NO334237B1 - Innretning for omstyring av en gasstrøm ved hjelp av ett enkelt klaffspjeld - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en omstyringsinnretning med et enkelt klaffspjeld for omstyring av en gasstrøm mellom en primærkrets og en sekundærkrets, hvilken gasstrøm kan være varm og/eller støvfylt og/eller inneholde minst én farlig, eventuelt giftig komponent.

En innretning ifølge oppfinnelsen brukes for styring av en gasstrøm, som i en første tilstand, normaltilstanden, rettes mot primærkretsen, og i en andre tilstand omstyres mot sekundærkretsen, uavhengig og isolert relativt primærkretsen, dvs. i hovedsak avtettet relativt denne.

En omstyringsinnretning ifølge oppfinnelsen er særlig utformet for anvendelse i gasstrømkretser hvor det kreves en god isolasjon (avtetting) mellom primær- og sekundærkrets er, også når det foreligger en trykkforskjell mellom disse to kretser. Videre, som nevnt ovenfor, kan gassene i gasstrømmen eventuelt inneholde farlige og eventuelt giftige komponenter. Gasstrømmen kan også være støvfylt, eventuelt på en skadelig måte, og den kan også være varm, idet den eksempelvis kan ha en temperatur over 200°C.

Ved normal drift vil en slik omstyringsinnretning styre gasstrømmen mot primærkretsen, som er åpen, idet adgangen til sekundærkretsen er stengt. Klaffspjeldet vil da være i en såkalt åpen stilling. I den andre tilstanden, eksempelvis i forbindelse med en prosess, lukkes adgangen til primærkretsen mens gasstrømmen styres mot den sekundære kretsen, som da er åpen. Klaffspjeldet inntar da en såkalt lukket stilling.

Det er kjent mange ulike typer innretninger for omstyring eller retningsorientering av gasstrømmer som nevnt foran. Konstruktivt sett har disse kjente innretninger vanligvis den ulempen at det foreligger en utilstrekkelig tetning ved omstyringsventilelementet eller -elementene. I en utførelse med separate ventilelementer, innbefattende minst ett ventilelement montert i en primærkanal og minst et annet ventilelement montert i en sekundærkanal, vil blandingen av gass som følge av en lekkasjestrøm fra en kanal til den andre være begrenset, men denne begrensningen er allikevel utilstrekkelig til å kunne unngå avbrudd av driften av et anlegg som er forsynt med slike innretninger for omstyring av gasstrømmer mellom to gasskretser som krever god isolasjon (avtetting) mellom hverandre.

Når det benyttes dobbelte lukke/åpnings ventilelementer, vil

omstyringsinnretningene ha den ulempen at de blir for kostbare å produsere og vedlikeholde.

Det er også kjent omstyringsinnretninger med et enkelt spjeld som er felles for primær- og sekundærkanalene. En slik utførelse er billigere, men har den ulempen at den har en dårlig avtetting.

Av kjente løsninger kan det vises til patentpublikasjonene EP 0481966 A2, US 5299601 A og US 4919169 A.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en omstyringsinnretning med ett enkelt klaffspjeld, av en i hovedsaken kjent type, hvilken innretning egner seg bedre for tilfredsstillelse av de ulike krav som stilles i praksis, særlig ved at den skal representere en betydelig bedring av avtettingen, med reduksjon av gassblandinger mellom de to primær- og sekundærkretser i det felles spjeld.

Særlig foreslås det derfor ifølge oppfinnelsen en omstyringsinnretning med et enkelt klaffspjeld for omstyring av en gasstrøm mellom en primærkrets og en sekundærkrets, hvilken gasstrøm kan være varm og/eller støvfylt og/eller inneholde minst én farlig, eventuelt giftig komponent, hvilken omstyringsinnretning innbefatter et primærkanalavsnitt, som er rettlinjet og rørformet med firkanttverrsnitt, med et innløp og et utløp beregnet for tilknytning til primærkretsen, et sekundærkanalavsnitt, som er rettlinjet og rørformet med firkanttverrsnitt, med et innløp i én av de fire veggene i primærkanalavsnittet og med et utløp beregnet for tilknytning til sekundærkretsen, et ventilelement med firkantform og svingbart montert ved den vegg i primærkanalavsnittet hvor sekundærkanalavsnittets innløp er, og i hovedsaken langs en ventilelementkant, om en geometrisk akse nedstrøms sekundærkanalavsnittet, for svingebevegelse mot og fra dette, mellom to stillinger, nemlig en første stilling for lukking av innløpet mot sekundærkanalavsnittet og åpning mot primærkretsen og en andre stilling for åpning av innløpet mot sekundærkanalavsnittet og stenging av primærkanalavsnittets utløp mot primærkretsen, hvorved gasstrømmen som kommer inn gjennom primærkanalavsnittets innløp, omstyres mot sekundærkanalavsnittet, og en leddanordning, forbundet med ventilelementet for svinging av dette mellom de to stillinger, hvilken omstyringsinnretning er kjennetegnet ved at ventilelementet på den siden som vender mot sekundærkanalavsnittet i den første stilling har en maskinert firkantringanleggsflate beregnet for tettende anlegg mot et sete utformet ved maskinering av en oppstrømsende av sekundærkanalavsnittet, rundt dettes innløp, at ventilelementet er svingbart montert med en viss radiell klaring relativt den geometriske svingeaksen, og ved at i ventilelementets andre stilling vil dets frie kant, som er motliggende svingekanten, hvile mot den veggen i primærkanalavsnittet som er motliggende den vegg hvor sekundærkanalavsnittets innløp er, idet de to kantene på ventilelementet som er perpendikulære på svingekanten, har en begrenset klaring mot veggene i primærkanalavsnittet, for derved å ikke blokkere ventilelementets svingebevegelse mellom de to stillinger.

I en slik innretning har derfor primær- og sekundærkanalavsnittene rektangulært eller kvadratisk tverrsnitt i den sone hvor ventilelementet virker, hvilket

ventilelement som regel vil være rektangulært. Tverrsnittet i kanalavsnittene er slik at partikler og støv som tas med av gasstrømmen ikke kan avsettes eller samle seg i virkningssonen til det enkle, svingbare ventilelement, som lukker sekundærkretsen i "åpen" stilling og lukker primærkretsen i en "lukket" stilling. Den begrensede radielle klaringen til det svingbare ventilelement i forhold til den geometriske

rotasjonsakse vil i den åpne stilling muliggjøre en utmerket plassering av ventilelementet, med den maskinerte firkantringformede anleggsflate liggende an mot det maskinerte setet på oppstrømsenden til det sekundære kanalavsnitt, slik at

det derved oppnås et godt tetningstrykk for ventilelementet i den åpne stilling, dvs. i den normale driftstilstand, i hvilken spjeldet er åpent mot primærkretsen, slik at det muliggjøres at et minimum på 99 % av gasstrømmen rettes mot primærkretsen mens maksimalt 1 % av gasstrømmen avledes mot sekundærkretsen som følge av små lekkasjer rundt det lukkede ventilelement. Sekundærkretsen har et annet trykk enn primærkretsen. I den lukkede stilling, dvs. når spjeldet er lukket mot primærkretsen og åpner mot sekundærkretsen, muliggjør innretningen ifølge oppfinnelsen at et minimum på 98 % av gasstrømmen som går inn i sekundærkretsen stammer fra oppstrømssiden i omstyringsinnretningen mens maksimalt 2 % kommer som retur fra nedstrømssiden til primærkretsen (nedstrøms ventilelementet), som følge av lekkasje rundt ventilelementet i denne stillingen.

For oppnåelse av den nevnte begrensede radielle klaring kan ventilelementet i en fordelaktig enkel utførelse være montert svingbart ved at en kant er brettet fordelaktig i hovedsaken i rett vinkel til resten av ventilelementet og ved sideendene er festet til to koaksiale, sylindriske tapper som har sirkulære tverrsnitt. Hver av disse sylindriske tapper kan dreie seg med en viss radiell klaring i et respektivt koaksialt lager som er festet til primærkanalavsnittet og/eller sekundærkanalavsnittet.

I en slik utførelse, i en praktisk utførelsesform av lagrene, er i det minste ett av de to lagrene, og fortrinnsvis begge, tilformet ved at en sideplate er festet til i det minste ett av de to kanalavsnittene og er forsynt med en rund eller avlang åpning hvor én av de nevnte tapper er opptatt med en radiell klaring.

Ifølge en økonomisk utførelsesform, med ytterligere bedring av avtetningen, er i det minste ett av de to lagrene, fortrinnsvis begge, tilformet med en U-formet sideplate som er åpen i primærkanalavsnittets nedstrømsretning, i et hus direkte hosliggende nedstrømskanten til sekundærkanalavsnittets innløp, nedstrøms denne nedstrømskant og åpent i veggen til primærkanalavsnittet hvor innløpet til sekundærkanalavsnittet er utformet.

For ytterligere å bedre avtetningen i den sonen hvor ventilelementets kant er svingbart montert, kan innretningen fordelaktig også innbefatte en elastisk deformerbar tetningsklaff av metall, fortrinnsvis av plant fjærstål, med en i hovedsaken rettvinklet form, hvilken tetningsklaff langs én av sine kanter er forbundet med den vegg i det primærkanalavsnitt hvor innløpet til sekundærkanalavsnittet er, nedstrøms dette innløp, eller det kan være festet til det svingbare ventilelement. Den motliggende kantdelen presser elastisk og glidbart mot ventilelementet, eller mot den nevnte vegg i primærkanalavsnittet hvor sekundærkanalavsnittet har sitt innløp, nedstrøms ventilelementets svingeopplagring.

Dersom a er vinkelen mellom aksene til de to kanalavsnittene, regnet fra oppstrømssiden mot nedstrømssiden, så kan denne vinkelen a av konstruksjonsmessige og monteringsmessige hensyn fordelaktig ligge mellom 30° og 120°, mer foretrukket mellom 30° og 90°, for derfor å unngå et for stort trykktap som følge av gassomstrømningen i "albuen". Ifølge oppfinnelsen kan ventilelementet i sin andre stilling fordelaktig være svingt fra sin første stilling over en maksimal vinkel P som er begrenset til 85° eller til vinkel a, avhengig av hvorvidt vinkel a er større enn 85° og mindre enn 120° eller ligger mellom 30° og 85°. I sistnevnte tilfelle vil den minste vinkel p fordelaktig være lik 0,35 a.

I samsvar med monteringskravene kan vinkel p, for en gitt vinkel a, valgt i et vinkelområde fortrinnsvis fra 30° til 120°, mer foretrukket fra 30° til 90°, fordelaktig velges slik at trykktapet i den avledede gasstrøm, når ventilen er i den andre stilling, vil være minimalt.

For at trykktapene som følge av plasseringen av leddarmanordningen i innretningen skal begrenses, og videre for at denne leddarmanordning i så kort tid som mulig skal utsettes for en gasstrøm, som kan være korrosiv, innbefatter leddarmanordningen fordelaktig en leddarmhåndtaksmekanisme og er fortrinnsvis montert i hovedsaken i den sentrale delen av sekundærkanalavsnittet, med virkning i hovedsaken sentralt mot ventilelementets tyngdepunkt. Denne leddarmanordningen vil derfor bare utsettes for gassen når strømningen avledes mot sekundærkretsen. Når gasstrømmen under drift går i primærkretsen vil leddarmanordningen bare utsettes for den meget begrensede virkningen som skyldes lekkasjestrømmen inn mot sekundærkretsen. Når leddarmanordningen virker i hovedsaken sentralt mot ventilelementets tyngdepunkt, muliggjøres bruk av en mindre kraft for påvirkning av ventilelementet og holding av det spent mot setet, i den "åpne" stilling. For å lette betjeningen, som kan være manuell, drives leddarmanordningen fordelaktig ved at den kan dreies om en tverrgående aksel, gjennom sekundærkanalavsnittet og parallelt med ventilelementets svingeakse.

Fortrinnsvis betjenes leddarmanordningen ved hjelp av en overlengdeaktuator, fortrinnsvis en rotasjonssylinder, som i ventilelementets første stilling vil holde ventilelementet presset med en kraft med sitt maskinerte anleggsområde mot det maskinerte setet i sekundærkanalavsnittet.

I et slikt tilfelle vil aktuatoren fortrinnsvis være en rotasjonssy linder som er montert sideveis på utsiden av sekundærkanalavsnittet for drift av leddarmanordningens drivaksel. En slik plassering vil beskytte aktuatoren mot de mulige korrosive gasser på den ene siden mens det på den annen side blir lettere å beskytte den, ved behov, mot et omgivende magnetfelt, eksempelvis ved hjelp av et Faradays bur for beskyttelse av en elektroventil for styring av en rotasjonssy linder med driftsfluid, eksempelvis når innretningen benyttes i nærheten av aluminiumelektrolysebeholdere hvor elektroder tilføres elektrisk strøm med meget høy spenning.

For på samme tid å kunne muliggjøre forbindelsen mellom leddarmanordningen og ventilelementet og å avstive sistnevnte, har ventilelementet fordelaktig en avstivning bestående av minst to ribber som er innbyrdes parallelle, idet det mellom ribbene er svingbart opplagret en leddarm tilhørende leddarmanordningen, for drift av ventilelementet. I et slikt tilfelle blir den tettende anleggsflaten på ventilelementet maskinert etter at ribbene er fastsveiset på ventilelementet, og om nødvendig etter at tappene eller en svingeaksel er sveiset til ventilelementets tilbøyede kant.

Andre trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil gå frem av den etterfølgende beskrivelse som gjelder et ikke-begrensende utførelseseksempel. På tegningen viser: Fig. 1 et grunnriss av en gasstrømomstyringsinnretning med et enkelt klaffspjeld ifølge oppfinnelsen,

Fig. 2 er et snitt etter linjen II-II i fig. 1, og

Fig. 3 er et snitt etter linjen III-III i fig. 1.

Gasstrømomstyringsinnretningen ifølge fig. 1-3 innbefatter et primærkanalavsnitt 1, som er rettlinjet og rørformet med konstant firkanttverrsnitt fra innløpet 2 og til utløpet 3 (på henholdsvis høyre og venstre side på fig. 1 og 3), idet endene er forsynt med omkretsflenser 4 og 5 som rager perpendikulært ut relativt lengdeaksen og senteraksen AA til primærkanalavsnittet 1. Disse flenser er beregnet for tett forbindelse av innløp 2 og utløp 3 med oppstrøms- og nedstrømsdeler av en primærkrets (ikke vist) for sirkulering av en gasstrøm som kan være varm, støvholdig og/eller inneholde farlige og til og med giftige elementer.

Primærkanalavsnittet 1 er i dette eksempelet et horisontalt avsnitt med firkanttverrsnitt, hvor to sider er orientert vertikalt, dvs. i høyden, og de to andre sidene er anordnet horisontalt i primærkanalavsnittets 1 bredderetning.

Omstyringsinnretningen innbefatter også et sekundærkanalavsnitt 6 som også er rettlinjet og rørformet med firkanttverrsnitt, også kvadratisk i dette eksempel, og hvis utløp 8 er beregnet for tettende forbindelse med en sekundær krets ved hjelp av en omkretsflens 9 som rager ut fra avsnittet 6, perpendikulært på avsnittets lengdeakse og senterakse BB.

I dette utførelseseksemplet er sekundærkanalavsnittets 6 lengdeakse BB orientert vertikalt og innløpet 7 er åpent i den plane øvre veggen 10 i primærkanalavsnittet 1.

Innløpet 7 til sekundærkanalavsnittet 6 begrenses av oppstrømskantene (bunnkantene i fig. 2 og 3) til avsnittets 4 flate vegger, dvs. avsnittets 6 oppstrømsvegg 11 og nedstrømsvegg 12, og av de to sideveggene 13 og 14. Utførelsen er slik at oppstrømendedelene av disse fire vegger 11, 12, 13 og 14 går inn i et vertikalt grunt rom 15 som rager opp fra toppveggen 10 i primærkanalavsnittet 1, slik det er vist på fig. 2 og 3. Dette rommet 15 har en oppstrømsvegg 16 og en nedstrømsvegg 17. Disse vegger utgjør deler av toppveggen 10 som er bøyet vertikalt oppover. Videre begrenses rommet 15 av toppendedeler 18, 19 av de plane sideveggene 20 og 21 i primærkanalavsnittet 1.

Dimensjonene til rommet 15 og til sekundærkanalavsnittet 6 er slik at veggene 11 og 12 i avsnittet 6 har en innbyrdes avstand henholdsvis nedstrøms og oppstrøms rommets 15 vegger 16 henholdsvis 17, mens sideveggene 13 og 14 i avsnittet 16 er innpasset på innsiden av sideveggene 18 og 19 i rommet 15 og i kontakt med disse. Samvirket mellom avsnittet 6 langs aksen BB i rommet 5 er slik at avsnittets 6 innløp 7 vil være en åpning som begrenses av oppstrømskantene til de fire vegger 11, 12, 13 og 14 i avsnittet 6, en åpning som er plassert i planet til avsnittets 1 toppvegg 10. Kanalavsnittene 1 og 6 er sammenfestet i denne stillingen ved hjelp av en omkretsflens 22, som rager ut rundt avsnittet 6 og med mellomlegg av en pakning er fastboltet til delene 23, 24, 25 og 26 som er bøyd utover fra de respektive vegger 16, 17, 18 og 19 i rommet 15. Pakningen kan eksempelvis være en silikonpakning.

Omstyringsinnretningen innbefatter videre et ventilelement 27, eller et klaffspjeld, med rektangulær form. Spjeldklaffens korte sider er orientert horisontalt og på tvers og bestemmer ventilelementets 27 bredde. Ventilelementets 27 bredde er litt mindre enn avstanden mellom primærkanalavsnittets 1 sidevegger 20 og 21. Ventilelementets 27 lengde er større enn avstanden mellom veggene 11 og 12 i sekundærkanalavsnittet 6, og ventilelementet 27 er montert svingbart i primærkanalavsnittet 1 om en horisontal og tverrgående geometrisk akse XX. Opplagringen skjer ved at én av ventilelementets kanter 28 er bøyet i hovedsaken i rett vinkel i forhold til resten av ventilelementet 27. Ventilelementet kan eksempelvis være en enkel plan metallplate, eksempelvis en del av en metallplate.

Langs den frie tilbøyede kant 28 er ventilelementet 27 forbundet med en svingeaksel 29, hvis to ender, som vender mot henholdsvis sideveggene 18 og 19 i rommet 15, danner sirkelsylindriske tapper 30 med senterakse i den geometriske svingeaksen XX. Hver av disse sirkelsylindriske tapper er med en liten radiell klaring montert svingbart om den geometriske akse XX, i ett respektivt lager 31 som er innfestet i sekundærkanalavsnittet 6, nedstrøms (relativt omstyringsretningen for gasstrømmen i primærkanalavsnittet 1) for den nedstrøms anordnede vegg 12 i avsnittet 6.

I dette eksemplet består hvert av de to lager 31 av en sideplate som er festet til nedstrømssiden av bunnendedelen til nedstrømsveggen 12 i avsnittet 6, slik at den rager inn i huset, som begrenses umiddelbart nedstrøms for veggen 12 i avsnittet 6 og av den nedstrøms anordnede vegg 17, under flensen 22, slik det er vist på fig. 3. I dette huset strekker hver av sideplatene 31 seg i hovedsaken parallelt med husets sidevegger 18 og 19, og hver sideplate har en avlang åpning 32 hvor en respektiv av de to tapper 30 er anordnet med en viss radiell klaring. 1 dette eksemplet begrenses den avlange åpning 32 i hver sideplate 31 av to grenpartier i en U-formet sideplate 31 på den siden som er rettet nedstrøms i primærkanalavsnittet 1. Den avlange åpning er således åpen mot rommets 15 nedstrøms anordnede vegg 17 og mot det indre av huset hvor ventilelementet 27 er svingbart opplagret.

Ventilelementet 27 er således svingbart opplagret, i primærkanalavsnittet 1, med en tetning mellom de kanter som går perpendikulært på svingeakselen 29 og langs sideveggene 20 og 21 i kanalavsnittet 1. Mellom sidekantene og sideveggene er det en begrenset klaring slik at ventilelementets 27 svingebevegelse ikke hindres. Ventilelementet 27 kan svinge mellom to ytterstillinger, en første stilling i hvilken ventilelementet 27 presses mot innløpet 7 til sekundærkanalavsnittet 6, hvilken stilling er vist i snitt med skravering på fig. 2 og 3.1 denne stillingen lukkes således innløpet 7 slik at gasstrømmen kan gå gjennom primærkanalavsnittet 1, fra innløpet 2 og til utløpet 3. Dette er ventilelementets såkalte normale stilling eller "åpne" stilling. Den andre stillingen til ventilelementet 27 er en lukkestilling for primærkretsen, i hvilken stilling ventilelementet, på fig. 3 gitt henvisningstallet 27a, er beveget vekk fra innløpet 7 mot sekundærkanalavsnittet 6 og er svingt ned helt til den frie tverrkanten 33, som er motsatt svingekanten 28, presser, som indikert ved 33 på fig. 3, mot bunnveggen 34 i primærkanalavsnittet 1. Samvirket her skjer på en i hovedsak avtettende måte, slik at gasstrømmen som kommer inn i innløpet 2 i primærkanalavsnittet 1, vil omstyres av ventilelementet, som er i stillingen 27a, mot innløpet 7 inn i sekundærkanalavsnittet 6.

Som følge av ventilelementets 27 rektangulære form og dets lengde i forhold til høyden i primærkanalavsnittet 1, vil ventilelementet 27a i den stilling hvor det stenger for primærkretsen (se fig. 3) være skråstilt med en vinkel P i forhold til sin "åpne" stilling, i hvilken sistnevnte stilling ventilelementet 27 lukker innløpet 7 mot sekundærkanalavsnittet 6. Ventilelementets frie kant 33a vil i denne lukkede stilling ligge med sin frie kant 33a presset mot bunnveggen 34, aksialt sett oppstrøms i avsnittet 1 relativt svingeakselen 29 og tappene 30 som er forbundet med ventilelementets 27 tverrkant 28.

For at det i den "åpne" stilling skal være tilveiebrakt en praktisk talt avtettet lukking av innløpet 7 i sekundærkanalavsnittet 6, har ventilelementet 7 på den siden som vender mot sekundærkanalavsnittet 6 en kvadratisk og maskinert ringformet anleggsflate 35. Denne anleggsflaten 35 er beregnet for avtettende trykkanlegg mot et sete 6a som er tilveiebrakt ved en maskinering av bunnkantene (se fig. 2 og 3) til veggene 11, 12, 13 og 14 i avsnittet 6. Ventilelementet 27 presses mot setet for lukking av innløpet 7. Et godt tetningstrykk for ventilelementet 27 mot det maskinerte setet 6a er mulig takket være den begrensede radielle klaring hvormed tappene 30 ved ventilelementets 27 krummede kant 28 er montert i den respektive avlange åpning 32 i de anordnede sideplater 31.

Fig. 3 viser skjematisk ved 35 de to tverrgående sider i den maskinerte, ringformede og kvadratiske anleggsflate på ventilelementet 27. Denne anleggsflaten 35 kan maskineres på en ringformet og kvadratisk forhøyning på den siden av ventilelementet 27 som vender mot sekundærkanalavsnittet 6, eller man kan ha en omvendt utførelse hvor maskineringen skjer i en firkantfordypning på den nevnte ventilelementsiden.

Takket være samvirket mellom svingeakselen 30, som er montert med radiell klaring i de to lagrene 31, og den maskinerte anleggsflaten 35 for ventilelementet 27, hvilken anleggsflate presses mot det maskinerte setet 6a ved oppstrømsenden til sekundærkanalavsnittet 6 (i forhold til en omstyrt gasstrøm langs aksen BB i dette avsnitt 6), i den såkalte normalstilling, dvs. at ventilelementet 27 lukker åpningen 7 inn mot sekundærkanalavsnittet 6, kan man fastslå at minimum 99 % av gasstrømmen gjennom innløpet 2 i primærkanalavsnittet 1 vil styres mot utløpet 3, og altså mot primærkretsen, mens maksimalt 1 % av denne strømmen avledes via sekundærkretsen, dvs. gjennom sekundærkanalavsnittet 6 som følge av små lekkasjer rundt ventilelementet 22, og som følge av det faktum at den sekundære krets kan ha et annet trykk enn i primærkretsen. I den såkalte "lukkede" stilling, dvs. stillingen for ventilelementet 27a, vil minst 98 % av gasstrømmen ut gjennom utløpet 8 i sekundærkanalavsnittet 6 komme fra innløpet 2 til primærkanalavsnittet 1, som følge av overstyringen i innretningen, mens maksimalt 2 % av den nevnte gasstrøm skyldes en retur fra primærkretsen, dvs. fra utløpet 3. En slik retur skyldes lekkasjer rundt ventilelementet 27a.

I den "lukkede" stilling, i hvilken ventilelementet 27 i den viste stilling 27a lukker mot primærkretsen, vil en relativt betydelig mengde gass komme nedstrøms fra primærkretsen, som følge av de trykkforskjeller som foreligger mellom sekundærkretsen og primærkretsen. Denne lekkasjen kan skje ved kanten 28 og forbi svingeakselen 30 for ventilelementet 27. En slik gasslekkasje hindres ved at det monteres en av metall utført tetningsklaff 30, som er elastisk deformerbar, altså en såkalt foil. Klaffen 36 kan være i form av et plant rektangulært platestykke av fjærmetall, festet langs én av de tverrgående kantavsnitt 37 til bunnsiden av toppveggen 10 i primærkanalavsnittet 1, nedstrøms det hus hvor ventilelementets 27 tilbøyede kant 28 er svingbart montert, mens den andre, motsatt liggende kant 38 presses elastisk og glidbart mot ventilelementet 27, uavhengig av den vinkel p som ventilelementet 27 inntar i lukkestillingen.

Som en variant, avhengig av svingevinkelen p for ventilelementet 27, vil det være mulig å feste klaffen 36 med kantdelen 38 til ventilelementet 27, idet klaffen 36 da presses elastisk og glidbart med sin motliggende kantdel 37 mot innersiden av toppveggen 10 i primærkanalavsnittet 1.

For tilveiebringelse av ventilelementets 27 bevegelser fra én stilling til en annen, innbefatter omstyringsinnretningen også en leddarmanordning 39 som innbefatter en leddarm 40 og en arm 41. Leddarmanordningen kan betjenes manuelt, men drives fortrinnsvis ved hjelp av en aktuator 42, så som en rotasjonssylinder, med en overlengde-bevegelse for derved å kunne holde ventilelementet 27 presset mot det maskinerte setet 6a ved den enden av sekundærkanalavsnittet 6 som rager inn i rommet 15, hvilket sete 6a omgir og danner innløpet 7 i avsnittet 6.

Sylinderen 42 er som vist på fig. 1 og 2 anordnet sideveis på utsiden av sekundæravsnittets 6 sidevegg 13. Ved hjelp av utgangsakselen 43 bevirker den en dreiebevegelse av en transmisjonsaksel 44, hvilken aksel går parallelt med ventilelementets 27 svingeakse XX og gjennom sekundærkanalavsnittet 6, idet denne tverrgående aksel 44 er svingbart montert i de to sideveggene 13 og 14. Omtrent midt på den tverrgående aksel 44 er en ende av armen 41 festet. Armens 41 andre ende er svingbart forbundet ved 46, i hovedsaken parallelt med akselen 44 og aksen XX for svinging av ventilelementet 27, med én ende av leddarmen 40, hvis andre ende er svingbart forbundet med ventilelementet 27.

Akselen 44 vil når den dreies av sylinderen 42, medføre at armen 41 dreies. Derved beveges leddarmen 40 slik at ventilelementet 27 beveges fra den ene til den andre av de to ytterstillinger. Rotasjonssylinderen 42 er reverserbar.

Her er leddarmanordningen 39 og drivakselen 44 montert i sekundærkanalavsnittet 5 og leddarmanordningen 39 er plassert i hovedsaken sentralt i avsnittet 6, slik at den kan virke i hovedsaken mot ventilelementets 27 tyngdepunkt, for derved ytterligere å bedre tetningstrykket for ventilelementet 27 mot setet 6a. Leddarmen 40 er leddforbundet med ventilelementet 27 idet den er svingbart montert om en tverrgående aksel 47, som er parallell med ventilelementets 27 svingeakse XX og med den tverrgående aksel 44 samt svingeforbindelsen 46 mellom leddarmen 40 og armen 41. Den svingbare forbindelsen er anordnet mellom to ribber 45 som er innbyrdes parallelle og er sveiset til den siden av ventilelementet 27 som vender mot sekundærkanalavsnittet 6. Ribbene tjener til avstivning av ventilelementet 27. Som vist på fig. 2 kan de to ribbene 45 bestå av de to flensene til et U-jern som er fastsveiset til ventilelementet 27.

I denne utførelsen må fastsve isingen av ribbene 45 og fastsveisingen av tappene 30 og/eller svingeakselen 39 til ventilelementet 27, som består av en metallplate, skje før maskineringen av den kvadratiske, ringformede anleggsflaten 35 hvormed ventilelementet 27 presses tett mot tetningssetet 6a, som er maskinert ved oppstrømsenden av sekundærkanalavsnittets 6 fire vegger 11, 12, 13 og 14.

Hva angår leddarmanordningen 39 så foretrekkes det at virkningsstedet til den tverrgående drivaksel 44 for armen 41 er plassert mellom ventilelementets 27 svingeakse XX og det sted hvor leddarmen 40 innvirker på ventilelementet 27, dvs. der hvor akselen 47 for dreieforbindelsen mellom armen 40 og ribbene 45 er plassert. Den roterende aksel 44 er også forskjøvet nedstrøms i det sekundære kanalavsnitt 6 relativt det sted hvor leddarmen 40 innvirker på ventilelementet 27 i den stilling hvor sekundærkanalavsnittet 6 er lukket.

En slik anordning medfører flere fordeler. Særlig gjelder at leddarmanordningen 39 og drivakselen 44 bare påvirkes av gasstrømmen i ventilelementets 27a "lukkede" stilling, i hvilken stilling som nevnt gasstrømmen omstyres mot sekundærkretsen. En slik situasjon foreligger i forbindelse med de påtenkte anvendelser relativt sjeldent og over kortere tid enn den situasjon hvor ventilelementet 27 er i den "åpne" stilling, dvs. den stilling i hvilken ventilelementer lukker sekundærkanalavsnittet 6. Leddarmanordningen 39, dens drivaksel 44 og aktuatoren 42, samt ventilelementet 27 med svingeledd er dessuten i dette utførelseseksemplet montert i sekundærkanalavsnittet 6, som settes på primærkanalen 1. Monteringen, sveisingen og maskineringen skjer derfor i forbindelse med elementer som befinner seg montert i sekundærkanalavsnittet 6, hvilket i betydelig grad forenkler fremstillingen av primærkanalavsnittet og gjør det mulig å redusere omstyringsinnretningens produksjons- og vedlikeholdskostnader.

Tverrsnittet i de to avsnittene 1 og 6 i innretningen er slik at partikler og støv i gasstrømmen ikke vil kunne samle seg eller avsette seg i den sonen hvor ventilelementet 27 er opplagret.

Det skal her være underforstått at plasseringen av leddarmanordningen 39 kan optimeres som en funksjon av lengden av ventilelementet 27 og dets vinkel p mellom de to ytterstillingene. Bruken av denne leddarmanordningen 39 og dens plassering i hovedsaken midt på ventilelementet 27 medfører at det vil være mulig å oppnå en bedre plassering av ventilelementet 27 mot setet, i den stilling hvor sekundærkanalavsnittet 6 lukkes, med mindre behov for kraft for påvirkning av ventilelementet mot setet.

Av konstruksjonsmessige og monteringsmessige hensyn vil vinkel a mellom primærkanalavsnittet 1 og sekundærkanalavsnittet 6, altså vinkelen mellom disse to avsnitts akser AA og BB, og således også vinkelen mellom de tilhørende gasstrømmer, fordelaktig velges mellom 30° og 120°, mer foretrukket mellom 30° og 90°. Sistnevnte verdi for vinkel a er den som er valgt i utførelsen i fig. 1-3. Vinkelområdet foretrekkes for at man ikke skal få et for stort trykktap som følge av gassombøyningen: "albue"-virkning. Når således vinkel a ligger mellom tilnærmet 85° og tilnærmet 120°, vil den maksimale vinkel p for ventilelementet i dets stilling 27a hvor primærkanalavsnittet 1 er stengt, fordelaktig være 85°. For en vinkel a mellom tilnærmet 30° og tilnærmet 85°, vil vinkelen p for ventilelementet 27 velges maksimalt lik vinkel a og minst lik 0,35 a. Med andre ord, når vinkel a ligger mellom 30° og 85°, vil vinkelen p ligge mellom a og 0,35 a. Når vinkel a ligger mellom 85° og 120°, vil vinkelen p være ved maksimalverdien 85°.

Mer generelt, for en gitt vinkel a valgt i det vinkelområdet som går fra 30-120°, fortrinnsvis fra 30-90°, velges vinkel p fordelaktig slik at trykktapene i den omstyrte gasstrøm, når ventilen er i en stilling 27a som blokkerer primærkanalavsnittet 1, være minimale. Alt avhengig av forholdene kan vinkel p velges slik at trykktapene ligger så nært til minimumsverdien som mulig.

Sekundærkanalavsnittet 6 kan ha en vinkelstilling om aksen AA, avhengig av forholdene rundt omstyringsinnretningen, men ventilelementets 27 tetningsvirkning og bevegelsesmulighet bedres henholdsvis lettes dersom ventilelementets 27 rotasjonsakse XX er horisontal, som vist i fig. 1-3.

I en særlig utførelsesform kan omstyringsinnretningen ifølge oppfinnelsen benyttes i aluminiumelektrolyseanlegg, eller på lignende steder hvor det foreligger varme gasser som må filtreres og/eller nøytraliseres, dvs. renses. Slike gasser kan eventuelt inneholde farlige og til og med giftige komponenter og/eller inneholde skadelig støv, slik at gassene ikke kan sendes ut i atmosfæren uten at de først er renset. Temperaturen i slike gasser kan være over 200°C. Det er derfor nødvendig å kunne begrense gasstrømmene og sikre at gassen føres inn i et sentralisert behandlingssystem. De beholdere hvor gassene dannes, er derfor tette og er forsynt med konvensjonelle innløpsledninger. Innløpskretsene til flere beholdere kombineres som en funksjon av det gassvolum som skal tas ut. Det dreier seg her om gassvolum som føres til et behandlings- og vaske/kjøleanlegg, hvoretter gassene sendes ut i atmosfæren. Konvensjonelt vil det i forbindelse med aluminiumelektrolyse forekomme gasstrømmer på mer enn 1 million m<3>/t, hvilke gasstrømmer må filtreres og vaskes. Fordi anleggene arbeider kontinuerlig, kan man ikke stoppe eller begrense anleggets drift for gjennomføring av visse periodiske vedlikehold eller service, eller i forbindelse med andre driftssituasjoner. Ved en gjennomføring av f.eks. vedlikehold må én eller flere beholdere åpnes, hvilket i betydelig grad vil endre innløpsbetingelsene for den eller de åpnede beholdere, med eventuelt forstyrrelse av innløpsbetingelsene for de andre beholderne som er anordnet i det samme innløps- og behandlingssystem. Det kan derfor lett oppstå tilstander hvor utslippet til atmosfæren kan være større enn det som er bestemt eller fastlagt for det aktuelle anlegg.

Det er derfor allerede vært foreslått "dobbeltinnløp-" eller "innløps-"anlegg som innbefatter bruk av et andre innløpssystem for hver av beholderne. I tilfelle av service eller vedlikehold for en gitt beholder blir da innløpet for gassene til denne beholderen omstyrt til "innløps"-systemet og hoveddelen av

innløpsledningssystemet isoleres fra den aktuelle beholder ved at det foretas en gasstrømomstyring ved hjelp av en omstyringsinnretning, av den type som er

beskrevet her, slik at man ikke forstyrrer innløpsbetingelsene for andre beholdere som tilhører samme behandlings- og vaskekrets og er i drift.

Mens inntaket i normal- eller primærkretsen skjer ved hjelp av én eller flere vifter som er plassert nedstrøms for behandlingssystemet, vil "innløps"-kretsen inntaket skje ved hjelp av en vifte (også benevnt som booster) som tilveiebringer et inntak som tar ubehandlede gasser, som så reinjiseres i normalkretsen foran gassvaskebehandlingsenheten.

Takket være bruken av omstyringsinnretninger ifølge oppfinnelsen, vil det derfor være mulig å isolere en beholder i forbindelse med vedlikehold eller andre inngrep, uten å forstyrre hovedkretsen, samtidig som det bibeholdes et effektivt inntak på beholderen via sekundærkretsen.

De to kretsene (primær- og sekundær- eller hjelpekrets) har ingen innbyrdes lekkasjer, hvilket er meget viktig. Fordi beholderne er parallellkoblet og om nødvendig foreligger i et stort antall (eventuelt opptil 350 beholdere), så vil dersom ventilelementet i hver omstyringsinnretning muliggjør en lekkasje på noen få prosent i "åpen" stilling, må sekundærkretsen kunne ta hele denne lekkasjen, som kan representere en betydelig gasstrøm, antallet beholdere tatt i betraktning. På den annen side, i den "lukkede" stilling og selv om avtetningen er en viktig faktor i forbindelse med ventilelementet, vil en lekkasje fra primærkretsen til sekundærkretsen medføre færre ulemper, fordi bare noen få beholdere vil være forbundet samtidig med sekundærkretsen (som følge av service eller vedlikehold), slik at summen av lekkasjer som må tas av sekundærkretsen, vil være meget mindre.

Det er klart at en omstyringsinnretning ifølge oppfinnelsen egner seg særlig godt for slik bruk som nevnt her.

Claims (10)

1. Omstyringsinnretning med et enkelt klaffspjeld for omstyring av en gasstrøm mellom en primærkrets og en sekundærkrets, hvilken gasstrøm kan være varm og/eller støvfylt og/eller inneholde minst én farlig, eventuelt giftig komponent, hvilken omstyringsinnretning omfatter; - et primærkanalavsnitt (1), som er rettlinjet og rørformet med firkanttverrsnitt, med et innløp (2) og et utløp (6) beregnet for tilknytning til primærkretsen, et sekundærkanalavsnitt (6) som er rettlinjet og rørformet med firkanttverrsnitt, med et innløp (7) i én (10) av de fire veggene i primærkanalavsnittet (1) og med et utløp (8) beregnet for tilknytning til sekundærkretsen, - et ventilelement (27) med firkantform og svingbart montert ved den vegg (10) i primærkanalavsnittet (1) hvor sekundærkanalavsnittets (6) innløp (7) er, og i hovedsaken langs en ventilelementkant (28), om en geometrisk akse (XX) nedstrøms sekundærkanalavsnittet (6), for svingebevegelse mot og fra dette, mellom to stillinger, nemlig en første stilling for lukking av innløpet (7) mot sekundærkanalavsnittet (6) og åpning mot primærkretsen og en andre stilling for åpning av innløpet (7) mot sekundærkanalavsnittet (6) og stenging av primærkanalavsnittets utløp (3) mot primærkretsen, hvorved gasstrømmen som kommer inn gjennom primærkanalavsnittets innløp (2), omstyres mot sekundærkanalavsnittet (6), og - en leddanordning (39), forbundet med ventilelementet (27) for svinging av dette mellom de to stillinger, hvilket ventilelement (27) på den siden som vender mot sekundærkanalavsnittet (6) i den første stilling, har en maskinert firkantringanleggsflate (35) beregnet for tettende anlegg mot et sete (6) utformet ved maskinering av en oppstrømsende av sekundærkanalavsnittet (6), rundt dettes innløp (7), hvilket ventilelement (27) er svingbart montert med en viss radiell klaring relativt den geometriske svingeakse (XX), hvor i ventilelementets (27) andre stilling vil dets frie kant (33), som er motliggende svingekanten (28), hvile mot den veggen (34) i primærkanalavsnittet som er motliggende den vegg (10) hvor sekundærkanalavsnittets (6) innløp (7) er, idet de to kantene på ventilelementet (27) som er perpendikulære på svingekanten (28), har en begrenset klaring mot veggene (20, 21) i primærkanalavsnittet (1), for derved å ikke blokkere ventilelementets (27) svingebevegelse mellom de to stillinger, hvilket ventilelementet (27) er svingbart montert ved hjelp av en kant (28) som er foldet i hovedsaken i rett vinkel på resten av ventilelementet (27) og ved sideendene er forbundet med to koaksiale, sylindriske tapper (30) med sirkulære tverrsnitt, idet hver slik tapp er svingbar med en viss radiell klaring i et av de to respektive lagre (31) som er festet til primærkanalavsnittet (1) og/eller sekundærkanalavsnittet (6),karakterisert vedat i det minste ett av de to lagrene dannes av en sideplate (31) som er festet til i det minste ett (6) av de to kanalavsnitt (16) og har en rund eller avlang åpning (32) hvor en respektiv av de to tapper (30) er anordnet med en radiell klaring.

2. Omstyringsinnretning ifølge krav 1, karakterisert vedat i det minste ett av de to lagrene dannes av en U-formet sideplate (31) som er åpen (32) i nedstrømsretningen til primærkanalavsnittet (1), i et hus direkte hosliggende nedstrømskanten til sekundærkanalavsnittets (6) innløp (7), nedstrøms denne nedstrømskant og åpent i veggen (10) i primærkanalavsnittet (1) hvor innløpet (7) mot sekundærkanalavsnittet (6) er anordnet.

3. Omstyringsinnretning ifølge et av kravene 1-2, karakterisert vedat den også innbefatter en elastisk deformerbar av metall fremstilt tetningsklaff (36), fortrinnsvis fremstilt av et flatt fjærstål og med i hovedsaken rettvinklet form, hvilken klaff langs ett av sine kantpartier (37) er forbundet med den vegg (10) i primærkanalavsnittet (1) hvor innløpet (7) til sekundærkanalavsnittet (6) er anordnet, nedstrøms dette innløp (7), eller er forbundet med det svingbare ventilelement (27), idet den motliggende kantdel (38) er presset elastisk og glidbart mot ventilelementet (27) henholdsvis mot den nevnte vegg (10) i primærkanalavsnittet (1) hvor innløpet til sekundærkanalavsnittet er, nedstrøms ventilelementets (27) svingeopplagring.

4. Omstyringsinnretning ifølge et av kravene 1-3, karakterisert vedat når vinkel a er vinkelen mellom aksene (AA, BB) til de to primær- (1) og sekundær- (6) kanalavsnitt, fra oppstrømssiden til nedstrømssiden, svinges ventilelementet (27a) fra sin første stilling og til sin andre stilling over en maksimal vinkel p som er begrenset til 85° eller til vinkelen a, avhengig av hvorvidt vinkel a er større enn 85° og mindre enn 120° eller ligger mellom 30° og 85°, idet den minste vinkel P i sistnevnte tilfelle er lik 0,35 a.

5. Omstyringsinnretning ifølge krav 1, karakterisert vedat en gitt vinkel a, mellom aksene til de to kanalavsnittene (1, 6), fra oppstrømssiden mot nedstrømssiden, hvilken vinkel a ligger i et vinkelområde fra 30° til 120° og fortrinnsvis fra 30° til 90°, velges svingevinkelen p for ventilelementet (27), fra dettes første til dets andre stilling, slik at trykktapene i den avledede gasstrøm, når ventilelementet (27a) er i den andre stilling, er minimale.

6. Omstyringsinnretning ifølge et av kravene 1-5, karakterisert vedat leddarmanordningen (39), som innbefatter en leddarm-arm-mekanisme (40, 41) er montert i hovedsaken i den sentrale delen av sekundærkanalavsnittet (6) og virker i hovedsaken mot ventilelementets (27) tyngdepunkt.

7. Omstyringsinnretning ifølge krav 6, karakterisert vedat leddarmanordningen (39) drives ved at den bringes til å rotere om en tverrgående aksel (44) som går gjennom sekundærkanalavsnittet (6) og er rettet parallelt med ventilelementets (27) svingeaksel (XX).

8. Omstyringsinnretning ifølge et av kravene 1-7, karakterisert vedat leddarmanordningen (39) betjenes ved hjelp av en overlengdebevegelsesaktuator (42), fortrinnsvis en rotasjonssylinder, som i ventilelementets (27) første stilling holder ventilelementet (27) presset med en kraft med sin maskinerte anleggsflate (35) mot det maskinerte setet (6a) i sekundærkanalavsnittet (6).

9. Omstyringsinnretning ifølge krav 8, i forbindelse med krav 7,karakterisert vedat aktuatoren er en rotasjonssylinder (42) som svingebeveger drivakselen (44) i leddarmanordningen (39) og er montert sideveis på utsiden av sekundærkanalavsnittet (6).

10. Omstyringsinnretning ifølge et av kravene 1-9, karakterisert vedat ventilelementet (27) er avstivet ved hjelp av minst to ribber (45) som er innbyrdes parallelle og hvorimellom en leddarm (40) i leddarmanordningen (39) er svingbart tilkoblet for påvirkning av ventilelementet (27).