SE508999C2 - Ventilanordning med sätet rörligt anordnat relativt ventilhuset - Google Patents

Description

lO l5 20 25 30 35 508 999 ker kompressorpumpning som kan förstöra kompressorn och eventuellt gasturbinen.

Sätet är anordnat vid den mellanvägg som åtskiljer den inre och yttre kanalen, och stängningsorganet är bildat av en tallriksventil som via en spindel styrs från utsidan av ko- axialledningen och är ägnad att vid normal drift tätt an- sätet. ligga mot Spindeln styrs därvid genom bussningar, vilka emellertid med tiden utsätts för slitage, vilket i sin tur leder till en excentrisk positionering av spindeln, med sämre tätning till följd. Eftersom ventilens dimensioner är av betydande storlek, resulterar relativt små snedställ- ningar av spindeln i betydligt sämre tätningsförmàga hos ventilen.

Det är för övrigt redan vid tillverkningen av så stora de- taljer som det här är fråga om en betydande risk att man med givna tillverkningstoleranser, även om dessa är nog så snäva, deln/tallriken. erhåller en viss excentricitet mellan sätet och spin- Tidigare teknik löser inte detta problem på ett tillfreds- ställande sätt.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett syfte Ined uppfinningen är att tillhandahålla en ven- tilanordning som avhjälper eller åtminstone minskar ovan nämnda problenx och därigenon1 resulterar- i en god tätning mellan ventilsätet och stängningsorganet.

Detta mål uppnås enligt uppfinningen medelst en såsom inled- ningsvis definierad ventilanordning, vilken är kännetecknad av att sätet och stängningsorganet är inbördes rörligt an- ordnade i en andra riktning, vilken bildar en vinkel med den första riktningen. av. lO 20 25 30 35 508 999 Enligt ett föredraget utförande av anordningen enligt upp- finningen är sätet rörligt anordnat relativt stängningsorga- net i den andra riktningen. Därigenom kan sätet centreras mot stängningsorganet i de fall stängningsorganet på grund av tillverkningstoleranser eller nedhängning på grund av bussningsslitage skulle inta en excentrisk position relativt dess avsedda eller ursprungliga position.

Enligt ytterligare ett föredraget utförande av anordningen enligt uppfinningen är sätet rörligt anordnat relativt ven- tilhuset i den andra riktningen. Därigenom uppnås i synner- het att sätet kan centreras relativt stängningsorganet utan att ventilhuset bildar ett hinder för en sådan centrering.

Dessutom tillåts en viss förskjutning av den sätet omgivande delen av ventilhuset utan att sätet tvingas följa med i denna rörelse.

Enligt ytterligare ett föredraget utförande av anordningen enligt uppfinningen innefattar denna upphängningsorgan med vilka sätet är förbundet och vilka är åtminstone delvis ef- tergivliga. Upphängningsorganen är elastiskt eftergivliga i den andra riktningen. Därigenom möjliggörs det rörliga an- ordnandet av sätet relativt stängningsorganet i. den andra riktningen. Genonx upphängningsorganens elasticitet undviks bestående deformationer hos dessa efter de rörelser som de utsätts för i den andra riktningen.

Enligt ytterligare ett föredraget utförande av anordningen enligt uppfinningen innefattar denna ett från ventilhuset lösgörbart anordnat ventillock, med vilket upphängningsorga- nen är förbundna. Därigenom uppnås i synnerhet att sätet, ventillocket och upphängningsorganen bildar en enda lösgör- bar enhet som är enkel att montera och demontera. 508 999 10 20 25 30 Enligt ytterligare ett föredraget utförande av anordningen innefattar denna en spindel, vilken är förbunden med stäng- ningsorganet och förskjutbart anordnad j. den första rikt- ningen relativt ventilhuset för stängning och öppning av ventilanordningen. Spindeln. är dessutom förbunden med och förskjutbart anordnad i den första riktningen relativt ven- tillocket. Därigenom bildar spindeln, ventillocket, sätet, upphängningsorganen och stängningsorganet en enda enhet som enkelt låter sig monteras och demonteras genom enbart monte- ring respektive demontering av ventillocket vid ventilhuset.

Enligt ytterligare ett föredraget utförande av anordningen innefattar ventilhuset en första och en mitt för denna belä- gen, andra vägg, och ventillocket är fast förbundet med den första väggen och sätet är anordnat att tätande anligga mot den andra väggen. Ventilanordningen är därmed anordnad på ett sätt som är ändamålsenligt vid koaxialledningar där man medelst ventilanordningen önskar kunna öppna eller stänga en passage mellan en inre och en yttre kanal genom att styra stängningsorganet från utsidan av koaxialledningen.

Enligt ett ytterligare föredraget utförande av anordningen enligt uppfinningen bildar denna en bypass-ventil hos en PFBC-anläggning. Ventilanordningen är särskilt lämpad för sådana anläggningar genom att den tack vare sin konstruktion förmår lösa de tätningsproblem som pà grund av bl a bety- dande dimensioner annars lätt uppstår hos sådana ventiler.

Ytterligare fördelaktiga särdrag framgår av övriga osjälv- ständiga patentkrav samt av den följande, detaljerade be- skrivningen av ett föredraget utförande. 10 l5 20 25 30 35 508 999 KORT BESKRIVNING AV RITNINGEN Den föreliggande uppfinningen skall nu beskrivas mer detal- jerat med hänvisning till ett såsom exempel visat utförande, vilket visas i den bifogade ritningen. På denna är: Fig 1 en schematisk tvärsnittsvy av den uppfinningsenliga ventilanordningen, Pig 2 Fig 3 en förstorad detaljvy av anordningen i Fig l och en detaljvy av ett tätningsorgan.

DETALJERAD BESKRIVNING AV ETT UTFÖRANDE Den i Fig l visade ventilanordningen innefattar ett ventil- hus l, ett stängningsorgan 2 «och ett säte 3, mot vilket stängningsorganet är ägnat att anläggas för stängning genom att stängningsorganet 2, vilket är rörligt anordnat relativt sätet 3, Stängningsorganet 2, förflyttas mot sätet 3 enligt en första riktning. vilket har formen av en tallriksventil, är för detta ändamål förbundet med en spindel 4 vilken drivs endast vilket är av ett schematiskt visat drivorgan 5, förbundet med ventilanordningen. Spindeln 4 är förskjutbart vilket i sin tur är lösgörbart förbundet med ventilhuset l. Den är i detta fall I det allmänna fallet kan den ha anordnad i den första riktningen i ett ventillock 6, första riktningen, spindelns längdriktning, väsentligen horisontell. vilken riktning som helst. ventilhuset l innefattar en första vägg 7 och en mitt för denna belägen, andra vägg 8, och ventillocket 6 är fast för- bundet med den första väggen 7 och sätet 3 är anordnat att tätande anligga mot den andra väggen 8.

De första och andra väggarna är förbundna med och bildar del av en yttervägg 9 respektive en innervägg 10 hos en behål- laranordning, varvid ett första utrymme ll, ägnat att mot- taga ett första medium, är definierat mellan ytter- och in- 10 15 20 25 30 35 508 999 nerväggen 9, 10, och ett andra utrymme 12, ägnat att mottaga ett andra mediunx är' begränsat av innerväggen 10, vilken, liksom ytterväggen 9 har ett rörformat tvärsnitt. Medierna är av skiljaktigt tryck och skiljaktig temperatur. Här är det första mediet av högre tryck och lägre temperatur än det andra mediet.

Det första utrymmet ll bildar en yttre kanal hos en koaxial- ledning och det andra utrymmet 12 bildar en inre kanal hos koaxialledningen, varvid den yttre och inre kanalen 11, 12 är ägnade att genomströmmas av de respektive första och andra medierna. I detta fall bildar ventilanordningen en bypass-ventil hos en PFBC-anläggning, vilket innebär att den inre kanalen 12 genomströmmas av 800-850°C, p=14-16 bar) (icke visad) förbränningsgas (T= som därvid leds från en brännkammare till en gasturbin (icke visad) och den yttre (T=200-300°C, p=16-18 bar) till nämnda brännkammare. kanalen 11 leder kompressorluft från en kompressor (icke visad) Vid snabbstopp av en PFBC-anläggning måste gasturbinens för- bindelseledningar med brännkammaren snabbstängas såväl på luftsidan som på gassidan. För att undvika att den av gas- turbinen drivna kompressorn då skall börja pumpa leds lämp- ligtvis kompressorluften direkt till turbinen via bypass- ventiler anordnade på det beskrivna sättet. Detta sker genom att stängningsorganet 2 förflyttas från sätet 3 i nämnda första riktning så att kompressorluften kan passera mellan den yttre och inre kanalen 11 respektive 12.

Spindeln 4 är lagrad i bussningar 13, vilka med tiden kommer att slitas på grund av den kraftiga belastning som de ut- sätts för genom spindelns påverkan. En viss nedhängning er- hålls därigenom hos spindeln 4, så att en excentrisk posi- tion erhålls hos spindeln 4 och stängningsorganet 2 relativt För att erhålla en fortsatt god tät- ning mellan stängningsorganet 2 och sätet 3 är det senare dessas utgångsposition. 10 15 20 25 30 35 508 999 rörligt anordnat i en andra riktning, vilken bildar en vin- kel med den första riktningen. Vinkeln mellan den första och andra riktningen är väsentligen rät. Därigenom kan sätet 3 centreras i förhållande till stängningsorganet 2 så att fortsatt god tätning erhålls.

Sätet 3 är för detta ändamål upphängt i upphängningsorgan 14, vilka innefattar ett flertal stavar, vilka i en första ände 15 är fästade vid ventillocket 6 och vid en andra ände 16 är fästade vid sätet 3. Upphängningsorganen 14 är väsent- ligen parallella med spindeln 4 och jämnt utspridda kring denna. Stavarna 14 är böjliga i den andra riktningen för att tillåta förskjutningen av sätet 3 j. denna riktning. De är dessutom elastiskt böjliga, så att de återför sätet 3 till dess utgångsposition då ej någon tvingande kraft orsakad av stängningsorganet 2 längre föreligger. Upphängningsorganen att sätet 3 radiellt ökar något i omfång, vilket är fallet i samband med 14 tillåter dessutom, genom sin flexibilitet, drift på grund av att den heta gas som strömmar i den inre kanalen 12 värmer upp sätet 3 så att detta värmeutvidgas.

Upphängningsorganen 14 är sålunda åtminstone delvis rörligt anordnade relativt ventilhuset 1.

Sätet 3 är anordnat att tätande anligga mot den inre väggen 8 hos ventilhuset 1. Anordningen innefattar därför ett tät- ningsorgan 17 anordnat mellan sätet 3 och ventilhusväggen 8.

Tätningsorganet 17 är anordnat att medge inbördes förskjut- ning mellan ventilhusväggen 8 och sätet 3 i såväl den första som andra riktningen under bibehållande av god tätning. För detta ändamål innefattar tätningsorganet 17 två ringformade tätningsmembran 18, 19, av vilka det ena 18 är förbundet med sätet 3 och det andra 19 är förbundet med ventilhusväggen 8.

Tätningsmembranen 18, 19 uppvisar ringformade utsprång, vilka är anordnade mitt för varandra och ägnade att anläggas mot varandra så att en tätningsyta åstadkoms mellan dessa. Åtminstone ett 21 av tätningsmembranens 18, 19 utsprång 20, 508 999 lO yJ UI 20 25 30 21 uppvisar en rundad ytteryta ägnad att anläggas mot det andra utsprångets 20 ytteryta, vilken är vänd mot det mitt emot belägna utsprånget 21. Därigenom åstadkoms god tätning oavsett anliggningsvinkeln. mellan de bägge utsprången 20, 21. Utsprången 20, 21 har sådan bredd att en viss inbördes förskjutning av tätningsmembranen i radiell riktning tillåts utan att tätningseffekten därigenom försämras.

Utsprången 20, 21 är anordnade i området av de respektive tätningsmembranens 18, 19 ytteromfång. Tätningsmembranen 18, 19 är i området av sina respektive inneromfàng förbundna med sätet 3 respektive ventilhusväggen 8. I det område där ut- sprången 20, 21 är' anordnade på tätningsmembranen 18, 19 ligger företrädesvis båda, dock minst ett av tätningsmembra- nen 18, 19 fritt från den konstruktionsdel som de är fast förbundna med. Därigenom tillåts i detta fall ventilsätet 3, vilket är anordnat vid tätningsmembranets 18 inneromfång att förskjutas något relativt ventilhusväggen 8 i. den första riktningen under bibehållande av god tätning mellan de bägge tätningsmembranen 18, 19. I praktiken kommer ventilhusväggen 8 vid drift att värmeutvidgas i riktning mot sätet 3. Sätet 3 kommer också att värmeutvidgas i riktning mot ventilhusväggen 8. Sätet är i utgångspositionen anordnad med mellanrum i den första och även övriga riktningar relativt ventilhusväggen 8. Dessa mellanrum är större än sätets 3 och ventilhusväggens 8 sammanlagda utvidgning mot varandra i dessa respektive riktningar för att undvika att dessa kommer i direkt kontakt med varandra under drift. En sådan kontakt skulle kunna innebära att ventilhusväggen 8, som är av tjock plåt, tvingar sätet till rörelse i någon riktning och skulle kunna vara förödande för ventilanordningens tätningsförmåga. Tätningsmembranen 18, 19 är' företrädesvis hållfast t ex ett fjäderstàl. framställda av ett material med goda fjä- deregenskaper, 508 999 Naturligtvis kommer ett flertal modifieringar av anordningen enligt uppfinningen att framstå som uppenbara för fackmannen inom området utan att denne frångàr själva uppfinningen.

Uppfinningen skall därför betraktas såsom definierad genom de bifogade kraven samt genom den föregående beskrivningen.

Claims (16)

|_x C) |1 UI 20 25 b) (n 508 999 lO

1. Ventilanordning, innefattande (1), ett stängningsorgan (2), och (3), att anläggas för stängning genom en inbördes rörelse mellan sätet (3) ett ventilhus - ett säte mot vilket stängningsorganet (2) är ägnat och stängningsorganet (2) i en första riktning, varvid sätet (3) och stängningsorganet (2) är inbördes rör- ligt anordnade i en andra riktning, vilken bildar en vinkel kännetegknad av att rörligt anordnat relativt ventilhuset (1) med den första riktningen, sätet (3) är i den andra rikt- ningen.

2. Ventilanordningen enligt krav 1” känne;e;knaQ_¿g¿ att sätet (3) är rörligt anordnat relativt stängningsorganet (2) i den andra riktningen. är rörligt anordnat relativt sätet

3. Ventilanordning enligt krav 1 eller 2, att stängningsorganet (2) (3) i den första riktningen.

4. Ventilanordning enligt något av kraven l-3, kännetegk; nad_ay att vinkeln mellan den första och andra riktningen är väsentligen rät. känneteck- med vilka ,_

5. 3. Ventilanordning enligt något av kraven 1-4, innefattar upphängningsorgan (14) na; av att den sätet (3) är förbundet och vilka är åtminstone delvis efter- givliga. gänngfgggngç av att upp- den andra

6. Ventilanordning enligt krav 5, hängningsorganen (14) är elastiskt eftergivliga i riktningen. 10 15 20 25 30 35 508 999 ll

7. Ventilanordning enligt krav 5 eller 6, kännetecknad av att den innefattar ett från ventilhuset (1) lösgörbart an- ordnat ventillock (6), (14) är förbundna. med vilket upphängningsorganen

8. Ventilanordning enligt krav 7, kännetecknad av att upp- hängningsorganen (14) innefattar ett flertal stavar, vilka i är fästade vid ventillocket (6) och i en (3). en första ände (15) andra ände (16) är fästade vid sätet

9. Ventilanordning enligt något av kraven 1-8, känneteck- nad av att den innefattar en spindel (4), vilken är förbun- den med stängningsorganet (2) och förskjutbart anordnad i den första riktningen relativt ventilhuset (1) för stängning och öppning av ventilanordningen.

10. Ventilanordning enligt krav 9, kännetecknad av att upp- hängningsorganen (14) är väsentligen parallella med spindeln (4) och jämnt utspridda kring denna.

11. Ventilanordning enligt krav 9 eller 10, kännetecknad av att spindeln (4) är anordnad i ventillocket (6) och för- skjutbar i den första riktningen relativt ventillocket (6).

12. Ventilanordning enligt något av kraven 1-11, känneteck- nad av att ventilhuset (1) innefattar en första vägg (7) och en mitt för denna belägen, andra vägg (8), och ventillocket (6) är fast förbundet med den första väggen (7) och sätet (3) är anordnat att tätande anligga mot den andra väggen (8).

13. Ventilanordning enligt krav 12, kännetecknad av att de första och andra väggarna (7, 8) är förbundna och bildar del (10) (11), är definierat mellan ytter- och av en yttervägg (9) respektive en innervägg hos en be- hàllaranordning, varvid ett första utrymme ägnat att mottaga ett första medium, 20 508 999 12 innerväggen (9, 10) och ett andra utrymme (12), ägnat att mottaga ett andra medium, är omslutet av innerväggen (10).

14. Ventilanordning enligt krav 13, kännetegknad_ay att det (11) ledning och det andra utrymmet bildar en yttre kanal hos en koaxial- (12) koaxialledningen, varvid den yttre och inre kanalen (11, 12) första utrymmet bildar en inre kanal hos är ägnade att genomströmmas av de respektive första och andra medierna.

15. Ventilanordning enligt något av kraven 1~14, " te - nad av att den innefatt r ett tätningsorgan (17), vilket är a- anordnat mellan sätet (3) och ventilhuset (1) och tillåter viss inbördes rörelse mellan sätet (3) och ventilhuset (1) i den första och andra riktningen under bibehållande av sin tätningsfunktion.

16. Ventilanordning enligt något av kraven 1-15, kännetegk; nad_ay att den bildar en bypass-ventil hos en PFBC-anlägg- ning.