DE9018164U1 - Gas switch - Google Patents
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Description
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GasweicheGas switch
Die Erfindung betrifft eine Gasweiche entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.
5The invention relates to a gas switch according to the preamble of claim 1.
5
Eine Gasweiche entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist aus der Praxis bekannt. Der IKlappenf lügel besteht hierbei im wesentlichen aus drei selbsttragenden Elementen, nämlich einem mit Einrichtungen zur Drehlagerung versehenen zentralen Traggitterrahmen sowie zwei äußeren Dichtplatten, die jeweils eine Wärmeisolationsschicht tragen. Die im Klappenflügel vorhandenen Hohlräume sind hierbei nach außen geschlossen und isoliert.A gas switch according to the preamble of claim 1 is known from practice. The flap wing consists essentially of three self-supporting elements, namely a central supporting grid frame provided with devices for pivoting and two outer sealing plates, each of which has a thermal insulation layer. The cavities in the flap wing are closed to the outside and insulated.
Werden derartige Gasweichen bei hohen Temperaturen (über etwa 4000C) eingesetzt, so tritt insbesondere bei schnellem Temperaturanstieg eine ungleichförmige Erwärmung der einzelnen Teile des Klappenflügels auf, die hohe Spannungen und Verformungen zur Folge .hat, was die Dichtigkeit der Gasweiche beeinträchtigt und unter ungünstigen Umständen zu Rissen in der Konstruktion führen kann.If such gas switches are used at high temperatures (above about 400 0 C), non-uniform heating of the individual parts of the flap wing occurs, particularly when the temperature rises quickly, which results in high stresses and deformations, which impairs the tightness of the gas switch and, under unfavourable circumstances, can lead to cracks in the structure.
Durch die Verwendung von drei selbsttragend ausgebildeten Konstruktionselementen und die hierdurch bedingten beträchtlichen Abmessungen, Gewichte und Antriebsleistungen ist die bekannte . Gasweiche darüber hinaus mit dem Nachteil eines hohen Material- und Fer-0 tigungsaufwandes behaftet.Due to the use of three self-supporting construction elements and the resulting considerable dimensions, weights and drive power, the well-known gas switch also has the disadvantage of high material and manufacturing costs.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Gasweiche entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 so auszubilden, daß auch bei hohen GastemperaturenThe invention is therefore based on the task of designing a gas switch according to the preamble of claim 1 in such a way that even at high gas temperatures
keine nennenswerten thermischen Spannungen und Verformungen
im Klappenflügel auftreten und zugleich der Material- und Fertigungsaufwand für die Gasweiche wesentlich
verringert wird.
5no significant thermal stresses and deformations occur in the flap wing and at the same time the material and manufacturing costs for the gas switch are significantly reduced.
5
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruches 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .This object is achieved according to the invention by the characterizing feature of claim 1. Appropriate embodiments of the invention are the subject of the subclaims.
Bei der erfindungsgemäßen Gasweiche sind in den die Schmalseiten des Traggitterrahmens bildenden Außenwänden des Klappenflügels Öffnungen vorgesehen, über die zumindest einige Hohlräume des Traggitterrahmens in beiden Endstellungen des Klappenflügels mit dem von Heißgas durchströmten Innenraum des Gehäuses der Gasweiche in Verbindung stehen. Auf diese Weise wird der Klappenflügel von Heißgas durchströmt, was bei Änderungen der Temperatur des die Gasweiche durchströmenden Heißgases . . eine schnelle .... und gleichmäßige Anpassung der Temperatur des Klappenflügels ermöglicht. Da auf diese Weise im Innern des Klappenflügels, insbesondere im Traggitterrahmen, kein nennenswertes Temperaturgefälle besteht, können sich im Klappenflügel keine größeren Spannungsdifferenzen aufbauen. Auf diese Weise ist die Dichtigkeit der Gasweiche unter allen Betriebsumständen gewährleistet, und es besteht keine Gefahr von Beschädigungen des Klappenflügels durch thermische Beanspru-0 chungen.In the gas switch according to the invention, openings are provided in the outer walls of the flap wing that form the narrow sides of the supporting grid frame, through which at least some cavities of the supporting grid frame are connected in both end positions of the flap wing to the interior of the housing of the gas switch through which hot gas flows. In this way, hot gas flows through the flap wing, which enables a quick and even adjustment of the temperature of the flap wing when the temperature of the hot gas flowing through the gas switch changes. Since there is no significant temperature gradient inside the flap wing, in particular in the supporting grid frame, no major voltage differences can build up in the flap wing. In this way, the tightness of the gas switch is guaranteed under all operating conditions, and there is no risk of damage to the flap wing due to thermal stress.
Da der Klappenflügel der erfindungsgemäßen Gasweiche nur ein einziges tragendes Element, nämlich den Traggitterrahmen aufweist, dessen Breitseiten - zweckmäßigSince the flap of the gas switch according to the invention has only one single supporting element, namely the supporting grid frame, the broad sides of which - expediently
unter Beifügung je einer Zwischenplatte - durch die beiden Wärmeisolationsschichten abgedeckt sind, ergibt sich eine einfache Konstruktion mit einem vergleichsweise geringen Material- und Fertigungsaufwand. 5by adding an intermediate plate - which covers both layers of thermal insulation, the result is a simple construction with comparatively low material and manufacturing costs. 5
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigenSome embodiments of the invention are illustrated in the drawing. They show
Fig.l einen Schnitt durch eine erfindungsge-Fig.l a section through an inventive
mäße Gasweiche,gas switch,
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-IIFig. 2 a section along the line II-II
der Fig.l,the Fig.l,
Fig.3 das Detail &khgr; aus Fig.l (in vergrößerFig.3 the detail &khgr; from Fig.l (in enlarged
tem Maßstab),tem scale),
Fig.4 eine Variante zu Fig.3,Fig.4 a variant of Fig.3,
• 20 Fig.5 eine Variante des Dichtungsbereiches• 20 Fig.5 a variant of the sealing area
des Klappenflügels,of the flap wing,
Fig.6 eine weitere Variante der erfindungs-Fig.6 another variant of the inventive
gemäßen Gasweiche.appropriate gas switch.
Die in den Fig.l und 2 veranschaulichte Gasweiche enthält ein Gehäuse 1, dessen von Heißgas durchströmter Innenraum 2 eine Gaseintrittsöffnung 3 und zwei Gasaustrittsöffnungen 4 und 5 aufweist.The gas switch illustrated in Figs. 1 and 2 contains a housing 1, the interior 2 of which, through which hot gas flows, has a gas inlet opening 3 and two gas outlet openings 4 and 5.
In dem Gehäuse 1 ist ein Klappenflügel 6 über eine Achse 7 schwenkbar gelagert. Dieser Klappenflügel 6 verschließt in der einen Endstellung die Gasaustrittsöffnung 5 (so daß der heiße Gasstrom von der Gasein-In the housing 1, a flap wing 6 is pivotally mounted on an axis 7. This flap wing 6 closes the gas outlet opening 5 in one end position (so that the hot gas flow from the gas inlet
trittsöffnung 3 zur Gasaustrittsöffnung 4 strömen kann) und in der anderen Endstellung die Gasaustrittsöffnung 4 (so daß die Strömung des Gases von der Gaseintrittsöffnung 3 zur Gasaustrittsöffnung 5 freigegeben ist). 5inlet opening 3 to the gas outlet opening 4) and in the other end position the gas outlet opening 4 (so that the flow of gas from the gas inlet opening 3 to the gas outlet opening 5 is released). 5
Der Klappenflügel 6 enthält einen Traggitterrahmen 8, der aus vier Außenwänden 9 und einer Anzahl von parallel zu diesen Außenwänden 9 und rechtwinklig zueinander angeordneten Versteifungsstreben 10 besteht.The flap wing 6 contains a supporting lattice frame 8, which consists of four outer walls 9 and a number of stiffening struts 10 arranged parallel to these outer walls 9 and at right angles to one another.
Die beiden Breitseiten des Traggitterrahmens 8 werden durch Wärmeisolationsschichten 11 und 12 abgedeckt. Zwischen dem Traggitterrahmen 8 und den Wärmeisolationsschichten 11 und 12 sind noch vorzugsweise aus Stahlblech bestehende Zwischenplatten 13, 14 vorgesehen. The two broad sides of the supporting grid frame 8 are covered by thermal insulation layers 11 and 12. Between the supporting grid frame 8 and the thermal insulation layers 11 and 12, intermediate plates 13, 14, preferably made of sheet steel, are provided.
In den Außenwänden 9 des Traggitterrahmens 8 sowie in den Versteifungsstreben 10 sind Öffnungen 15 vorgesehen, über die alle Hohlräume des Traggitterrahmens 8 (d.h. die zwischen benachbarten Versteifungsstreben 10 sowie zwischen den Versteifungsstreben 10 und den Außenwänden 9 befindlichen Hohlräume) einerseits miteinander und andererseits mit dem von Heißgas durchströmten Innenraum 2 des Gehäuses 1 der Gasweiche in Verbindung stehen.Openings 15 are provided in the outer walls 9 of the supporting grid frame 8 and in the stiffening struts 10, via which all cavities of the supporting grid frame 8 (i.e. the cavities between adjacent stiffening struts 10 and between the stiffening struts 10 and the outer walls 9) are connected on the one hand to one another and on the other hand to the interior 2 of the housing 1 of the gas switch through which hot gas flows.
Das Gehäuse 1 der Gasweiche ist im Bereich der beiden Gasaustrittsöffnungen 4 und 5 mit je einem Dichtungssitz 16 bzw. 17 versehen, an dem der Klappenflügel 6 in seinen beiden Endstellungen mit einem über die Wärmeisolationsschichten 11 und 12 vorstehenden Dichtungsbereich 13a bzw. 14a der Zwischenplatten 13, 14 zur Anlage kommt.The housing 1 of the gas switch is provided with a sealing seat 16 or 17 in the area of the two gas outlet openings 4 and 5, against which the flap wing 6 comes to rest in its two end positions with a sealing area 13a or 14a of the intermediate plates 13, 14 protruding beyond the thermal insulation layers 11 and 12.
Bei dem in den Fig.l und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 1 der Gasweiche im Bereich des Dichtungssitzes 16, 17 mit einem zur Zuführung von Sperrluft dienenden Kanal 18 bzw. 19 versehen.In the embodiment shown in Figs. 1 and 2, the housing 1 of the gas switch is provided in the area of the sealing seat 16, 17 with a channel 18 or 19 for supplying sealing air.
Die Zwischenplatten 13, 14 können in ihrem Dichtungsbereich 13a, 14a verstärkt ausgebildet sein. Bei dem in Fig.5 veranschaulichten Ausführungsbeispiel wird die Verstärkung der Zwischenplatten im Dichtungsbereich 13a, 14a durch einen dünnen Blechstreifen 20 gebildet, der den Sperrluftkanal 18 bzw. 19 überdeckt und vorzugsweise mit der zugehörigen Zwischenplatte (z.B. 14, vgl. Fig.5) auf der einen Seite verschweißt ist, während auf der anderen Seite eine Klammer 21 den Blechstreifen 20 so übergreift, daß eine begrenzte Bewegung des Blechstreifens 20 möglich ist. Die Temperaturdifferenz zwischen der kalten Sperrluft und der heißen Zwischenplatte 14 ruft Wärmespannungen hervor, die durch diesen Blechstreifen 20 aufgenommen und ausgeglichen werden.The intermediate plates 13, 14 can be reinforced in their sealing area 13a, 14a. In the embodiment shown in Fig.5, the reinforcement of the intermediate plates in the sealing area 13a, 14a is formed by a thin sheet metal strip 20, which covers the sealing air channel 18 or 19 and is preferably welded to the associated intermediate plate (e.g. 14, see Fig.5) on one side, while on the other side a clamp 21 grips the sheet metal strip 20 in such a way that a limited movement of the sheet metal strip 20 is possible. The temperature difference between the cold sealing air and the hot intermediate plate 14 causes thermal stresses, which are absorbed and compensated by this sheet metal strip 20.
Die Fig.3 und 4 zeigen zwei Ausführungsbeispiele für die Verbindung zwischen dem Traggitterrahmen 8 und den 5 Zwischenplatten 13, 14.Figures 3 and 4 show two embodiments for the connection between the supporting grid frame 8 and the 5 intermediate plates 13, 14.
Die Versteifungsstreben 10 sowie die Außenwände 9 des Traggitterrahmens 8 besitzen ein I-förmiges Profil, das bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.3 aus Stegblechen 0 22 und hiermit verschweißten Querblechen 23 zusammengesetzt ist. Die die Profilenden bildenden Querbleche 23 werden hierbei von Klammern 24, 25 übergriffen, die mit der benachbarten Zwischenplatte (z.B. 14) entweder verschweißt oder durch Dehnschrauben 26 verbunden sind.The stiffening struts 10 and the outer walls 9 of the supporting lattice frame 8 have an I-shaped profile, which in the embodiment according to Fig. 3 is composed of web plates 0 22 and cross plates 23 welded to them. The cross plates 23 forming the profile ends are overlapped by clamps 24, 25, which are either welded to the adjacent intermediate plate (e.g. 14) or connected by expansion screws 26.
Zwischen den Klammern 24, 25 und dem Querblech 23 ist hierbei ein Spiel vorhanden, das im Bedarfsfalle eine gewisse thermische Relativbewegung zwischen dem Traggitterrahmen 8 und den angrenzenden Zwischenplatten 13, 14 ermöglicht.There is a clearance between the clamps 24, 25 and the cross plate 23, which, if necessary, allows a certain thermal relative movement between the supporting grid frame 8 and the adjacent intermediate plates 13, 14.
Die Wärmeisolationsschicht 12 ist mit der Zwischenplatte 14 über Schrauben 27, Muttern 28 und Zwischenscheiben 29 verbunden, wobei auf der Außenseite der Wärmeisolationsschicht 12 noch ein Schutzblech 30 vorgesehen ist.The thermal insulation layer 12 is connected to the intermediate plate 14 via screws 27, nuts 28 and washers 29, whereby a protective plate 30 is also provided on the outside of the thermal insulation layer 12.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.4 sind die Versteifungsstreben 10 sowie die Außenwände 9 des Traggitterrahmens 8 aus Z-förmigen Biegeteilen 31 hergestellt, an die nur im Randbereich ein winkelförmiges Stützelement 32 für die Klammern 24 und 25 angeschweißt ist (auch bei der Ausführung gemäß Fig.3 werden die Klammern 24, 25 zweckmäßig nur im Randbereich des Traggitterrahmens 8 vorgesehen).In the embodiment according to Fig.4, the stiffening struts 10 and the outer walls 9 of the supporting grid frame 8 are made of Z-shaped bent parts 31, to which an angle-shaped support element 32 for the clamps 24 and 25 is welded only in the edge area (also in the embodiment according to Fig.3, the clamps 24, 25 are expediently only provided in the edge area of the supporting grid frame 8).
Bei der in Fig.6 dargestellten Variante enthält der ortsfeste Dichtungssitz 16, 17 des Gehäuses 1 ein elastisches Dichtungselement 33, das durch einen Stahlblechstreifen gebildet wird, der die aus Fig.6 ersichtliche Form besitzt und an dem der Klappenflügel 6 mit seinem Abdichtungsbereich 13a bzw. 14a zur Anlage kommt.In the variant shown in Fig.6, the stationary sealing seat 16, 17 of the housing 1 contains an elastic sealing element 33, which is formed by a sheet steel strip having the shape shown in Fig.6 and against which the flap wing 6 comes to rest with its sealing area 13a or 14a.
Weiterhin ist am Gehäuse 1 ein Leitblech 34 vorgesehen, das die Durchströmung des Klappenflügels 6 durch das Heißgas fördert.Furthermore, a guide plate 34 is provided on the housing 1, which promotes the flow of the hot gas through the flap wing 6.
Wenn sich der Klappenflügel . 6 der erfindungsgemäßen Gasweiche an den Dichtsitz 16 bzw. 17 des Gehäuses 1 anlegt und hierdurch den von Heißgas durchströmten Innenraum 2 des Gehäuses gegenüber der Umgebung abdichtet, so wird durch die der Umgebung zugewandte Wärmeisolationsschicht (z.B. 11 gemäß Fig.l) die benachbarte Zwischenplatte (z.B. 13) und damit der Traggitterrahmen 8 vor Abkühlung geschützt. Der Traggitterrahmen 8 wird vollständig und gleichmäßig von dem heißen Gasstrom durchströmt. Er nimmt somit etwa die im Innenraum 2 des Gehäuses 1 herrschende Temperatur an. Im Innern des Traggitterrahmens 8 stellt sich hierbei keine teils durch die äußere Gasströmung erzwungene, teils auf Konvektion beruhende Gasströmung ein , die zur Anpassung der Temperatur des Klappenflügels 6 an die Gastemperatur führt.When the flap wing 6 of the gas switch according to the invention rests against the sealing seat 16 or 17 of the housing 1 and thereby seals the interior 2 of the housing through which hot gas flows from the environment, the adjacent intermediate plate (e.g. 13) and thus the supporting grid frame 8 are protected from cooling by the heat insulation layer facing the environment (e.g. 11 according to Fig. 1). The hot gas flow flows through the supporting grid frame 8 completely and evenly. It therefore takes on approximately the temperature prevailing in the interior 2 of the housing 1. In the interior of the supporting grid frame 8, there is no gas flow that is partly forced by the external gas flow and partly based on convection, which leads to the temperature of the flap wing 6 being adjusted to the gas temperature.
Die Wärmeisolationsschichten 11 und 12 können entweder in herkömmlicher Bauweise (unter Verwendung von Isola-0 tionsmaterial, Abstandsei, ernenten und Schutzblechen) ausgebildet sein oder in Form von Keramikplatten aufgebracht werden, die dann zweckmäßig bündig mit den aus Stahlblech bestehenden Zwischenplatten 13, 14 abschließen. The thermal insulation layers 11 and 12 can either be designed in a conventional manner (using insulation material, spacers, and protective plates) or can be applied in the form of ceramic plates, which then conveniently end flush with the intermediate plates 13, 14 made of sheet steel.
Claims (8)
30in both end positions of the flap wing (6) are in communication with the interior space (2) of the housing (1) of the gas switch through which hot gases flow.
30
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DE9018164U Expired - Lifetime DE9018164U1 (en) | 1990-01-18 | 1990-01-18 | Gas switch |
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