DE3007288C2

DE3007288C2 - Shut-off valve for pipelines with large nominal widths

Info

Publication number: DE3007288C2
Application number: DE19803007288
Authority: DE
Inventors: Rudolf 5161 Merzenich Müller; Gregor 5165 Hürtgenwald Schlechtriemen; Hermann Josef 5160 Düren Stolberg
Original assignee: Hermann Rappold & Co 5160 Dueren De GmbH
Current assignee: Hermann Rappold & Co 5160 Dueren De GmbH
Priority date: 1980-02-27
Filing date: 1980-02-27
Publication date: 1982-04-01
Also published as: JPS56150676A; DE3007288A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anpreß- und Löseeinrichtung für die Dichtringe eines Kugelhahns großer Nennweite, durch welchen Gase unter hohem Druck und hoher Temperatur strömen, mit an den Dichtringen stirnseitig angeordneten druckmittelbeaufschlagbaren Betätigungsbälgen, mittels derer die Dichtringe an das Kugelküken anpreßbar bzw. von ihm abhebbar sind.The invention relates to a pressing and releasing device for the sealing rings of a large ball valve Nominal size, through which gases flow under high pressure and temperature, also on the sealing rings actuating bellows which can be acted upon by pressure medium and which are used to attach the sealing rings to the Ball plug can be pressed on or can be lifted off from it.

Kugelhähne dieser Art kommen unter anderem in Kernreaktoranlagen zum Einsatz, bei denen sehr hohe Anforderungen an die Betriebssicherheit der Kugelhähne gestellt werden. Dies betrifft insbesondere die Funktionssicherheit der Anpreß- und Lösemittel für die Dichtringe. Diese Mittel müssen nämlich stets voll funktionsfähig sein, damit der Kugelhahn jederzeit umgeschaltet werden kann und dann in der jeweils gewählten Schaltstellung die erforderliche Dichtigkeit im Bereich der Dichtflächen gewährleistet. Darüberhinaus müssen sie den hierfür notwendigen Anpreßdruck unabhängig von den Schwankungen der Betriebsdrücke und der Temperatur in der Gasleitung möglichst konstant aufrechterhalten, damit die linienförmigen Dichtabdrücke der Dichtflächen keine Überlastungen erfahren, die zu einer Beschädigung der Dichtflächen führen könnten.Ball valves of this type are used, among other things, in nuclear reactor systems where very high Requirements are placed on the operational safety of the ball valves. This particularly concerns the Functional reliability of the contact pressure and solvents for the sealing rings. These funds must always be full be functional so that the ball valve can be switched at any time and then in the respective The selected switch position ensures the required tightness in the area of the sealing surfaces. Furthermore they must apply the necessary contact pressure regardless of the fluctuations in the operating pressures and maintain the temperature in the gas line as constant as possible so that the linear Sealing impressions of the sealing surfaces do not experience overloads that could damage the sealing surfaces could lead.

Bei einem aus der DE-OS 26 33 809 bekanntgewordenen Kugelhahn der eingangs genannten Art sind ais Anpreß- und Lösemittel für die Dichtringe je ein ringförmiger Betätigungsbalg vorgesehen, der von zwei koaxial zueinander angeordneten Kompensatoren gebildet ist Der Dichtring ist stirnseitig an dem ringförmigen Betätigungsbalg befestigt und wird von ihm einseitig beaufschlagtIn one from DE-OS 26 33 809 known ball valve of the type mentioned are ais Pressing and releasing means for the sealing rings are each provided with an annular actuating bellows, which is provided by two Compensators arranged coaxially to one another are formed The sealing ring is attached to the front of the annular actuating bellows and is from acted on him on one side

Dadurch, daß jeder Dichtring lediglich von einem einzelnen Balg betätigt wird, ist es bei diesem bekanntenBecause each sealing ring is operated only by a single bellows, it is known in this case

IU Kugelhahn von Nachteil, daß jede Störung im Druckmittelkreislauf der Betätigungsbälge die Funktionsfähigkeit der Bälge beeinträchtigt oder gar zunichte macht. Darüberhinaus ist es aufgrund der dort gewählten Konstruktion praktisch unmöglich, einenIU ball valve has the disadvantage that any malfunction in the Pressure medium circuit of the operating bellows affects the functionality of the bellows or even nullifies. In addition, due to the construction chosen there, it is practically impossible to use a

ii raschen Aufbau und eine genaue Steuerung des Betätigungsdruckes auf dem gesamten Dichtringumfang zu erzielen.ii rapid construction and precise control of the To achieve actuating pressure on the entire circumference of the sealing ring.

Aus der DE-OS 24 06 703 ist es bekannt, die Dichtringe durch längs ihres Umfanges gleichmäßig verteilt angeordnete, hydraulisch betätigbare Anpreßbzw. Löseeinrichtungen an das Kugelküken anzupressen bzw. von diesem abzuheben.From DE-OS 24 06 703 it is known to evenly apply the sealing rings along their circumference distributed, hydraulically operated Anpreßbzw. Press release devices onto the ball plug or to be lifted from it.

Ferner ist es aus der FR-ZPS 82 536 bekannt, an beiden Stirnseiten der Dichtringe druckmittelbetätig'oare Einrichtungen zum Bewegen der Dichtringe auf das Kugelküken zu bzw. von dem Kugelküken weg vorzusehen.It is also known from FR-ZPS 82 536 to use pressure medium actuators on both end faces of the sealing rings Means for moving the sealing rings towards the ball plug or away from the ball plug to be provided.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben genpnnten Nachteile zu vermeiden und eine Anpreß- und Löseeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die Erzielung und Konstanthaltung eines genau definierten Betätigungsdruckes ermöglicht und auch bei Eintreten einzelner Störungen in ihrem Druckmittelkreislauf funktionsfähig bleibt.The invention is based on the object of avoiding the disadvantages mentioned above and a contact pressure and to create a release device of the type mentioned at the outset, which ensures that it is achieved and kept constant a precisely defined actuation pressure and also in the event of individual malfunctions in their Pressure medium circuit remains functional.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dichtringe mit mindestens zwei Gruppen von auf dem Dichtringumfang gleichmäßig verteilt angeordneten und parallel geschalteten Betätigungsbälgen versehen sind, und daß jede Balggruppe einen eigenen Druckmittelkreislauf mit einem den Istwert des Betätigungsdruckes angebenden Druckmesser und einem mit ihm zusammenwirkenden Druckregler zum Regeln des Betätigungsdruckes in Abhängigkeit von der Abweichung zwischen dessen Istwert und einem vorgegebenen Sollwert aufweist, wobei die Druckregler mit einer Steuereinheit zusammenwirken, die nach einem bestimmten Zeitraum bei Vorliegen eines Durchflusses in der einen Balggruppe den Sollwert des Betätigungsdruckes in der anderen Balggruppe selbsttätig ändert.This object is achieved in that the sealing rings with at least two groups of Operating bellows evenly distributed on the circumference of the sealing ring and connected in parallel are provided, and that each group of bellows has its own pressure medium circuit with the actual value of the Operating pressure indicating pressure gauge and a pressure regulator that interacts with it Control of the actuation pressure depending on the deviation between its actual value and a Has predetermined target value, the pressure regulator interacting with a control unit, which according to a certain period of time when there is a flow in one of the bellows group the setpoint of the Actuating pressure in the other bellows group changes automatically.

Im Normalfall sorgen die Druckregler dafür, daß die zugehörigen Bälge mit einem genau definierten Betätigungsdruck beaufschlagt werden, der bei Vermeidung von Überlastungen der Dichtflächen die erforderliehe Dichtigkeit im Bereich der Dichtflächen gewährleistet. Im Falle einer Störung im Druckmittelkreislauf einer Balggruppe, z. B. durch Beschädigung eines Balges dieser Gruppe, entsteht dann in dem gestörten Kreislauf ein ständiger Druckverlust, den die Steuereinheit über den mit ihr in Wirkverbindung stehenden Druckregler dieser Gruppe registriert. Die Steuereinheit sorgt dann selbsttätig dafür, daß der Sollwert für den Druckregler der störungsfreien Balggruppe entsprechend erhöht wird, damit letztere durch einen höheren Betätigungs-In the normal case, the pressure regulators ensure that the associated bellows with a precisely defined Actuating pressure are applied which, while avoiding overloading of the sealing surfaces, the required Guaranteed tightness in the area of the sealing surfaces. In the event of a malfunction in the pressure medium circuit a bellows group, e.g. B. by damaging a bellows of this group, then arises in the disturbed circulation a constant loss of pressure caused by the control unit via the pressure regulator that is operatively connected to it registered in this group. The control unit then automatically ensures that the setpoint for the pressure regulator the trouble-free bellows group is increased accordingly, so that the latter can be replaced by a higher actuation

b5 druck den Druckverlust in der gestörten Balggruppe kompensiert. In der Praxis wird dann die defekte Balggruppe ganz abgeschaltet und der Sollwert des Betätigungsdruckes für die intakte Balggruppe sob5 pressure the pressure loss in the disturbed bellows group compensated. In practice, the defective bellows group is then switched off completely and the setpoint of the Operating pressure for the intact bellows group as above

erhöht, daß letztere allein auf den Dichtring die Betätigungskraft ausübt, die im Normalfall beide Balggruppen zusammen ausüben wurden. Auf diese Weise wird die Funktion des KugelHahns trotz der aufgetretenen Störung aufrechterhalten. Gleichzeitig sorgt der Druckregler der störungsfreien Balggruppe dafür, daß deren Bälge weiterhin mit einem genau definierten Betätigungsdruck beaufschlagt werden, der bei Vermeidung von Oberlastungen der Dichtflächen die erforderliche Dichtigkeit im Bereich der Dichtflächen gewährleistetincreases that the latter exerts the actuating force only on the sealing ring, which in the normal case both Bellows groups were exercising together. In this way, the function of the ball valve is maintained despite the Maintain the fault that has occurred. At the same time, the pressure regulator takes care of the trouble-free bellows group for the fact that their bellows continue to be subjected to a precisely defined actuation pressure, the when avoiding overloading of the sealing surfaces, the required tightness in the area of the sealing surfaces guaranteed

Durch die Anordnung einer Vielzahl von gleichmäßig verteilt angeordneten Betätigungsbälgen kann man außerdem den Betätigungsdruck schnell und gleichmäßig auf- und abbauen.By arranging a large number of evenly distributed actuating bellows one can In addition, the actuation pressure can be built up and reduced quickly and evenly.

Nach einem weiteren Vorschlag gemäß der Erfindung weisen die Balggruppen die gleiche Anzahl von Betätigungsbälgen auf. Auf diese Weise erhält man zwei oder mehrere identisch ausgebildete Systeme, was sowohl fertigungs- als auch steuerungstechnisch von Vorteil ist.According to a further proposal according to the invention, the groups of bellows have the same number of Actuating bellows on. In this way you get two or more identically designed systems, what is advantageous in terms of both production and control.

Es ist ferner gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Betätigungsbälge in mindestens zwei Gruppen von auf der einen Stirnseite der Dichtringe angeordneten Anpreßbälgen und mindestens zwei Gruppen von auf der anderen Stirnseite der Dichtringe angeordneten Lösebälgen gruppiert sind.It is also provided according to the invention that the actuating bellows in at least two groups of on one end face of the sealing rings arranged pressure bellows and at least two groups of on the other end face of the sealing rings arranged release bellows are grouped.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. It shows

Fig. 1 einen Kugelhahn, dessen Dichtringe mit je zwei Gruppen von Anpreß- und Lösebälgen betätigt werden im Längsschnitt dargestellt, und zwar:Fig. 1 shows a ball valve whose sealing rings are operated with two groups of pressure and release bellows are shown in longitudinal section, namely:

a) obere Hälfte, in Offenstellung, Dichtflächen angepreßt, a) upper half, in the open position, sealing surfaces pressed,

b) linke Hälfte unten, in Offenstellung, Dichtflächen gelöst,b) left half below, in open position, sealing surfaces released,

c) rechte Hälfte unten, in Zu-Stel!ung, Dichtflächen angepreßt,c) right half below, in position, sealing surfaces pressed,

Fig. 2 die Einzelheit Il aus Fig. 1, vergrößert dargestellt,FIG. 2 shows the detail II from FIG. 1, enlarged,

Fig.3 eine Variante der Druckmittelzu- und abführung für die Anpreßbälge entsprechend der Einzelheit Ul in Fig. 1,3 shows a variant of the pressure medium supply and discharge for the pressure bellows according to the detail Ul in Fig. 1,

Fig.4 die Anpreß- und Lösebälge des Kugelhahns gemäß Fig. 1, mit ihren Druckmittelkreisläufen und Regelkreisen, schematisch dargestellt.Fig. 4 the pressure and release bellows of the ball valve according to Fig. 1, with their pressure medium circuits and control loops, shown schematically.

Der in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Kugelhahn weist ein dreiteiliges Hahngehäuse mit Gehäuseanschlußteilen 1 und 2 sowie einem Mittelteil 3, ferner ein Kugelküken 4 sowie zwei axial verschiebbare Dichtringe 5 und 6 auf.The ball valve shown in FIGS. 1 to 4 has a three-part tap housing with housing connection parts 1 and 2 and a middle part 3, furthermore a Ball plug 4 and two axially displaceable sealing rings 5 and 6.

Das Kugelküken 4 ist im Mittelteil 3 des Hahngehäuses mittels Drehzapfen 7 gelagert und wird in beiden Schaltstellungen mittels hydraulisch betätigter Verriegelungsbolzen 8 festgehalten.The ball plug 4 is mounted in the central part 3 of the tap housing by means of pivot 7 and is in both Switching positions held by means of hydraulically operated locking bolts 8.

Die Dichtringe 5 und 6 sind über Kondensatoren 9 mit den Gehäuseanschlußteilen 1 und 2 verbunden und mittels Führungsbolzen 10 axial geführt.The sealing rings 5 and 6 are connected to the housing connection parts 1 and 2 via capacitors 9 and guided axially by means of guide pins 10.

Das Kugelküken 4 und die Dichtringe 3 und 6 sind mit Dichtflächen 11a bis Hd bzw. 12a und 126 versehen, welche die Dichtsitze des Kugelhahns bilden.The ball plug 4 and the sealing rings 3 and 6 are provided with sealing surfaces 11a to Hd or 12a and 126, which form the sealing seats of the ball valve.

Zum Anpressen der Dichtringe 5 und 6 gegen das Kugelküken 4 zwecks Herstellung der Dichtsitze sind Anpreßbälge 13 bzw. 14 vorgesehen. Zum Wegbewegen der Dichtringe 5 und 6 von dem Kugelküken 4 zwecks Lösen der Dichtsitze sind Lösebälge 15 bzw. 16 vorgesehen.For pressing the sealing rings 5 and 6 against the ball plug 4 for the purpose of producing the sealing seats Pressure bellows 13 and 14 are provided. To move the sealing rings 5 and 6 from the ball plug 4 for the purpose Release bellows 15 and 16 are provided for releasing the sealing seats.

Die Anpreßbälge 13 und 14 bilden je zwei Balggruppen 13a und 136 bzw. 14a und 140 (siehe Fig.4). Die Anpreßbälge 13 und 14 sind auf der außenliegenden Stirnseite der Dichtringe 5 bzw. 6 auf dem Umfang gleichmäßig verteilt und kreisförmig angeordnet, wobei zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anpreßbälgen der Balggruppen 13a bzw. 14a ein Anpreßbalg der Balggruppe 136 bzw. 146 dazwischenliegt. The pressure bellows 13 and 14 each form two groups of bellows 13a and 136 or 14a and 140 (see Fig. 4). The pressure bellows 13 and 14 are on the outer end face of the sealing rings 5 and 6 distributed evenly on the circumference and circular arranged, between two successive pressure bellows of the groups of bellows 13a and 14a Pressure bellows of the bellows group 136 or 146 lies therebetween.

Die Anpreßbälge 13 und 14 sind mehrwellige,The pressure bellows 13 and 14 are multi-corrugated,

ίο mehrlagige Kleinkompensatoren mit innerer Hubbegrenzung, die mit Kopfplatten 17 und 18 verschweißt sind und bei innerem Überdruck eine Druckwirkung sowie bei äußerem Oberdruck eine Zugwirkung haben. Die Kopfplatte 17 ist mit dem Gehäuseanschlußteil 1 bzw. 2 gasdicht verschweißt Die Kopfplatte 18 ist am Dichtring 5 bzw. 6 angeschraubt (Fig. 2).ίο multi-layer small expansion joints with internal stroke limitation, which are welded to head plates 17 and 18 and a pressure effect with internal overpressure as well as have a pulling effect with external overpressure. The head plate 17 is connected to the housing connection part 1 or 2 welded gas-tight. The head plate 18 is screwed onto the sealing ring 5 or 6 (Fig. 2).

Die Anpreßbalggruppen 13a, 136, 14a und 146 werden über je eine Außenringleitung 19a, 196 bzw. 20a und 206 beaufschlagt, die mit dem Innenraum der Anpreßbäige 13 bzw. 14 über radiale Bohrungen 21 und axiale Bohrungen 22 in einem Flansch 23 des Gehäuseanschlußteiles 1 bzw. 2 verbunden ist (Fig. 1).The pressure bellows groups 13a, 136, 14a and 146 are each via an outer ring line 19a, 196 and 20a and 206 acted upon, which with the interior of the Anpreßbäige 13 and 14 via radial bores 21 and axial bores 22 in a flange 23 of the housing connection part 1 or 2 is connected (Fig. 1).

Die Beaufschlagung der Anpreßbalggruppen 13a, 136,The loading of the pressure bellows groups 13a, 136,

14a und 146 kann auch gemäß Fig. 3 über je eine Zuleitung 24 erfolgen, die mit dem Innenraum der Anpreßbälge 13 bzw. 14 über je eine radiale Bohrung 25, zwei Ringkammern 26 sowie radiale Bohrungen 27 und axiale Bohrungen 28 im Flansch 23 des Gehäuseanschlußteiles 1 bzw. 2 verbunden sind.14a and 146 can also take place according to FIG. 3 via a respective supply line 24, which is connected to the interior of the Pressure bellows 13 and 14 each have a radial bore 25, two annular chambers 26 and radial bores 27 and axial bores 28 in the flange 23 of the housing connection part 1 and 2 are connected.

Die Lösebälge 15 und 16 bilden je zwei Balggruppen 15a und 156 bzw. 16a und 166 (siehe Fig. 4). Die Lösebälge 15 und 16 sind auf der innenliegenden Stirnseite der Dichtringe 5 bzw. 6 auf dem Umfang gleichmäßig verteilt und kreisförmig angeordnet, wobei zwischen zwei aufeinanderfolgenden Lösebälgen der Balggruppen 15a bzw. 16a ein Lösebalg der Balggruppe 156bzw. 166dazwischenliegtThe release bellows 15 and 16 each form two groups of bellows 15a and 156 or 16a and 166 (see FIG. 4). the Release bellows 15 and 16 are on the inner face of the sealing rings 5 and 6 on the circumference evenly distributed and arranged in a circle, with the Bellows groups 15a or 16a, a release bellows of the bellows group 156 or respectively. 166 lies in between

Die Lösebälge 15 und 16 sind auch mehrwellige, mehrlagige Kleinkompensatoren mit innerer Hubbngrenzung, die mit Kopfplatten 29 und 30 verschweißt sind und bei innerem Überdruck eine Druckwirkung sowie bei äußerem Überdruck eine Zugwirkung haben. Die Kopfplatte 29 ist mit dem Dichtring 5 bzw. 6 gasdicht verschweißt. Die Kopfplatte 30 ist an Ringkonsolen 31 angeschraubt, die ihrerseits an dem Gehäusemittelteil 3 befestigt sind.The release bellows 15 and 16 are also multi-shaft, multi-layer small expansion joints with internal stroke limitation, which are welded to head plates 29 and 30 and a pressure effect with internal overpressure as well as have a pulling effect in the event of external overpressure. The head plate 29 is connected to the sealing ring 5 or 6 welded gas-tight. The head plate 30 is screwed to ring brackets 31, which in turn on the Housing middle part 3 are attached.

Die Lösebalggruppen 15a, 156, 16a und 166 werden über je eine Leitung 32a, 326 bzw. 33a und 336 beaufschlagt, die mit dem Innenraum der Lösebälge 15 bzw. 16 über eine in axialer Richtung elastische Rohrdurchführung 34 sowie eine axiale Bohrung 25, eine Ringkammer 36 und Bohrungen 37 im Dichtring 5 bzw. 6 verbunden sind (F i g. 1 und 2).The release bellows groups 15a, 156, 16a and 166 are each connected via a line 32a, 326 or 33a and 336 applied to the interior of the release bellows 15 and 16 via an elastic in the axial direction Pipe leadthrough 34 as well as an axial bore 25, an annular chamber 36 and bores 37 in the sealing ring 5 or 6 are connected (Figs. 1 and 2).

Die Anpreßbalggruppen 13a, 136,14a und 146 weisen je einen eigenen Druckmittelkreislauf sowie einen eigenen Regelkreis auf, und sind einschließlich ihrer Druckmittelkreisläufe und Regelkreise identisch ausgebildet. Dies gilt auch für die Lösebalggruppen 15a, 156, 16a und 166. Nachfolgend werden daher nur die Druckmittelkreisläufe und Regelkreise für die Anpreßbalggruppe 13a und die Lösebalggruppe 15a näher beschrieben (F ig. 4).The pressure bellows groups 13a, 136, 14a and 146 each have their own pressure medium circuit and one own control circuit and are designed identically, including their pressure medium circuits and control circuits. This also applies to the release bellows groups 15a, 156, 16a and 166. Therefore, only the Pressure medium circuits and control circuits for the pressure bellows group 13a and the release bellows group 15a in more detail described (Fig. 4).

Die Außenringleitung 19a der Anpreßbalggruppe 13a neht einerseits über Leitungen 38, 39 und 40 mit einer nicht dargestellten Druckquelle und andererseits über Leitungen 38, 41 und 42 mit einem Rücklauf in Verbindung. In den Leitungen 38 und 41 sind Druckregelventile 43 bzw. 44 angeordnet, die mit einemThe outer ring line 19a of the Anpreßbalggruppe 13a on the one hand via lines 38, 39 and 40 with a pressure source, not shown, and on the other hand via lines 38, 41 and 42 with a return in Link. In the lines 38 and 41 pressure control valves 43 and 44 are arranged with a

Druckregler 45a zusammenwirken. Dieser steht außerdem mit einem Druckmesser 46a in der Leitung 38 sowie mit einem als Steuereinheit dienenden Rechner 47 in Wirkverbindung.Cooperate pressure regulator 45a. This is also with a pressure gauge 46a in the line 38 as well in operative connection with a computer 47 serving as a control unit.

Die Zu- und Ableitung 32a der Lösebalggruppe 15a steht einerseits über Leitungen 48 und 40 mit der nicht dargestellten Druckmittelquelle und andererseits über Leitung 49 mit dem Rücklauf in Verbindung.The supply and discharge line 32a of the release bellows group 15a is on the one hand via lines 48 and 40 with the not pressure medium source shown and on the other hand via line 49 with the return in connection.

Somit ergeben sich für die Anpreßbalggruppe 13a und die Lösebalggruppe 15a folgende Druckmittelkreisläufe: This results in the following pressure medium circuits for the pressure bellows group 13a and the release bellows group 15a:

Kreislauf für die Anpreßbalggruppe 13a:Circuit for the pressure bellows group 13a:

Zulauf über Leitungen 40, 39, 38, Außenringleitung 19a und Bohrungen 21 und 22, Rücklauf über Bohrungen 22 und 21, Außenringleitung 19a und Leitungen 38, 41 und 42.Inlet via lines 40, 39, 38, outer ring line 19a and bores 21 and 22, return via bores 22 and 21, outer ring line 19a and lines 38, 41 and 42.

Kreislauf für die Lösebalggruppe 15a:Circuit for the release bellows group 15a:

Zulauf über Leitungen 40 und 48, Zu- und Ableitung 32a, Rohrdurchführung 34, Bohrung 35, Ringkammer 36 und Bohrung 37, Rücklauf über Bohrung 37, Ringkammer 36, Bohrung 35, Rohrdurchführung 34, 7u- und Ableitung 32a sowie Leitung 49.Inlet via lines 40 and 48, inlet and outlet line 32a, pipe leadthrough 34, bore 35, annular chamber 36 and bore 37, return via bore 37, annular chamber 36, bore 35, pipe leadthrough 34, 7u and Lead 32a and lead 49.

Die Kreisläufe der übrigen Anpreßbalggruppen 136 bis 13c/ und Lösebalggruppen 156 bis 15c/ sind entsprechend ausgebildet und werden daher nicht näher beschrieben.The circuits of the remaining pressure bellows groups 136 to 13c / and release bellows groups 156 to 15c / are designed accordingly and are therefore not described in more detail.

In den Leitungen 48 und 49 sind Druckregelventile 50 bzw. 51 angeordnet, die mit einem Druckregler 52a zusammenwirken. Letzterer steht außerdem mit einem Druckmesser 53a in der Rohrleitung 32a sowie mit dem als Steuereinheit dienenden Rechner 47 in Wirkverbindung. In the lines 48 and 49 there are pressure control valves 50 or 51 arranged, which cooperate with a pressure regulator 52a. The latter also stands with one Pressure gauge 53a in the pipeline 32a and in operative connection with the computer 47 serving as a control unit.

Außer den Druckreglern 45a bis 45c/ und den Druckmessern 46a bis 46c/ für die Anpreßbalggruppen 13a, 136, 14a und 146 sowie den Druckreglern 52a bis 52c/ und den Druckmessern 53a bis 53c/ für die Lösebalggruppen 15a, 156, 16a und 166 sind an den Rechner 47 ein Druckmesser 54 für den Gasleitungsdruck sowie ein Druckmesser 55 für den Druck im Gehäuseinnenraum zwischen den beiden Dichtringen 5 und 6 angeschlossen. Der Rechner 47 weist außerdem Eingänge für alle übrigen Parameter auf, die für den Anpreß- und Lösedruck maßgeblich sind, wie Anzahl der im Betrieb befindlichen Bälge, zulässige Anpreßkraft auf der Dichtfläche, wirksame druckbeaufschlagte Fläche eines Balges, und so weiter. Der Rechner 47 steht schließlich auch mit der nicht dargestellten Steuereinrichtung für die Betätigungsorgane des Kugelhahns in Verbindung, welche die Steuersignale an den Rechner 47 weitergibt.Except for the pressure regulators 45a to 45c / and the pressure gauges 46a to 46c / for the pressure bellows groups 13a, 136, 14a and 146 as well as the pressure regulators 52a to 52c / and the pressure gauges 53a to 53c / for the Releasing bellows groups 15a, 156, 16a and 166 are connected to the computer 47, a pressure gauge 54 for the gas line pressure and a pressure gauge 55 for the pressure in the Housing interior connected between the two sealing rings 5 and 6. The computer 47 also has Inputs for all other parameters that are relevant for the contact and release pressure, such as number the bellows in operation, permissible contact pressure on the sealing surface, effective pressurized Area of a bellows, and so on. Finally, the computer 47 is also connected to the control device (not shown) for the actuators of the ball valve in connection, which send the control signals to the computer 47 passes.

Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel ist als Beiätigüngsrniiiel für die AnprcS- und Lösebälge Helium vorgesehen. Es ist aber auch möglich, beispielsweise Stickstoff zu verwenden, da die Druckmittelkreisläufe für die Bälge hermetisch gegen den bei diesem Kugelhahn vorgesehenen Helium-Kühlkreislauf gesperrt sind.In the exemplary embodiment described, the application and release bellows are used as accessories Helium provided. But it is also possible to use nitrogen, for example, as the pressure medium circuits hermetically sealed for the bellows against the helium cooling circuit provided for this ball valve are.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Anpreß- und Lösebälge unter Bezugnahme auf die Druckmittelkreisläufe und die Regelkreise der Anpreßbalggruppen 13a und 136 sowie der Lösebalggruppen 15a und 156 näher beschrieben.The operation of the pressure and release bellows is described below with reference to the pressure medium circuits and the control loops of the pressure bellows groups 13a and 136 and of the release bellows groups 15a and 156 described.

In der in F i g. 1, rechte Seite, dargestellte Zu-Stellung des Kugelhahns sind die Bälge der Anpreßbalggruppen 13a und 136 über Leitungen 40, 39, 38 sowie Außenringleitungen 19a und 196 voll beaufschlagt, während die Bälge der Lösebalggruppen 15a und 156 über Leitungen 32a, 326 und 49 entlastet sind. Dadurch sind die sich gegenüberliegenden Dichtflächen 11a und 12a des Kugelkükens 4 und des Dichtringes 5 gegeneinander angepreßt. Die Druckregler 45a und 456 regeln dabei im Zusammenwirken mit den Druckmessern 46a und 466 sowie mit dem Rechner 47 den Betätigungsdruck in den Anpreßbalggruppen 13a und 136 in Abhängigkeit von der Abweichung zwischen dem vom Rechner 47 vorgegebenen Sollwert und dem vom Druckmesser 46a und 466 gemessenen Istwert. SomitIn the in F i g. 1, right side, shown closed position of the ball valve are the bellows of the pressure bellows groups 13a and 136 via lines 40, 39, 38 and Outer ring lines 19a and 196 are fully loaded, while the bellows of the release bellows groups 15a and 156 are relieved via lines 32a, 326 and 49. Through this are the opposing sealing surfaces 11a and 12a of the ball plug 4 and the sealing ring 5 pressed against each other. The pressure regulators 45a and 456 regulate in cooperation with the pressure gauges 46a and 466 and with the computer 47 the actuation pressure in the pressure bellows groups 13a and 136 as a function of the deviation between the nominal value given by the computer 47 and that of the Pressure gauges 46a and 466 measured actual value. Consequently

ίο wird erreicht, daß der Anpreßdruck einen vollkommen gasdichten Ventilsitz gewährleistet und andererseits nicht einen maximalen zulässigen Wert übersteigt, der zu einer Beschädigung der gegeneinander drückenden Dichtflächen führen würde.ίο it is achieved that the contact pressure is perfect guaranteed gas-tight valve seat and on the other hand does not exceed a maximum permissible value, the would damage the sealing surfaces pressing against one another.

Die Änderung des Betätigungsdruckes erfolgt durch die Druckregelventile 43 und 44, mit Hilfe derer die Bälge der Anpreßbalggruppen 13a und 136 je nach Bedarf beaufschlagt bzw. entlastet werden.The change in the operating pressure is carried out by the pressure control valves 43 and 44, with the help of which the Bellows of Anpreßbalggruppen 13a and 136 are acted upon or relieved as required.

Zum Lösen der Dichtflächen 11a und 12a beim Umschalten des Kugelhahns werden die Druckregclventile 43 und 44 der Anpreßbalggruppen 13a und 136 sowie die Druckregelventile 50 und 51 der Lösebalggruppen 15a und 156 umgeschaltet. Dadurch werden nunmehr die Lösebälge 15a und 156 über Leitungen 48 und 32a bzw. 326 voll beaufschlagt, während die Anpreßbalggruppen 13a und 136 über die Außenringleitungen 19a und 196, sowie Leitungen 38, 41 und 42 entlastet werden. Das Druckregelventil 43 ist dann geschlossen und das Druckregelventil 44 ist voll geöffnet, während die Druckregelventile 50 und 51 ihre Stellimpulse vom Regler 52a erhalten. Die Regelung des Betätigungsdruckes für die Anpreß- und Lösebälge wird hierbei nicht abgeschaltet. Die Druckmesser 46a und 466 sowie 53a und 536 registrieren daher jeweils den niedrigsten bzw. höchsten Istwert des Betätigungsdrukkes in den entsprechenden Balggruppen und tragen damit dazu bei, daß nach erfolgtem Drehen des Kugelkükens 4 der erforderliche Anpreßdruck möglichst schnell wieder erreicht wird.The pressure regulating valves are used to release the sealing surfaces 11a and 12a when the ball valve is switched over 43 and 44 of the pressure bellows groups 13a and 136 and the pressure regulating valves 50 and 51 of the release bellows groups 15a and 156 switched. As a result, the release bellows 15a and 156 are now released via lines 48 and 32a or 326 fully acted upon, while the pressure bellows groups 13a and 136 via the outer ring lines 19a and 196, as well as lines 38, 41 and 42 are relieved. The pressure control valve 43 is then closed and the pressure control valve 44 is fully open, while the pressure control valves 50 and 51 their Control pulses received from controller 52a. The control of the operating pressure for the pressure and release bellows is not switched off here. The pressure gauges 46a and 466 as well as 53a and 536 therefore each register the lowest or highest actual value of the actuation pressure in the corresponding bellows groups and carry so that after the ball plug 4 has been turned, the required contact pressure is as possible is reached again quickly.

Der Betätigungsdruck in den Lösebalggruppen 14a und 146 wird durch die Druckregler 52a und 526 im Zusammenwirken mit den Druckmessern 53a und 536 sowie mit dem Rechner 47 geregelt Die Regelung erfolgt in Abhängigkeit von der Abweichung zwischen einem vom Rechner 47 vorgegebenen Sollwert und dem von den Druckmessern 53a und 536 gemessenen Istwert des Betätigungsdruckes in den Lösebalggruppen 15a und 156. Der Sollwert entspricht im Normalfall bei angepreßten Dichtflächen dem Istwert des Druckes imThe actuation pressure in the release bellows groups 14a and 146 is controlled by the pressure regulators 52a and 526 in the Interaction with the pressure gauges 53a and 536 as well as with the computer 47 regulated The regulation takes place as a function of the deviation between a setpoint value given by the computer 47 and the Actual value of the actuation pressure measured by the pressure gauges 53a and 536 in the release bellows groups 15a and 156. The nominal value corresponds to the actual value of the pressure in the normal case with the sealing surfaces pressed on

so Gehäuseinnenraum, der von dem Druckmesser 55 gemessen wird. Im Störungsfall, d.h. bei Ausfall des Druckes im Gshäuseännsrirauni, müssen dann die Lösebalggruppen 15a und 156 einen höheren Gegendruck aufbringen, der dann in Abhängigkeit von einem entsprechend höheren Sollwertsignal des Rechners 47 geregelt wird.So the housing interior, which is measured by the pressure gauge 55. In the event of a fault, i.e. if the Pressure in the housing unit, then the Release bellows groups 15a and 156 apply a higher back pressure, which then depends on a correspondingly higher setpoint signal of the computer 47 is regulated.

Die für das Umschalten des Kugelhahns erforderliche Fahrzeit des Kugelkükens 4 wird von einem Zeitglied des Rechners 47 und von Stellungsrückmeldungen der beweglichen Teile des Kugelhahns überwacht. Nach dem Drehvorgang gibt der Rechner 47 die erforderlichen Steuerimpulse an die Druckregelventile 43,44,50 und 51, um die Anpreß- und Lösebälge wie vorstehend beschrieben zu bestätigen.The travel time of the ball plug 4 required for switching over the ball valve is controlled by a timer of the computer 47 and monitored by position feedback from the moving parts of the ball valve. To The computer 47 sends the necessary control pulses to the pressure regulating valves 43, 44, 50 after the rotation process and 51 to confirm the pressing and releasing bellows as described above.

Gibt einer der Regler 45a und 456 bzw. 52a und 526 noch nach Ablauf einer bestimmten Zeit, die länger als die Fahrzeit des Kugelkükens 4 bemessen ist, ein Signal an den Rechner 47 ab, das ständigen Durchfluß in einemIs one of the controllers 45a and 456 or 52a and 526 after a certain time that is longer than the travel time of the ball plug 4 is measured, a signal to the computer 47, the constant flow in one

der Druckregelventile 43 oder 50 anzeigt, so ist dies ein Zeichen für eine Leckage im zugehörigen Druckmittelkreislauf, z. B. als Folge eines Balgbruches. Der Rechner 47 sorgt, dann selbsttätig dafür, daß der defekte Druckmittelkreislauf abgeschaltet wird und daß gleichzeitig der Sollwert des Betätigungsdruckes im störungsfrei arbeitenden Druckmittelkreislauf verdoppelt wird. Die Druckregler 45a bzw. 45b bzw. 52a oder 52b sorgen also im Störungsfall im Zusammenwirken mit dem Rechner 47 dafür, daß die jeweils intakt gebliebene Balggruppe mit dem doppelten Betätigungsdruck wie im Normalfall beaufschlagt wird, so daß sie nunmehr allein die gleiche Betätigungskraft aufbringt, die im Normalfall von beiden Balggruppen zusammen aufgebracht wird.the pressure control valve 43 or 50 indicates, this is a sign of a leak in the associated pressure medium circuit, e.g. B. as a result of a bellows break. The computer 47 then automatically ensures that the defective pressure medium circuit is switched off and that, at the same time, the setpoint value of the actuating pressure in the pressure medium circuit operating without interference is doubled. In the event of a malfunction, the pressure regulators 45a or 45b or 52a or 52b, in cooperation with the computer 47, ensure that the respectively remaining intact bellows group is subjected to twice the actuating pressure as in the normal case, so that it now only applies the same actuating force that is normally applied by both groups of bellows together.

Diese Wirkungsweise bei Ausfall einer der Anpreßoder Lösebaiggruppen ist auch mit Hilfe eines handbetätigten Schalters möglich, der über den Rechner 47 ebenfalls eine Verdoppelung des Sollwertes des Betätigungsdruckes im Druckmittelkreislauf der intakten Balggruppe herbeiführt.This mode of operation in the event of failure of one of the Anpreßoder Lösebaiggruppen is also with the help of a manually operated switch possible, which via the computer 47 also doubles the setpoint of the Actuating pressure in the pressure medium circuit brings about the intact bellows group.

Die Anpreß- und Lösebaiggruppen des Dichtringes 6 arbeiten identisch wie die Anpreß- und Lösebaiggruppen des Dichtringes 5 und werden daher nicht näher erläutert.The Anpreß- and Lösebaiggruppen of the sealing ring 6 work identically as the Anpreß- and Lösebaiggruppen of the sealing ring 5 and are therefore not explained in more detail.

Die beschriebene Anordnung der Anpreß- und Lösebälge in mehreren Balggruppen mit eigenen Druckmittelkreisläufen und Regelkreisen, die miteinander über eine zentrale Steuereinheit gekoppelt sind, ermöglicht nicht nur eine ständig druckgeregelte Beaufschlagung der Anpreß- und Lösebälge, sondern auch die selbsttätige Erhöhung des BetätigungsdruckesThe described arrangement of the pressure and release bellows in several groups of bellows with their own Pressure medium circuits and control circuits that are coupled to one another via a central control unit, enables not only a constantly pressure-regulated application of the pressure and release bellows, but also the automatic increase of the actuation pressure

ίο der jeweils intakten Balggruppe bei Druckausfall in der anderen Balggruppe. Auf diese Weise wird auf die Dichtringe eine Anpreßkraft ausgeübt, die bei Vermeidung von Überlastungen der Dichtflächen die erforderliche Dichtigkeit der Ventilsitze gewährleistet. Darüberhinaus bleibt die Anpreß- und Lösevorrichtung auch bei Ausfall einer oder mehrerer Balggruppen funktionsfähig. ίο the respectively intact bellows group in the event of a pressure failure in the other bellows group. In this way, a pressing force is exerted on the sealing rings, which if avoided the necessary tightness of the valve seats is guaranteed by overloading the sealing surfaces. Furthermore the pressing and releasing device remains functional even if one or more bellows groups fail.

Der Grad der Funktionssicherheit (Redundanz) des Systems kann durch Anordnung von drei oder mehreren Balggruppen auf jeder Seite der Dichtringe analog zu der Anordnung gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel entsprechend erhöht werden.The degree of functional reliability (redundancy) of the system can be achieved by arranging three or more Groups of bellows on each side of the sealing rings analogous to the arrangement according to the exemplary embodiment described be increased accordingly.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1.Pressing and releasing device for the sealing rings of a ball valve with a large nominal diameter, through which gases flow under high pressure and high temperature, with actuating bellows arranged on the end of the sealing rings, which can be acted upon by pressure medium, by means of which the sealing rings can be pressed against the ball valve or lifted off from it, characterized in that the sealing rings (5,6) are provided with at least two groups of actuating bellows (13a, 136 and 15a, 15ft or 14a, 146 and 16a, \ 6b) evenly distributed on the circumference of the sealing ring and connected in parallel, and that Each group of bellows has its own pressure medium circuit with a pressure gauge (46a to 4d, 53a to S3d) indicating the actual value of the actuation pressure and a pressure regulator (45a to 45d, 52a to 52d) that interacts with it to regulate the actuation pressure as a function of the deviation between it Has actual value and a predetermined target value, the pressure regulator with a control unit (47) to work together that automatically changes the setpoint of the actuating pressure in the other group of bellows after a certain period of time when there is a flow in one group of bellows.

2. pressing and releasing device according to claim 1, characterized in that the Baiggruppen (13a, 136, 14a, 146, 15a, 156 and 16a, 166; the same Have number of operating bellows.

3. pressing and releasing device according to claim 1 or 2, characterized in that the actuating bellows arranged in at least two groups of on one end face of the sealing rings (5, 6) Pressure bellows (13a, 136 or 14a, 146 ^ and at least two groups of on the other The release bellows (15a, 156 or 16a, 166;