WO2023285506A1 - Plattenschieber, betriebsverfahren und verwendung - Google Patents

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WO2023285506A1
WO2023285506A1 PCT/EP2022/069551 EP2022069551W WO2023285506A1 WO 2023285506 A1 WO2023285506 A1 WO 2023285506A1 EP 2022069551 W EP2022069551 W EP 2022069551W WO 2023285506 A1 WO2023285506 A1 WO 2023285506A1
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WO
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gate valve
opening
inlet
knife gate
outlet
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PCT/EP2022/069551
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French (fr)
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Holger BREUER
Lisa Cremer
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Z & J Technologies Gmbh
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    • C10B25/00—Doors or closures for coke ovens
    • C10B25/02—Doors; Door frames
    • C10B25/08—Closing and opening the doors
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    • F16K3/18—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together by movement of the closure members
    • F16K3/184—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together by movement of the closure members by means of cams
    • F16K3/186—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together by movement of the closure members by means of cams by means of cams of wedge from

Definitions

  • Knife gate valve method of operation and use
  • the invention relates to a knife gate valve, a method for operating a knife gate valve and the use of a knife gate valve.
  • a knife gate valve according to the preamble of patent claim 1 is known, for example, from DE 10 2016 111 169 A1.
  • high demands are placed on the tightness and longevity of slide valves that are used, for example, in a coking and/or cracking process.
  • the pressurized fluid conducted through such slide valves can also contain solids, for example small particles, such as impurities, dust, soot and residues, for example from a coking process or a cracking process.
  • Slide valves of this type are often designed as plate slides, with single plate slides or double plate slides being used predominantly. Double plate slides, the basic principle of which goes back to a technology developed by the applicant, have proven particularly useful for use in ethylene plants.
  • knife gate valves the slide plates in the shut-off position are pushed apart by a spreader element arranged between them, specifically a wedge-in-wedge arrangement, when a slide rod connected to the spreader element is actuated and pressed against the corresponding housing sealing seats to improve the sealing effect.
  • a knife gate valve is known from the applicant's EP 0 450 646 A2.
  • a particular problem with such knife gate valves has been found to be the erosion of the housing sealing seats by the particles contained in the fluid flowing through.
  • a punctiform passage is created, which forms a fluid flow at very high speed due to the pressurized fluid.
  • This Fluid flow causes strong erosion phenomena on the housing sealing seats due to the particles it contains, especially on the housing sealing seat of the outlet port of the slide.
  • the sealing effect deteriorates during the service life of the knife gate valve, so that the maintenance effort increases and the service life of the knife gate valve is shortened.
  • a knife gate valve In order to counteract the erosion of the housing sealing seats, a knife gate valve was developed, for example, which uses a baffle plate to deflect the fluid flow with the particles it contains in such a way that, particularly in the initial phase of the opening process, in which there is a very high flow speed due to the punctiform opening cross section, a direct flow to the outlet-side housing sealing seat is prevented.
  • a knife gate valve is known, for example, from DE 10 2016 111 169 A1 mentioned at the outset.
  • the knife gate valve from DE 10 2016 111 169 A1 has the disadvantage that the baffle plate is exposed to a high abrasion load due to the fluid flow containing particles. Furthermore, due to the deflection, the baffle plate causes increased turbulence of the fluid flow in the knife gate valve, so that a pressure loss through the knife gate valve is increased and other components of the knife gate valve are subjected to abrasive loads due to the flow deflection.
  • the invention is based on the object of specifying an improved knife gate valve which has an increased service life and increased resistance to erosion. Furthermore, the invention is based on the object of specifying a method for operating a knife gate valve and the use of a knife gate valve.
  • this object is achieved with regard to the knife gate valve by the subject matter of claim 1 or 17.
  • the above object is achieved by the subject matter of claim 20 or 22.
  • the above-mentioned object is achieved by the subject matter of claim 23.
  • a knife gate valve for chemical and/or petrochemical industrial plants, including: - A slide housing, which has an inlet connection with an outlet opening and an outlet connection with an inlet opening, which correspond to one another in an open position of the plate slide;
  • a locking device with at least one shut-off plate and a pipe bridge, which is movably arranged to open and close the plate slide between the inlet and outlet;
  • At least one guiding device for the flow line At least one guiding device for the flow line.
  • the guide device has at least one guide element, which is arranged on an inner wall of the inlet connection and reduces the outlet opening of the inlet connection in such a way that when the knife gate valve opens, an opening cross section of the outlet opening is enlarged at the moment of an initial, in particular first, flow entry into the pipe bridge.
  • the fluid stream includes process media such as steam and/or hydrocarbons.
  • the inlet socket can also be referred to as the inlet flange and the outlet socket as the outlet flange.
  • the invention has the advantage that when the knife gate valve is opened at the moment of the first flow entry, ie at the moment when a passage opening is formed, the flow velocity of an inflowing fluid stream mixed with particles is reduced by the enlarged opening cross section from the inlet connection into the pipe bridge.
  • an enlarged opening cross section is provided at the outlet opening of the inlet connection piece into the pipe bridge at the moment of opening.
  • the fluid flows into the pipe bridge at the opening moment, distributed over a comparatively larger opening cross section.
  • a housing sealing seat which is arranged opposite the opening cross section of the outlet opening of the inlet connection in the direction of flow, or a housing sealing seat on the outlet side, is protected from a selective inflow by the fluid flow laden with particles. Erosion of the housing sealing seat is thus prevented or at least greatly reduced, so that the knife gate valve has increased functional reliability and a longer service life.
  • the guide element reduces the outlet opening of the inlet connection in such a way that the opening cross section of the outlet opening is enlarged at the moment when the flow first enters the pipe bridge. In other words, the guide element protrudes into the exit opening in order to reduce the exit opening. In other words, the guide element delimits the exit opening so that it is reduced.
  • the guiding element can reduce the outlet opening of the inlet connection piece by up to 10 percent, in particular by up to 7 percent.
  • the guide element preferably reduces the outlet opening of the inlet connection piece by up to 5 percent.
  • the guide element has a certain shape, which is preferably approximated to an inner contour of the pipe bridge. This means that the guide element on the one hand narrows the outlet opening due to its extension transversely to a longitudinal direction of the inlet connection and on the other hand increases the opening cross section of the outlet opening in the pipe bridge in the opening phase due to its shape.
  • the guide element is preferably designed in such a way that at the moment of the first flow entry from the inlet connection piece into the pipe bridge, the opening cross section of the outlet opening of the inlet connection piece forms a cross-sectional shape that deviates from a punctiform cross section. This corresponds, for example, to the enlarged opening cross section.
  • the opening cross section preferably has at least one passage area at the moment of the first flow entry from the inlet connection piece into the pipe bridge.
  • the opening cross-section here has a greater extent than a punctiform opening.
  • the opening cross section forms at least one gap at the moment of the first flow entry from the inlet connection piece into the pipe bridge.
  • the gap is preferably arcuate in sections.
  • the gap is preferably in the form of a segment of a circle.
  • the gap can be linear, at least in sections.
  • the opening cross section can be linear at the moment of the first flow entry from the inlet connector into the pipe bridge. Other geometries of the opening cross section are possible.
  • the guiding element preferably has a shape adapted to an inner contour, in particular an inner circumference, of the pipe bridge in order to enlarge the opening cross section.
  • the opening cross section is limited at the moment and during the entire opening process by a contour of the inner wall of the inlet connection, the guide element and the pipe bridge, in particular an inner contour of the pipe bridge.
  • a contour of the inner wall of the inlet socket, the guide element and the pipe bridge define the size of the opening cross section of the outlet opening of the inlet socket when the knife gate valve is opened and closed.
  • the shape of the guide element which preferably approximates the inner contour of the pipe bridge, is one way of enlarging the opening cross section of the outlet opening of the inlet connector.
  • a further possibility for enlarging the opening cross section consists in designing an outer contour of the guide element with a straight outer edge. The outer edge preferably extends transversely to the opening and closing direction of the plate slide.
  • the shape of the guide element specifically the outer edge of the guide element, differs from the shape of the inner wall of the inlet connection.
  • the shape of the guide element deviates from the shape of the inner wall of the inlet connection in such a way that a nozzle-shaped opening cross-section of the outlet opening of the inlet connection of the knife gate valve is avoided or at least eliminated more quickly than in the prior art, which in the prior art overlaps of the pipe bridge and the inlet connection due to the respective opposite curvatures of the inner walls.
  • a nozzle-shaped, punctiform opening cross section is avoided if, for example, the guide element, specifically the outer edge of the guide element, and the pipe bridge have the same radii of curvature, which lead to a linear opening cross section.
  • a nozzle-shaped, punctiform opening cross-section is eliminated more quickly than in the prior art if, for example, the guide element, specifically the outer edge of the guide element, is straight, since the opening cross-section then increases more quickly than in the prior art.
  • the initial onset of flow is delayed compared to the prior art.
  • the time delay causes the opening cross section to increase in the initial phase of opening can be increased until effective flow passage begins without the deleterious nozzle effect occurring.
  • the nozzle effect is at least reduced.
  • the time delay in the opening of the inlet connector has the further effect that the outlet connector is opened further relative to the inlet connector at the same point in time.
  • the opening cross section of the outlet connector is therefore larger than the opening cross section of the inlet connector at the same point in time.
  • the guide element prevents the formation of a nozzle-shaped "punctiform" opening or enlarges the opening faster than in the prior art.
  • the invention results in the opening cross section of the outlet connection being larger than the opening cross section of the inlet connection at the same time, because the The guide element delays the opening of the inlet nozzle The outlet nozzle is opened further relative to the inlet nozzle at the same time.
  • the guide element In both cases, i.e. with a straight or curved outer edge, or generally in connection with the invention, the guide element, specifically the outer edge of the guide element, is arranged so close to the plane spanned by the outlet opening of the inlet connection that the guide element closes the outlet opening when the knife gate valve opens at least temporarily shields against the passage of the fluid flow. This avoids a fluid flow immediately passing through the outlet opening when it is opened and destroying the effect according to the invention.
  • the guide element does not necessarily have to be directly adjacent to the plane or touch the blocking device. A small distance between the guide element, specifically its outer edge, and the plane is possible, provided that no significant fluid flow, e.g. due to turbulence, passes the guide element through the knife gate valve before the inner wall of the pipe bridge passes the guide element, specifically its outer edge when opening has.
  • the guide element seals against the blocking device in such a way that the flow of fluid through the plate slide is delayed when it opens.
  • the guide element has a temporary blocking function when the knife gate valve opens.
  • the guide element forms a stationary or fixed blocking element that acts temporarily when opening.
  • the guide element is arranged in a stationary manner on the inlet connection. In contrast, the locking device is movable.
  • the blocking device is movably arranged between the inlet and outlet connections.
  • the blocking device is preferably arranged to be linearly movable between the inlet and outlet connections.
  • the blocking device can preferably be displaced between the open position and a closed position of the plate slide.
  • the inlet socket and the outlet socket are connected to one another by the pipe bridge.
  • the inlet connector and the outlet connector are blocked from one another by the at least one blocking plate.
  • the blocking device When the plate slide is opened or closed, the blocking device is moved, preferably by a slide rod.
  • the travel between the open position and the closed position corresponds to a total stroke of the blocking device, in particular the slide rod.
  • the blocking device In the closed position the blocking device is arranged in a minimum stroke position and in the open position the blocking device is arranged in a maximum stroke position.
  • the blocking device has a stroke of 0 percent of the total stroke in the closed position and a stroke of 100 percent of the total stroke in the open position.
  • the stroke range in which the opening cross section of the outlet opening of the inlet connector influences an applied process pressure can include 0 percent up to 35 percent of the total stroke.
  • This stroke range corresponds to the opening phase of the knife gate valve.
  • the opening phase in which the moment of the first flow entry through the outlet opening of the inlet connection piece into the pipe bridge, can take place when the blocking device is lifted from 22 percent to 35 percent, in particular from 22 percent to 30 percent, of the total lift.
  • the moment of the first flow entry through the outlet opening of the inlet connection piece into the pipe bridge preferably takes place at a stroke of the blocking device of 23 percent to 28 percent, in particular of 24 percent to 26 percent of the total stroke.
  • the moment of the first occurs particularly preferably Flow entry through the inlet port exit orifice into the pipe bridge at a stroke of 25 percent of full stroke.
  • the outlet opening of the inlet connector and the inlet opening of the outlet connector preferably border on the blocking device.
  • Housing sealing seats are preferably located at the position of the outlet opening and the inlet opening in order to cooperate with the blocking device for sealing.
  • the knife gate valve is particularly preferably designed as a double knife gate valve.
  • the blocking device preferably has two blocking plates which are arranged concentrically in a plate cage.
  • the shut-off plates or the pipe bridge preferably lie against housing sealing seats in the closed or open position.
  • the guide element is designed in such a way that when the knife gate valve is opened, the outlet opening of the inlet connection piece can be released with a delay in relation to the inlet opening of the outlet connection piece.
  • the pipe bridge first intersects with the inlet opening of the outlet connection and then with the outlet opening of the inlet connection.
  • the guide element therefore first opens up an opening cross section of the inlet opening of the outlet connection piece into the pipe bridge and then the opening cross section of the outlet opening of the inlet connection piece.
  • the outlet opening of the inlet connection and the inlet opening of the outlet connection are preferably arranged concentrically. Due to the delayed release of the outlet opening of the inlet connection, at the moment when the flow first enters the pipe bridge, an opening cross section of the inlet opening of the outlet connection that is enlarged in relation to the outlet opening is available. This has the advantage that a fluid flow from the housing sealing seat at the outlet socket enters the pipe bridge in an offset manner and thus direct flow against the housing sealing seat is prevented. The erosion of The housing sealing seat is thereby at least reduced and the increased service life of the knife gate valve is increased.
  • the guide element is adapted in such a way that the opening cross section forms at least one gap between the pipe bridge and the inlet pipe at the moment of the first flow entry from the inlet pipe into the pipe bridge.
  • the gap preferably extends in one plane with the shut-off plate. The gap results in an opening cross section that is enlarged compared to the known punctiform opening cross section.
  • the guide element is preferably adapted in such a way that the gap is arcuate in sections and linear in sections.
  • the shape of the gap can thus connect different geometries. This is the case, for example, with a straight outer edge of the guide element.
  • a first long side of the gap is straight or linear and the opposite second long side of the gap is arcuate.
  • the straight long side is determined by the outer edge of the guide element and the arched, curved long side by the inner wall of the pipe bridge. Surprisingly, it has been shown that such a shape of the gap is particularly favorable in terms of flow technology.
  • the outer edge of the guiding element it is not necessary for the outer edge of the guiding element to lie in the plane of the outlet opening of the inlet connection.
  • the distance between the outer edge and the plane of the outlet opening is such that an unwanted passage of fluid in the initial phase when opening is avoided or at least significantly reduced and a shielding effect is created.
  • the guide element has at least one outer contour at the outlet opening of the inlet connection piece, which extends transversely to the opening and closing direction of the knife gate valve.
  • the transverse extension of the outer contour has the effect that part of the outlet opening of the inlet connector is shielded from the fluid flow.
  • the outer contour can have the straight outer edge already mentioned above, in particular a horizontally arranged straight outer edge.
  • the outer contour can have a curved outer edge.
  • the guide element has at least one outer contour at the outlet opening of the inlet connection, which corresponds to an inner contour of a passage of the pipe bridge.
  • the guide element has at least one outer contour at the position of the outlet opening of the inlet connection piece, the shape of which corresponds to an inner contour of a passage of the pipe bridge.
  • the outer contour of the guide element and the inner contour of the passage preferably adjoin one another in a longitudinal direction of the inlet connector. The pipe bridge can be moved relative to the inner contour of the passage transversely to the longitudinal direction of the inlet connection in relation to the outer contour of the guide element.
  • the outer contour of the guiding element is preferably an outer edge, which is arranged at the position, in particular in the longitudinal direction, of the outlet opening of the inlet connector.
  • the inner contour of the passage of the pipe bridge is preferably part of an inner circumference of the passage.
  • the passage is preferably an opening that extends through the pipe bridge and fluidly connects the inlet and outlet connectors to one another at least in the open position. During the opening process, at the moment when the flow first enters the passage of the pipe bridge, an elongate opening cross-section is released through which the fluid stream flows distributedly into the passage. This is the
  • the outer contour of the guide element and the inner contour of the passage of the pipe bridge preferably have the same, in particular the same, radius of curvature.
  • the outer contour of the guide element can be formed in the shape of a circular arc.
  • the inner contour of the passage of the pipe bridge can be circular.
  • the outer contour of the guide element is preferably convex. It is possible for sections of the outer contour of the guide element to have the same radius of curvature as the inner contour of the passage.
  • the passage of the pipe bridge is preferably cylindrical.
  • the passage is preferably part of a compensator unit of the pipe bridge.
  • the design of the outer and inner contour as a curve has the advantage that the opening cross-section of the outlet opening of the inlet connection is linear or gap-shaped at the moment when the flow first enters the passage of the pipe bridge and thus a comparatively calm inflow of the fluid flow is realized.
  • This also applies to the embodiment with a straight outer edge.
  • the outer contour extends inwards transversely to the longitudinal direction of the inlet connection piece, starting from the inner wall.
  • the outer contour of the guide element runs from the inner wall of the inlet connector transversely to the longitudinal direction into the interior of the inlet connector and thus reduces the outlet opening.
  • the outer contour of the guiding element is arranged in the longitudinal direction of the inlet connector at the position of the outlet opening.
  • the outer contour of the guiding element preferably has two ends which are in contact with the inner wall. Furthermore, the outer contour of the guide element preferably has at least one apex, which lies transversely to the longitudinal direction in the interior of the inlet connector. In other words, the apex is offset or spaced inwards from the inner wall of the inlet connection piece transversely to the longitudinal direction.
  • the guide element has a surface that is straight and protrudes along the direction of flow with increasing distance from the inner wall into the inlet connector.
  • the guide element is preferably a flat element that extends over a region of the inner wall of the inlet connection.
  • the guide element preferably has a hump-like shape.
  • the guide element is preferably a flat element that extends over a region of the inner wall of the inlet connection.
  • the surface of the guide element preferably has a convex curvature that extends into the interior of the inlet connector. The curvature of the surface preferably runs transversely and/or in the longitudinal direction of the inlet connection.
  • the surface of the guiding element preferably faces the interior of the inlet connection.
  • the guide element preferably terminates flush with the surface on the inner wall of the inlet connector.
  • the guide element can be formed from sheet metal. A cavity can be provided here between the guide element and the inner wall of the inlet connection.
  • the baffle may be formed from a solid material that fills a space between the surface of the baffle in the inner wall of the inlet port.
  • the curved surface advantageously has a flow-optimized shape, so that a pressure loss of the plate slide is kept low.
  • an increased dynamic pressure builds up as a result of the impacting fluid flow.
  • the curved shape has the advantage that the fluid flow does not impinge, as is the case with the baffle plate known from the prior art, and wear on the guide element is therefore reduced.
  • the same explanations apply to a guiding element with a straight surface which rises in the direction of flow, ie which protrudes into the interior of the inlet connection piece in a continuously increasing manner in the direction of flow.
  • the guide element is preferably designed to rise in the direction of flow towards the outlet opening of the inlet connector.
  • the guide element forms a ramp that rises in the direction of flow from the inner wall to the outlet opening of the inlet connector.
  • the guide element can run continuously, in particular evenly, rising towards the outlet opening.
  • the guide element extends at least partially in a longitudinal direction of the inlet connector and ends at the outlet opening of the inlet connector.
  • the guiding element has an end which is arranged in the longitudinal direction of the inlet connection at the position of the outlet opening.
  • the outer contour of the guide element is preferably formed at the end.
  • the guide element can extend in sections or over the entire length of the inlet connection.
  • the guide element can have a triangular cross section or form a triangular cross section together with the inner wall.
  • This embodiment is to be seen in connection with the directing element with a straight surface, which continuously projects further into the interior of the inlet connection piece in the direction of flow.
  • the guide element can have a triangular cross section, such as in the case of a solid guide element. If the guide element is designed as a metal sheet, the metal sheet and the inner wall together form the triangular cross section.
  • the triangular cross section can extend along the width, in particular the entire width of the guide element. It goes without saying that the size of the triangular cross-section varies in the circumferential direction of the inlet connection. If the triangular cross section extends along the width, in particular the entire width of the guide element, the result is that the guide element effects a gradual deflection of the fluid flow to shield the outlet opening.
  • a drainage gap is preferably formed between the guide element and the inner wall of the inlet connection piece.
  • the inlet connector and the outlet connector each have a sealing seat for the at least one shut-off plate.
  • the inlet connector and the outlet connector for a total of two shut-off plates each have a sealing seat in order to provide a tight connection in the closed position.
  • the guide element in particular the outer contour, is offset inwards at least in sections from the sealing seat of the outlet connection piece transversely to the longitudinal direction. This has the advantage that when the knife gate valve is opened, the opening cross section of the outlet opening of the inlet connection is released with a delay in relation to an opening cross section of the inlet opening of the outlet connection. This prevents direct flow against the sealing seat of the outlet connector and thus at least reduces or completely prevents erosion of the sealing seat.
  • an opening cross section of the inlet opening of the outlet connector is larger than the opening cross section of the outlet opening of the inlet connector when the knife gate valve is opened and/or in the open position of the knife gate valve.
  • the opening cross-section of the outlet opening of the inlet connection and the opening cross-section of the inlet opening of the outlet connection can be in a ratio of at least 1 to 2 ("1:2"). A larger ratio than 1 to 2 of the opening cross-sections is possible. The stated ratio refers to the areas the opening cross-sections.
  • the guiding device can have a further guiding element which is arranged in a direction of displacement of the blocking device between the blocking plate and the pipe bridge.
  • the further guide element forms a flow channel transversely to the direction of displacement, which connects the inlet port to the outlet port at least when the knife gate valve is opened.
  • the invention relates to a knife gate valve, in particular a double knife gate valve, for chemical and/or petrochemical industrial plants, comprising:
  • a slide housing which has an inlet connection with an outlet opening and an outlet connection with an inlet opening, which correspond to one another in an open position of the plate slide;
  • a blocking device with at least one blocking plate, in particular two blocking plates, and a pipe bridge, which are movably arranged for opening and closing the plate slide between the inlet and outlet;
  • At least one guiding device for the flow line At least one guiding device for the flow line.
  • the guiding device has at least one guiding element, which is arranged between the shut-off plate and the pipe bridge in a displacement direction of the blocking device, with the guiding element forming a flow channel transverse to the displacement direction, which at least when the plate slide valve is opened connects the inlet connection with the outlet connection.
  • the plate slide preferably has at least two guide elements, each of which forms a flow channel through the blocking device transversely to the direction of displacement.
  • the guide element is integrated into the blocking device, with the flow channel running completely through the blocking device transversely to the displacement direction.
  • the guide element is preferably formed by at least one piece of pipe.
  • the invention relates to a method for operating a knife gate valve, in particular one of the aforementioned type, for chemical and/or petrochemical industrial plants, in which the knife gate valve comprises a valve housing with an inlet connection and an outlet connection and a blocking device which is Slider housing is moved between an open position and a closed position for opening and closing the knife gate valve.
  • the blocking device has at least one blocking plate and a pipe bridge with a passage, which is arranged in the open position such that the inlet connection is connected to an outlet opening and the outlet connection to an inlet opening through the passage of the pipe bridge. In the closed position, the blocking device is arranged in such a way that the inlet connector and the outlet connector are blocked from one another by the blocking plate.
  • the knife gate valve has at least one guiding device with at least one guiding element for guiding the flow, which is arranged on an inner wall of the inlet connection and reduces the outlet opening of the inlet connection.
  • the opening cross section of the outlet opening of the inlet connection is released linearly, in particular uniformly, over the entire displacement path of the blocking device when the knife gate valve is opened.
  • the invention relates to a method for operating a knife gate valve, in particular according to one of the knife gate valves of the aforementioned type, for chemical and/or petrochemical industrial plants, in which the knife gate valve comprises a valve body with an inlet connection and an outlet connection and a blocking device which in the slide housing is shifted between an open position and a closed position for opening and closing the knife gate valve.
  • the blocking device has at least one blocking plate and a pipe bridge with a passage, which is arranged in the open position such that the inlet connection is connected to an outlet opening and the outlet connection to an inlet opening through the passage of the pipe bridge.
  • the blocking device In the closed position, the blocking device is arranged in such a way that the inlet connector and the outlet connector are blocked from one another by the blocking plate.
  • the plate slide has at least one guiding device with at least one guiding element for guiding the flow, which is arranged in a direction of displacement of the blocking device between the blocking plate and the pipe bridge.
  • the guide element forms a flow channel transverse to the direction of displacement, which connects the inlet connector to the outlet connector when the blocking device is moved from the closed position to the open position before the passage of the pipe bridge releases an opening cross section of the outlet opening of the inlet connector.
  • the methods for operating the knife gate valve reference is made to the advantages explained in connection with the knife gate valves.
  • the methods can alternatively or additionally have individual features or a combination of several features mentioned above in relation to the knife gate valve.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a plate slide according to a preferred embodiment of the invention, with a locking device of the plate slide being in a closed position;
  • FIG. 2 shows a perspective detailed view of an inlet connection with a guide device of the knife gate valve according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a longitudinal section through the knife gate valve according to FIG. 1, the locking device of the knife gate valve being in a position at which only the inlet opening of the outlet socket of the knife gate valve is connected to the passage of the pipe bridge;
  • FIG. 4 shows a perspective detailed view of the inlet connection and the guiding device of the knife gate valve according to FIG. 1, with an opening cross section of the outlet opening of the inlet connection being shown in the position according to FIG. 3;
  • Fig. 5 is a schematic representation to illustrate the
  • Fig. 7 is a perspective detail view of the inlet port and the
  • FIG. 8 is a diagram showing the opening phase of the outlet opening of the inlet port of the knife gate valve according to FIG. 1;
  • FIG. 9 is a plan view of a disk gate valve according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 shows a perspective, partially transparent view of a blocking device of the knife gate valve according to FIG. 9.
  • FIG. 11 shows a plan view of a knife gate valve in the area of the inlet connection according to a further exemplary embodiment according to the invention, in which the guiding element has a straight outer edge;
  • FIG. 12 shows a perspective view of the knife gate valve according to FIG. 11 in the area of the inlet connection
  • FIG. 13 shows a section of the inlet connection piece of the knife gate valve according to FIG. 11;
  • FIG. 14 is a perspective view of the sectioned inlet port of FIG. 13 and associated sectioned outlet port and
  • Fig. 15 is a schematic representation to illustrate the
  • FIG. 11 Opening cross-section of the outlet opening of the inlet connection according to FIG. 11 in a position that shows the moment of the first flow entry into the pipe bridge.
  • the same reference numbers are used for the same parts and parts with the same effect.
  • 1 to 7 show a knife gate valve 10 according to a preferred embodiment of the present invention, the knife gate valve 10 being a double knife gate valve.
  • the plate slide valve 10 has a slide housing 11 which fluid-tightly surrounds built-in components located in the slide housing 11 .
  • the slide housing 11 has an inlet connection 12 and an outlet connection 14 .
  • the inlet and outlet sockets 12, 14 are each designed as pipe sockets. In the installed state, the inlet and outlet connectors 12, 14 are flanged to corresponding lines (not shown), for example a transfer line or a decoking line.
  • the inlet socket 12 has an outlet opening 13 and the outlet socket 14 has an inlet opening 15, which correspond to one another when the knife gate valve 10 is in an open position.
  • the inlet and outlet ports 12, 14 lie on a common longitudinal axis.
  • the gate valve 10 has a blocking device 16 which comprises two blocking plates 17 and a pipe bridge 18 .
  • the shut-off plates 17 are placed in a plate cage 34 .
  • the shut-off plates 17 are arranged concentrically and parallel to one another and shut off the inlet and outlet sockets 12, 14 in a closed position.
  • the shut-off plates 17 are placed loosely in the plate cage 34 so that they can be moved in the axial direction, i.e. perpendicular to the surface of the shut-off plates 17.
  • the blocking device 16 can be displaced transversely to the longitudinal axis of the sockets 12, 14. This is used to press the shut-off plates 17 in the closed position against the housing sealing seats 29 provided on the valve housing 11 .
  • a spreading element 35 is arranged between the two shut-off plates 17 and is connected to a slide rod 36 .
  • the slide rod 36 is mounted in the slide housing 11 in a fluid-tight manner and can be moved in the longitudinal direction by a drive (not shown).
  • the spreading element 35 has an inner wedge 37 which is arranged in an outer wedge 38 on the inside of the shut-off plates 17 .
  • a centering ball 39 is arranged between the jaws of the inner wedge 37 in order to center the expansion element 35 .
  • the pipe bridge 18 is firmly connected to the plate basket 34.
  • the pipe bridge 18 is on one of the slide rods 36 arranged on the opposite side of the disk basket 34 .
  • the pipe bridge 18 has a passage 26 which is aligned with the inlet and outlet sockets 12, 14 in the open position.
  • the pipe bridge 18 is connected to the plate cage 34 in such a way that it can be moved into the open or closed position together with the plate cage 34 by actuating the slide rod 36 .
  • the plate basket 34 and the pipe bridge 18 are moved between two guide plates arranged in parallel.
  • the pipe bridge 18 has a compensator unit 41 which includes the passage 26 .
  • the compensator unit 41 has two sealing rings 42 which are arranged concentrically and spaced apart from one another in the axial direction.
  • a compensator shaft 43 is arranged between the two sealing rings 42 . In the present exemplary embodiment, this has a multi-wave design. Single-shaft compensator shafts are also possible, especially with smaller nominal diameters.
  • 1, 3 and 6 show an opening process of the gate valve 10, in which the blocking device 16 is moved from the closed position to the open position.
  • the blocking device 16 is movably arranged between the inlet and outlet connections 12 , 14 .
  • the knife gate valve 10 also includes a guide device 19 for guiding an inflowing fluid flow.
  • the guiding device 19 has a guiding element 21 which is arranged on an inner wall 22 of the inlet connector 12 .
  • the guide element 21 is arranged on the pipe bridge side on the inner wall 22 of the inlet connection piece 12 as viewed in the displacement direction of the blocking device 16 .
  • the inner wall 22 of the inlet connector 12 is cylindrical.
  • the inner wall 22 of the inlet connector 12 has an inner circumference on which the guide element 21 rests.
  • the guide element 21 extends in a longitudinal direction of the inlet connection 12 and ends at the position of the outlet opening 13 of the inlet connection 12.
  • the guide element 21 extends almost over the entire length of the inlet connection 12
  • the guiding element 21 rises towards the outlet opening 13 of the inlet connection 12 .
  • the guide element 21 is designed to run obliquely into the interior of the inlet connector 12 toward the outlet opening 13 .
  • the guide element 21 is designed in the form of a ramp towards the outlet opening 13 of the inlet connector 12 .
  • the guiding element 21 has a surface 28 which faces the interior of the inlet connection piece 12 . During operation, this is in contact with the fluid or a fluid flow.
  • the surface 28 ends flush with the inner wall 22 of the inlet connector 12 . This can be clearly seen in FIGS. 2 and 4.
  • the surface 28 covers a portion of the inner wall 22.
  • the surface 28 of the guide element 21 is curved.
  • the guide element 21 is hump-shaped due to the curved surface 28 .
  • the guide element 21 is a flat element that extends over an area of the inner wall 22 of the inlet connector 12 .
  • the surface 28 of the guide element 21 specifically has a convex curvature transverse to the longitudinal direction of the inlet connection piece 12 , which extends into the interior of the inlet connection piece 12 .
  • the guide element 21 is partially shell-shaped.
  • the guide element 21 is made of sheet metal. In other words, the guide element 21 forms a guide plate. It is possible for the guide element 21 to be in the form of a guide plate. In contrast to the baffle, a baffle has a greater wall thickness. Alternatively, the guide element 21 can be formed from a solid material that completely fills a space between the surface 28 and the inner wall 22 of the inlet connector 12 .
  • the guide element 21 ends in the longitudinal direction at the position of the outlet opening 13 of the inlet connection 12. At this position, the guide element 21 has an outer contour 24 which corresponds to an inner contour 25 of the passage 26 of the pipe bridge 18. The inner contour 25 and the outer contour 24 are arranged adjacent in the longitudinal direction of the inlet connection piece 12 .
  • the inlet connector 12 has one of the two sealing seats 29 at the position of the outlet opening 13 . Opposite the exit opening 13 along the common longitudinal axis the outlet connector 14 has another of the two sealing seats 29 at the position of the inlet opening 15 .
  • the guide element 21 is offset by the shape of the outer contour 24 from the sealing seat 29 of the outlet connector 14 and in particular from the sealing seat 29 of the inlet connector 12, transversely to the longitudinal direction inwards.
  • the outer contour 24 of the guide element 21 forms an outer edge.
  • the outer contour 24 of the inlet connector 12 forms the inner contour 25 of the passage 26 of the pipe bridge 18 .
  • the inner contour 25 is a circular, in particular circular, inner circumference of the passage 26.
  • the outer contour 24 of the guide element 21 is therefore formed in the shape of a circular arc.
  • the outer contour 24 of the guide element 21 forms a circular arc section.
  • the outer contour 24 of the inlet connector 12 and the inner contour 24 of the passage 26 of the pipe bridge 18 have the same radius of curvature.
  • the outer contour 24 of the guide element 21 terminates at the inner wall with two ends, with an intermediate apex being arranged transversely to the longitudinal direction in the outlet opening 13 .
  • the outer contour 24 of the guide element 21 is therefore convexly curved.
  • the outlet opening 13 of the inlet connector 12 is reduced by the guide element 21 , since the guide element 21 protrudes with the outer contour 21 into the outlet opening transversely to the longitudinal direction of the connector 12 . Due to the specially shaped outer contour 24 of the guide element 21, which corresponds to the adjacent inner contour 25 of the pipe bridge 18, when the knife gate valve opens, an opening cross section 23 of the outlet opening 13 of the inlet connection 12 is at the moment of the first flow entry from the inlet connection 12 into the passage 26 of the pipe bridge 18 enlarged.
  • the guide element 21 is designed in such a way that at the moment when the flow first enters the pipe bridge 28 from the inlet connection piece 12, the opening cross section 23 of the outlet opening 13 of the inlet connection piece 12 forms a cross-sectional shape that deviates from a punctiform cross section. This corresponds, for example, to an enlarged opening cross section.
  • the opening cross section 23 is linear at the moment of the first flow entry from the inlet connector 12 into the pipe bridge 18 .
  • the opening cross-section can at the moment of the first flow entry from the Inlet sockets in the passage 26 of the pipe bridge 18 have a passage area that covers a greater extent than a punctiform opening.
  • the opening cross section 23 forms a gap at the moment of the first flow entry from the inlet connector 12 into the passage 26 of the pipe bridge 18 .
  • the gap is arcuate. In other words, the gap is annular. Alternatively or additionally, the gap can be linear, at least in sections.
  • the opening cross section 23 of the outlet opening 13 of the inlet connector 12 is currently and during the entire opening process by an inner circumference of the inner wall 22 of the inlet connector 12, the outer contour 24 of the guide element 21 and the inner contour 25 of the passage 26 of the pipe bridge 18 delimited.
  • the inner circumference of the inner wall 22 of the inlet socket 12, the outer contour 24 of the guide element 12 and the inner contour 25 of the passage 26 of the pipe bridge 18 define the size of the opening cross section 23 of the outlet opening 13 of the inlet socket 12 into the pipe bridge 18 when the knife gate valve is opened and closed .
  • the opening cross section 23 of the outlet opening 13 of the inlet connection 12 is always smaller than an opening cross section 31 of the inlet opening 15 of the outlet connection 14. This can be seen as an example in Fig. 3.
  • Opening cross section 23 of the outlet opening 13 of the inlet connection 12 is released, which is defined by the outer contour 24 of the guide element 21 and the inner contour 25 of the passage 26 of the pipe bridge 18 adjoining it.
  • Fig. 1 the gate valve 10 is shown in the closed position.
  • FIG. 4 and FIG. 5 the linear or gap-shaped opening cross-section 23 can be seen at the moment when the fluid flow first enters the passage 26 of the pipe bridge 18 .
  • the opening cross-section 23 which is enlarged compared to a punctiform opening, the fluid mixed with particles flows distributed over the opening cross-section 23 into the passage 26 of the pipe bridge 18. The flow speed of the fluid stream is thereby reduced in comparison to the punctiform opening.
  • the guide element 21 in the inlet connection 12 releases the outlet opening 13 with a delay in relation to the inlet opening 15 of the outlet connection 14, as can be seen clearly in FIG. 3 or in the diagram according to FIG.
  • the curve Kl represents the area of the opening cross section 32 of the inlet opening 15 of the outlet connection 14 as a function of the flow position of the blocking device 16 or the slide rod 36.
  • the curve K2 represents the area of the opening cross section 23 of the outlet opening 13 of the inlet connection 12 depending on the flow position of the blocking device 16 or the slide rod 36. From above it is clearly evident that at the moment of the first flow entry there is already a passage opening from the passage 26 into the outlet connection piece 14. The delayed inflowing fluid flow is thereby discharged through the opening cross section 31 of the inlet opening 15 of the outlet connection 14 quickly and without subjecting the sealing seat 29 on the outlet connection 14 to an excessively abrasive load.
  • the opening cross section 23 is released continuously, in particular uniformly.
  • the path of travel between the open position and the closed position, which the locking device 16 covers, e.g. during the opening process, corresponds to a total stroke of the locking device 16, in particular of the slide rod 36.
  • the locking device 16 In the closed position, the locking device 16 is arranged at a minimum stroke position and the locking device is in the open position 16 arranged at a maximum lift position.
  • the blocking device 16 has an Fstroke of 0 percent of the total stroke in the closed position and a Fstroke of 100 percent of the total stroke in the open position.
  • the stroke range in which the opening cross section 23 of the outlet opening 13 of the inlet connector 12 influences an applied process pressure can include 0 percent up to 35 percent of the total stroke.
  • This stroke range corresponds to the opening phase of the gate valve 10.
  • the opening phase in which the moment of the first flow entry through the outlet opening 13 of the Inlet connector 12 is in the pipe bridge 18, can be done at a stroke of the locking device 16 from 22 percent to 35 percent, in particular from 22 percent to 30 percent of the total stroke.
  • the moment of the first flow entry through the outlet opening 13 of the inlet connection 12 into the pipe bridge 18 preferably occurs at a stroke of the blocking device 16 of 23 percent to 28 percent, in particular 24 percent to 26 percent of the total stroke.
  • the moment of the first flow entry through the outlet opening 13 of the inlet connection 12 into the pipe bridge 18 occurs at a lift of 25 percent of the total lift.
  • FIGS. 9 and 10 show another embodiment of a knife gate valve 10 according to the invention, which differs from the knife gate valve 10 according to FIGS. Only the distinguishing features of the plate slide 10 according to FIGS. 9 and 10 are described below. All features of the knife gate valve 10 according to FIGS. 9 and 10 which are not described are identical to those of the knife gate valve 10 according to FIGS.
  • the gate valve 10 has a plurality of guide elements 2 which are arranged between the two shut-off plates 17 and the pipe bridge 18 in a displacement direction of the blocking device 16 .
  • the guide elements 2 each form a flow channel 32 transverse to the direction of displacement, which connects the inlet connector 12 to the outlet connector 14 at least when the knife gate valve 10 is opened.
  • the respective flow channel 32 penetrates the blocking device 16 transversely to the displacement direction of the blocking device 16. In other words, the respective flow channel 32 extends in the longitudinal direction of the inlet and outlet sockets 12, 14.
  • the knife gate valve 10 has a total of two guide elements 2, each forming a flow channel 32 .
  • the guide elements 21 are tubular. Specifically, the guide elements 2 are formed by pieces of pipe that are integrated into the blocking device 16 . Alternatively, the guide elements 2 can be formed by profile pieces of pipe.
  • the guide elements 2 run parallel through the blocking device 16 .
  • the guide elements 2 are arranged lying on a common plane between the shut-off plates 17 and the pipe bridge 18 . As shown in FIG. 10, the guide elements 2 are arranged in the disk basket 34. FIG. This means that when the blocking device 16 moves between the open and closed position and vice versa, the guide elements 2 are moved along with the blocking device 16 .
  • the exemplary embodiment according to FIGS. 11 to 17 differs from the exemplary embodiment according to FIGS. 11 to 17 are transferrable and are disclosed and claimed in connection with the exemplary embodiment according to FIGS.
  • the knife gate valve 10 has a valve housing 11 with an inlet connection 12.
  • In the inlet connection 12 delimits an outlet opening 13 which is aligned with the inlet opening 15 of the corresponding outlet connection 14 .
  • a blocking device 16 which includes blocking plates 17 and a pipe bridge 18 , is provided for actuating the plate slide 10 .
  • the inlet socket 12 On the side of the pipe bridge, the inlet socket 12 has a guide device 19 with a guide element 21 .
  • the difference from the guide element 21 according to FIGS. 1 to 7 is that the outer contour 24 of the guide element 21 according to FIGS. 11 to 15 forms a straight outer edge. It has been shown that the flow conditions in the initial phase of opening the knife gate valve as 10 are improved by the straight outer edge.
  • the straight outer edge extends practically on the same plane as the peripheral boundary of the outlet opening 13.
  • the straight outer edge runs essentially perpendicular to the opening and closing direction of the locking device 16. This is also shown in the schematic representation according to 15 clearly visible.
  • the surface of the guide element, the surface 28 of the guide element 21 is also straight, i.e. not curved.
  • the guide element 21 protrudes into the interior of the inlet connection 12.
  • the surface 28 is arranged at an incline in relation to the inner wall of the inlet connection 12.
  • the distance between the surface 28 and the inner wall of the inlet nozzle 12 increases in the direction of flow, i. H. in the direction of the outlet opening 13 continuously.
  • This shape of the guide element 21 can be seen clearly in the cross section according to FIG.
  • the distance of the surface 28 from the inner wall of the inlet nozzle 12 is maximum at the straight outer edge.
  • This shape of the guide element 21 can be seen clearly in the cross section according to FIG.
  • FIGS. 13, 14 show the triangular cross section of the guide element 21.
  • the guide element 21 is made of solid material, ie it is solid.
  • the guiding element 21 can comprise a metal sheet that is connected to the inner wall of the inlet connection piece 12 .
  • the triangular cross-section is formed by the inner wall of the inlet port 12 and the baffle.
  • the surface 28 is straight.
  • the triangular cross section of the guide element 21 thus extends over its entire width.
  • the surface 28 has the same slope at all points.
  • a drainage gap 24 is shown, which is between the back of the guide element 21, i. H. on the side facing away from the surface 28 and the inner wall of the inlet connection 12 extends. Liquid, for example condensate, can drain through the drain gap 24 .
  • a fastening means 45 for example in the form of a cam, is provided for fastening the guide element 21 in the inlet connection piece 12, which means firmly or detachably connects the guide element to the inlet connection piece 12.
  • Other fastening means are possible.
  • the guide element 21 can be welded into the inlet port.
  • the cam is hook-shaped so that the guide element 21 can be placed on it with a corresponding receiving opening.
  • Other cam shapes are possible.
  • the cam can be straight in the case of smaller nominal diameters.
  • the surface 28 is designed to be wear-resistant.
  • hardfacing can be provided on the surface 28 by build-up welding.
  • the opening cross section 23 shows the shape of the opening cross section 23 in the initial phase of opening, when the fluid connection between the inlet connector 12 and the outlet connector 14 is established and a partial area of the through-opening 26 of the pipe bridge 18 is released.
  • the opening cross section 23 has a combined linear and arcuate shape.
  • the opening cross section 23 is designed as a gap in the shape of a segment of a circle.
  • the straight side of Opening cross section 23 (chord) is limited by the straight outer edge of the outer contour 24.
  • the curved side (arc) of the opening cross section 23 is determined by the radius of curvature 27 of the pipe bridge 18 .
  • the opening of the outlet opening 13 is delayed by the guide element 21 to such an extent that the inlet opening 15 of the outlet connection piece 14 is opened wider than the outlet opening 13 of the inlet connection piece 12 before the flow passage begins.
  • the straight outer edge means that the opening cross section is enlarged compared to the prior art, so that the undesired nozzle effect in the initial opening phase is reduced.
  • the particle flow in the initial phase of opening a knife gate valve constructed according to the prior art without the invention is such that particles collect in the pipe bridge during opening and relatively few particles enter the pipe bridge 18 into the outlet nozzle 14 at high speed. In comparison, fewer particles get into the pipe bridge 18 if a guiding element 21 according to FIGS. 11 to 15 is provided, which shields the outlet opening 13 of the inlet connection 12 in the initial phase. The particle stream can pass almost unhindered through the inlet opening 15 , which is more open than the outlet opening 13 .

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Plattenschieber (10) für chemische und/oder petrochemische Industrieanlagen, umfassend: - ein Schiebergehäuse (11), das einen Einlassstutzen (12) mit einer Ausgangsöffnung (13) und einen Auslassstutzen (14) mit einer Eingangsöffnung (15) aufweist, die in einer Offenstellung des Plattenschiebers (10) miteinander korrespondieren; - eine Sperreinrichtung (16) mit wenigstens einer Absperrplatte (17) und einer Rohrbrücke (18), die zum Öffnen und Schließen des Plattenschiebers (10) zwischen dem Ein- und Auslassstutzen (12, 14) beweglich angeordnet ist; und - wenigstens eine Leiteinrichtung (19) zur Strömungsleitung, wobei die Leiteinrichtung (19) wenigstens ein Leitelement (21) aufweist, das an einer Innenwand (22) des Einlassstutzens (12) angeordnet ist und die Ausgangsöffnung (13) des Einlassstutzens (12) derart verkleinert, dass beim Öffnen des Plattenschiebers (10) ein Öffnungsquerschnitt (23) der Ausgangsöffnung (13) im Moment eines anfänglichen, insbesondere ersten, Strömungseintritts in die Rohrbrücke (18) vergrößert ist.

Description

Plattenschieber, Betriebsverfahren und Verwendung
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft einen Plattenschieber, ein Verfahren zum Betreiben eines Plattenschiebers und die Verwendung eines Plattenschiebers. Ein Plattenschieber nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist beispielsweise aus DE 10 2016 111 169 Al bekannt. Generell werden an Schieberventile, die beispielsweise zur Verwendung in einem Verkokungs- und/oder Crackverfahren, hohe Anforderungen an die Dichtigkeit und Langlebigkeit gestellt. Neben Flüssigkeiten bzw. Gasen kann das durch solche Schieberventile geleitete, unter Druck stehende Fluid auch Feststoffe, beispielsweise Klei nstpartikel, wie Verunreinigungen, Staub, Ruß und Rückstände beispielsweise aus einem Verkokungsverfahren oder einem Crackverfahren enthalten.
Häufig sind derartige Schieberventile als Plattenschieber ausgebildet, wobei vorwiegend Einplattenschieber oder Doppelplattenschieber zum Einsatz kommen. Besonders bewährt haben sich für den Einsatz in Ethylenanlagen Doppelplattenschieber, deren Grundprinzip auf eine von der Anmelderin entwickelte Technologie zurückgeht. Bei derartigen Plattenschiebern werden die Schieberplatten in der Absperrstellung durch ein dazwischen angeordnetes Spreizorgan, konkret eine Keil-in-Keilanordnung, bei Betätigung einer mit dem Spreizorgan verbundenen Schieberstange auseinandergedrückt und an die entsprechenden Gehäusedichtsitze zur Verbesserung der Dichtwirkung gepresst. Ein derartiger Plattenschieber ist aus EP 0 450 646 A2 der Anmelderin bekannt.
Als besonderes Problem bei solchen Plattenschiebern hat sich die Erosion der Gehäusedichtsitze durch die in dem durchströmenden Fluid enthaltenen Partikel herausgestellt. Dabei entsteht in der Anfangsphase des Öffnungsvorgangs des Plattenschiebers ein punktförmiger Durchtritt, der aufgrund des unter Druck stehenden Fluides, einen Fluidstrom mit sehr hoher Geschwindigkeit bildet. Dieser Fluidstrom verursacht durch die enthaltenen Partikel starke Erosionserscheinungen an den Gehäusedichtsitzen, besonders an dem Gehäusedichtsitz des Auslassstutzens des Schiebers. Die Dichtwirkung verschlechtert sich dadurch während der Einsatzzeit der Plattenschieber, sodass der Wartungsaufwand erhöht sowie die Lebensdauer der Plattenschieber verkürzt ist.
Um der Erosion der Gehäusedichtsitze entgegen zu wirken, wurde beispielsweise ein Plattenschieber entwickelt, der mit Hilfe eines Prallblechs den Fluidstrom mit den enthaltenen Partikeln derart umlenkt, dass besonders in der Anfangsphase des Öffnungsvorgangs, in der durch den punktförmigen Öffnungsquerschnitt eine sehr hohe Strömungsgeschwindigkeit herrscht, eine direkte Anströmung des auslassseitigen Gehäusedichtsitzes verhindert wird. Ein solcher Plattenschieber ist beispielsweise aus der eingangs genannten DE 10 2016 111 169 Al bekannt.
Der Plattenschieber aus DE 10 2016 111 169 Al hat allerdings den Nachteil, dass das Prallblech durch den Partikel enthaltenden Fluidstrom einer hohen Abrasionsbelastung ausgesetzt ist. Des Weiteren bewirkt das Prallblech durch die Umlenkung eine erhöhte Turbulenz des Fluidstroms in dem Plattenschieber, sodass ein Druckverlust durch den Plattenschieber erhöht ist sowie weitere Komponenten des Plattenschiebers durch die Strömungsumlenkung abrasiv belastet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen verbesserten Plattenschieber anzugeben, der eine erhöhte Lebensdauer und eine erhöhte Erosionsbeständigkeit aufweist. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Plattenschiebers und die Verwendung eines Plattenschiebers anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe im Hinblick auf den Plattenschieber durch den Gegenstand des Anspruchs 1 oder 17 gelöst. Mit Blick auf das Verfahren wird die vorstehend genannte Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 20 oder 22 gelöst. Hinsichtlich der Verwendung wird die vorstehend genannte Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 23 gelöst.
Konkret wird die Aufgabe durch einen Plattenschieber für chemische und/oder petrochemische Industrieanlagen, umfassend: - ein Schiebergehäuse, das einen Einlassstutzen mit einer Ausgangsöffnung und einen Auslassstutzen mit einer Eingangsöffnung aufweist, die in einer Offenstellung des Plattenschiebers miteinander korrespondieren;
- eine Sperreinrichtung mit wenigstens einer Absperrplatte und einer Rohrbrücke, die zum Öffnen und Schließen des Plattenschiebers zwischen dem Ein- und Auslassstutzen beweglich angeordnet ist; und
- wenigstens eine Leiteinrichtung zur Strömungsleitung.
Erfindungsgemäß weist die Leiteinrichtung wenigstens ein Leitelement auf, das an einer Innenwand des Einlassstutzens angeordnet ist und die Ausgangsöffnung des Einlassstutzens derart verkleinert, dass beim Öffnen des Plattenschiebers ein Öffnungsquerschnitt der Ausgangsöffnung im Moment eines anfänglichen, insbesondere ersten, Strömungseintritts in die Rohrbrücke vergrößert ist.
Der Fluidstrom umfasst Prozessmedien wie Dampf und/oder Kohlenwasserstoffe. Der Einlassstutzen kann auch als Eintrittsflansch und der Auslassstutzen als Austrittsflansch bezeichnet werden.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass beim Öffnen des Plattenschiebers im Moment des ersten Strömungseintritts, d.h. im Moment der Bildung einer Durchtrittsöffnung, von dem Einlassstutzen in die Rohrbrücke die Strömungsgeschwindigkeit eines einströmenden, mit Partikel versetzten Fluidstroms durch den vergrößerten Öffnungsquerschnitt verringert ist. Im Unterschied zum Plattenschieber aus DE 10 2016 111 169 Al ist erfindungsgemäß im Öffnungsmoment ein vergrößerter Öffnungsquerschnitt an der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens in die Rohrbrücke bereitgestellt. Dadurch strömt das Fluid im Öffnungsmoment über einen vergleichsweise größeren Öffnungsquerschnitt verteilt in die Rohrbrücke ein. Dies hat den Vorteil, dass ein Düseneffekt, wie dieser bei dem Plattenschieber gemäß DE 10 2016 111 169 Al vorliegt, verringert oder sogar verhindert ist. Dadurch ist beispielsweise ein Gehäusedichtsitz, der dem Öffnungsquerschnitt der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens in Strömungsrichtung gegenüber angeordnet ist, bzw. ein auslassseitiger Gehäusedichtsitz vor einer punktuellen Anströmung durch den mit Partikel beladenen Fluidstrom geschützt. Eine Erosion des Gehäusedichtsitzes ist somit verhindert oder zumindest stark reduziert, sodass der Plattenschieber eine erhöhte Funktionssicherheit sowie eine erhöhte Lebensdauer aufweist. Das Leitelement verkleinert die Ausgangsöffnung des Einlassstutzens derart, dass der Öffnungsquerschnitt der Ausgangsöffnung im Moment des ersten Strömungseintritts in die Rohrbrücke vergrößert ist. Mit anderen Worten ragt das Leitelement in die Ausgangsöffnung ein, um die Ausgangsöffnung zu verkleinern. Oder anders gesagt, begrenzt das Leitelement die Ausgangsöffnung, sodass diese verkleinert ist. Das Leitelement kann die Ausgangsöffnung des Einlassstutzens bis zu 10 Prozent, insbesondere bis zu 7 Prozent verkleinern. Bevorzugt verkleinert das Leitelement die Ausgangsöffnung des Einlassstutzens bis zu 5 Prozent. Um den Öffnungsquerschnitt zu vergrößern, weist das Leitelement eine bestimmte Form auf, die vorzugsweise an eine Innenkontur der Rohrbrücke angenähert ist. Dies bedeutet, dass das Leitelement einerseits durch seine Erstreckung quer zu einer Längsrichtung des Einlassstutzens die Ausgangsöffnung verengt und andererseits durch seine Form den Öffnungsquerschnitt der Ausgangsöffnung in die Rohrbrücke in der Öffnungsphase vergrößert.
Das Leitelement ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass im Moment des ersten Strömungseintritts von dem Einlassstutzen in die Rohrbrücke der Öffnungsquerschnitt der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens eine von einem punktförmigen Querschnitt abweichende Querschnittsform bildet. Dies entspricht beispielsweise dem vergrößerten Öffnungsquerschnitt. Bevorzugt weist der Öffnungsquerschnitt im Moment des ersten Strömungseintritts von dem Einlassstutzen in die Rohrbrücke wenigstens eine Durchtrittsfläche auf. Der Öffnungsquerschnitt weist hier eine größere Erstreckung als eine punktförmige Öffnung auf. Besonders bevorzugt bildet der Öffnungsquerschnitt im Moment des ersten Strömungseintritts von dem Einlassstutzen in die Rohrbrücke wenigstens einen Spalt. Der Spalt ist bevorzugt abschnittsweise bogenförmig. Mit anderen Worten ist der Spalt vorzugsweise abschnittsweise kreissegmentförmig. Alternativ oder zusätzlich kann der Spalt zumindest abschnittsweise linear sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Öffnungsquerschnitt im Moment des ersten Strömungseintritts von dem Einlassstutzen in die Rohrbrücke linienförmig sein. Andere Geometrien des Öffnungsquerschnitts sind möglich.
Das Leitelement weist bevorzugt an der Position der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens eine an eine Innenkontur, insbesondere einen Innenumfang, der Rohrbrücke angeglichene Form aufweisen, um den Öffnungsquerschnitt zu vergrößern. Der Öffnungsquerschnitt ist im Moment und während des gesamten Öffnungsvorganges durch eine Kontur der Innenwand des Einlassstutzens, das Leitelement und die Rohrbrücke, insbesondere eine Innenkontur der Rohrbrücke, begrenzt. Mit anderen Worten definieren eine Kontur der Innenwand des Einlassstutzens, das Leitelement und die Rohrbrücke beim Öffnen und Schließen des Plattenschiebers die Größe des Öffnungsquerschnitts der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens.
Die vorzugsweise an die Innenkontur der Rohrbrücke angenäherte Form des Leitelements ist eine Möglichkeit, um den Öffnungsquerschnitt der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens zu vergrößern. Eine weitere Möglichkeit, um den Öffnungsquerschnitt zu vergrößern, besteht darin, eine Außenkontur des Leitelements mit einer geraden Außenkante auszubilden. Die Außenkante erstreckt sich vorzugsweise quer zur Öffnungs- und Schließrichtung des Plattenschiebers. Allgemein weicht die Form des Leitelements, konkret der Außenkante des Leitelements von der Form der Innenwand des Einlassstutzens ab.
Die Form des Leitelements, konkret der Außenkante des Leitelements weicht von der Form der Innenwand des Einlassstutzens derart ab, dass ein düsenförmiger Öffnungsquerschnitt der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens des Plattenschiebers vermieden oder zumindest schneller als im Stand der Technik aufgehoben wird, der im Stand der Technik beim Überlappen der Rohrbrücke und des Einlasstutzens auf Grund der jeweils entgegengesetzten Krümmungen der Innenwände entsteht. Vermieden wird ein düsenförmiger, punktueller Öffnungsquerschnitt, wenn bspw. das Leitelement, konkret die Außenkante des Leitelements und die Rohrbrücke gleiche Krümmungradien aufweisen, die zu einem linienförmigen Öffnungsquerschnitt führen. Schneller als im Stand der Technik aufgehoben wird ein düsenförmiger, punktueller Öffnungsquerschnitt, wenn bspw. das Leitelement, konkret die Außenkante des Leitelements gerade ausgebildet ist, da sich dann der Öffnungsquerschnitt schneller vergrößert als im Stand der Technik.
Allgemein kommt es zu einem, im Vergleich zum Stand der Technik zeitlich verzögerten, anfänglichen Strömungseintritt. Die zeitliche Verzögerung bewirkt, dass der Öffnungsquerschnitt in der Anfangsphase des Öffnens so vergrößert werden kann, bis ein wirksamer Strömungsdurchtritt beginnt, ohne dass die schädliche Düsenwirkung auftritt. Die Düsenwirkung wird zumindest verringert.
Die zeitliche Verzögerung der Öffnung des Einlassstutzens hat den weiteren Effekt, dass der Auslassstutzen relativ zum Einlassstutzen zum selben Zeitpunkt weiter geöffnet ist. Der Öffnungsquerschnitt des Auslassstutzens ist zum selben Zeitpunkt deshalb größer als Öffnungsquerschnitt des Einlassstutzens.
Die Erfindung hat also zwei Wirkungen. Am Einlasstutzen verhindert das Leitelement die Bildung einer düsenförmigen „punktuellen" Öffnung bzw. vergrößert die Öffnung schneller als im Stand der Technik. Am Auslassstutzen führt die Erfindung dazu, dass der Öffnungsquerschnitt des Auslassstutzens zum selben Zeitpunkt größer als der Öffnungsquerschnitt des Einlassstutzens ist, weil das Leitelement die Öffnung des Einlasstutzen verzögert. Der Auslassstutzen ist relativ zum Einlassstutzen zum selben Zeitpunkt weiter geöffnet.
In beiden Fällen, d.h. bei gerader oder gekrümmter Außenkante, bzw. allgemein im Zusammenhang mit der Erfindung ist das Leitelement, konkret die Außenkante des Leitelements so nah an der von der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens aufgespannten Ebene angeordnet, dass das Leitelement die Auslassöffnung beim Öffnen des Plattenschiebers gegen den Durchtritt des Fluidstroms zumindest temporär abschirmt. Damit wird vermieden, dass beim Öffnen sofort ein Fluidstrom durch die Ausgangsöffnung tritt und die erfindungsgemäße Wirkung zerstört wird. Für die Abschirmwirkung muss das Leitelement nicht zwingend direkt an die Ebene angrenzen bzw. die Sperreinrichtung berühren. Ein geringer Abstand zwischen dem Leitelement, konkret seiner Außenkante, und der Ebene ist möglich, sofern kein signifikanter Fluidstrom, bspw. durch Turbulenzen, dadurch am Leitelement vorbei durch den Plattenschieber gelangt, bevor die Innenwand der Rohrbrücke das Leitelement, konkret dessen Außenkante beim Öffnen passiert hat.
Mit anderen Worten dichtet das Leitelement gegen die Sperreinrichtung so ab, dass der Fluidstrom durch den Plattenschieber beim Öffnen verzögert wird. Das Leitelement hat beim Öffnen des Plattenschiebers eine temporäre Sperrfunktion. Das Leitelement bildet ein stationäres bzw. festes Sperrorgan, das temporär beim Öffnen wirkt. Das Leitelement ist ortsfest am Einlassstutzen angeordnet. Im Gegensatz dazu ist die Sperreinrichtung bewegbar.
Die Sperreinrichtung ist zwischen dem Einlass- und Auslassstutzen beweglich angeordnet. Vorzugsweise ist die Sperreinrichtung zwischen dem Einlass- und Auslassstutzen linearbeweglich angeordnet. Konkret ist die Sperreinrichtung vorzugsweise zwischen der Offenstellung und einer Schließstellung des Plattenschiebers verschiebbar.
In der Offenstellung sind der Einlassstutzen und der Auslassstutzen durch die Rohrbrücke miteinander verbunden. In der Schließstellung sind der Einlassstutzen und der Auslassstutzen durch die wenigstens eine Absperrplatte voneinander abgesperrt.
Bei einem Öffnungsvorgang bzw. Schließvorgang des Plattenschiebers wird die Sperreinrichtung, vorzugsweise durch eine Schieberstange, bewegt. Der Verfahrweg zwischen der Offenstellung und der Schließstellung entspricht einem Gesamthub der Sperreinrichtung, insbesondere der Schieberstange. In der Schließstellung ist die Sperreinrichtung an einer Minimalhubposition angeordnet und in der Offenstellung ist die Sperreinrichtung an einer Maximalhubposition angeordnet. Mit anderen Worten weist die Sperreinrichtung in der Schließstellung einen Hub von 0 Prozent des Gesamthubs und in der Offenstellung einen Hub von 100 Prozent des Gesamthubs auf.
Jener Hubbereich, in dem der Öffnungsquerschnitt der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens einen anliegenden Prozessdruck beeinflusst, kann 0 Prozent bis zu 35 Prozent des Gesamthubs umfassen. Dieser Hubbereich entspricht der Öffnungsphase des Plattenschiebers. Die Öffnungsphase, in der der Moment des ersten Strömungseintritts durch die Ausgangsöffnung des Einlassstutzens in die Rohrbrücke liegt, kann bei einem Hub der Sperreinrichtung von 22 Prozent bis 35 Prozent, insbesondere von 22 Prozent bis 30 Prozent, des Gesamthubs erfolgen. Bevorzugt erfolgt der Moment des ersten Strömungseintritts durch die Ausgangsöffnung des Einlassstutzens in die Rohrbrücke bei einem Hub der Sperreinrichtung von 23 Prozent bis 28 Prozent, insbesondere von 24 Prozent bis 26 Prozent des Gesamthubs. Besonders bevorzugt erfolgt der Moment des ersten Strömungseintritts durch die Ausgangsöffnung des Einlassstutzens in die Rohrbrücke bei einem Hub von 25 Prozent des Gesamthubs.
Die Ausgangsöffnung des Einlassstutzens und die Eingangsöffnung des Auslassstutzens grenzen vorzugsweise an die Sperreinrichtung an. Bevorzugt befinden sich Gehäusedichtsitze an der Position der Ausgangsöffnung sowie der Eingangsöffnung, um mit der Sperreinrichtung zur Abdichtung zusammenzuwirken.
Besonders bevorzugt ist der Plattenschieber als Doppelplattenschieber ausgebildet. Hierbei weist die Sperreinrichtung vorzugsweise zwei Absperrplatten, die in einem Plattenkorb konzentrisch angeordnet sind. Die Absperrplatten bzw. die Rohrbrücke liegen bevorzugt in der Schließ- bzw. Offenstellung an Gehäusedichtsitzen an.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Leitelement derart ausgebildet, dass beim Öffnen des Plattenschiebers die Ausgangsöffnung des Einlassstutzens in Bezug auf die Eingangsöffnung des Auslassstutzens verzögert freigebbar oder freigegeben ist. Bei einem Öffnungsvorgang überschneidet sich hier die Rohrbrücke zuerst mit der Eingangsöffnung des Auslassstutzens und zeitlich danach mit der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens. Durch das Leitelement wird also zuerst ein Öffnungsquerschnitt der Eingangsöffnung des Auslassstutzens in die Rohrbrücke freigegeben und danach der Öffnungsquerschnitt der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens.
Die Ausgangsöffnung des Einlassstutzens und die Eingangsöffnung des Auslassstutzens sind vorzugsweise konzentrisch angeordnet. Durch die verzögerte Freigabe der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens steht im Moment des ersten Strömungseintritts in die Rohrbrücke ein in Bezug auf die Ausgangsöffnung vergrößerter Öffnungsquerschnitt der Eingangsöffnung des Auslassstutzens zur Verfügung. Dies hat den Vorteil, dass ein Fluidstrom von dem Gehäusedichtsitz an dem Auslassstutzen versetzt in die Rohrbrücke eintritt und somit ein direktes Anströmen des Gehäusedichtsitzes verhindert ist. Die Erosion des Gehäusedichtsitzes ist dadurch zumindest verringert und die erhöhte Lebensdauer des Plattenschiebers erhöht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Leitelement derart angepasst, dass der Öffnungsquerschnitt im Moment des ersten Strömungseintritts von dem Einlassstutzen in die Rohrbrücke wenigstens einen Spalt zwischen der Rohrbrücke und dem Einlassstutzen bildet. Vorzugsweise erstreckt sich der Spalt in einer Ebene mit der Absperrplatte. Der Spalt bewirkt einen im Vergleich zum bekannten punktförmigen Öffnungsquerschnitt vergrößerten Öffnungsquerschnitt.
Vorzugsweise ist das Leitelement derart angepasst ist, dass der Spalt abschnittsweise bogenförmig und abschnittsweise linear ist. Die Form des Spaltes kann also verschiedene Geometrien verbinden. Dies ist beispielsweise der Fall bei einer geraden Außenkante des Leitelements. Dabei ist eine erste Längsseite des Spaltes gerade bzw. linear und die gegenüberliegende zweite Längsseite des Spaltes bogenförmig. Die gerade Längsseite wird durch die Außenkante des Leitelements und die bogenförmige, gekrümmte Längsseite durch die Innenwand der Rohrbrücke bestimmt. Es hat sich überraschend gezeigt, dass eine derartige Form des Spaltes strömungstechnisch besonders günstig ist.
Es ist nicht erforderlich, dass die Außenkante des Leitelements in der Ebene der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens liegt. Der Abstand zwischen der Außenkante und der Ebene der Ausgangsöffnung ist derart, dass ein ungewollter Durchtritt von Fluid in der Anfangsphase beim Öffnen vermieden oder zumindest signifikant verringert wird und ein Abschi rmeffe kt entsteht.
Das Leitelement weist wenigstens eine Außenkontur an der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens auf, die sich quer zur Öffnungs- und Schließrichtung des Plattenschiebers erstreckt. Die Quererstreckung der Außenkontur bewirkt, dass ein Teil der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens gegen den Fluidstrom abgeschirmt wird. Die Außenkontur kann dabei die bereits vorstehend erwähnte, gerade Außenkante, insbesondere eine horizontal angeordnete, gerade Außenkante aufweisen. Alternativ kann die Außenkontur eine gekrümmte Außenkante aufweisen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Leitelement wenigstens eine Außenkontur an der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens auf, die einer Innenkontur eines Durchgangs der Rohrbrücke entspricht. Mit anderen Worten weist das Leitelement wenigstens eine Außenkontur an der Position der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens auf, die in ihrer Form mit einer Innenkontur eines Durchgangs der Rohrbrücke übereinstimmt. Die Außenkontur des Leitelements und die Innenkontur des Durchgangs grenzen vorzugsweise in einer Längsrichtung des Einlassstutzens aneinander an. Die Rohrbrücke ist mit der Innenkontur des Durchgangs quer zur Längsrichtung des Einlassstutzens in Bezug auf die Außenkontur des Leitelements relativ beweglich. Die Außenkontur des Leitelements ist vorzugsweise eine Außenkante, die an der Position, insbesondere in Längsrichtung, der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens angeordnet ist. Die Innenkontur des Durchgangs der Rohrbrücke ist vorzugsweise Teil eines Innenumfangs des Durchgangs. Bevorzugt ist der Durchgang eine durch die Rohrbrücke durchgängige Öffnung, die zumindest in der Offenstellung den Einlass- und Auslassstutzen miteinander fluidverbindet. Beim Öffnungsvorgang wird im Moment des ersten Strömungseintritts in den Durchgang der Rohrbrücke ein länglicher Öffnungsquerschnitt freigegeben wird, durch den verteilt der Fluidstrom in den Durchgang einströmt. Dadurch ist die
Strömungsgeschwindigkeit des Fluidstromes und somit die Erosionswirkung bspw. an dem auslassseitigen Gehäusedichtsitz verringert. Diese Ausführungen gelten auch für die Ausführungsform mit gerade Außenkante.
Vorzugsweise weisen die Außenkontur des Leitelementes und die Innenkontur des Durchgangs der Rohrbrücke einen gleichen, insbesondere denselben, Krümmungsradius aufweisen. Die Außenkontur des Leitelements kann kreisbogenförmig ausgebildet sein. Die Innenkontur des Durchgangs der Rohrbrücke kann kreisförmig sein. Die Außenkontur des Leitelements ist vorzugsweise konvex. Es ist möglich, dass die Außenkontur des Leitelements abschnittsweise denselben Krümmungsradius wie die Innenkontur des Durchgangs aufweist. Der Durchgang der Rohrbrücke ist vorzugsweise zylinderförmig. Der Durchgang ist vorzugsweise Teil einer Kompensatoreinheit der Rohrbrücke. Durch die Ausbildung der Außen- und Innenkontur als Krümmung hat den Vorteil, dass der Öffnungsquerschnitt der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens im Moment des ersten Strömungseintritts in den Durchgang der Rohrbrücke linienförmig bzw. spaltförmig ist und somit ein vergleichsweise beruhigtes Einströmen des Fluidstroms realisiert ist. Dies gilt auch für die Ausführungsform mit gerader Außenkante. Weiter vorzugsweise erstreckt sich die Außenkontur quer zur Längsrichtung des Einlassstutzens ausgehend von der Innenwand nach innen. Mit anderen Worten verläuft die Außenkontur des Leitelements von der Innenwand des Einlassstutzens quer zur Längsrichtung ins Innere des Einlassstutzens und verkleinert so die Ausgangsöffnung. Die Außenkontur des Leitelements ist in Längsrichtung des Einlassstutzens an der Position der Ausgangsöffnung angeordnet. Bevorzugt weist die Außenkontur des Leitelements zwei Enden auf, die mit der Innenwand in Kontakt stehen. Ferner weist die Außenkontur des Leitelements bevorzugt wenigstens einen Scheitelpunkt auf, der quer zur Längsrichtung im Inneren des Einlassstutzens liegt. Der Scheitelpunkt ist mit anderen Worten von der Innenwand des Einlassstutzens quer zur Längsrichtung nach innen versetzt bzw. davon beabstandet. Diese Ausführungsform stellt eine einfache Lösung dar, einerseits die Ausgangsöffnung zu verkleinern und andererseits den Öffnungsquerschnitt im Moment des ersten Strömungseintritts zu vergrößern.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Leitelement eine Oberfläche auf, die gerade ausgebildet ist und entlang der Strömungsrichtung mit zunehmenden Abstand von der Innenwand in den Einlassstutzen hineinragt. Das Leitelement ist vorzugsweise ein flächiges Element, das sich über einen Bereich der Innenwand des Einlassstutzens erstreckt. Durch den zunehmenden Abstand wird eine kontinuierliche Verkleinerung des wirksamen Strömungsquerschnitts des Einlassstutzens erreicht, um einerseits den Öffnungsquerschnitt der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens zu vergrößern und andererseits den Fluidstrom mit möglichst geringen Turbulenzen umzuleiten, sodass die Ausgangsöffnung des Einlassstutzens temporär in der Anfangsphase des Öffnens abgeschirmt wird. Ein Aufprallen des Fluidstromes im Sinne einer Prallplatte und dadurch entstehende starke Verwirbelungen des Fluids werden weitgehend vermieden.
Alternativ kann sich die Oberfläche ausgehend von der Innenwand ins Innere des Einlassstutzens wölben. Das Leitelement weist bevorzugt eine buckelartige Form auf. Das Leitelement ist vorzugsweise ein flächiges Element, das sich über einen Bereich der Innenwand des Einlassstutzens erstreckt. Die Oberfläche des Leitelements weist vorzugsweise eine konvexe Wölbung auf, die sich ins Innere des Einlassstutzens erstreckt. Die Wölbung der Oberfläche verläuft bevorzugt quer und/oder in Längsrichtung des Einlassstutzens. Die Oberfläche des Leitelements ist vorzugsweise dem Inneren des Einlassstutzens zugewandt. Das Leitelement schließt bevorzugt mit der Oberfläche an der Innenwand des Einlassstutzens bündig ab. Das Leitelement kann aus Blech gebildet sein. Hier kann ein Hohlraum zwischen dem Leitelement und der Innenwand des Einlassstutzens vorgesehen sein. Das Leitelement kann alternativ aus einem Vollmaterial gebildet sein, das einen Raum zwischen der Oberfläche des Leitelements in der Innenwand des Einlassstutzens ausfüllt. Die gewölbte Oberfläche hat vorteilhaft eine strömungsoptimierte Form, sodass ein Druckverlust des Plattenschiebers geringgehalten wird. Im Unterschied dazu baut sich bei dem Plattenschieber gemäß DE 10 2016 111 169 Al, insbesondere in der Offenstellung des Plattenschiebers, ein erhöhter Staudruck durch den anprallenden Fluidstrom auf. Bei der beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Plattenschiebers liegt im geöffneten Zustand des Plattenschiebers kein erhöhter Druck an dem Leitelement vor. Ferner hat die gewölbte Form den Vorteil, dass kein Anprallen des Fluidstromes, wie bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Prallblech, erfolgt und somit ein Verschleiß des Leitelements verringert ist. Dieselben Erläuterungen gelten für ein Leitelement mit gerader Oberfläche, die in Strömungsrichtung ansteigt, d. h. die in Strömungsrichtung kontinuierlich zunehmend in das Innere des Einlassstutzens hineinragt.
Bevorzugt ist das Leitelement in Strömungsrichtung zu der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens hin ansteigend ausgebildet. Mit anderen Worten bildet das Leitelement in Strömungsrichtung von der Innenwand zur Ausgangsöffnung des Einlassstutzens hin eine ansteigende Rampe. Das Leitelement kann kontinuierlich, insbesondere gleichmäßig, ansteigend zur Ausgangsöffnung hin verlaufen. Weiter bevorzugt erstreckt sich das Leitelement in einer Längsrichtung des Einlassstutzens zumindest teilweise und endet an der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens. Mit anderen Worten weist das Leitelement ein Ende auf, das in Längsrichtung des Einlassstutzens an der Position der Ausgangsöffnung angeordnet ist. An dem Ende ist vorzugsweise die Außenkontur des Leitelements ausgebildet. Das Leitelement kann sich abschnittsweise oder über die gesamte Länge des Einlassstutzens erstrecken. Diese Ausführungsform hat strömungstechnische Vorteile. Hier wird der Fluidstrom kontinuierlich, d.h. frei von einer Prallkante bzw. Prallstufe, zur Ausgangsöffnung hin geleitet. Diese Ausführungen gelten sowohl für das Leitelement mit gerader Oberfläche als auch für das Leitelement mit gewölbter Oberfläche.
Das Leitelement kann einen dreieckförmigen Querschnitt aufweisen oder zusammen mit der Innenwand einen dreieckförmigen Querschnitt bilden. Diese Ausführungsform ist im Zusammenhang mit dem Leitelement mit gerader Oberfläche zu sehen, die in Strömungsrichtung kontinuierlich weiter ins Innere des Einlassstutzens hineinragt. Dabei kann das Leitelement einen dreieckförmigen Querschnitt aufweisen, wie beispielsweise bei einem massiven Leitelement. Wenn das Leitelement als Blech ausgebildet ist, bilden das Blech und die Innenwand zusammen den dreieckförmigen Querschnitt.
Der dreieckförmige Querschnitt kann sich entlang der Breite, insbesondere der gesamten Breite des Leitelements erstrecken. Es versteht sich, dass die Größe des dreieckförmigen Querschnitts in Umfangsrichtung des Einlassstutzens variiert. Wenn sich der dreieckförmige Querschnitt entlang der Breite, insbesondere der gesamten Breite des Leitelements erstreckt, wird erreicht, dass das Leitelement eine allmähliche Umlenkung des Fluidstromes zur Abschirmung der Ausgangsöffnung bewirkt.
Vorzugsweise ist ein Ablaufspalt zwischen dem Leitelement und der Innenwand des Einlassstutzens gebildet. Dadurch kann Flüssigkeit, beispielsweise Kondensat kontrolliert ablaufen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weisen der Einlassstutzen und der Auslassstutzen jeweils einen Dichtsitz für die wenigstens eine Absperrplatte auf. Vorzugsweise weisen der Einlassstutzen und der Auslassstutzen für insgesamt zwei Absperrplatten jeweils einen Dichtsitz auf, um in der Schließstellung eine dichte Verbindung bereitzustellen. Dabei ist das Leitelement, insbesondere die Außenkontur, zumindest abschnittsweise von dem Dichtsitz des Auslassstutzens quer zur Längsrichtung nach innen versetzt. Dies hat den Vorteil, dass bei einem Öffnungsvorgang des Plattenschiebers der Öffnungsquerschnitt der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens in Bezug zu einem Öffnungsquerschnitt der Eingangsöffnung des Auslassstutzens verzögert freigegeben wird. Dadurch wird ein direktes Anströmen des Dichtsitzes des Auslassstutzens verhindert und somit die Erosion des Dichtsitzes zumindest verringert bzw. zur Gänze verhindert. Bei einer Ausführungsform ist ein Öffnungsquerschnitt der Eingangsöffnung des Auslassstutzens beim Öffnen des Plattenschiebers und/oder in der Offenstellung des Plattenschiebers größer als der Öffnungsquerschnitt der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens. Der Öffnungsquerschnitt der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens und der Öffnungsquerschnitt der Eingangsöffnung des Auslassstutzens können in einem Verhältnis von mindestens 1 zu 2 („1:2") stehen. Ein größeres Verhältnis als 1 zu 2 der Öffnungsquerschnitte ist möglich. Die Verhältnisangabe bezieht sich auf die Flächen der Öffnungsquerschnitte.
Die Leiteinrichtung kann ein weiteres Leitelement aufweisen, das in einer Verschieberichtung der Sperreinrichtung zwischen der Absperrplatte und der Rohrbrücke angeordnet ist. Das weitere Leitelement bildet dabei einen Strömungskanal quer zur Verschieberichtung, der zumindest beim Öffnen des Plattenschiebers den Einlassstutzen mit dem Auslassstutzen verbindet. Zu den Vorteilen wird auf die im Zusammenhang mit dem nachfolgend beschriebenen Plattenschieber erläuterten Vorteile verwiesen.
Nach dem nebengeordneten Anspruch 17 betrifft die Erfindung einen Plattenschieber, insbesondere Doppelplattenschieber, für chemische und/oder petrochemische Industrieanlagen, umfassend:
- ein Schiebergehäuse, das einen Einlassstutzen mit einer Ausgangsöffnung und einen Auslassstutzen mit einer Eingangsöffnung aufweist, die in einer Offenstellung des Plattenschiebers miteinander korrespondieren;
- eine Sperreinrichtung mit wenigstens einer Absperrplatte, insbesondere zwei Absperrplatten, und einer Rohrbrücke, die zum Öffnen und Schließen des Plattenschiebers zwischen dem Ein- und Auslassstutzen beweglich angeordnet sind; und
- wenigstens eine Leiteinrichtung zur Strömungsleitung.
Die Leiteinrichtung weist wenigstens ein Leitelement auf, das in einer Verschieberichtung der Sperreinrichtung zwischen der Absperrplatte und der Rohrbrücke angeordnet ist, wobei das Leitelement einen Strömungskanal quer zur Verschieberichtung bildet, der zumindest beim Öffnen des Plattenschiebers den Einlassstutzen mit dem Auslassstutzen verbindet.
Dies hat den Vorteil, dass bei einem Öffnungsvorgang des Plattenschiebers durch den Strömungskanal vor der Freigabe eines Durchtritts von der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens in den Durchgang der Rohrbrücke erfolgt. D.h., der einlassseitige Fluiddruck wird bereits vorab abgebaut bzw. die einlassseitig abgelagerte Verschmutzung durch den Strömungskanal zumindest teilweise entfernt. Dadurch enthält der Fluidstrom durch den Durchgang der Rohrbrücke weniger Partikel, sodass der auslassseitige Gehäusedichtsitz geschont wird. Die Erosionsbeständigkeit und die Lebensdauer des Plattenschiebers sind dadurch erhöht.
Vorzugsweise weist der Plattenschieber wenigstens zwei Leitelemente auf, die jeweils einen Strömungskanal quer zur Verschieberichtung durch die Sperreinrichtung bilden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Leitelement in die Sperreinrichtung integriert, wobei der Strömungskanal quer zur Verschieberichtung die Sperreinrichtung vollständig durchläuft. Vorzugsweise ist das Leitelement durch wenigstens ein Rohrstück gebildet.
Nach dem nebengeordneten Anspruch 20 betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Plattenschiebers, insbesondere eines der Plattenschieber vorgenannten Art, für chemische und/oder petrochemische Industrieanlagen, bei dem der Plattenschieber ein Schiebergehäuse mit einem Einlassstutzen und einem Auslassstutzen und eine Sperreinrichtung umfasst, die in dem Schiebergehäuse zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung zum Öffnen und Schließen des Plattenschiebers verschoben wird. Die Sperreinrichtung weist wenigstens eine Absperrplatte und eine Rohrbrücke mit einem Durchgang auf, die in der Offenstellung derart angeordnet ist, dass der Einlassstutzen mit einer Ausgangsöffnung und der Auslassstutzen mit einer Eingangsöffnung durch den Durchgang der Rohrbrücke miteinander verbunden sind. In der Schließstellung ist die Sperreinrichtung derart angeordnet, dass der Einlassstutzen und der Auslassstutzen durch die Absperrplatte gegeneinander abgesperrt sind. Der Plattenschieber weist wenigstens eine Leiteinrichtung mit wenigstens einem Leitelement zur Strömungsleitung auf, das an einer Innenwand des Einlassstutzens angeordnet ist und die Ausgangsöffnung des Einlassstutzens verkleinert. Bei einem Verschieben der Sperreinrichtung von der Schließstellung in die Offenstellung wird im Moment eines anfänglichen, insbesondere ersten, Strömungseintritts in den Durchgang der Rohrbrücke ein vergrößerter, insbesondere spaltförmigen, Öffnungsquerschnitt der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens freigegeben, der durch das Leitelement und den Durchgang der Rohrbrücke definiert wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Öffnungsquerschnitt der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens beim Öffnen des Plattenschiebers über den gesamten Verschiebeweg der Sperreinrichtung linear, insbesondere gleichmäßig, freigegeben.
Nach dem nebengeordneten Anspruch 22 betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Plattenschiebers, insbesondere nach einem der Plattenschieber vorgenannter Art, für chemische und/oder petrochemische Industrieanlagen, bei dem der Plattenschieber ein Schiebergehäuse mit einem Einlassstutzen und einem Auslassstutzen und eine Sperreinrichtung umfasst, die in dem Schiebergehäuse zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung zum Öffnen und Schließen des Plattenschiebers verschoben wird. Die Sperreinrichtung weist wenigstens eine Absperrplatte und eine Rohrbrücke mit einem Durchgang auf, die in der Offenstellung derart angeordnet ist, dass der Einlassstutzen mit einer Ausgangsöffnung und der Auslassstutzen mit einer Eingangsöffnung durch den Durchgang der Rohrbrücke miteinander verbunden sind. Die Sperreinrichtung ist in der Schließstellung derart angeordnet, dass der Einlassstutzen und der Auslassstutzen durch die Absperrplatte gegeneinander abgesperrt sind. Der Plattenschieber weist wenigstens eine Leiteinrichtung mit wenigstens einem Leitelement zur Strömungsleitung auf, das in einer Verschieberichtung der Sperreinrichtung zwischen der Absperrplatte und der Rohrbrücke angeordnet ist. Das Leitelement bildet einen Strömungskanal quer zur Verschieberichtung, der beim Verschieben der Sperreinrichtung von der Schließstellung in die Offenstellung den Einlassstutzen mit dem Auslassstutzen verbindet, bevor der Durchgang der Rohrbrücke einen Öffnungsquerschnitt der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens freigibt.
Zu den Vorteilen der Verfahren zum Betreiben des Plattenschiebers wird auf die im Zusammenhang mit den Plattenschiebern erläuterten Vorteile verwiesen. Darüber hinaus können die Verfahren alternativ oder zusätzlich einzelne oder eine Kombination mehrerer zuvor in Bezug auf die Plattenschieber genannte Merkmale aufweisen.
Bei der erfindungsgemäßen Verwendung eines der Plattenschieber vorgenannter Art, werden diese in einem Crackverfahren und/oder einem Verkokungsverfahren eingesetzt. Die Erfindung wird nachstehend mit weiteren Einzelheiten unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die dargestellten Ausführungsformen stellen Beispiele dar, wie der erfindungsgemäße Plattenschieber ausgestaltet sein kann. In diesen zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Plattenschieber nach einem bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, wobei sich eine Sperreinrichtung des Plattenschiebers in einer Schließstellung befindet; Fig. 2 eine perspektivische Detailansicht eines Einlassstutzens mit einer Leiteinrichtung des Plattenschiebers gemäß Fig. 1;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Plattenschieber gemäß Fig. 1, wobei sich die Sperreinrichtung des Plattenschiebers in einer Stellung befindet, an der lediglich die Eingangsöffnung des Auslassstutzens des Plattenschiebers mit dem Durchgang der Rohrbrücke verbunden ist;
Fig. 4 eine perspektivische Detailansicht des Einlassstutzens und der Leiteinrichtung des Plattenschiebers gemäß Fig. 1, wobei ein Öffnungsquerschnitt der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens in der Stellung gemäß Fig. 3 gezeigt ist;
Fig. 5 eine schematische Darstellung zur Illustration des
Öffnungsquerschnitts der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens in der Stellung gemäß Fig. 3, die den Moment des ersten Strömungseintritts in die Rohrbrücke zeigt; Fig. 6 einen Längsschnitt durch den Plattenschieber gemäß Fig. 1, wobei die Sperreinrichtung des Plattenschiebers weiter in Richtung der Offenstellung bewegt ist;
Fig. 7 eine perspektivische Detailansicht des Einlassstutzens und der
Leiteinrichtung des Plattenschiebers gemäß Fig. 1, wobei der Öffnungsquerschnitt der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens weiter vergrößert ist;
Fig. 8 ein Diagramm zur Darstellung der Öffnungsphase der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens des Plattenschiebers gemäß Fig. 1;
Fig. 9 eine Draufsicht auf einen Plattenschieber nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel; und
Fig. 10 eine perspektivische, teiltransparente Ansicht einer Sperreinrichtung des Plattenschiebers gemäß Fig. 9. Fig. 11 eine Draufsicht auf einen Plattenschieber im Bereich des Einlassstutzens nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, bei dem das Leitelement eine gerade Außenkante aufweist;
Fig. 12 eine perspektivische Ansicht des Plattenschiebers gemäß Fig. 11 im Bereich des Einlassstutzens;
Fig. 13 einen Schnitt des Einlassstutzens des Plattenschiebers gemäß Fig. 11;
Fig. 14 eine perspektivische Ansicht des geschnittenen Einlassstutzens gemäß Fig. 13 und des zugehörigen geschnittenen Auslassstutzens und
Fig. 15 eine schematische Darstellung zur Illustration des
Öffnungsquerschnitts der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens gemäß Fig. 11 in einer Stellung, die den Moment des ersten Strömungseintritts in die Rohrbrücke zeigt. In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleichwirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet. Die Fig. 1 bis 7 zeigen einen Plattenschieber 10 nach einem bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, wobei der Plattenschieber 10 ein Doppelplattenschieber ist.
Der Plattenschieber 10 weist ein Schiebergehäuse 11 auf, das in dem Schiebergehäuse 11 befindliche Einbauten fluiddicht umgibt. Das Schiebergehäuse 11 weist einen Einlassstutzen 12 und einen Auslassstutzen 14 auf. Der Einlass- und Auslassstutzen 12, 14 sind jeweils als Rohrstutzen ausgebildet. Der Einlass- bzw. Auslassstutzen 12, 14 sind im montierten Zustand an entsprechende Leitungen (nicht dargestellt), beispielsweise eine Transferleitung oder eine Entkokungsleitung angeflanscht.
Der Einlassstutzen 12 weist eine Ausgangsöffnung 13 und der Auslassstutzen 14 eine Eingangsöffnung 15 auf, die in einer Offenstellung des Plattenschiebers 10 miteinander korrespondieren. Die Einlass- und Auslassstutzen 12, 14 liegen auf einer gemeinsamen Längsachse.
Des Weiteren weist der Plattenschieber 10 eine Sperreinrichtung 16 auf, die zwei Absperrplatten 17 und eine Rohrbrücke 18 umfasst. Die Absperrplatten 17 sind in einem Plattenkorb 34 eingelegt. Die Absperrplatten 17 sind konzentrisch und parallel zueinander angeordnet und sperren in einer Schließstellung den Einlass- und Auslassstutzen 12, 14 ab. Die Absperrplatten 17 sind lose in den Plattenkorb 34 eingelegt, sodass diese in axialer Richtung, d.h. senkrecht zur Fläche der Absperrplatten 17 bewegbar sind. Mit anderen Worten ist die Sperreinrichtung 16 quer zur Längsachse der Stutzen 12, 14 verschiebbar. Dies wird dazu genutzt, die Absperrplatten 17 in der Schließstellung an die am Schiebergehäuse 11 vorgesehenen Gehäusedichtsitze 29 zu pressen. Dazu ist ein Spreizorgan 35 zwischen den beiden Absperrplatten 17 angeordnet, das mit einer Schieberstange 36 verbunden ist. Die Schieberstange 36 ist fluiddicht in dem Schiebergehäuse 11 gelagert und durch einen (nicht dargestellten) Antrieb in Längsrichtung bewegbar. Das Spreizorgan 35 weist einen Innenkeil 37 auf, der in einem Außenkeil 38 an der Innenseite der Absperrplatten 17 angeordnet ist. Zur Zentrierung des Spreizorgans 35 ist zwischen Backen des Innenkeils 37 eine Zentrierkugel 39 angeordnet.
Die Rohrbrücke 18 ist mit dem Plattenkorb 34 fest verbunden. Mit anderen Worten ist die Rohrbrücke 18 auf einer der Schieberstange 36 gegenüberliegenden Seite an dem Plattenkorb 34 angeordnet. Die Rohrbrücke 18 weist einen Durchgang 26 auf, der in der Offenstellung mit dem Einlass- und Auslassstutzen 12, 14 fluchtet. Die Rohrbrücke 18 ist mit dem Plattenkorb 34 derart verbunden, dass diese zusammen mit dem Plattenkorb 34 durch Betätigung der Schieberstange 36 in die Offen- oder Schließstellung bewegt werden kann. Dazu werden der Plattenkorb 34 und die Rohrbrücke 18 zwischen zwei parallel angeordneten Leitplatten bewegt.
Die Rohrbrücke 18 weist eine Kompensatoreinheit 41 auf, die den Durchgang 26 umfasst. Die Kompensatoreinheit 41 weist zwei Dichtringe 42 auf, die konzentrisch und in axialer Richtung voneinander beanstandet angeordnet sind. Zwischen den beiden Dichtringen 42 ist eine Kompensatorwelle 43 angeordnet. Diese ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mehrwellig ausgebildet. Einwellige Kompensatorwellen sind ebenfalls möglich, insbesondere bei kleineren Nennweiten.
Bei einer Betätigung der Schieberstange 36 wird der Innenkeil 37 in den Außenkeil 38 hinein bewegt, wodurch die beiden Absperrplatten 17 auseinandergespreizt werden. Durch die Spreizbewegung werden die beiden Absperrplatten 17 gegen die Gehäusedichtsitze 29 gepresst, wodurch eine gute Dichtwirkung in der Schließstellung des Plattenschiebers 10 erreicht wird.
Die Fig. 1, 3 und 6 zeigen einen Öffnungsvorgang des Plattenschiebers 10, bei dem die Sperreinrichtung 16 von der Schließstellung in die Offenstellung bewegt wird. Die Sperreinrichtung 16 ist dazu zwischen dem Einlass- und Auslassstutzen 12, 14 beweglich angeordnet.
Der Plattenschieber 10 umfasst des Weiteren eine Leiteinrichtung 19 zur Strömungsleitung eines einströmenden Fluidstromes. Die Leiteinrichtung 19 weist ein Leitelement 21 auf, das an einer Innenwand 22 des Einlassstutzens 12 angeordnet ist. Das Leitelement 21 ist in Verschieberichtung der Sperreinrichtung 16 gesehen an der Innenwand 22 des Einlassstutzens 12 rohrbrückenseitig angeordnet.
Die Innenwand 22 des Einlassstutzens 12 ist zylinderförmig ausgebildet. Die Innenwand 22 des Einlassstutzens 12 weist einen Innenumfang auf, an dem das Leitelement 21 anliegt. Wie in den Fig. 1, 3 und 6 gut erkennbar ist, erstreckt sich das Leitelement 21 in einer Längsrichtung des Einlassstutzens 12 und endet an der Position der Ausgangsöffnung 13 des Einlassstutzens 12. Das Leitelement 21 erstreckt sich annähernd über die gesamte Länge des Einlassstutzens 12. Das Leitelement 21 steigt zur Ausgangsöffnung 13 des Einlassstutzens 12 an. Mit anderen Worten ist das Leitelement 21 schräg ins Innere des Einlassstutzens 12 zur Ausgangsöffnung 13 hinverlaufend ausgebildet. Das Leitelement 21 ist zur Ausgangsöffnung 13 des Einlassstutzens 12 hin rampenförmig ausgebildet. Das Leitelement 21 weist eine Oberfläche 28 auf, die dem Inneren des Einlassstutzens 12 zugewandt ist. Diese steht im Betrieb mit dem Fluid bzw. einer Fluidströmung in Kontakt. Die Oberfläche 28 schließt mit der Innenwand 22 des Einlassstutzens 12 bündig ab. Dies ist in den Fig. 2 und 4 gut ersichtlich. Die Oberfläche 28 überdeckt einen Bereich der Innenwand 22.
Des Weiteren geht aus den Fig. 2, 4, 5 und 7 hervor, dass die Oberfläche 28 des Leitelements 21 gewölbt ausgebildet ist. Das Leitelement 21 ist durch die gewölbte Oberfläche 28 buckelförmig. Mit anderen Worten ist das Leitelement 21 ein flächiges Element, das sich über einen Bereich der Innenwand 22 des Einlassstutzens 12 erstreckt. Die Oberfläche 28 des Leitelements 21 weist konkret quer zur Längsrichtung des Einlassstutzens 12 eine konvexe Wölbung auf, die sich ins Innere des Einlassstutzens 12 erstreckt. Das Leitelement 21 ist abschnittsweise schalenförmig ausgebildet.
Das Leitelement 21 ist aus Blech gebildet. Mit anderen Worten bildet das Leitelement 21 ein Leitblech. Es ist möglich, dass das Leitelement 21 als Leitplatte ausgebildet ist. Im Unterschied zum Leitblech weist eine Leitplatte eine größere Wandstärke auf. Alternativ kann das Leitelement 21 aus einem Vollmaterial gebildet sein, das einen Raum zwischen der Oberfläche 28 und der Innenwand 22 des Einlassstutzens 12 vollständig ausfüllt.
Das Leitelement 21 endet in Längsrichtung an der Position der Ausgangsöffnung 13 des Einlassstutzens 12. Das Leitelement 21 weist an dieser Position eine Außenkontur 24 auf, die einer Innenkontur 25 des Durchgangs 26 der Rohrbrücke 18 entspricht. In Längsrichtung des Einlassstutzens 12 sind die Innenkontur 25 und die Außenkontur 24 angrenzend angeordnet. An der Position der Ausgangsöffnung 13 weist der Einlassstutzen 12 einen der beiden Dichtsitze 29 auf. Entlang der gemeinsamen Längsachse der Ausgangsöffnung 13 gegenüber weist der Auslassstutzen 14 an der Position der Eingangsöffnung 15 einen weiteren der beiden Dichtsitze 29 auf. Das Leitelement 21 ist durch die Form der Außenkontur 24 von dem Dichtsitz 29 des Auslassstutzens 14 und insbesondere von dem Dichtsitz 29 des Einlassstutzens 12, quer zur Längsrichtung nach innen versetzt.
Die Außenkontur 24 des Leitelements 21 bildet eine Außenkante. Die Außenkontur 24 des Einlassstutzens 12 bildet die Innenkontur 25 des Durchgangs 26 der Rohrbrücke 18 ab. Konkret ist die Innenkontur 25 ein kreisförmiger, insbesondere kreisrunder, Innenumfang des Durchgangs 26. Die Außenkontur 24 des Leitelements 21 ist daher kreisbogenförmig ausgebildet. Konkret bildet die Außenkontur 24 des Leitelements 21 einen Kreisbogenabschnitt. Die Außenkontur 24 des Einlassstutzens 12 und die Innenkontur 24 des Durchgangs 26 der Rohrbrücke 18 weisen denselben Krümmungsradius auf.
Die Außenkontur 24 des Leitelements 21 schließt an der Innenwand mit zwei Enden ab, wobei ein dazwischenliegender Scheitelpunkt quer zur Längsrichtung in der Ausgangsöffnung 13 angeordnet ist. Die Außenkontur 24 des Leitelements 21 ist daher konvex gewölbt ausgebildet.
Durch das Leitelement 21 ist die Ausgangsöffnung 13 des Einlassstutzens 12 verkleinert, da das Leitelements 21 mit der Außenkontur 21 in die Ausgangsöffnung quer zur Längsrichtung des Stutzens 12 einragt. Aufgrund der speziell geformten Außenkontur 24 des Leitelements 21, die der angrenzenden Innenkontur 25 der Rohrbrücke 18 entspricht, ist bei einem Öffnungsvorgang des Plattenschiebers ein Öffnungsquerschnitt 23 der Ausgangsöffnung 13 des Einlassstutzens 12 im Moment des ersten Strömungseintritts von dem Einlassstutzen 12 in den Durchgang 26 der Rohrbrücke 18 vergrößert.
Wie in Fig. 4 und 5 gut erkennbar, ist das Leitelement 21 derart ausgebildet, dass im Moment des ersten Strömungseintritts von dem Einlassstutzen 12 in die Rohrbrücke 28 der Öffnungsquerschnitt 23 der Ausgangsöffnung 13 des Einlassstutzens 12 eine von einem punktförmigen Querschnitt abweichende Querschnittsform bildet. Dies entspricht beispielsweise einem vergrößerten Öffnungsquerschnitt. Der Öffnungsquerschnitt 23 ist im Moment des ersten Strömungseintritts von dem Einlassstutzen 12 in die Rohrbrücke 18 linienförmig. Der Öffnungsquerschnitt kann im Moment des ersten Strömungseintritts von dem Einlassstutzen in den Durchgang 26 der Rohrbrücke 18 eine Durchtrittsfläche aufweisen, die eine größere Erstreckung als eine punktförmige Öffnung umfasst. Der Öffnungsquerschnitt 23 bildet im Moment des ersten Strömungseintritts von dem Einlassstutzen 12 in den Durchgang 26 der Rohrbrücke 18 einen Spalt. Der Spalt ist bogenförmig. Mit anderen Worten ist der Spalt kreisringförmig. Alternativ oder zusätzlich kann der Spalt zumindest abschnittsweise linear sein.
Der Öffnungsquerschnitt 23 der Ausgangsöffnung 13 des Einlassstutzens 12 ist im Moment und während des gesamten Öffnungsvorganges durch einen Innenumfang der Innenwand 22 des Einlassstutzens 12, die Außenkontur 24 des Leitelements 21 und die Innenkontur 25 des Durchgangs 26 der Rohrbrücke 18 begrenzt. Mit anderen Worten definieren der Innenumfang der Innenwand 22 des Einlassstutzens 12, die Außenkontur 24 des Leitelements 12 und die Innenkontur 25 des Durchgangs 26 der Rohrbrücke 18 beim Öffnen und Schließen des Plattenschiebers die Größe des Öffnungsquerschnitts 23 der Ausgangsöffnung 13 des Einlassstutzens 12 in die Rohrbrücke 18.
Der Öffnungsquerschnitt 23 der Ausgangsöffnung 13 des Einlassstutzens 12 ist beim Öffnen des Plattenschiebers 10 und/oder in der Offenstellung des Plattenschiebers 10 stets kleiner als ein Öffnungsquerschnitt 31 der Eingangsöffnung 15 des Auslassstutzens 14. Dies ist exemplarisch in Fig. 3 zu sehen.
Nachfolgend wird der Öffnungsvorgang des Plattenschiebers 10 gemäß Fig. 1 bis 7 beschrieben.
Bei einem Verschieben der Sperreinrichtung 16 von der Schließstellung in die Offenstellung des Plattenschiebers 10 wird im Moment eines anfänglichen bzw. ersten Strömungseintritts einer Fluidströmung in den Durchgang 26 der Rohrbrücke 18 ein linienförmiger, insbesondere spaltförmiger,
Öffnungsquerschnitt 23 der Ausgangsöffnung 13 des Einlassstutzens 12 freigegeben, der durch die Außenkontur 24 des Leitelements 21 und die daran angrenzende Innenkontur 25 des Durchgangs 26 der Rohrbrücke 18 definiert wird. In Fig. 1 ist der Plattenschieber 10 in der Schließstellung gezeigt. In Fig. 4 sowie Fig. 5 ist der linienförmige bzw. spaltförmige Öffnungsquerschnitt 23 im Moment des ersten Strömungseintritts der Fluidströmung in den Durchgang 26 der Rohrbrücke 18 zu sehen. Durch den im Vergleich zu einer punktförmigen Öffnung vergrößerten Öffnungsquerschnitt 23 strömt das mit Partikeln versetzte Fluid über den Öffnungsquerschnitt 23 verteilt in den Durchgang 26 der Rohrbrücke 18. Dadurch ist die Strömungsgeschwindigkeit des Fluidstroms im Vergleich zur punktförmigen Öffnung verringert. Ferner wird durch das Leitelement 21 im Einlassstutzen 12 die Ausgangsöffnung 13 in Bezug auf die Eingangsöffnung 15 des Auslassstutzens 14 verzögert freigegeben, wie in Fig. 3 bzw. in dem Diagramm gemäß Fig. 8 gut erkennbar ist. In Fig. 8 stellt die Kurve Kl die Fläche des Öffnungsquerschnitts 32 der Eingangsöffnung 15 des Auslassstutzens 14 in Abhängigkeit von der Flubstellung der Sperreinrichtung 16 bzw. der Schieberstange 36 dar. Ferner stellt die Kurve K2 die Fläche des Öffnungsquerschnitts 23 der Ausgangsöffnung 13 des Einlassstutzens 12 in Abhängigkeit von der Flubstellung der Sperreinrichtung 16 bzw. der Schieberstange 36. Flieraus ist gut ersichtlich, dass im Moment des ersten Strömungseintritts bereits eine Durchtrittsöffnung von dem Durchgang 26 in den Auslassstutzen 14 besteht. Der verzögert einströmende Fluidstrom wird dadurch durch den Öffnungsquerschnitt 31 der Eingangsöffnung 15 des Auslassstutzens 14 schnell und ohne den Dichtsitz 29 an dem Auslassstutzen 14 zu abrasiv zu belasten abgeführt.
Während des weiteren Öffnens des Plattenschiebers 10, der durch Fig. 6 und 7 exemplarisch dargestellt ist, wird der Öffnungsquerschnitt 23 kontinuierlich, insbesondere gleichmäßig freigegeben.
Der Verfahrweg zwischen der Offenstellung und der Schließstellung, den die Sperreinrichtung 16 bspw. bei dem Öffnungsvorgang zurücklegt, entspricht einem Gesamthub der Sperreinrichtung 16, insbesondere der Schieberstange 36. In der Schließstellung ist die Sperreinrichtung 16 an einer Minimalhubposition angeordnet und in der Offenstellung ist die Sperreinrichtung 16 an einer Maximalhubposition angeordnet. Mit anderen Worten weist die Sperreinrichtung 16 in der Schließstellung einen FHub von 0 Prozent des Gesamthubs und in der Offenstellung einen FHub von 100 Prozent des Gesamthubs auf.
Jener Hubbereich, in dem der Öffnungsquerschnitt 23 der Ausgangsöffnung 13 des Einlassstutzens 12 einen anliegenden Prozessdruck beeinflusst, kann 0 Prozent bis zu 35 Prozent des Gesamthubs umfassen. Dieser Hubbereich entspricht der Öffnungsphase des Plattenschiebers 10. Die Öffnungsphase, in der der Moment des ersten Strömungseintritts durch die Ausgangsöffnung 13 des Einlassstutzens 12 in die Rohrbrücke 18 liegt, kann bei einem Hub der Sperreinrichtung 16 von 22 Prozent bis 35 Prozent, insbesondere von 22 Prozent bis 30 Prozent, des Gesamthubs erfolgen. Bevorzugt erfolgt der Moment des ersten Strömungseintritts durch die Ausgangsöffnung 13 des Einlassstutzens 12 in die Rohrbrücke 18 bei einem Hub der Sperreinrichtung 16 von 23 Prozent bis 28 Prozent, insbesondere von 24 Prozent bis 26 Prozent des Gesamthubs. Besonders bevorzugt erfolgt der Moment des ersten Strömungseintritts durch die Ausgangsöffnung 13 des Einlassstutzens 12 in die Rohrbrücke 18 bei einem Hub von 25 Prozent des Gesamthubs.
Fig. 9 und 10 zeigen ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eine Plattenschiebers 10, der sich von dem Plattenschieber 10 gemäß Fig. 1 bis 7 in der Leiteinrichtung 19 zur Strömungsleitung, im Konkreten in dem Leitelement, und der Sperreinrichtung 16 unterscheidet. Nachfolgend werden lediglich die sich unterscheidenden Merkmale des Plattenschiebers 10 gemäß Fig. 9 und 10 beschrieben. Alle nicht beschriebenen Merkmale des Plattenschiebers 10 gemäß Fig. 9 und 10 sind mit jenen des Plattenschiebers 10 gemäß Fig. 1 bis 7 identisch.
Der Plattenschieber 10 weist mehrere Leitelemente 2 auf, die in einer Verschieberichtung der Sperreinrichtung 16 zwischen den beiden Absperrplatte 17 und der Rohrbrücke 18 angeordnet ist. Die Leitelemente 2 bilden jeweils einen Strömungskanal 32 quer zur Verschieberichtung, der zumindest beim Öffnen des Plattenschiebers 10 den Einlassstutzen 12 mit dem Auslassstutzen 14 verbindet. Der jeweilige Strömungskanal 32 durchdringt die Sperreinrichtung 16 quer zur Verschieberichtung der Sperreinrichtung 16. Mit anderen Worten erstreckt sich der jeweilige Strömungskanal 32 in Längsrichtung des Ein- und Auslassstutzens 12, 14. Gemäß Fig. 9 und 10 weist der Plattenschieber 10 insgesamt zwei Leitelemente 2 , die jeweils einen Strömungskanal 32 bilden.
Die Leitelemente 21 sind rohrförmig ausgebildet. Konkret sind die Leitelemente 2 durch Rohrstücke gebildet, die in die Sperreinrichtung 16 integriert sind. Alternativ können die Leitelemente 2 durch Profilrohrstücke gebildet sein. Die Leitelemente 2 verlaufen durch die Sperreinrichtung 16 parallel. Die Leitelemente 2 sind zwischen den Absperrplatten 17 und der Rohrbrücke 18 auf einer gemeinsamen Ebene liegend angeordnet. Wie in Fig. 10 gezeigt ist, sind die Leitelemente 2 in dem Plattenkorb 34 angeordnet. D.h., dass bei einer Bewegung der Sperreinrichtung 16 zwischen der Offen- und Schließstellung und umgekehrt die Leitelemente 2 mit der Sperreinrichtung 16 mitbewegt werden. Dies hat den Vorteil, dass bei einem Öffnungsvorgang des Plattenschiebers 10 vor der Freigabe eines Öffnungsquerschnitts 23 der Ausgangsöffnung 13 des Einlassstutzens 12 in den Durchgang 26 der Rohrbrücke 18 eine Fluidverbindung des Einlass- und Auslassstutzens 12, 14 erfolgt. D.h., der einlassseitige Fluiddruck wird bereits vorab abgebaut bzw. die einlassseitig abgelagerte Verschmutzung durch die Strömungskanäle dem Auslassstutzen 14 zugeführt. Die Leitelemente 2 bilden zu dem Durchgang 26 der Rohrbrücke 18 Bypasskanäle, die den Fluidstrom bei einem Öffnungsvorgang zeitlich vor der Freigabe des Durchtritts in den Durchgang 26 der Rohrbrücke 18 von dem Einlassstutzen 12 in den Auslassstutzen 14 ableitet (siehe Fig. 9). Dadurch enthält der Fluidstrom durch den Durchgang 26 der Rohrbrücke 18 weniger Partikel, sodass der auslassseitige Gehäusedichtsitz 29 geschont wird.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 11 bis 17 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1 bis 7 nur durch die Form des Leitelements 21 sowie durch einige Detailmerkmale des Leitelements 21. Alle Ausführungen im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1 bis 7 sind daher auf das Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 11 bis 17 übertragbar und werden im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11 bis 17 offenbart und beansprucht.
Außerdem wird auch die Kombination der Ausführungsbeispiele gemäß den Figuren 9, 10 und 11 bis 17 offenbart und beansprucht.
Wie in den Figuren 11, 12 gut zu erkennen, weist der Plattenschieber 10 ein Schiebergehäuse 11 mit einem Einlassstutzen 12 auf. In der Einlassstutzen 12 begrenzt eine Ausgangsöffnung 13, die mit der Eingangsöffnung 15 des korrespondierenden Auslassstutzens 14 fluchtet.
Zum Betätigen des Plattenschiebers 10 ist eine Sperreinrichtung 16 vorgesehen, die Absperrpatten 17 sowie eine Rohrbrücke 18 umfasst. Zu den Einzelheiten der Sperreinrichtung 16 wird auf die Ausführungen im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1 bis 7 verwiesen. Rohrbrückenseitig erweist der Einlassstutzen 12 eine Leiteinrichtung 19 mit einem Leitelement 21 auf.
Der Unterschied zu dem Leitelement 21 gemäß Figuren 1 bis 7 besteht darin, dass die Außenkontur 24 des Leitelements 21 gemäß Figuren 11 bis 15 eine gerade Außenkante bildet. Es hat sich gezeigt, dass die Strömungsverhältnisse in der Anfangsphase des Öffnens des Plattenschiebers als 10 durch die gerade Außenkante verbessert werden.
Die Geometrie des Leitelements 21 wird wie folgt näher beschrieben. Die gerade Außenkante erstreckt sich, wie in Fig. 12 gut zu sehen, praktisch auf derselben Ebene wie die Umfangsbegrenzung der Ausgangsöffnung 13. Die gerade Außenkante verläuft im Wesentlichen senkrecht zur Öffnungs- und Schließrichtung der Sperreinrichtung 16. Dies ist auch in der schematischen Darstellung gemäß Fig. 15 gut zu erkennen.
Die Oberfläche des Leitelements die Oberfläche 28 des Leitelements 21 ist ebenfalls gerade, d.h. nicht gekrümmt.
Ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1 bis 7 ragt das Leitelements 21 ins Innere des Einlassstutzens 12. Dabei ist die Oberfläche 28 bezogen auf die Innenwand des Einlassstutzens 12 geneigt angeordnet. Der Abstand zwischen der Oberfläche 28 und der Innenwand des Einlassstutzens 12 nimmt in Strömungsrichtung, d. h. in Richtung der Ausgangsöffnung 13 kontinuierlich zu. Diese Form des Leitelements 21 ist gut im Querschnitt gemäß Fig. 13 zu erkennen. Der Abstand der Oberfläche 28 von der Innenwand des Einlass Stutzens 12 ist an der geraden Außenkante maximal. Diese Form des Leitelements 21 ist gut im Querschnitt gemäß Fig. 13 zu erkennen.
Wie in Fig. 12 weiter zu erkennen, ist die Außenkontur 24 des Leitelements 21, konkret die gerade Außenkante praktisch auf derselben Höhe, wie die Ausgangsöffnung 13. Ein geringfügiger Spalt zwischen der Absperrplatte 17 und der Außenkante ist möglich, sofern die Ausgangsöffnung 13 durch das Leitelement 21 so abgeschirmt wird, dass ein Fluidstrom in der Anfangsphase des Öffnens des Plattenschiebers 10 zumindest weitgehend vermieden wird. Figuren 13, 14 zeigen den dreieckförmigen Querschnitt des Leitelements 21. Bei dem Beispiel gemäß Figuren 13, 14 ist das Leitelements 21 aus Vollmaterial, d. h. massiv ausgebildet. Alternativ kann das Leitelements 21 ein Blech umfassen, dass mit der Innenwand des Einlassstutzens 12 verbunden ist. In diesem Fall wird der dreieckförmige Querschnitt durch die Innenwand des Einlassstutzens 12 und das Leitblech gebildet. In der Oberfläche 28 ist gerade. Damit erstreckt sich der dreieckförmige Querschnitt des Leitelements 21 über seine gesamte Breite. Die Oberfläche 28 hat an allen Stellen dieselbe Steigung.
In den Figuren 13, 14 ist ein Ablaufspalt 24 gezeigt, der sich zwischen der Rückseite des Leitelements 21, d. h. auf der von der Oberfläche 28 abgewandten Seite und der Innenwand des Einlassstutzens 12 erstreckt. Durch den Ablaufspalt 24 kann Flüssigkeit, beispielsweise Kondensat ablaufen.
Zur Befestigung des Leitelements 21 im Einlassstutzen 12 ist ein Befestigungsmittel 45, beispielsweise in der Form eines Nockens, vorgesehen, welches das Leitelement mit dem Einlassstutzen 12 fest oder lösbar verbindet. Andere Befestigungsmittel sind möglich. Beispielsweise kann das Leitelement 21 in den Einlassstutzen eingeschweißt sein. Der Nocken ist hakenförmig ausgebildet, sodass das Leitelement 21 mit einer entsprechenden Aufnahmeöffnung auf diesen aufgesetzt werden kann. Andere Nockenformen sind möglich. Bspw. kann der Nocken bei kleineren Nennweiten gerade ausgebildet sein.
Die Oberfläche 28 ist verschleißfest ausgeführt. Dazu kann beispielsweise eine Aufpanzerung auf der Oberfläche 28 durch Auftragsschweißen vorgesehen sein.
Die vorstehend genannten Detailmerkmale wie der Ablaufspalt 44, das Befestigungsmittel 45 und die Aufpanzerung werden auch im Zusammenhang mit dem Leitelement gemäß Figuren 1 bis 7 offenbart und beansprucht.
Für 15 zeigt die Form des Öffnungsquerschnitts 23 in der Anfangsphase des Öffnens, wenn die Fluidverbindung zwischen Einlassstutzen 12 und Auslassstutzen 14 hergestellt und ein Teilbereich der Durchgangsöffnung 26 der Rohrbrücke 18 freigegeben ist. Wie in Fig. 15 gut zu erkennen, hat der Öffnungsquerschnitt 23 eine kombinierte lineare und bogenförmige Form. Der Öffnungsquerschnitt 23 ist als kreissegmentförmiger Spalt ausgebildet. Die gerade Seite des Öffnungsquerschnitts 23 (Kreissehne) wird durch die gerade Außenkante der Außenkontur 24 begrenzt. Die bogenförmige Seite (Kreisbogen) des Öffnungsquerschnitt 23 wird durch den Krümmungsradius 27 der Rohrbrücke 18 bestimmt.
Wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1 bis 7 wird die Freigabe der Ausgangsöffnung 13 durch das Leitelement 21 so weit verzögert, dass die Eingangssöffnung 15 des Auslassstutzen 14 weiter als die Ausgangsöffnung 13 des Einlassstutzens 12 geöffnet ist, bevor der Strömungsdurchtritt beginnt. Außerdem wird durch die gerade Außenkante erreicht, dass im Vergleich zum Stand der Technik der Öffnungsquerschnitt vergrößert ist, sodass der unerwünschte Düseneffekt in der Anfangsphase des Öffnens verringert wird.
Zwar bildet sich bei diesem Ausführungsbeispiel beim Bewegen der Innenwand des Plattenkorbs 18 an der geraden Außenkante vorbei eine kurzfristig kleine Öffnung. Allerdings verbreitert sich der Öffnungsquerschnitt bei weiterem Vorbei bewegen so schnell, dass ein ausreichend großer Öffnungsquerschnitt bereitgestellt und die unerwünschte Düsenwirkung praktisch unterdrückt wird. Außerdem wird erreicht, dass die Eingangsöffnung 15 des Auslassstutzens 14 bereits relativ weit geöffnet ist, bevor der Ausgangsöffnung 13 des Einlassstutzens 12 geöffnet wird, sodass das in den in die Rohrbrücke 18 eindringende Fluid sofort abgeführt wird und sich nicht in der Rohrbrücke 18 sammeln kann.
Der Partikelstrom in der Anfangsphase des Öffnens eines nach dem Stand der Technik ohne die Erfindung gebauten Plattenschiebers verhält sich so, dass sich Partikel in der Rohrbrücke beim Öffnen sammeln und relativ wenig Partikel mit hoher Geschwindigkeit aus der Rohrbrücke 18 in den Auslassstutzen 14 eintreten. Im Vergleich dazu gelangen weniger Partikel in die Rohrbrücke 18, wenn ein Leitelement 21 gemäß Figuren 11 bis 15 vorgesehen ist, das in der Anfangsphase die Ausgangsöffnung 13 des Einlassstutzens 12 abschirmt. Der Partikelstrom kann durch die im Vergleich zur Ausgangsöffnung 13 stärker geöffnete Eingangsöffnung 15 nahezu ungehindert hindurch treten.
Dasselbe Phänomen ist bei der Fluidströmung zu beobachten, die sich bei einem Plattenschieber ohne Erfindung in der Rohrbrücke stark aufstaut. Durch die bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel erzielte Verzögerung bei der Freigabe der Eingangsöffnjung 13 und die damit unterschiedlich großen Strömungsquerschnitte kann der Fluidstrom nahezu ungehindert auch in der Anfangsphase des Öffnens durch die sich öffnende Sperreinrichtung 16 hindurch treten.
Abschließend wird darauf hingewiesen, dass die Merkmale der beiden beschriebenen Ausführungsbeispiele nicht auf die einzelnen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern frei untereinander kombinierbar sind.
Bezuaszeichenliste
10 Plattenschieber
11 Schiebergehäuse
12 Einlassstutzen
13 Ausgangsöffnung
14 Auslassstutzen
15 Eingangsöffnung
16 Sperreinrichtung
17 Absperrplatte
18 Rohrbrücke
19 Leiteinrichtung
21 Leitelement
21 weiteres Leitelement
22 Innenwand
23 Öffnungsquerschnitt der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens
24 Außenkontur
25 Innenkontur
26 Durchgang
27 Krümmungsradius
28 Oberfläche
29 Dichtsitz
31 Öffnungsquerschnitt der Eingangsöffnung des Auslassstutzens
32 Strömungskanal
33 Rohrstück
34 Plattenkorb Spreizorgan
Schieberstange
Innenkeil
Außenkeil
Zentrierkugel
Kompensatoreinheit
Dichtringe
Kompensatorwelle
Ablaufspalt
Befestigungsmittel (Nocke)

Claims

ANSPRÜCHE
1. Plattenschieber (10) für chemische und/oder petrochemische Industrieanlagen, umfassend:
- ein Schiebergehäuse (11), das einen Einlassstutzen (12) mit einer Ausgangsöffnung (13) und einen Auslassstutzen (14) mit einer Eingangsöffnung (15) aufweist, die in einer Offenstellung des Plattenschiebers (10) miteinander korrespondieren;
- eine Sperreinrichtung (16) mit wenigstens einer Absperrplatte (17) und einer Rohrbrücke (18), die zum Öffnen und Schließen des Plattenschiebers (10) zwischen dem Ein- und Auslassstutzen (12, 14) beweglich angeordnet ist; und
- wenigstens eine Leiteinrichtung (19) zur Strömungsleitung, dad u rch geken nzeich net, dass die Leiteinrichtung (19) wenigstens ein Leitelement (21) aufweist, das an einer Innenwand (22) des Einlassstutzens (12) angeordnet ist und die Ausgangsöffnung (13) des Einlassstutzens (12) derart verkleinert, dass beim Öffnen des Plattenschiebers (10) ein Öffnungsquerschnitt (23) der Ausgangsöffnung (13) im Moment eines anfänglichen, insbesondere ersten, Strömungseintritts in die Rohrbrücke (18) vergrößert ist.
2. Plattenschieber (10) nach Anspruch 1, dad u rch geken nzeich net, dass das Leitelement (21) derart ausgebildet ist, dass beim Öffnen des Plattenschiebers (10) die Ausgangsöffnung (13) des Einlassstutzens (12) in Bezug auf die Eingangsöffnung (15) des Auslassstutzens (14) verzögert freigebbar oder freigegeben ist.
3. Plattenschieber (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch geken nzeich net, dass das Leitelement (21) derart angepasst ist, dass der Öffnungsquerschnitt im Moment des ersten Strömungseintritts von dem Einlassstutzen (12) in die Rohrbrücke (18) wenigstens einen Spalt, insbesondere einen sich in einer Ebene mit der Absperrplatte (17) erstreckenden Spalt, zwischen der Rohrbrücke (18) und dem Einlassstutzen (12) bildet.
4. Plattenschieber (10) nach Anspruch 3, dad u rch geken nzeich net, dass das Leitelement (21) derart angepasst ist, dass der Spalt abschnittsweise bogenförmig und abschnittsweise linear ist.
5. Plattenschieber (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch geken nzeich net, dass das Leitelement (21) wenigstens eine Außenkontur (24) an der Ausgangsöffnung (13) des Einlassstutzens (12) aufweist, die sich quer zur Öffnungs- und Schließrichtung des Plattenschiebers (10) erstreckt.
6. Plattenschieber (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch geken nzeich net, dass die Außenkontur (24) eine gerade, insbesondere horizontal angeordnete, oder eine gekrümmte Außenkante aufweist.
7. Plattenschieber (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch geken nzeich net, dass das Leitelement (21) eine Oberfläche (28) aufweist, die gerade ausgebildet ist und entlang der Strömungsrichtung mit zunehmenden Abstand von der Innenwand (22) in den Einlassstutzen (12) hineinragt oder die sich ausgehend von der Innenwand (22) ins Innere des Einlassstutzens (12), insbesondere buckelartig, wölbt.
8. Plattenschieber (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch geken nzeich net, dass das Leitelement (21) einen dreieckförmigen Querschnitt aufweist oder zusammen mit der Innenwand (22) einen dreieckförmigen Querschnitt bildet.
9. Plattenschieber (10) nach Anspruch 8, dad u rch geken nzeich net, dass sich der dreieckförmige Querschnitt entlang der Breite, insbesondere der gesamten Breite des Leitelements (21) erstreckt.
10. Plattenschieber (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch geken nzeich net, dass ein Ablaufspalt (44) zwischen dem Leitelement (21) und der Innenwand (22) gebildet ist.
11. Plattenschieber (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dad u rch geken nzeich net, dass die Außenkontur (24) sich quer zur Längsrichtung des Einlassstutzens (12) ausgehend von der Innenwand (22) nach innen erstreckt.
12. Plattenschieber (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch geken nzeich net, dass das Leitelement (21) in Strömungsrichtung zu der Ausgangsöffnung (13) des Einlassstutzens (12) hin ansteigend ausgebildet ist.
13. Plattenschieber (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch geken nzeich net, dass sich das Leitelement (21) in einer Längsrichtung des Einlassstutzens (12) zumindest teilweise erstreckt und an der Ausgangsöffnung (13) des Einlassstutzens (12) endet.
14. Plattenschieber (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dad u rch geken nzeich net, dass der Einlassstutzen (12) und der Auslassstutzen (14) jeweils einen Dichtsitz (29) für die wenigstens eine Absperrplatte (17) aufweisen, wobei das Leitelement (21), insbesondere die Außenkontur (24), zumindest abschnittsweise von dem Dichtsitz (29) des Auslassstutzens quer zur Längsrichtung nach innen versetzt ist.
15. Plattenschieber (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch geken nzeich net, dass ein Öffnungsquerschnitt (31) der Eingangsöffnung (15) des Auslassstutzens (14) beim Öffnen des Plattenschiebers (10) und/oder in der Offenstellung des Plattenschiebers (10) größer als der Öffnungsquerschnitt (23) der Ausgangsöffnung (13) des Einlassstutzens (12) ist.
16. Plattenschieber (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch geken nzeich net, dass die Leiteinrichtung (19) ein weiteres Leitelement (2 ) aufweist, das in einer Verschieberichtung der Sperreinrichtung (16) zwischen der Absperrplatte (17) und der Rohrbrücke (18) angeordnet ist, wobei das weitere Leitelement (2 ) einen Strömungskanal (32) quer zur Verschieberichtung bildet, der zumindest beim Öffnen des Plattenschiebers (10) den Einlassstutzen (12) mit dem Auslassstutzen (14) verbindet.
17. Plattenschieber (10) für chemische und/oder petrochemische Industrieanlagen, umfassend:
- ein Schiebergehäuse (11), das einen Einlassstutzen (12) mit einer Ausgangsöffnung (13) und einen Auslassstutzen (14) mit einer Eingangsöffnung (15) aufweist, die in einer Offenstellung des Plattenschiebers (10) miteinander korrespondieren;
- eine Sperreinrichtung (16) mit wenigstens einer Absperrplatte (17) und einer Rohrbrücke (18), die zum Öffnen und Schließen des Plattenschiebers (10) zwischen dem Ein- und Auslassstutzen (12, 14) beweglich angeordnet sind; und
- wenigstens eine Leiteinrichtung (19) zur Strömungsleitung, dad u rch geken nzeich net, dass die Leiteinrichtung (19) wenigstens ein Leitelement (2 ) aufweist, das in einer Verschieberichtung der Sperreinrichtung (16) zwischen der Absperrplatte (17) und der Rohrbrücke (18) angeordnet ist, wobei das Leitelement (21) einen Strömungskanal (32) quer zur Verschieberichtung bildet, der zumindest beim Öffnen des Plattenschiebers (10) den Einlassstutzen (12) mit dem Auslassstutzen (14) verbindet.
18. Plattenschieber (10) nach Anspruch 17, dad u rch geken nzeich net, dass das Leitelement (2 ) in die Sperreinrichtung (16) integriert ist, wobei der Strömungskanal (32) quer zur Verschieberichtung die Sperreinrichtung (16) vollständig durchläuft.
19. Plattenschieber (10) nach Anspruch 17 oder 18, dad u rch geken nzeich net, dass das Leitelement (2 ) durch wenigstens ein Rohrstück (33) gebildet ist.
20. Verfahren zum Betreiben eines Plattenschiebers (10), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 16, für chemische und/oder petrochemische Industrieanlagen, bei dem der Plattenschieber (10) ein Schiebergehäuse (11) mit einem Einlassstutzen (12) und einem Auslassstutzen (14) und eine Sperreinrichtung (16) umfasst, die in dem Schiebergehäuse (11) zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung zum Öffnen und Schließen des Plattenschiebers (10) verschoben wird, wobei die Sperreinrichtung (16) wenigstens eine Absperrplatte (17) und eine Rohrbrücke (18) mit einem Durchgang (26) aufweist, die in der Offenstellung derart angeordnet ist, dass der Einlassstutzen (12) mit einer Ausgangsöffnung (13) und der Auslassstutzen (14) mit einer Eingangsöffnung (15) durch den Durchgang (26) der Rohrbrücke (18) miteinander verbunden sind, und die Sperreinrichtung (16) in der Schließstellung derart angeordnet ist, dass der Einlassstutzen (12) und der Auslassstutzen (14) durch die Absperrplatte (17) gegeneinander abgesperrt sind, wobei der Plattenschieber (10) wenigstens eine Leiteinrichtung (19) zur Strömungsleitung aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Leiteinrichtung (19) wenigstens ein Leitelement (21) aufweist, das an einer Innenwand (22) des Einlassstutzens (12) angeordnet ist und die Ausgangsöffnung (13) des Einlassstutzens (12) verkleinert, wobei bei einem Verschieben der Sperreinrichtung (16) von der Schließstellung in die Offenstellung im Moment eines anfänglichen, insbesondere ersten, Strömungseintritts in den Durchgang (26) der Rohrbrücke (18) ein vergrößerter, insbesondere spaltförmiger, Öffnungsquerschnitt (23) der Ausgangsöffnung (13) des Einlassstutzens (12) freigegeben wird, der durch das Leitelement (21) und den Durchgang (26) der Rohrbrücke (18) definiert wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Öffnungsquerschnitt (23) der Ausgangsöffnung (13) des Einlassstutzens (12) beim Öffnen des Plattenschiebers (10) über den gesamten Verschiebeweg der Sperreinrichtung (16) linear, insbesondere gleichmäßig, freigegeben wird.
22. Verfahren zum Betreiben eines Plattenschiebers (10), insbesondere nach einem der Ansprüche 17 bis 19, für chemische und/oder petrochemische Industrieanlagen, bei dem der Plattenschieber (10) ein Schiebergehäuse (11) mit einem Einlassstutzen (12) und einem Auslassstutzen (14) und eine Sperreinrichtung (16) umfasst, die in dem Schiebergehäuse (11) zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung zum Öffnen und Schließen des Plattenschiebers (10) verschoben wird, wobei die Sperreinrichtung (16) wenigstens eine Absperrplatte (17) und eine Rohrbrücke (18) mit einem Durchgang (26) aufweist, die in der Offenstellung derart angeordnet ist, dass der Einlassstutzen (12) mit einer Ausgangsöffnung (13) und der Auslassstutzen (14) mit einer Eingangsöffnung (15) durch den Durchgang (26) der Rohrbrücke (18) miteinander verbunden sind, und die Sperreinrichtung (16) in der Schließstellung derart angeordnet ist, dass der Einlassstutzen (12) und der Auslassstutzen (14) durch die Absperrplatte (17) gegeneinander abgesperrt sind, wobei der Plattenschieber (10) wenigstens eine Leiteinrichtung (19) zur Strömungsleitung aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Leiteinrichtung (19) wenigstens ein Leitelement (2 ) aufweist, das in einer Verschieberichtung der Sperreinrichtung (16) zwischen der Absperrplatte (17) und der Rohrbrücke (18) angeordnet ist, wobei das Leitelement (2 ) einen Strömungskanal (32) quer zur Verschieberichtung bildet, der beim Verschieben der Sperreinrichtung (16) von der Schließstellung in die Offenstellung den Einlassstutzen (12) mit dem Auslassstutzen (14) verbindet, bevor der Durchgang (26) der Rohrbrücke (18) einen Öffnungsquerschnitt (23) der Ausgangsöffnung (13) des Einlassstutzens (12) freigibt.
23. Verwendung eines Plattenschiebers (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 16 und/oder eines Plattenschiebers (10) nach einem der Ansprüche 17 bis 19 in einem Verkokungsverfahren und/oder einem Crackverfahren.
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