DE2334683C3 - Vorrichtung zum Schließen eines runden Heißluft- oder Abgaskanals - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schließen eines runden Heißluft- oder Abgaskanals mit einer symmetrisch gelagerten Drehklappe, wobei im Kanal im Bereich der Klappe ein nachgiebiger zylindrischer Einsatz aus dünnem Blech oder Kunststoff eingesetzt ist, der mindestens an einer der beiden Stirnseiten gegen den Kanal abgedichtet ist, und dessen innerer Durchmesser etwas kleiner als der äußere Durchmesser der Klappe ist.

Der Anwendungsbereich derartiger Vorrichtungen ist bei den bisher bekanntgewordenen Ausführungen auf Betriebsfälle beschränkt, bei denen in der Schließstellung keine größere Temperaturdifferenz zwischen dem zylindrischen Einsatz (Schließmantel) und dem Klappenflügel auftreten kann. In Heißgaskanälen ist aber in der auf das Schließen der klappe folgenden Übergangsphase eine solche Temperaturdifferenz nicht auszuschließen. Der dünne Schließmantel kann hierbei Schneller abkühlen als der Klappenflügel von erheblich Größerer Wärmekapazität. Als Folge der verhindertem chrumpfung des Mantels entsteht dann eine überhöhte radiale Pressung am Schließrand mit den Folgen, daß Sich das Öffnungsmoment unzulässig erhöht und der Schließmantel bleibend verformt. Außerdem ist auch nach dem Absperren eines Kaltluftstroms ein der Erwärmung des Klappenflügels vorauseilender Temperaturanstieg des Schließmantels möglich, z. B. dann, wenn der Kaltluftkanal in einen Heißluftkanal mündet. Dabei gelangt der im Temperaturanstieg zurückbleibende Klappenflügel in dem sich schneller aufweitenden Mantel über die ursprüngliche Schließstellung hinaus. Mit der anschließenden Temperaturkonvergenz beider Elemente entsteht dann eine Wärmespannung im Schließmantel mit den gleichen Folgen wie im erstgenannten Fall.

Bei dem als Werkstoff für das Absperrorgan praktisch nur in Betracht zu ziehenden Stahl gilt als maximal zulässige Differenz zwischen der Manteltemperatur im Bereich der Schließebene und dem für die Wärmedehnung maßgebenden Temperaturmittel des Klappenflügels ein Betrag von etwa 40 K.

Das Auftreten der Wärmespannung im Schließmantel als Folge seiner unterschiedlichen Wärmedehnung gegenüber dem Klappenflügel ist auf die sogenannte selbsthemmende Klappe beschränkt, bei der die Reibung am Schließrand ein selbsttätiges öffnen unter dem Einfluß der Wärmespannung verhindert. Eine Anordnung ohne diese Selbsthemmung erfordert eine Schräglage der Klappe, bei der die Verformbarkeit des Mantels durch das vorgegebene Schließmoment für einen dichten Abschluß nicht ausreicht.

Die Divergenz der Temperaturen des Schließmariteis und des Klappcnflögels in der Übergangsphase nach dem Schließen der Klappe ist z. B. in den zur Dampferzeugerfeuerung führenden Kanälen einer kombinierten Gasturbinen-Dampfkraftanlage zu erwarten. In diesem Anwendungsfal! wurde die bisher verwendete Schließo mantelklappe durch eine nachgeschaltete einfache Drehklappe thermisch abgeschirmt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die symmetrisch gelagerte Drehklappe so zu gestalten, daß keine Überhöhung des Öffnungsmomentes infolge der Divergenz der Temperaturen des Schließmantels und der Klappe auftritt und damit auch eine bleibende Verformung des Schließmantels vermieden wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung ίο vorgeschlagen, auf den Klappenflügel am Schließrand eine umlaufende Rippe in Form eines Kragens aufzusetzen.

Von diesem Kragen wird der Schließmantel in einer an den die Schließebene angrenzenden Zone von hinreichender Breite überdeckt und damit thei misch abgeschirmt. Zwischen dem Mantel und der Rippe soll ein möglichst kleiner Spalt verbleiben, in dem der Wärmetransport nur auf den Austausch zwischen der Rippe und dem Schließmantel eingeschränkt ist. Bei genügenjo der Rippendicke ist die Rippentemperatur gleich der Temperatur des Klappenflügels am Rippenfuß, so daß die Manteltemperatur am Schließrand lediglich infolge der Wärmeleitung im dünnwandigen Mantel von der Temperatur des Klappenflügels abweicht. Der Einfluß dieser Wärmeleitung läßt sich durch eine genügend große Rippenhöhe weitgehend unterdrücken. Auf seiner Außenseite steht der Schließmantel im Wärmeaustausch mit der Gehäusewand, deren Temperatur zum Zeitpunkt des Schließens mit der im System Überali gleichen Ausgangstemperatur übereinstimmt. Vom Gehäuse her kann deshalb nur ein ausgleichender Einfluß auf die Temperaturdifferenz zwischen dem Schließmantel und dem Klappenflügel ausgehen.

An Hand der in der Zeichnung dargestellten Figuren ist die Erfindung nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung,

F i g. 2 eine vergrößerte Darstellung des Bereiches A der Fi g. 1.

Bei der in F i g. 1 eingezeichneten Stellung besteht eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Klappenflügel 1 und dem Schließmantel 2, der über einen membranartig nachgiebigen Kragen 3 mit dem starren Gehäuse 4 verbunden ist. Auf der Rückseite der Klappe 1 ist nahe dem Schließrand 5 eine umlaufende Rippe 6 aufgesetzt, von der ein an die Schließebene 7/8 angrenzender bandförmiger Streifen des Schließmantels 2 abgedeckt wird. Dabei ist die Rippenhöhe auf die Wanddicke des Schließmantels derart abzustimmen, daß der Spannungszustand und die Temperatur des Schließmantels 2 in der Schließebene 7/8 von einer Temperaturänderung des Mantels 2 außerhalb der abgeschirmten Zone nur unerheblich beeinflußt wird.

F i g. 2, die vergrößert den Bereich A der F i g. 1 darstellt, zeigt die Randposition des Klappenflügels 1 in der Schließstellung. Die Spaltbreite s zwischen der Rip-

35

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55

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pe 6 und dem Schließmantel 2 ist gemäß dem Erfindungszweck möglichst klein zu wählen. Dabei muß lediglich darauf geachtet werden, daß der von der Rippe 6 gebildete Kragen das Schließen und öffnen der Klappe 1 nicht behindert

Im allgemeinen ist eine die Temperatur des Systems ändernde Zirkulationsströmung nur auf der Rückseite der geschlossenen Klappe 1 möglich. In Sonderfällen kann sich aber auch die in F i g. 1 durch den Pfeil 9 gekennzeichnete Strömungsrichtung im Kanal umkehren. Dabei ist in ÜbereListimmung mit dem Grundgedanken der Erfindung auf beiden Klappenseiten je eine Abschirmrippe vorzusehen.

Die Vorteile, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erreicht werden, bestehen darin, daß durch die Rippe eine thermische Abschirmung des ScniießiViantels in einer an die Schließebene angrenzenden Zone erreicht wird, so daß ein überhöhtes Öffnungsmoment und eine bleibende Verformung des Schließmantels in der Schließstellung der Klappe vermieden werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Schließen eines runden Heißluft- oder Abgaskanals mit einer symmetrisch gelagerten. Drehklappe, wobei im Kanal im Bereich der Klappe ein nachgiebiger zylindrischer Einsatz aus dünnem Blech oder Kunststoff eingesetzt ist der mindestens an einer der beiden Stirnseiten gegen den Kanal abgedichtet ist und dessen innerer Durchmesser etwas kleiner als der äußere Durchmesser der Klappe ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Rückseite des Khppenflügels (1) am Schließrand (5) eine umlaufende Rippe (6) aufgesetzt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten des Kiappenflügels '5 (1) je eine umlaufende Rippe (6) aufgesetzt ist.