DE7100255U

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Info

Publication number: DE7100255U
Application number: DE7100255U
Authority: DE
Original assignee: Samson Apparatebau AG
Current assignee: Samson Apparatebau AG
Publication date: 1974-05-09

Description

PATENTANWALT.* *..*.!.. : :

Dipl.-fng. E. F. EITNER

München 90

SchlotthKuorstraO· S Τ·Ι. (Ο811) 652321

SAMSON APPABATEBAU A. δ., Frankfurt am Main , Weismüllerstraße 3

Absperr- oder Regelventil für flüssige, dampf- oder gasförmige strömende Medienχ

Die Erfindung "betrifft ein Absperr- oder !Regelventil für flüssige, dampf- oder gasförmige stromende Medien, dessen in einem Ventilgehäuse mit einem Ventildurehgang zusammenarbeitender Ventilversehlußkörper von einer Ventilspindel oder -stange betätigt wird, welche durch eine mit dem Ventilgehäuse verbundene Stopj büchse nach außen geführt ist, wobei zwischen der Stopfbüchse und dem Ventilgehäuse ein rohrförmiges, die Ventilspindel oder -stange mit Abstand umgebendes Distansstüek angeordnet ist.

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Dieses rohrförmige Distanzstück: soll bei hohen oder tiefen Betriebstemperaturen einen Wärmeaustausch mit der umgebenden Luft herbeiführen, um die Packung der Stopfbuchse gegen eine nachteilige Überhitzung oder Unterkühlung zu schützen. Um diese Wirkung zu erhöhen, ohne das Distanzstück übermäßig lang machen zu müssen, ist es üblich, das Distanzrohr außen mit Kühlrippen zu versehen, damit bei hoher Betriebstemperatur möglichst viel Wärme nach außen abgeleitet und damit von der Stopfbuchse ferngehalten wird. Trotzdem ist die Wirkung dieser bekannten Distanzrohre ungenügend; wenn es sich darum handelt, die Stopfbüchsenpackung gegen sehr hohe oder sehr tiefe Temperaturen zu schützen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Absperr- oder Regelventil für flüssige, dampf- oder gasförmige strömende Medien zu schaffen, welches die Wirkung der bisher bekannten Einrichtungen erheblich übertrifft, ohne daß eine grundsätzliche Änderung der Yentilbauart erforderlich ist oder kostspielige und komplizierte Konstruktionen vorgesehen werden müssen.

TJm diese Aufgabe zu lösen, -wurde nun zunächst durea Versuche gefunden., daß der größte Teil der Tiärsemenge., der vom Ventil auf die Stopfbüchse übertragen -wird, sielifc

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durch die Ventilstange und das Distanzrohr gleitet, sondern durch Konvektion und VJärmetransport des durch das Ventil strömenden flüssigen oder dampfförmigen Mediums in dem Raum zwischen Ventilstange und Distansrohr übertragen wird. Die Flüssigkeit, die einen Teil ihrer Vlärme an das Distanzrohr und die Ventilstange abgegeben hat, ist kälter. Diese kältere Flüssigkeit fließt herab in das Ventilgehäuse und wird durch warme Flüssigkeit ersetzt. Durch diese Bewegung der Durchgangsflüssigkeit wird der Kauptanteil der Wärme zum Distanzrohr und zur Stopfbüchse geleitet. Bei Dampf als Durchgangsmedium kommt noch hinzu, daß dieser Dampf an der Innenwand des Distanzrohres kondensiert und dadurch den Wärmedurchgang erheblich vergrößert. Durch weitere Versiiche wurde festgestellt, daß unter bestimmten Voraussetzungen bei Flüssigkeiten etwa das 10-fache, bei Dämpfen etwa das 50-fache der Wärmemenge, die durch die Ventilstange und das Distanzrohr abgeleitet wird, durch die Bewegung der Flüssigkeit im Räume zwischen Ventilstange und Distanz rohr bzw. durch Kondensation an öler Außenwand übertragen wird.

Äiaf diesen Versuchen aufbauend wird nian die gestellte Aufgabe erfindxmgsgesaaS dadurch gelöst;, daß das zwischen der Stopfbüchse und dem Ventilgehäuse angeordnete roiirfönuige Disrtsnzsibiieli: mindestens teilweise aus

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eines! Material Bit möglichst geringem Wärmeleitvermögen besteht und Mittel zur Unterdrückung bzw. Verhinderung einer strömenden Bewegung des Mediums in seinem Inneren enthält. Dabei ist es zweckmäßig, ein rohrförmiges Distanzstück mit einem möglichst kleinen wärmeleitenden Materialquersehniit zu verwenden. Da das Distanzrohr trotzdem eine ausreichende festigkeit und Steifheit haben muS, wird diese Bedingung besonders gut durch den Einbau eines Distanzrohres erfüllt, welches aus einem Stahl mit äußerst geringes >Järmeleitwert,, wie z.B. austenitischem Stahl 4571 hergestellt ist.

Die Mittel zur Verhinderung einer Strömung des Mediums im Inneren äes rohrförmigen Disianzstückes können auf verschiedene "Weise ausgebildet sein. Gemäß einer \ besonders vorteilhaften und einfachen Ausführungsform der Erfindung kann in dem ringförmigen Hohlraum zwischen dem Distanzrohr ui?d der Ventilspindel oder «stange ein säure- und temperaturbeständiger Füll- oder Verdränungskörper angeordnet werden, der zweckmäßigerweise aus einem Material mit geringem Wärmeleitwert hergestellt ist. Dieser Füllkörper kann aus einem einfachen Porzellanoder Keramikrohr bestehen, welches durch eine Ausgleichsfeaer in seiner .-u:in.len Lage innerhalb des Distanzrohres sehalten wir-i.

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!sä Gegensatz zu den bisher bekannten, durch Wärmeaustausch, wirkenden Isolierstüeken beruht die Wirkung der Erfindung darauf, da8 das rohrförmige Distansstüek schon von sich aus weniger Wärme voe Ventilgehäuse nach der Stopfbüchse weiterleitet und daß der Wärmetransport durch strömendes Medium zur Stopfbuchse und zur Innenwand des Bistanzroihres weitgehend bis vollständig unterbunden *?ird. Diese Wirkung ist daher auch weniger von der Umgebungstemperatur abhängig. Die erforderIiehe Länge des Distanzrohres kann aus der gewünschten Temperaturdifferenz zwischen dem Ventilgehäuse land der Stopfbüchse errechnet werden. Es wurde festgestellt, daß durch die Anordnung eines mit strömungshindernöen Mitteln versehenen Distanzrohres gemäß der Erfindung bei gleicher Rohrlänge wie derjenigen e5jies bisher üblichen Röhret mit Kühlrippen die Temperatur an der Stopfbüchse auf weniger als die Hälfte der im Ventilgehäuse herrschenden Betriebstemperatur gesenkt werden kann. Für die meisten praktischen Verhältnisse reicht eine so erhebliche Temperaturminderung vollkommen aus.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können an den beiden Stirnflächen des Füll- oder Verdrängungskörpers Scheiben aus Asbest oder ähnlichem Material angeordnet sein. Diese Scheiben

dienert nicht nur zur Wärmeisolierung* sondern sie verhindern zusätzlich, den Durchtritt von strömendem Medium zur Stopfbüchse b 'ti. zum Distanzrohr.

Tfcter besonders extremen Betriebsbedingungen ist es zwecks Verstärkung der "Wirkung auch mögliehj ein erfindungsgeniäS ausgebildetes und eingerichtetes Distanzrohr mit den bekannten Warneaaastaaisehinitteln zu kombinieren, beispielsweise dadurch, daß hinter dem Distanzrohr gemäß der Erfindung noch ein wänneabstrahlendes, mit Kühlrippen versehenes Distanzstüek angeordnet viird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Längsschnitt veranschaulicht.

Das eigentliche Ventilgehäuse 1 hat innen einen Ventilsitz 2, mit dem ein Ventilkegel 5 zusammenarbeitet. Das Ventilgehäuse 1 steht mit einer Stopfbuchse 4 über einen als Ganzes mit 5 bezeichneten Abstands- und Wärmeisolierteil in Verbindung. Dieser besteht aus einem Distanzrohr 6, welches aus einem Stahl mit möglichst geringem Wärmeleitviert, z.B. aus dem austenitischen Stahl 457I hergestellt und durch Schweißen mit einem Flansch 7 zur Verbindung mit dem Ventilgehäuse 1 und mit einem Flansch 8 zur Verbindung mit der Stopfbüchse 4

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vereinigt ist. Das Distanzrohr 6 ist an reinem unteren,

< in das Venti!gehäuse 1 ragenden Ende durch einen Boden 9

j abgeschlossen, der eine zentrale Bohrung zur Durchführung

j einer mit dem Ventilkegel 3 verbundenen Ventilspindel 10

j besitzt.

Der ringförmige Hohlraum zwischen der Ventilspindel 10 und dem Distanzrohr 6 ist zum größten Teil durch

ein säure- und temperaturbeständiges Porzellanrohr 11

ausgefüllt. Dieses Porzellanrohr stützt sich unter Ein-

fügung einer Asbe&tseheibe 12 auf dem Boden 9 des Distanz-

J rohres 6 ab. Auf der oberen Stirnfläche des Porzellan-

rohres liegt ebenfalls eine Asbestscheibe lh, über die

eine Feder 13 auf das Porzellanrohr 11 wirkt., um dasselbe unter Ausgleich von etwaigen Wärmedehnungen in seiner axialen Lage festzuhalten. Die Ventilspindel 10 kann
durch ein Gewinde 15 mit einem Handantrieb oder einem
Stellmotor verbunden werden.

Die Wirkungsweise eines wie vorstehend beschriebenen und in der Zeichnung veranschaulichten Absperr- oder Regelventils für flüssige, dampf- oder gasförmige strömende Medien ist ohne weiteres verständlich und bedarf
keiner weiteren Erläuterung, Die Erfindung beschränkt
sich aber selbstverstänalich nicht auf dieses Ausführungsbeispiel, sondern sie umfaßt alle Varianten und Anwendungsformen im Rahmen der wesentlichen Erfindungsmerkmale.

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Claims

Sehutzansprüehe:

1. Absperr- oder Kegelventil für flüssige, dampf- oder gasförmige strömende Medien, dessen in einem Ventilgehäuse mit einem Ventildur ehgang zusammenarbeitender Ventilverschlußkörper von einer Ventilspindel oder -stange betätig wird, welche durch eine mit dem Ventilgehäuse verbundene Stopfbüchse nach außen geführt ist, vjobei zwischen der Stopfbüchse und dem Ventilgehäuse ein r^hrförmiges, die Ventilspindel oder -stange mit Abstand umgebendes Distanz stück angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen der Stopfbüchse und dem Ventilgehäuse angeordnete rohrförmige Distanzstück (6) mindestens teilvjeise aus einem Material mit möglichst geringem iiärmeleitvermögen besteht; und Mittel zur Unterdrückung bzw. Verhinderung einer strömenden 3e^^ίegung des Mediums in seinem Inneren enthält.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Distanzstück einen möglichst kleinen wärmeleitenden Materialquerschnitt besitzt.

5. Ventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch geksnnzeiehnet, da das rohrförmige Distanzstück (β) aus einem Stahl mit einem sehr geringen Wärmeleitwert, wie z.B. austenitisch Stahl 4571 hergestellt ist.

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4. Ventil naeri einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis Ji₃ dadurch gekennzeichnet, daß in dem ringförmigen Hohlraum zwischen dem rohrförmigen Distanzstück (6) und der Ventilspindel oder -stange (10) ein säure- und temperatur-üx. beständiger Fäll- oder Verdrängungskörper (11) aus einem Material mit geringem Wärmeleitwert, z.3. ein Porzellan- oder Keramikrohr angeordnet ist.

5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der

Füll- oder Verdrängungskörper (11) mittels einer Feder Ί (14) axial nachgiebig in dem rohrförmigen Distanzstück

||| (6) festgehalten wird.

6. Ventil nach Anspruch 4 oder 5* dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Stirnflächen des Füll- oder Verdrän- \ gungskorpers (11) Scheiben (12, 14) aus Asbest oder ähn-

Ί lichem Material anliegen.

7· Ventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Distanzstück (6) mit an. sich bekannten Wärmeaustauschmitteln kombiniert ist,

3, Ventil nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Distanzstück (6) noch ein zusätzliches Wärmeabstrahlendes, mit Kühlrippen versehenes Distanzstück ange ordnet ist.

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9· Ventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Distanzstück | (6) an seinem in das Ventilgehäuse (1) ragenden Ende mit einem ringförmigen Boden (9) versehen ist.

SAMSON APPARATEBAU A.G. vertreten durch:

\ V(Edmund F.Sithqjer)

Patentanvialt

7180215-1174