DE1233224B

DE1233224B - Cooled double-walled valve body

Info

Publication number: DE1233224B
Application number: DE1964J0026902
Authority: DE
Original assignee: Jansen TH GmbH
Current assignee: Jansen TH GmbH
Priority date: 1964-11-17
Filing date: 1964-11-17
Publication date: 1967-01-26
Also published as: BE672323A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse für Gekühltes doppelwandiges Schiebergehäuse Schieber und ähnliche Armaturen, die insbesondere zum zeitweiligen Absperren in einem heiße Medien führenden Rohrleitungssysteni dienen.The invention relates to a housing for cooled double-walled Valve body valves and similar fittings, especially for temporary use Shut off in a pipeline system leading to hot media.

Das Schieberaehäuse muß in solchen Fällen gegen eine zu große Wärmeaufnahme geschützt werden. Man kennt deshalb bereits doppelwandige Schiebergehäuse, deren Innenraum von einem Kühlmittel, z. B. Wasser, durchströmt wird. Durch Vergrößerung der Wärmeaustauschflächen oder des Temperaturunterschiedes zwischen beiden Medien und/oder durch Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels läßt sich die Kühlwirkung steigern. Die Durchführung derartiger Maßnahmen ist allerdings mit Rücksicht auf den dafür erforderlichen größeren Material- und#oder Energieaufwand in wirtschaftlicher Hinsicht oft fragwürdig.In such cases, the sliding housing must protect against excessive heat absorption to be protected. Therefore, double-walled valve bodies are already known Interior of a coolant, e.g. B. water, is flowed through. By magnification the heat exchange surfaces or the temperature difference between the two media and / or by increasing the flow rate of the coolant, the Increase cooling effect. However, the implementation of such measures is cautious on the necessary greater material and # or energy expenditure in economic terms Respect often questionable.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Größe der Wärineaustauschflächen im Bereich des Schiebergehäuses und des Temperaturunterschiedes zwischen den beiden Medien im wesentlichen durch die jeweiligen Verhältnisse ohnehin festgelegt ist. Einerseits müssen sich nämlich die Abmessungen des Schiebergehäuses nach dem gegebenen Durchmesser der anschließenden Rohrleitung richten, andereiseits läßt sich der Temperaturunterschied bei einem heißen Medium von z. B. 5001 C durch Verringerung der Kühlwassertemperatur von z. B. 20 auf 10':'C relativ nur sehr geringfügig beeinflussen. Eine Erhöhunc der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels läßt sich dagegen zur Steigerung der Kühlwirkung unabhängig von der Größe der Wärmeaustauschflächen und der Temperatur des vom Schieber zeitweilig abzusperrenden Mediums anwenden.The invention is based on the knowledge that the size of the heat exchange surfaces in the area of the valve housing and the temperature difference between the two media is essentially determined by the respective conditions anyway. On the one hand, the dimensions of the valve body must be based on the given diameter of the connecting pipeline, on the other hand, the temperature difference in a hot medium of z. B. 5001 C by reducing the cooling water temperature of z. B. 20 to 10 ':' C relatively only very slightly. An increase in the flow rate of the coolant, on the other hand, can be used to increase the cooling effect regardless of the size of the heat exchange surfaces and the temperature of the medium to be temporarily shut off by the slide.

Allerdings nimmt mit der Vergrößerung der Kühlmittelmenge, die in der Zeiteinheit durch das Schiebergehäuse fließen soll, auch der dafür erforderliche Drückunterschied am Eintritt und Austritt, d. h. die Pampenleistung, zu. Außerdem wird bei Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit und auch der Durchtrittsmenge des Kühlmittels nur absolut, aber nicht bezogen auf die Mengeneinheit des Kühlmittels mehr Wärme übertragen.However, with the increase in the amount of coolant that is to flow through the valve body in the unit of time, so does the pressure difference required for this at the inlet and outlet, i. H. the pitch performance, too. In addition, when the flow velocity and the amount of coolant that passes through are increased, more heat is transferred only in absolute terms, but not in relation to the unit of quantity of the coolant.

Es sind verschiedene Anordnungen und Ausbildungen von Kühlräumen bei Schiebern und Ventilen bekannt, indem teils eine Begrenzung und Abdichtuna des Kühlraumes einerseits durch feststehende, andererseits durch bewegliche Bauteile erfolgt, teils eine mehrfache Umlenkung zur l,'-ühlmittelführung innerhalb eines kreisförmigen Gesamtquerschnittes und teils auch eine Hintereinanderschaltung von zwei konzentrischen ringförmigen Teilräumen vorgesehen ist. Die letztgenannte Maßnahme bezieht sich auf einen Ventilsitz und bezweckt vor allem die Absperrmöglichkeit des einen oder anderen Teilraumes beim Auftreten einer Undichtigkeit im Bereich desselben ohne Betriebsunterbrechung.There are different arrangements and designs of cold rooms Sliders and valves are known by partly limiting and sealing the refrigerator compartment on the one hand by fixed, on the other hand by moving components, partly a multiple deflection to the oil flow within a circular one Overall cross-section and partly also a series connection of two concentric ones annular sub-spaces is provided. The latter measure relates on a valve seat and is primarily intended to provide a shut-off option for one or more other subspace when a leak occurs in the area of the same without Business interruption.

Aufgabe der Erfindung ist es, auch relativ einen größeren Wärmeübergang auf das Kühlmittel, und zwar ohne Vergrößerung der Durchtrittsmenge desselben, zu erreichen. Als Grundlage für die l#'-ühlmittel-Durchtrittsmenge in der Zeiteinheit dient einerseits der konstruktiv bedingte Gesamtquerschnitt des Gehäusekühlraumes und andererseits die unter Berücksichtigung der jeweiligen Betriebsverhältnisse wirtschaftlich vertretbare Pumpenleistung zur Förderung des Kühlmittels. Um nun mit Bezug auf eine bestimmte Kühlmittel-Durchtrittsmenae und eine bestimmte Pumpenleistung die relative Wärmeübertragung auf das Kühlmittel vorteilhaft zu erhöhen, besteht die Erfindung, ausgehend von der an sich bekannten Hintereinanderschaltung von zwei konzentrischen ringfönnigen Kühlmittel-Teilräumen, darin, daß der auf der Seite der wärmeabgebenden Gehagusewand lie-ende, vor-eschaltete und an seiner tiefsten Stelle mit einem Kühlmittel-Eintrittsstutzen verbundene innere Teilraum einen vergleichsweise kleineren lichten Querschnitt im Sinne einer nur dort größeren Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels als der nachgeschaltete äußere Teilraum aufweist.The object of the invention is also to achieve a relatively greater heat transfer to the coolant, without increasing the amount of the same reach. As the basis for the coolant penetration rate in the unit of time On the one hand, the design-related overall cross-section of the housing cooling chamber serves and on the other hand, taking into account the respective operating conditions economically justifiable pump performance for pumping the coolant. To now with reference to a specific coolant flow menu and a specific pump output to increase the relative heat transfer to the coolant advantageous, consists the invention, based on the known per se series connection of two concentric annular coolant compartments, in that the one on the side the heat-emitting housing wall lying in front of it and at its deepest Place an inner subspace connected to a coolant inlet nozzle for comparison smaller clear cross-section in the sense of a flow velocity that is only greater there of the coolant as the downstream outer subspace.

Des weiteren kann der bzw. jeder nachgeschaltete breitere Teilraum in seinem oberen Bereich mit einem weiteren Kühlmittelraum in Verbindung stehen, der in dem zur Bewegung und Führung des Schieberkörpers dienenden Gehäusehals liegt und an seiner höchsten Stelle mit einem Kühlmittel-Austrittsstutzen verbunden ist.Furthermore, the or each downstream wider sub-space in its upper area are in connection with another coolant compartment, which lies in the housing neck which is used to move and guide the slider body and is connected at its highest point to a coolant outlet nozzle.

Es kann als besonderer Vorteil der Erfindung angesehen werden, daß die angestrebte Wirkung, ab gesehen von den dünnen Zwischenwänden zur Unterteilung der Kühlmittelräume, keinen zusätzlichen Aufwand erfordert. Außerdem lassen sich die Zwischenwände entsprechend den jeweils gegebenen Verhältnissen anordnen, so daß nach Maßgabe des Querschnittsverhältnisses der Teilräume sich in denselben ein größerer oder geringerer Unterschied der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels ergibt.It can be regarded as a particular advantage of the invention that the desired effect, apart from the thin partition walls for subdivision the coolant rooms, does not require any additional effort. In addition, you can arrange the partition walls according to the given conditions, see above that according to the aspect ratio the subspaces themselves in them a greater or lesser difference in flow velocity of the coolant results.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsforni des neuen Schiebergehäuses dargestellt. Es zeigt F i g. 1 das Schiebergehäuse teils in Stirnansicht, teils im Schnitt nach der Linie 1-1 der F i g. 1, F i g. 2 das gleiche Gehäuse in einem vertikalen Axialschnitt, F i g. 3 das gleiche Gehäuse in einem Schnitt nach der Linie III-III der F i g. 2.In the drawing, an example Ausführungsforni of the new valve housing is shown. It shows F i g. 1 the valve housing partly in a front view, partly in section along the line 1-1 of FIG. 1, Fig. 2 shows the same housing in a vertical axial section, FIG . 3 shows the same housing in a section along the line III-III in FIG. 2.

Das als Ganzes mit 1 bezeichnete Schiebergehäuse ist doppelwandig ausgebildet. Der Raum zwischen der Innenwand und der Außenwand ist beiderseits der vertikalen Mittelquerebene I-I durch je eine ringfönnige Zwischenwand 2 so unterteilt, daß sich in jedem dieser Bereiche ein schmälerer innerer Teilraum 3 und ein breiterer äußerer Teilraum 4 ergibt. Jeder innere Teilraum 3 ist an seiner tiefsten Stelle an einen Kühlwasser-Zuflußstutzen 5 angeschlossen. Von hier aus führt der betreffende Teilraum in einer Richtung um die den lichten Gehäusedurchtrittsquerschnitt beggrenzende Innenwand herum und mündet am anderen Ende bei 6 in den zugehörigen äußeren Teilraum 4.The valve housing designated as a whole by 1 is double-walled. The space between the inner wall and the outer wall on both sides of the vertical central transverse plane II divided by a respective ringfönnige partition wall 2 so that a narrower inner portion of chamber 3 and a wider outer portion of space 4 results in each of these areas. Each inner subspace 3 is connected to a cooling water inflow connection 5 at its lowest point. From here, the sub-space in question leads in one direction around the inner wall delimiting the clear housing passage cross-section and opens at the other end at 6 into the associated outer sub-space 4.

Die beiderseitigen Teilräume 4 stehen am oberen Ende über Schlitze 7 mit je einem weiteren Kühlmittelraum 8 in Verbindung, der sich in dem ebenfalls doppelwandigen Gehäusehals 9 befindet. An der höchsten Stelle dieser Kühlmittelräume 8 sind auf gegenüberliegenden Seiten Austrittsstutzen 10 für das Kühlwasser angeschlossen.The two-sided sub-spaces 4 are connected at the upper end via slots 7 to a further coolant space 8 each , which is located in the housing neck 9 , which is also double-walled. At the highest point of these coolant spaces 8 , outlet nozzles 10 for the cooling water are connected on opposite sides.

Das Schiebergehäuse 1 weist im übri 'gen in an sich üblicher Weise beiderseits Anschlußflansche 11 zur Verbindung mit der Rohrleitung 12 für das zeitweilige abzusperrende Medium auf. Der vertikale Schacht 13 im Gehäusehals 9 ist für den Einbau und die Führun- des nicht dargestellten Schieberkörpers bestimmt, während das zugehörige Antriebsgestänge in einem mit dem oberen Gehäuseflansch 14 verbundenen besonderen Aufsatz gelagert ist. Die äußeren Teilräume 4 des Gehäuses sind mit tiefliegenden Reinigungsöffinungen 15 versehen, die normalerweise durch abnehmbare Deckel 16 verschlossen sind.The valve housing 1 has übri 'gene on in the usual way in itself either side flanges 11 for connection to the conduit 12 for temporarily abzusperrende medium. The vertical shaft 13 in the housing neck 9 is intended for installation and the guide and the slide body, not shown, while the associated drive linkage is mounted in a special attachment connected to the upper housing flange 14. The outer sub-spaces 4 of the housing are provided with deep cleaning openings 15 which are normally closed by removable covers 16 .

Im Betrieb tritt das von einer Pumpe 17 geförderte Kühlmittel, z. B. Wasser, durch Zuführungsleitungen 18 und die Anschlußstutzen 5 zunächst in die beiderseitigen inneren Teilräume 3 ein. Hier strömt es an der Innen-,vand des Gehäuses entlang, die auf der anderen Seite von einem heißen Medium, z. B. einem Gas mit einer anaenommenen Temperatur von 500' C, beaufschlagt wird. Das Kühlmittel wird in den inneren Teilräumen 3, deren Querschnitt im Verhältnis zum Querschnitt der anschließenden Kühlmittelleitungen und zum Gesamtquerschnitt der Gehäusekühlräume klein ist, beschleunigt. Dadurch nimmt hier auch der Wänneübergang entsprechend zu.In operation, the coolant conveyed by a pump 17, e.g. B. water, through supply lines 18 and the connecting pieces 5 initially in the inner sub-spaces 3 on both sides. Here it flows along the inside wall of the housing, which on the other side is exposed to a hot medium, e.g. B. a gas with an assumed temperature of 500 'C, is applied. The coolant is accelerated in the inner sub-spaces 3, the cross-section of which is small in relation to the cross-section of the adjoining coolant lines and to the overall cross-section of the housing cooling spaces. As a result, the heat transfer increases accordingly here.

In den nachgeschalteten äußeren Teilräumen 4 wird die Strömungsgeschwindigrkeit des Kühlmittels wegen des bewußt größer gewählten Querschnittes dieser Räume wieder geringer. Zum Schluß strömt das Kühlmittel durch die Hohlräume 8 im Bereich des Gehäusehalses 9 und dann über die Anschlußstutzen 10 in Rückführungsleitungen 19, aus denen es nach Rückkühlung in einem Wärmetauscher 20 wieder in die Pumpe 17 gelangt.In the downstream outer sub-spaces 4, the flow rate of the coolant is again lower because of the deliberately chosen larger cross-section of these spaces. Finally, the coolant flows through the cavities 8 in the area of the housing neck 9 and then via the connecting pieces 10 into return lines 19, from which it returns to the pump 17 after recooling in a heat exchanger 20.

An Stelle des eben erörterten Kühlmittel-Kreislaufes kann gegebenenfalls auch laufend frisches Kühlmittel verwendet werden. Gerade für Fälle, in denen das Kühlmittel nicht aus reinem Kondensat od. dgl. besteht, sondern möglicherweise Verunreinigungen mit sich führt, ist es im Rahmen der Erfindun- wesentlich und vorteilhaft, daß durch die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels in den engeren Teilräumen 3 ein Ablagern von Verunreinigungen an der inneren Gehäusewand und damit eine Beeinträchtigung der Wärmeübertragung gerade an diesen Stellen vermieden wird. In der nachgeschalteten Zone der geringeren Strömungsgeschwindigkeit, d. h. in den äußeren Teilräumen 4, können die Verunreinigungen sich dann ohne Nachteil für die Betriebsfähigkeit und die Wirtschaftlichkeit des Kühlsystems absetzen und von Zeit zu Zeit durch die Reinigurgsöffnungen 15 entfernt werden.Instead of the coolant circuit just discussed, fresh coolant can also be used continuously if necessary. Especially for cases in which the coolant does not consist of pure condensate or the like, but possibly carries impurities with it, it is essential and advantageous within the scope of the invention that the increased flow velocity of the coolant in the narrower sub-spaces 3 causes deposits of impurities on the inner housing wall and thus an impairment of the heat transfer precisely at these points is avoided. In the downstream zone of the lower flow velocity, i. H. In the outer sub-spaces 4, the contaminants can then settle without any disadvantage for the operability and the economy of the cooling system and can be removed from time to time through the cleaning openings 15 .

Der Erfindungsgedanke läßt sich unter anderen Verhältnissen als etwa bei Heißwindleitungen von Hochöfen, wenn nicht ein heißes Medium zeitweilig durch einen Schieber gedrosselt oder ganz abgesperrt werden muß und die Außentemperatur normal ist, sondern umgekehrt die Temperatur des inneren Mediums wesentlich unter der Außentemperatur liegt, auch in der Weise durchführen, daß die Zwischenwände 2 näher an der Außenwand des Schiebergehäuses 1 angeordnet werden. Dort wird man dann die vom Kühlmittel zuerst und mit erhöhter Geschwindigkeit durchströmten Teilräume anordnen.The concept of the invention can be used under other conditions than, for example, with hot blast lines from blast furnaces, if a hot medium does not have to be temporarily throttled by a slide or completely shut off and the outside temperature is normal, but conversely the temperature of the inner medium is significantly below the outside temperature, also in perform in such a way that the partition walls 2 are arranged closer to the outer wall of the valve body 1 . The sub-spaces through which the coolant flows first and at increased speed will then be arranged there.

Claims

1. A cooled double-walled slide housing whose Kühlrau m from two series-connected concentric rin 'aförmio' s subspaces is characterized in that the lying on the side of the heat-dissipating housing wall, upstream and at its lowest subheading with a coolant inlet connection (5 ) connected inner sub-space (3) has a comparatively smaller clear cross-section in the sense of a flow C, speed of the coolant only there greater than the downstream outer sub-space (4).

2. Valve housing according to claim 1, characterized in that the or each downstream wider sub-space (4) is in its upper region with a further coolant space ( 8) in connection, which is in the housing neck (9) used for moving and guiding the valve body. and is connected at its highest point to a coolant outlet nozzle (10) . Documents considered: German Patent No. 966 192; USA. Patent Nos. 1727 958, 2042301, 2,204,724th