichem Temperaturgefälle ausgesetzt sind,
müssen Vorkehrungen getroffen werden, um ein Verziehen oder Klemmen des Schiebers
mit den bekannten nachteiligen Folgen zu vermeiden. Hierzu ist es bekanntgeworden,
einen Schieber so auszubilden, daß die Schieberzunge aus einem Dicht-und Führungsrahmen
und einer Platte besteht, die dem Rahmen gegenüber eine gewisse Eigenbeweglichkeit
besitzt. Auch hier traten bei einseitiger Erwärmung (Schließen oder teilweises Schließen
des Schiebers) Verformungen des Rahmens auf.
-
Die Erfindung vermeidet diese Nachteile in einfacher und zuverlässiger
Weise dadurch, daß bei einem Schieber der eingangs genannten Art der Dichtring,
dessen einer Teil auf der vom heißen Wind oder Gas angeströmten Seite zu liegen
kommt, etwa in der Mittelebene der Schieberplatte derart gegliedert ist, daß der
eine Teil sich praktisch unabhängig vom anderen radial ausdehnen oder zusammenziehen
kann.
-
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Schiebers, insbesondere
des Dichtringes, wird erreicht, daß die eine, vorzugsweise vom heißen Gas beaufschlagte
Seite eine Temperaturbewegung durchführen kann, die sich auf die andere Seite nicht
oder doch nur in so geringem Maße auswirkt, daß ein Verziehen des Schiebers, welches
zu Undichtigkeiten führen würde, nicht eintritt. Beide Dichtringteile sollen sich
also in einem Maße gegeneinander bewegen können, daß der Dichtring sich auch unter
dem Einfluß hoher Temperaturunterschiede nicht aus seiner Ebene unzulässig herauswölbt.
Dies wird auch bei den besonders schwierigen Betriebsverhältnissen bei halbgeöffnetem
Schieber erreicht. Die Gliederung kann dabei durch zweiteilige Ausbildung des Dichtringes,
also Trennung parallel zur Öffnungsebene, erfolgen. In diesem Falle bewegen sich
beide Dichtringteile völlig unabhängig voneinander. Es ist jedoch auch möglich,
daß die Gliederung durch eine Einschnürung im Bereich der Schieberplatten-Mittelebene
erfolgt und die Dichtflächen der beiden Ringteile im Profil Kreisbogen darstellen,
deren Mittelpunkt in der Einschnürung liegt. Bei dieser Form kann die Bewegung der
Dichtringteile nicht völlig unabhängig voneinander erfolgen, doch immerhin so, daß
Verwerfungen nicht eintreten.
-
Mit Vorteil sind der Dichtring oder seine Teile so dimensioniert,
daß in an sich bekannter Weise das Widerstandsmoment der Ringprofile in Strömungsrichtung
größer ist als senkrecht dazu. Der Dichtring oder seine Teile können durch Nocken
oder andere Vorsprünge gehalten sein, die hinter Vorsprünge an der Schieberplatte
oder deren Tragrahmen greifen.
-
Es ist auch vorgesehen, daß der Dichtring oder die Dichtringe durch
nach außen vorstehende Flansche oder Flanschteile mit radialem Spiel durch einen
fest mit dem Tragrahmen verbundenen Ring axial gehalten werden.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen
näher beschrieben, wobei für Einzelheiten der Ausführungsbeispiele nur Schutz im
Rahmen des Hauptanspruches begehrt wird.
-
Fig. 1 bis 7 zeigen Axialschnitte durch je ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
-
Die Schieberzunge des Schiebers nach Fig. 1 ist mehrteilig ausgebildet
und enthält zwei Dichtringe 1, 1', welche in einem Schieberzungenkörper 2 derart
angeordnet sind, daß sie sich radial ausdehnen und zusammenziehen können. Die Ringe
1,1' sind gegen Herausfallen aus dem Tragrahmen durch Nocken 5 oder ähnliche Vorstöße
gesichert, welche an entsprechenden Vorstößen 9 des Schieberzungenkörpers 2 anliegen.
Auch durch die Anordnung der Nocken 5 ist eine radiale Ausdehnungsmöglichkeit der
Dichtungsringe 1 gegeben. Die Dichtungsringe 1 liegen mit ihrer inneren
Stirnseite an der Tragrahmenfläche an und werden durch den Druck des Mediums fest
abgedichtet. Um eine besonders wirksame Abdichtung zu erreichen, kann eine Dichtschnur
6, z. B. aus Asbest, eingelegt werden.
-
Der Schieberzungenkörper 2 ist zweigeteilt. Die Teilung erfolgt in
axialer Richtung, wodurch das Wärmegefälle zwischen beanspruchter und gegenüberliegender
Seite unterbrochen wird. Hierdurch wird die Verzugsgefahr wesentlich herabgesetzt.
Die beiden
Schieberzungenteile werden durch bekannte Befestigungsmittel
so verbunden, daß sie satt aufeinanderliegen, sich aber in radialer Richtung gegeneinander
verschieben können.- Die sich berührenden Teilflächen können durch Einbringen einer
Dichtung und/oder durch die Anordnung von Entspannungskammern 7' gegen den Durchtritt
des Leitungsmediums gesichert werden.
-
Eine hitzebeständige Abschlußplatte 3 ist zwischen den beiden Teilen
des Schieberzungenkörpers 2 derart angeordnet, daß sie sich ebenfalls radial ausdehnen
kann. Da die Abschlußplatte 3, die z. B. aus hitzebeständigem Blech besteht, den
Leitungsdruck meist nicht aufnehmen kann, ist sie durch Stützelemente 4 verstärkt,
welche zwischen der Abschlußplatte und entsprechenden Vorstößen des Schieberzungenkörpers
angeordnet sind. Die Stützelemente können als Spirale ausgebildet sein, wobei zweckmäßig
die einander gegenüberliegenden Spiralen in entgegengesetzter Richtung verlaufen.
Als Stützelemente können auch geeignete Rippenkonstruktionen verwendet werden.
-
Die Schieberzunge ist aus einem Werkstoff hergestellt, dessen Legierung
den Betriebstemperaturen bzw. den chemischen Angriffsmitteln angepaßt ist. Sie kann
z. B. aus Chrom- oder Chrom-Nickel-Stahlguß hergestellt sein, der auf Grund seiner
Legierungsbestandteile zunderbeständig ist und je nach den Betriebsverhältnissen
auch korrosionsbeständig gewählt werden kann. Eine Kühlung ist daher nicht erforderlich.
-
Ein Verwerfen der Schieberzunge ist dadurch verhindert, daß die Schieberzunge
selbst aus mehreren Teilen besteht, die so konstruiert und zusammengefügt sind,
daß erstens die Temperaturunterschiede in den einzelnen Teilen niedrig gehalten
werden und zweitens sich diese Teile bei unterschiedlicher Erwärmung auch unterschiedlich
ausdehnen können. Die einzelnen Teile sind dabei so dimensioniert, daß eine einseitige
Erwärmung eine Ausdehnung bewirkt, die keine Abweichung in der Dichtebene hervorruft.
Die Querschnitte der eigentlichen Dichtringe sind daher so gewählt, daß bei einseitiger
Erwärmung dieser Ringe, wie dies bei nicht ganz geöffnetem Schieber der Fall sein
kann, eine Ausdehnung in radialer Richtung erfolgt, welche ohne weiteres aufgenommen
werden kann, da zwischen Dichtring 1 und Schieberzungenkörper 2 genügend Ausdehnungsspiel
vorhanden ist. Es ist daher immer ein sattes Anliegen der Dichtfläche 8 an den Dichtringen
des Schiebergehäuses gewährleistet.
-
Der Schieberzungenkörper 2 ist mit der Schieberspindel verbunden.
Die Bewegung der Spindel wird über die Flächen 2' auf den Dichtring übertragen.
Die Höhe der Spiele X richtet sich nach den Ausdehnungsdifferenzen.
-
Fig.2 zeigt die linke Hälfte einer Schieberzunge ähnlich Fig. 1 in
einer etwas anderen Ausführungsform. Der Dichtring ist im Schieberzungenkörper schließend
untergebracht, so daß ein Luft- oder Gasdurchgang verhindert ist. An Stelle der
Nocken 5 ist der Dichtring mit einem ringförmigen Vorstoß oder Flansch 10 versehen,
welcher möglichst dünnwandig gehalten ist. Die Befestigung der Dichtringe erfolgt
dann zweckmäßig durch einen Ring 11, welcher durch eine Schweißnaht 12 gegenüber
dem Tragrahmen gehalten ist.
-
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, welches nach dem gleichen Prinzip
aufgebaut ist. Der Schieberzungenkörper ist hier in Form zweier Tragringe 15 aufgeteilt,
welche die Dichtringe 1 über entsprechende Ansätze 13 halten. Die Dichtringe 1 können
an ihrer Innenseite geeignete Dichtungen 14 besitzen.
-
Die Abschlußplatte ist hier als Schieberplatte 16 bzw. 16' ausgebildet,
welche im vorliegenden Beispiel aus mehreren zweiteiligen Ringteilen besteht, also
axial und konzentrisch unterteilt ist. Die Ringteile 16 bzw. 16' sind dichtend ineinandergefügt.
Abgeschrägte Ansätze 18 der geteilten Schieberplatte 16 greifen über entsprechend
geformte Ansätze der Dichtungsringe 1, 1' und werden dadurch gegenüber den Dichtungsringen
1, 1' gehalten. Je zwei Teile der Schieberplattte 16, 16' werden durch Befestigungsbolzen
17 oder ähnliche Elemente gehalten. Wenn die Abschlußplatte 16 konzentrisch aufgeteilt
ist, wie im vorliegenden Beispiel, so kann z. B. die weitere Teilplatte 16' vorgesehen
werden, welche- mit abgeschrägten Ansätzen 18' auf gegeignet ausgebildete Ansätze
der Schieberplatte 16 greift und ebenfalls durch Bolzen usw. zusammengehalten werden
kann. Ähnlich wie in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen sind hier die Dichtungsringe
gegenüber den Tragringen und die Schieberplatte gegenüber dem Dichtungsring und
die konzentrisch ineinandergefügten Teile der Schieberplatte derart ausgebildet,
daß die einzelnen Elemente der Schieberzunge ein radiales Ausdehnungsspiel y haben.
Um eine gute Abdichtung der Schieberplatte gegenüber den Dichtungsringen 1,1' zu
erhalten. kann in dem abgeschrägten ringförmigen Ansatz 18 der Schieberplatte
16 z. B. eine Dichtung 19 vorgesehen sein.
-
In dem Ausführungsbeispiel der Fig.4 sind die eigentlichen Dichtringe
1, 1' beweglich und dichtend mit dem einteiligen Schieberzungenkörper 2 und der
Schieberplatte 16 verbunden. Ringförmige Flansche 20 der Dichtungsringe 1 greifen
zwischen einen unteren ringförmigen Fortsatz 2' des Schieberzungenkörpers 2 und
Ringsatz 21 der Schieberplatte 16. Die Dichtringe 1, 1' können ebenfalls durch Dichtungen
6 gegenüber dem Schieberzungenkörper 1, 1' abgedichtet sein.
-
Aus Fig. 5 geht hervor, daß die mittlere Schieberplatte 16 auch aus
gewölbten Platten oder gewölbten Ringen aufgebaut sein kann, welche auf Grund ihrer
gewölbten Ausbildung ein gutes Widerstandsmoment gegenüber dem Leitungsdruck aufweisen.
-
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist lediglich der mittlere
Plattenteil 16 der Schieberzunge mehrteilig ausgebildet, während der eigentliche
Dichtring 1, 1' einteilig ist. Der Dichtring 1, 1' ist unterteilt, und zwar dadurch,
daß sein Querschnitt sich nach innen verjüngt, so daß sich beide Teile in radialer
Richtung im wesentlichen unabhängig voneinander ausdehnen oder zusammenziehen können.
-
Wenn durch einseitige Erwärmung bei diesem Dichtring unterschiedliche
Ausdehnungen auftreten, können diese von dem Dichtring elastisch aufgenommen werden.
Der Querschnitt dieses Ringes weist in der axialen x-Achse ein größeres Widerstandsmoment
als in der dazu senkrechten y-Achse auf. Hierdurch wird erreicht, daß bei auftretenden
Wärmespannungen ein Verzug in radialer Richtung entsteht. Die Dichtflächen sind
etwas gewölbt ausgebildet, so daß bei etwa vorkommender einseitiger Ausdehnung die
Dichtebene erhalten bleibt (strichpunktierte Lage). Der Dichtring 1, 1' besitzt
in radialer Richtung Ansätze oder einen Flansch 22, an dem die Abschlußplatte
16
befeftigt ist. Dabei kann eine Dichtung 23 vorgesehen sein.
-
Bei weniger hohen Beanspruchungen kann die Schieberzunge auch aus
einzelnen Ringen zusammengesetzt sein (Fig. 7), deren Trennfugen so dimensioniert
sind, daß eine etwa auftretende unterschiedliche Ausdehnung der einzelnen Ringe
aufgenommen wird. Die Trennfugen 24 können durch geeignete Dichtungen 25 abgedichtet
werden. Die Befestigung der Ringteile 1 und 26 gegeneinander kann z. B. wie in Fig.
2 durch Vorstöße oder Flansche 10, Ringe 11 und Schweißnähte 12 erfolgen. Die Ringe
selbst erhalten zweckmäßig Querschnitte, die in der x-x-Achse ein größeres Widerstandsmoment
aufweisen als in der y-y-Achse.
-
Die Erfindung ist nicht auf gasförmige Durchflußmedien beschränkt,
sondern kann auch für andere heiße Medien, z. B. Flüssigkeiten, verwendet werden.
Die Merkmale der Erfindung können auch auf Drosselklappen, die in Heißwind- oder
Heißgasleitungen Verwendung finden, zur Anwendung kommen.