DE2620905C3 - Ringschieber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ringschieber gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Ringschieber ist aus der DE-PS 34 630 bekannt, der jedoch keine maximalen Sicherheitsanforderungen erfüllen kann, da das Schließen nur mit Hilfe von Arbeitszylindern vorgenommen wird, bei deren Versagen kein Schließen stattfindet. Eine Notabsperrung ist in keiner Weise erzielbar.

Entsprechendes gilt für die aus der DE-AS 10 42 320 und der GB-PS 2 54 870 bekannten Ringschieber, bei denen in jeder Betriebsstellung ebenso wie bei den ■ anderen bekannten Ringschiebern das Absperrmedium zur Erzielung kleiner Betätigungskräfte vor und hinter dem Verschlußkörper steht, wodurch sich ein Druckausgleich ergibt
Ferner Ut aus der US-PS 24 95 081 ein Ventil bekannt,

κι bei dem in Schließstellung das Aufbringen- eines Sperrmediums zwischen den beiden Sitzen möglich ist, jedoch besteht keine Möglichkeit, daß das Ventil bei Ausfall der mechanischen Betätigungseinrichtung selbst schließt bzw. im Schließzustand geschlossen bleibt, so

ti daß sich hieraus keinerlei Möglichkeit einer Notabsper-/ung ergibt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Ringschieber gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der ein größtmögliches Maß an Sicherheit bietet und

:o insbesondere auch eine Notabsperrung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs ! gelöst

Hierdurch wird erreicht, daß in Schließstellung des Ringschiebers ein mit dem Arbeitsmedium gleichartiges

ji (oder dieses nicht verunreinigendes) Kühlmedium vorhanden ist das aber nicht nur zur Kühlung dient, sondern auch bei der vorgesehenen Anordnung der Arbeitszylinder im Notfall bei gleichzeitigem Bruch von Hauptleitung und Steuerungsleitungen eine Notabsper-

m rung sichert. Tritt dieser FaI! bei offenem Ringschieber ein, wird der auch bei Bruch der Steuerungsleitungen noch vorhandene Überdruck des Kühlmediums innerhalb des benachbart der Bruchstelle befindlichen Schlußstückes dieses etwas aus seiner Offenstellung

r> bewegen, wodurch dem dann bei gebrochener Leitung sehr rasch strömenden Medium die Mitnahme des Verschlußstückes und Anpressung an den Ventilsitz erleichert wird. Wenn dagegen der Notfall im Schließzustand auftritt, drückt das Arbeitsmedium das

■in Verschlußstück auch bei Ausfall d's Arbeitszylinders weiter gegen seinen Sitz.

Im Normalbetrieb, wenn die Arbeitszylinder arbeiten, dient das Kühlmedium in Schließstellung als Sperrmedium, das eine Doppelabdichtung größter Sicherheit

■r, gewährleistet. Das Arbeitsmedium steht somit in keiner Betriebsstellung in dem Raum zwischen den beiden Verschlußstücken. In diesem Raum ist vielmehr Kühloder Sperrmedium vorhanden, wodurch die angestrebten Sicherheitsanforderungen ermöglicht werden und

•>o sogleich ein Druckausgleich bewirkt wird.

Ferner ist es vorteilhaft, daß keine beweglichen Teile aus dem Außengehäuse herausgeführt werden müssen, so daß sich keine damit verbundenen Pobleme in bezug auf Abdichtung und Wärmedehnung ergeben.

r. Es ist vorteilhaft, wenn die Offenstellung die Form des aus Innengehäuse und eingeschobenen Verschlußstükken bestehenden Innenkörpers im Mittelteil zylindrisch und in den beidseitig anschließenden, von den freien Enden der Verschlußstücke gebildeten Teile kegelig ist,

wi wobei der Querschnitt des unverschlossenen Strömungskanals sich von jeder der beiden Öffnungen des Außengehäuses etwa bis zur zugeordneten Kegelspitze des Innenkörpers stetig verkleinert, sich anschließend im Bereich der kegeligen Teile bis zum Mittelteil wieder

hi stetig vergrößert und dort konstant ist. Auf diese Weise ergeben sich Diffusorwirkungen, so daß ohne wesentliche Energieverluste Größe und Funktion des Absperrorgans günstig beeinflußendc Querschnittsverkleine-

rungen in den Bereichen der Sitze möglich sind.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Innengehäuse eine zylindrisch verkleidete, senkrecht zur Schieberlängsachse angeordnete scheibenförmige Tragplatte zur Aufnahme oder Abstützung aller Einrichtungen des Innenkörpers aufweist, wobei die Träger zwischen Innen- und Außengehäuse mit einer gegebenenfalls vom Radius abweichenden Neigung einerseits an der Tragplatte und andererseits am Außengehäuse angelenkt sind.

Vorteilhaft werden alle zwischen Außen- und Innengehäuse fürdie Betätigung und andere Funktionen erforderlichen Verbindungen in Form von Rohrleitungen, Gestängen oder dergl. längs der Träger angeordnet, so daß auch diese Einrichtungen keine Einwirkungen auf die zentrische Lagerung des Innengehäuses ergeben.

Es ist auch möglich, daß zumindest die kegeligen Teile der Verschlußstücke und die Bereiche der Sitze mit Heiz- oder Kühleinrichtungen versehen sind, um an den Sitzen zur Abdichtung günstigere thermische Bedingungen und an den anderen beheizten bzw. gekühlten Teilen des Ringschiebers günstigere Beanspruchungen und Strömungsverhältnisse zu erzielen.

Insbesondere können die Kühleinrichtungen als Auslässe für kühleres, die zu kühlenden Stellen filmartig umströmendes Medium ausgebildet sein, was eine wirksame und trotzdem relativ rationelle Kühlung bewirkt.

Wenn die Rohrleitung für das Heiz- bzw. Kühlmedium von der Tragplatte zu jedem kegeligen Teil des Verschlußstückes spiralförmig gewunden ist, kann stopfbüchsenlos eine dichte Leitungsverbindung zwischen der Tragplatte und den relativ verschiebbaren Verschlußstücken erzielt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in Figuren dargestellten Ausführungsform näher erläutert.

F i g. 1 und 2 zeigen schematisch im Längs- bzw. Querschnitt einen erfindungsgemäßen Ringschieber.

Der dargestellte Ringschieber weist ein rohrförmiges, in der Mitte erweitertes dreiteiliges Außengehäuse 1 auf. an dessen zylindrisch erweitertem Mittelteil vier Träger 3 zur Befestigung eines InnengehäMses angelenkt sind. Das Innengehäuse weist eine Tragplatte 4 auf, die mit den vier Trägern 3 gelenkig verbunden ist, wobei diese je gleiche Neigung gegen einen durch einen Anlenkpunkt 3' bzw. 3" verlaufenden Radius aufweisen. Dadurch soll bei auftretenden Wärmedehnungen das Innengehäuse spannungslos in einer koaxialen Lage zum Außengehäuse gehalten werden. An der Tragplatte 4 sind auf beiden Seiten doppeltwirkende Arbeitszylinder 5, 5' befestigt, welche je einen zueinander entgegengesetzt wirkenden Verschlußstücke 6, 6' verschiebbar lagern, deren freie Enden von der zylindrischen Verkleidung 17 des Innengehäuses aus zu den freien Enden hin kegelig zulaufen. Im Bereich ihres größten Durchmessers tragen sie je eine Abdichtzonge 7, T, die mit Sitzen 8, 8' zusammenwirken, die im Außengehäuse 1 befestigt sind.

Zum Verschließen des Ringschiebers werden die beiden Arbeitszylinder 5, 5' von der Tragplatte 4 her beaufschlagt, so daß jede Abdichtzonge 7, T auf dem zugeordneten Sitz 8, 8' im Außengehäuse 1 unter Pressung abdichtend zur Anlage kommen. Das Arbeitsmedium ist also an einem ersten stromaufwärts liegenden, direkt beaufschlagten Sitz 8 und an einem zweiten stromabwärts liegenden Sitz 8' abgesperrt. In den Raum zwischen dt·..sen beiden Sitzen tritt in Schließstellung Ober eine längs einer der Träger 3 und durch die Tragplatte 4 geführte Leitung 20 Sperrmedium innerhalb der zylindrischen Verkleidung 17 des Innengehäuses ein und erfüllt von dort den ganzen

ι Raum zwischen den beiden Sitzen 8, 8', Falls das Sperrmedium einen geringeren Druck als das Arbeitsmedium aufweist, könnte bei eventuellen Undichtheiten am ersten Sitz 8 Arbeitsmedium in den mit Sperrmedium gefüllten Raum zwischen den Sitzen 8, 8' eintreten

in und von diesem bei ständiger Durchströmung weggespült werden. Falls das Sperrmedium höheren Druck als das Arbeitsmedium hat, wird bei Undichtheiten am ersten Sitz 8 Sperrmedium stromaufwärts dringen und so mit Sicherheit den Durchtritt des Arbeitsmediums

ι ί verhindern. Der zweite stromabwärts liegende Sitz 8' bildet eine Sicherheitsabsperrung und sperrt den stromabwärts liegenden Rohrstrang außerdem gegen das Sperrmedium ab. Das Sperrmedium erhöht in Schließstellung des Ringschiebers die Pressung auf die

>n Sitze. Für den Fall, daß es höheren Druck aufweist als das Arbeitsmedium, kann es sogar be'. Ausfall des mittels aer Arbeitszylinder 5,5' die Anpressung der Verschluß-Stücke 6, 6' auf die Sitze 8, 8' bewirkenden Steuermediums eine weitere Aufrechterhaltung dieser

ji Abdichtfunktion erzielen, da die Verschlußstücke 6, 6' zur Ganze von innen durch das Sperrmedium beaufschlagt sind und so die nötige Anpreßkraft ergeben. Falls auch das Sperrmedium ausfällt, wird durch das Arbeitsmedium selbst das stromabwärts

in liegende Verschlußstück 6' durch den Strömungsdruck auf den zweiten Sitz 8' gepreßt und so noch eine Notabsperrung bewirkt. Falls andererseits im stromaufwärts liegenden Bereich eine plötzliche Undichtheit mit Druckabfall, beispielsweise durch Bruch eines Wärme-

·,; tauschers, auftritt, wird das stromaufwärts liegende Verschlußstück 6 unter dem Druck des stromabwärts noch vorhandenen Mediums gegn den ersten Sitz 8 gepreßt, so daß auch für diesen Fall eine Notabsperrung sicher gewährleistet ist.

Die dargestellte Ausführungsform ist für höhere thermische Beanspruchungen ausgelegt und weist dementsprechend am Außengehäuse 1 eine Isolierung 2 auf, welche den eigentlichen Strömungskanal außen begrenzt. In diesem Strömungskanal ist der aus

4") Innengehäuse 4, 17, 5, 5' und Verschlußstücken 6, 6' bestehende Innenkörper koaxial gelagei t, der durch die zylindrische Verkleidung des Innengehäuses 17 und die spitz zulaufenden kegeligen Verkleidungen 10, 10' für die freien Enden der Verschlußstücke 6, 6' in offenem

Vp Zustand innen die Begrenzung des Strömungskanals bildet. Für den dargestellten unverschlossenen Strömungskanal verengt sich dessen Querschnitt von beiden öffnungen 21, 2Γ des Außengehäuses 1 stetig bis etwa zum Bereich der zugeordneten Kegelspitze des Innenkörpers. Im Bereich der kegeligen Teile des Innenkörpers vergrößert sich der Querschnitt des dort ringförmigen Strömungskanals wieder stetig gegen den zylindrischen Mittelteil. Die größten Verengungen des Strömungskanals sind also im Bereich der Kegelspitzen

Wi des Innenkörpers; '.n diesem Querschnittsbereich liegen auch die Si'.ze 8, 8'. Da sich die Querschnitte von den Sitzen 8,8' stromaufwärts und stromabwärts diffusorartig stetig vergrößern, ist eine Verkleinerung des Sitzdurchmessers in bezug auf den Durchmesser an den

h'. öffnungen 21, 2Γ zulässig, weil Energieverluste weitgehend vermieden sinJ. Die Verkleinerung des Sitzes 8, 8' erleichtert natürlich die Ausbildung dieses wichtigen Elements des Ringschiebers.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist auch eine Kühlung der Sitze 8,8' vorgesehen, indem relativ knapp neben den Sitzen 8, 8' den stromaufwärts liegenden Ringnuten 19, 19' Kühlmedium zugeführt wird, das die Sitze in offenem Zustand überstreicht. In den Verkleidungen 10, 10' der freien Enden der Verschlußstücke 6, 6' sind ebenfalls ringförmige Spalten II, 11' vorgesehen, welchen von der Tragplatte 4 über eine spiralförmig gewundene, die Bewegung des Verschlußstückes 6, 6' ausgleichende Leitung 12, 12' Kühlmedium zugeführt wird, welches das kegelige freie Ende des Verschluß-Stückes 6, 6' filmartig kühlt. Kühlmedium kann auch noch zusätzlich in den Raum zwischen der Tragplatte 4 und den Verschlußstücken 6,6' eingeführt werden, um ι den Ringspalten 16,16'zwischen der Verkleidung 17 de Innengehäuses und der Abdichtzongc 7, T atiszutreter Auch unter die Verkleidung 18 der Träger 3 kan Kühlmedium eingeführt und zur Filmkühlung diese Teile verwendet werden. Das Kühlmedium, da vorteilhaft mit dem abzusperrenden Arbeitsmediur gleichartig ist, hat größeren Druck und geringer Temperatur als dieses. Es wird durch die Leitungen 1 und 20 zugeführt, die ebenso wie die Leitungen 14,15 fü das zu- und abströmende Steiiermedium vom Aiißengc hause fangs eines Tragers 3 verlegt geführt sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche;

1. Ringschieber mit einem rohrförmigen Außengehäuse und einem mit diesem über rippenartige Träger verbundenen axialsymmetrischen Innengehäuse für die Aufnahme zweier in axial entgegengesetzten Richtungen wirkender, mittels je einem doppeltwirkenden Arbeitszylinder verschiebbarer Verschlußstücke, dadurch gekennzeichnet, daß beide Arbeitszylinder (5,5') im Innenraum des in Offenstellung aus Innengehäuse und eingeschobenen Verschlußstücken (6, 6') gebildeten Innenkörpers angeordnet und am Innengehäuse befestigt sind, wobei in den freien Raum um die Arbeitszylinder (5, 5') Eintrittsöffnungen (20) für Kühlmedium münden dessen Austrittsöffnungen in die Strömung des Arbeitsmediums durch die Ringöffnungen (16,16') zwischen Innengehäuse und den freien Enden der Verschlußstücke (6,6') gebildet sind.

2. Ringschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form des innenkörpers im Mittelteil zylindrisch und in den beidseitig anschließenden, von den freien Enden der Verschlußstücke (6, 6') gebildeten Teilen kegelig ist, wobei der Querschnitt des unverschlossenen Strömungskanals sich von beiden öffnungen (21, 2Γ) des Außengehäuses (1) etwa bis zur zugeordneten Kegelspitze des Innenkörpers stetig verkleinert, sich anschließend im Bereich der kegeligen Teile bis zum Mittelteil wieder stetig vergrößert und dort konstant ist.

3. Ringschieber nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengehäuse eine zylindrisch verkleidete, senkrecht zur Schieberlängsachse angeordnete, scheibenförmige, Medienleitungen enthaltende Tragplatte (4) zur Aufnahme der Arbeitszylinder (5,5') aufweist, wobei die Träger (3) zwischen Innen- und Außengehäuse mit einer gegebenenfalls vom Radius abweichenden Neigung einerseits an der Tragplatte (4) und andererseits am Außengehäuse (1) angelenkt sind.

4. Ringschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Außen- und Innengehäuse für Betätigung und andere Funktionen erforderliche Verbindungen längs der Träger (3) verlaufen.

5. Ringschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die kegeligen Teile der Verschlußstücke (6, 6') und die Bereiche der Sitze (8,8') mit Heiz- oder Kühleinrichtungen versehen sind.

6. Ringschieber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtungen als Auslässe (U, 1Γ, 19, 19') für kühleres, die zu kühlenden Stellen filmartig umströmendes Medium ausgebildet sind.