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Die Erfindung bezieht sich auf eine Absperrvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und auf einen Plattenschieber mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 10. Eine derartige Absperrvorrichtung und ein derartiger Plattenschieber sind beispielsweise aus
WO 02/072729 A1 bekannt.
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Gattungsgemäße Plattenschieber werden in der chemischen und petrochemischen Industrie, insbesondere in sogenannten Koker-Anlagen eingesetzt. In solchen Anlagen werden Rückstände aus der Erdölraffinerie verarbeitet. Ein hierfür bevorzugtes Verfahren ist das delayed coking, bei dem die zu verarbeitenden Rückstände in einer Verkokungstrommel (coke drum) zu Petrolkoks bzw. Petroliumkoks, flüssigen und gasförmigen Kohlenwasserstoffen umgewandelt werden. Die Verarbeitung in der Verkokungstrommel erfolgt bei ca. 3 bis 8 bar und einer Temperatur von ca. 500°C. Der Petrolkoks wird mit Wasserdampf und Wasser ausgehärtet und dann mit einem Wasserstrahl aus der Verkokungstrommel herausgeschnitten.
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Während der Reaktion ist die Verkokungstrommel geschlossen. Zum Herausschneiden des Petrolkoks wird diese geöffnet. Das Öffnen der Trommel ist gefährlich, weil es dabei zum Entweichen von sehr heißen und brennbaren Gasen kommen kann. Das Öffnen der Verkokungstrommel, das sogenannte De-Heading, erfolgt daher automatisch. Dazu werden Schieber eingesetzt, die mit einer entsprechenden Trommelöffnung verbunden sind und diese verschließen bzw. freigeben. Aufgrund der hohen Prozesstemperaturen und -drücke müssen die Schieber entsprechend abgedichtet sein. Für einen störungsfreien Betrieb sollen die Schieber darüber hinaus leichtgängig zu betätigen sein.
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Es werden sogenannte Doppelplattenschieber und Einplattenschieber unterschieden. Die Doppelplattenschieber weisen zwei parallel voneinander beabstandete Schieberplatten auf, die durch einen Keilmechanismus aufgespreizt werden. In der Schließstellung wird dadurch eine hohe Dichtkraft erzeugt, die den sicheren und zuverlässigen Betrieb der Doppelplattenschieber ermöglicht. Einplattenschieber sind einfacher aufgebaut und haben eine geringere Bauhöhe. Sie weisen vorgespannte Dichtungssysteme auf, die die erforderliche Dichtkraft erzeugen.
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Ein solcher Einplattenschieber bzw. allgemein eine solche Absperrvorrichtung sind beispielsweise aus der eingangs genannten
WO 02/072729 A1 bekannt.
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Der bekannte Einplattenschieber bzw. die Absperrvorrichtung weist eine einteilige Schieberplatte auf, an deren distalen Ende eine Rohrbrücke ausgebildet ist, durch die in der Offenstellung des Schiebers der Zugang zur Verkokungstrommel erfolgt. Dazu weist das Schiebergehäuse ein Leitrohr auf, das im Gebrauch mit der Verkokungstrommel verschraubt ist. In der Offenstellung fluchtet die Rohrbrücke mit dem Leitrohr. In der Schließstellung wird das Leitrohr durch den geschlossenen Teil der einteiligen Schieberplatte versperrt.
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Die Abdichtung in der Schließstellung erfolgt durch eine Kombination eines dynamischen Dichtsitzes mit einem statischen Dichtsitz. Der dynamische Dichtsitz wird durch mehrere auf dem Umfang des Leitrohres verteilt angeordnete Kolben erreicht, die mit einem Keil gegen eine entsprechende Keilfläche eines Dichtringes pressen. Durch eine axiale Bewegung des Kolbens wird der Dichtring nach unten bewegt und drückt gegen die Schieberplatte. Der Kolben ist elastisch vorgespannt, so dass dieser thermische Ausdehnungen kompensieren kann. Durch das dynamische Dichtsystem wird die Dichtkraft über den Dichtring in die Schieberplatte eingeleitet.
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Das bekannte System ist relativ aufwendig und kann nur begrenzte Dichtkräfte erzeugen. Damit sind die Herstellungs- und Wartungskosten bei dem bekannten Einplattenschieber vergleichsweise hoch. Überdies ist die Sicherheit des bekannten Einplattenschiebers nicht ausreichend hoch.
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Die Erfindung hat die Aufgabe, einen Plattenschieber bzw. eine Absperrvorrichtung der eingangs genannten Art mit Blick auf die Betriebssicherheit zu verbessern.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe hinsichtlich der Absperrvorrichtung durch den Gegenstand des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Plattenschiebers durch den Gegenstand des Anspruchs 10 gelöst.
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Im Rahmen der Erfindung wird eine Absperrvorrichtung für Armaturen von Industrieanlagen, insbesondere von chemischen und petrochemischen Anlagen, mit einer Platte zum Absperren einer Öffnung für einen Fluidstrom und einem Dichtsitz angegeben. Die Platte ist zwischen dem Dichtsitz und einer Anpresseinrichtung zur Beaufschlagung der Platte mit einer Anpresskraft angeordnet. Die Platte ist durch die Anpresseinrichtung gegen den Dichtsitz pressbar. Die Anpresseinrichtung weist in einem Gehäuse mehrere Kolben und ein Übertragungselement zur Übertragung der Anpresskraft auf die Platte auf, das zwischen den Kolben und der Platte angeordnet ist und sich entlang des Plattenumfangs erstreckt. Die Kolben sind durch eine Zufuhrleitung für Hydraulikflüssigkeit, insbesondere eine gemeinsame Zufuhrleitung für Hydraulikflüssigkeit, fluidverbunden.
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Ein grundlegender Unterschied zu der bekannten Absperrvorrichtung besteht darin, dass bei der Erfindung die Platte gegen den Dichtsitz gepresst wird. Im Stand der Technik wird umgekehrt der Dichtsitz gegen die Schieberplatte gedrückt. Durch die Erfindung werden die Dichtigkeit und damit die Betriebssicherheit des Systems verbessert, da mit hohen Anpresskräften gearbeitet werden kann. Der Aufbau und die Steuerung werden signifikant vereinfacht, weil die Kolben durch die Zufuhrleitung fluidverbunden sind, so dass zentral alle Kolben mit demselben Druck betätigt werden können. Mit anderen Worten sind die Kolben in Reihe geschaltet. Die Einzelansteuerung und damit die Abstimmung der einzelnen Kolbenkräfte, wie im Stand der Technik zur Umsetzung der dynamischen Dichtsitze praktiziert, entfällt. Dies hat den Vorteil, dass der Betrieb vereinfacht wird. Zum Öffnen der Absperrvorrichtung werden die Kolben druckfrei geschaltet. Dies erfolgt zentral, weil die Kolben fluidverbunden sind. In der Schließstellung der Platte werden die Kolben mit Druck beaufschlagt, so dass die erforderliche Anpresskraft erzeugt wird, die die Platte gegen den Dichtsitz presst. Eine Anpassung der Anpresskraft ist sogar im Betrieb, falls erforderlich, durch die Steuerung des Hydraulikdruckes möglich.
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Die Erfindung ist auf Einplattenschieber und andere Absperrorgane für Industrieanlagen anwendbar, die mit einer Platte einen Fluidstrom unterbrechen und einen Dichtsitz aufweisen.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Das Übertragungselement kann einen Ring umfassen, dessen erste Stirnfläche an der Platte anliegt und dessen zweite Stirnfläche mit den Kolben verbunden ist. Der Ring bewirkt eine Verteilung der durch die Kolben eingeleiteten Kräfte auf dem Umfang der Platte, so dass eine gleichmäßige Anpresskraft erreicht wird.
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Vorzugsweise verläuft die Hubrichtung der Kolben senkrecht zur Platte. Eine Umlenkung der Kraftrichtung ist damit nicht erforderlich, wodurch ein einfacher und kompakter Aufbau ermöglicht wird.
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Zwischen den Kolben und dem Übertragungselement, insbesondere dem Ring, kann jeweils ein Stößel angeordnet sein, der den jeweiligen Kolben mit dem Übertragungselement verbindet. Dies hat den Vorteil, dass einerseits der Kolben vom Übertragungselement beabstandet ist und andererseits die Krafteinleitung in das Übertragungselement durch den Stößel optimiert werden kann.
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Das Übertragungselement, insbesondere der Ring, kann mit einer Federkraft beaufschlagt sein, die senkrecht zur Platte wirkt. Die Federkraft wirkt vorzugsweise in Richtung der Platte. Dadurch wird die Platte gegen den Dichtsitz vorgespannt, so dass beim Verschieben der Platte, wenn die Anpresskraft durch die Kolben entfällt, eine ausreichende Dichtwirkung aufrechterhalten wird.
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Zweckmäßigerweise ist der Stößel mit einer Feder verbunden, wobei die Feder gegen einen Stößelführungsring abgestützt ist, der mit dem Gehäuse verbunden ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführung sind die Kolben in einem Kolbenführungsring angeordnet, in dem die Zufuhrleitung für die Hydraulikflüssigkeit ausgebildet ist. Der Kolbenführungsring ermöglicht eine kompakte Anordnung und robuste Lagerung der Kolben und ist einfach zu montieren.
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Der Kolbenführungsring kann Druckräume aufweisen, die unter den Kolbenböden angeordnet und durch die Zufuhrleitung fluidverbunden sind. Im Betrieb sind die Druckräume mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt, so dass eine schnelle Ansteuerung der Kolben bei Betätigung ermöglicht wird.
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Der Kolbenführungsring weist vorzugsweise einen ringförmigen Deckel auf, der die Unterseite des Kolbenführungsrings verschließt. Damit wird die Wartung der Kolben und der Zufuhrleitung erleichtert.
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Im Rahmen der Erfindung wird ferner ein Plattenschieber, insbesondere Einplattenschieber, für chemische und petrochemische Anlagen mit einem Gehäuse, insbesondere Schiebergehäuse, angegeben. Das Gehäuse weist ein absperrbares Leitrohr und eine Platte, insbesondere Schieberplatte, auf, die in eine Offenstellung und in eine Schließstellung und umgekehrt verschiebbar ist, wobei dem Leitrohr ein Dichtsitz zugeordnet ist, der sich entlang des Umfangs des Leitrohrs erstreckt und im Betrieb zumindest in der Schließstellung von oben gegen die Platte abdichtet. Die Platte ist in einer verschiebbaren Trägerplatte angeordnet und relativ zur Trägerplatte in Richtung der Längsachse des Leitrohres beweglich. Eine Anpresseinrichtung ist in dem Gehäuse unter der Platte angeordnet, um die Platte in der Schließstellung gegen den Dichtsitz zu pressen. Die Anpresseinrichtung weist mehrere Kolben und ein Übertragungselement, insbesondere einen Ring, zur Übertragung der Anpresskraft auf die Platte auf. Die Kolben sind durch eine Zufuhrleitung für Hydraulikflüssigkeit fluidverbunden. Das Übertragungselement ist zwischen den Kolben und der Platte angeordnet ist und erstreckt sich entlang des Plattenumfangs.
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Der erfindungsgemäße Plattenschieber hat verschiedene Vorteile.
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Mit der Erfindung lassen sich höhere Dichtkräfte erzeugen. Dazu ist die Anpresseinrichtung unter der Schieberplatte angeordnet, wo mehr Bauraum zur Verfügung steht, so dass die einzelnen Komponenten der Anpresseinrichtung entsprechend größer ausgeführt werden können. Ein grundlegender Unterschied zu den bekannten Einplattenschiebern besteht deshalb darin, dass bei der Erfindung die gesamte Schieberplatte gegen den Dichtsitz gedrückt wird. Im Stand der Technik wird umgekehrt der Dichtsitz gegen die Schieberplatte gedrückt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Schieberplatte in der Trägerplatte angeordnet und relativ zu dieser in Richtung der Längsachse des Leitrohres beweglich ist. Die Trägerplatte und die Schieberplatte bilden also zwei unabhängige Komponenten, die relativ zueinander beweglich sind. Im Unterschied dazu ist im Stand der Technik die Schieberplatte einteilig ausgebildet, so dass diese nicht als Ganzes gegen den Dichtsitz gepresst werden kann, da die einteilige Schieberplatte als Ganzes im Schlebergehäuse längsbeweglich geführt ist.
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Die Anpressfunktion des erfindungsgemäßen Einplattenschiebers kann überdies dazu benutzt werden, die Schieberplatte in der Schließstellung zu verriegeln, so dass ein ungewolltes Verschieben der Schieberplatte sicher verhindert wird. Dies ist mit einem herkömmlichen dynamischen Dichtsitz nicht möglich.
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Die relativ zur Trägerplatte bewegbare Schieberplatte hat den weiteren Vorteil, dass diese aus der Trägerplatte entfernt werden kann und zur Wartung einfach ausgetauscht wird. Die Trägerplatte verbleibt im Gehäuse.
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Die funktionale Trennung von Schieberplatte und Trägerplatte hat den weiteren Vorteil, dass die Schieberplatte und die Trägerplatte entkoppelt sind, so dass der thermische Verzug der Schieberplatte die Trägerplatte und damit die Führung im Schiebergehäuse nicht oder zumindest nur in geringem Maße beeinflusst.
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Die gesonderte Schieberplatte hat den weiteren Vorteil, dass unterschiedliche Materialien für die Schieberplatte und die Trägerplatte verwendet werden können. Die Materialqualität der Schieberplatte kann daher auf die besonderen Anforderungen angepasst werden, die an die Schieberplatte als Absperrorgan für die Verkokungstrommel gestellt werden. Dasselbe gilt für die Oberflächenfeinstbehandlung, die auf die Schieberplatte beschränkt sein kann. Dadurch werden die Herstellungskosten verringert.
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Zu den erfindungsgemäßen Vorteilen der durch die Zufuhrleitung, insbesondere die gemeinsame Zufuhrleitung, fluidverbundenen Kolben wird auf die Ausführungen zur erfindungsgemäßen Absperrvorrichtung verwiesen, die auch im Zusammenhang mit dem Plattenschieber gelten.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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So kann die Schieberplatte mit radialem Spiel in der Trägerplatte angeordnet sein. Dadurch wird wirksam vermieden, dass thermische Ausdehnungen der Schieberplatte auf die Trägerplatte übertragen werden. Außerdem wird durch das radiale Spiel das Einsetzen der Schieberplatte in die Trägerplatte bei der Montage oder bei Wartungsarbeiten erleichtert.
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Vorzugsweise ist die Form der Schieberplatte an den Querschnitt des Leitrohres angepasst. Üblicherweise bildet das Leitrohr einen kreisförmigen Querschnitt. In diesem Fall ist die Schieberplatte als kreisrunde Scheibe ausgebildet. Die kreisrunde Scheibe hat den Vorteil, dass der thermische Verzug radial erfolgt. Bei nicht kreisrunden Schieberplatten, wie im Stand der Technik, erfolgt der thermische Verzug in der Regel unkontrolliert, was zu Problemen bei der Dichtigkeit und der Führung der Schieberplatte führen kann.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Trägerplatte eine Durchgangsöffnung und eine Aufnahmeöffnung auf, wobei in der Aufnahmeöffnung die Schieberplatte angeordnet ist. In der Offenstellung fluchtet die Durchgangsöffnung mit dem Leitrohr. Die Durchgangsöffnung kann auch als Rohrbrücke bezeichnet werden. In der Schließstellung versperrt die in der Aufnahmeöffnung angeordnete Schieberplatte das Leitrohr.
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Die Aufnahmeöffnung kann einen sich konisch nach unten vergrößernden Rand aufweisen. Dadurch wird erreicht, dass etwaige Verunreinigungen, die zwischen den Rand der Schieberplatte und den Rand der Aufnahmeöffnung gelangen nach unten abgeführt werden können.
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Die Richtungsangaben oben und unten beziehen sich auf die Einbaulage des Schiebers. In der Einbaulage des Schiebers ist die Längsachse des Leitrohres vertikal ausgerichtet. Die Trägerplatte mit der Schieberplatte wird in horizontaler Richtung, d. h. senkrecht zur Längsachse des Leitrohres verschoben. Die Absperreinrichtung befindet sich in der Einbaulage unter der Schieberplatte. Die Schieberplatte ist also in der Schließstellung zwischen der Absperrvorrichtung und der Verkokungstrommel angeordnet.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Trägerplatte zwischen einer oberen und einer unteren Führungsplatte angeordnet, die jeweils im Bereich des Leitrohres eine Durchgangsöffnung aufweisen, wobei die Trägerplatte zwischen den Führungsplatten eingekapselt ist. Mit den beiden Führungsplatten wird die Linearführung der Trägerplatte erreicht. Zudem dichten die Führungsplatten die Trägerplatte und damit die Schieberplatte ab, so dass weder in der Offenstellung noch in der Schließstellung Gase oder Flüssigkeiten in das Schiebergehäuse eindringen können. Die Dichtigkeit des Schiebergehäuses kann durch die Beaufschlagung des Schiebergehäuses mit einem Überdruck weiter verbessert werden.
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Das Leitrohr kann einen oberen und einen unteren Rohrstutzen bilden, wobei der obere Rohrstutzen zusammen mit dem oberen Dichtsitz vom Schiebergehäuse zur Bildung einer Wartungsöffnung abnehmbar ist, durch die die Schieberplatte aus dem Schiebergehäuse entfernbar ist. Mit der Wartungsöffnung wird die ohnehin im Bereich des Leitrohres vorgesehene Öffnung im Schiebergehäuse vergrößert und zwar so, dass die Schieberplatte durch die Wartungsöffnung herausgenommen werden kann. Es ist also nicht mehr erforderlich, die Schieberplatte in Längsrichtung aus dem Gehäuse zu entfernen, was mit sehr viel Aufwand verbunden ist. Für den Austausch der Schieberplatte muss also lediglich das Leitrohr zusammen mit dem oberen Dichtsitz abgenommen werden, so dass dann die Schieberplatte von oben aus dem Gehäuse herausgenommen werden kann.
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Der obere Dichtsitz weist ein wenigstens einfach wirkendes, statisches Dichtungssystem auf, das mit einer Oberseite der Schieberplatte zusammenwirkt. Im Unterschied zum Stand der Technik ist es also nicht erforderlich, ein dynamisches wirkendes Dichtsystem vorzusehen, das die erforderliche Dichtkraft aufbringt. Es kann vielmehr ein vergleichsweise einfach ausgebautes Dichtungssystem verwendet werden, gegen das die Schieberplatte als Ganzes gepresst wird. Es ist auch möglich, zur Verbesserung der Dichtfunktion ein doppelt wirkendes, ein dreifach wirkendes oder ein vierfach wirkendes statisches Dichtsystem einzusetzen. Bei einem doppelt wirkenden Dichtsystem werden zwei gesonderte Dichtmittel miteinander kombiniert. Bei einem dreifach wirkenden Dichtsystem werden drei gesonderte Dichtmittel miteinander kombiniert und so weiter.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann ein Dichtsitz mit einem dreifach wirkenden Dichtungssystem wenigstens eine radial innen angeordnete Dicht- und Schabkante, wenigstens eine radial außen angeordnete Metalldichtung und dazwischen eine Gas- insbesondere Dampfsperre aufweisen. Die radial innen angeordnete Dicht- und Schabkante, die auch als Scraper bezeichnet wird, bildet eine Metalldichtung, die gegen die Oberfläche der Schieberplatte abdichtet. Außerdem werden mit der Kante Verunreinigungen abgekratzt, die an der Oberfläche der Schieberplatte angebacken sind. Bei der radial außen angeordneten Dichtung handelt es sich ebenfalls um eine Metalldichtung, die gegen die Oberfläche der Schieberplatte abdichtet. Mit der dazwischen angeordneten Gassperre wird wirkungsvoll das Eindringen von Gasen und Flüssigkeiten in das Innere des Schiebergehäuses verhindert.
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Vorzugsweise ist die Anpresseinrichtung entlang des Außenumfangs der Schieberplatte angeordnet. Damit wird erreicht, dass die durch das Leitrohr gebildete Durchgangsöffnung einbautenfrei ist, so dass das Petroliumkoks oder andere Rückstände aus der Verkokungstrommel ungehindert durch das Leitrohr nach außen abgeführt werden können. Die Anordnung der Anpresseinrichtung entlang des Außenumfangs der Schieberplatte bedeutet also, dass die Anpresseinrichtung nicht über den Innendurchmesser des Leitrohres vorsteht.
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Vorzugsweise weist die Anpressvorrichtung einen Ring auf, der in der Schließstellung an der Unterseite der Schieberplatte anliegt und mit einer Anpresskraft beaufschlagbar ist, die in Richtung der Längsachse des Leitrohres wirkt. Damit wird erreicht, dass eine gleichmäßige Anpresskraft von der Anpresseinrichtung auf die Schieberplatte übertragen wird, so dass eine entsprechend gleichmäßige Dichtwirkung auf dem gesamten Umfang der Schieberplatte erreicht wird. Die in Richtung der Längsachse des Leitrohres wirkende Anpresskraft wirkt also in der Einbaulage in vertikaler Richtung bzw. senkrecht zur Schieberplatte.
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Vorzugsweise bildet der Ring einen unteren Dichtsitz insbesondere in der Form einer weiteren Metalldichtung, die gegen die Unterseite der Schieberplatte abdichtet. Der Ring hat also die Doppelfunktion, einerseits die Dichtkraft von der Anpresseinrichtung auf die Schieberplatte zu übertragen, gleichzeitig bildet der Ring eine Dichtung, die verhindert, dass Verunreinigungen in das Schiebergehäuse gelangen.
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Erfindungsgemäß weist die Anpresseinrichtung mehrere auf dem Umfang der Schieberplatte verteilt angeordnete Kraftmittel in der Form von Kolben auf, die zur Beaufschlagung der Schieberplatte mit einer Anpresskraft vorzugsweise jeweils eine in Richtung der Längsachse des Leitrohres wirkende Kraft erzeugen. Damit wird erreicht, dass an mehreren Stellen auf dem Umfang der Schieberplatte die Anpresskraft in die Schieberplatte eingeleitet wird, so dass diese gleichmäßig an den oberen Dichtsitz angepresst wird.
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Die Anpresseinrichtung, insbesondere der Ring können gegen die Schieberplatte vorgespannt sein. Dadurch wird erreicht, dass der Ring mit einer kontinuierlichen Kraft gegen die Schieberplatte drückt, so dass die Dichtfunktion insbesondere des Rings erhalten bleibt, selbst wenn die Anpresseinrichtung nicht aktiv arbeitet.
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Vorzugsweise sind mehrere Federpakete, insbesondere Tellerfederpakete auf dem Umfang des Rings verteilt angeordnet, die den Ring jeweils mit einer in Richtung der Längsachse des Leitrohres wirkenden Federkraft beaufschlagen. Dadurch wird die Dichtkraft des unteren Dichtsitzes erzeugt, selbst wenn die Anpresseinrichtung im Ruhezustand ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In diesen zeigen
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1: eine perspektivische Ansicht eines Einplattenschiebers;
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2: einen Längsschnitt des Einplattenschiebers gemäß 1;
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3: eine Explosionsdarstellung des Einplattenschiebers gemäß 1;
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4: eine Detailansicht des oberen Dichtsitzes;
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5: einen Schnitt durch die hydraulische Anpresseinrichtung einer Absperrvorrichtung nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, die beispielweise in dem Einplattenschieber nach 1 einsetzbar ist;
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6: eine perspektivische Ansicht der geschnittenen Anpresseinrichtung nach 6;
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7: die perspektivische Ansicht nach 7 ohne Deckel;
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8: die perspektivische Ansicht nach 7 ohne Kolbenführungsring; und
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9: eine perspektivische, teilgeschnittene Ansicht eines Einplattenschiebers;
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Der Einplattenschieber gemäß 1 kommt in Verkokungsanlagen, insbesondere in Delayed Coker-Anlagen zum Einsatz, bei denen Verkokungstrommeln mit Absperrorganen versehen werden.
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Konkret wird der in 1 dargestellte Einplattenschieber zum Verschließen der unteren Austrittsöffnung einer Verkokungstrommel verwendet (bottom deheading). Es ist auch möglich, das erfindungsgemäße Konzept in einem Absperrorgan einzusetzen, das zum Öffnen und Verschließen der oberen Austrittsöffnung der Verkokungstrommel eingesetzt wird (top de-heading). Überdies kann das erfindungsgemäße Konzept bzw. allgemein die Erfindung im Zusammenhang mit Absperrorganen verwendet werden, die in anderen Industriebereichen wie Ethylen, FCCU, Phosgen, etc. zum Einsatz kommen. Generell kann eine erfindungsgemäße Absperrvorrichtung als Absperrorgan in chemischen und petrochemischen Anlagen oder in anderen Industrieanlagen verwendet werden, bei denen heiße und/oder reaktive Fluidströme gehandhabt werden.
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Im Rahmen der Erfindung wird einerseits der Plattenschieber als übergeordnete Einheit und andererseits die Absperrvorrichtung mit Platte, Dichtsitz und Anpresseinrichtung als Teil des Plattenschiebers jeweils gesondert offenbart und beansprucht. Die Absperrvorrichtung ist nicht auf den Einsatz in einem Plattenschieber, insbesondere einem Einplattenschieber beschränkt, sondern kann in anderen Armaturen in Industrieanlagen verwendet werden, bei denen Fluidströme geregelt werden.
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Anhand des in den 1 bis 3 dargestellten Einplattenschiebers werden die allgemein verwendeten Konstruktionsmerkmale erläutert. Anstelle der mechanisch betätigbaren Anpresseinrichtung des in den 1 bis 4 dargestellten Einplattenschiebers wird allerdings im Rahmen der Erfindung eine hydraulische Anpresseinrichtung verwendet, die anhand der 5 bis 8 beispielhaft erläutert wird. Die nachstehend beschriebenen allgemeinen Konstruktionsmerkmale werden bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel beibehalten.
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Der in 1 dargestellte Einplattenschieber weist ein Schiebergehäuse 10 auf. Das Schiebergehäuse 10 ist zwischen zwei Hauben 27 angeordnet, die sich in Längsrichtung des Schiebergehäuses 10 erstrecken. Die beiden Hauben 27 und das Schiebergehäuse 10 sind miteinander verschraubt. Die beiden Hauben 27 umschließen die Verschiebestrecken der im Schiebergehäuse angeordneten Einbauten, die erforderlich sind, um den Einplattenschieber zu betätigen. Das Schiebergehäuse 10 weist ein Leitrohr 11 auf, das einen Fluiddurchgang 28 bildet. Der Fluiddurchgang 28 fluchtet im Montagezustand mit der Austrittsöffnung der Verkokungstrommel (nicht dargestellt). Durch den Fluiddurchgang 28 werden die in der Verkokungstrommel befindlichen Petroliumkoksanteile entfernt, beispielsweise durch Wasserstrahlschneiden. Das Leitrohr 11 weist einen in 1 dargestellten oberen Rohrstutzen 18, der mit dem Schiebergehäuse 10 verschraubt ist. Dem Leitrohr 11, konkret dem oberen Rohrstutzen 18 ist ein oberer Dichtsitz 13a zugeordnet, der in 2 zu sehen ist. Der obere Rohrstutzen 18 weist einen Ringflansch 29 auf, der mit dem Schiebergehäuse 10 verschraubt ist.
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In 1 ist ferner zu erkennen, dass der Innendurchmesser des Leitrohres 11 eine Hartpanzerung 30 aufweist, die das Leitrohr 11 vor abrasivem Verschleiß schützt.
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Das Leitrohr 11 erstreckt sich entlang einer in 1 eingezeichneten Längsachse. Im Einbauzustand verläuft die Längsachse in vertikaler Richtung. Die Längsachse des Leitrohres fluchtet mit der Längsachse der nicht dargestellten Verkokungstrommel.
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In 1 ist ferner zu erkennen, dass das Schiebergehäuse einen Spül- bzw. Sperrgasanschluss 31 aufweist, der an der oberen Kante des Schiebergehäuses angeordnet ist. Der Spül- und Sperrgasanschluss versorgt den Dichtsitz 13a mit Spül- bzw. Sperrgas. Konkret wird bei dem Einplattenschieber gemäß 1 Dampf als Sperrgas verwendet.
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An der unteren Längskante des Schiebergehäuses 10 ist eine Anpresseinrichtung 26 vorgesehen. Der gezeigt mechanische Stellzylinder 32 wird durch die hydraulische Anpresseinrichtung gemäß 6 bis 9 ersetzt. Im Übrigen werden die vorstehend beschriebenen Konstruktionsmerkmale übernommen.
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An den beiden Hauben 27 sind weitere Gasanschlüsse 45 vorgesehen, die dazu dienen, die beiden Hauben bzw. das Schiebergehäuse mit einem Dichtdruck zu beaufschlagen.
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Aus der in 1 rechten Haube 27 ragt in Längsrichtung eine Betätigungsstange heraus, mit der der Einplattenschieber in die Offen- bzw. Schließstellung gebracht wird. Die Betätigungsstange ist im Gebrauch mit einem geeigneten Antrieb verbunden.
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In den 2 und 3 ist der Aufbau des Einplattenschiebers gemäß 1 zu erkennen. Im Schiebergehäuse 10 ist eine Schieberplatte 12 angeordnet, die in eine Offenstellung und in eine Schließstellung und umgekehrt verschiebbar ist. In der Offenstellung gibt die Schieberplatte 12 das Leitrohr 11 frei, so dass die an das Leitrohr angeflanschte Verkokungstrommel zugänglich wird. In der Schließstellung versperrt die Schieberplatte 12 das Leitrohr und verhindert, dass die in der Verkokungstrommel befindlichen Gase, Flüssigkeiten und Feststoffe zurückgehalten werden. Die Abdichtung der Schieberplatte 12 erfolgt durch einen oberen Dichtsitz 13a.
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Die Lagebezeichnungen „oben” und „unten” beziehen sich auf den Betriebszustand des Einplattenschiebers, der horizontal angeordnet ist. Wie in den 2, 3 im Zusammenhang mit 1 zu erkennen, erstreckt sich der Dichtsitz 13a entlang des Umfangs des Leitrohres 11, konkret entlang des Umfangs des oberen Rohrstutzens.
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Eine Besonderheit des Einplattenschiebers gemäß 1–3 besteht darin, dass die Schieberplatte 12 in einer verschiebbaren Trägerplatte 14 angeordnet ist. Die Schieberplatte 12 und die Trägerplatte 14 sind zwei gesonderte Bauteile, die unterschiedliche Funktionen haben. Die Schieberplatte 12 dient nur dem Verschluss des Leitrohres 11. Die Trägerplatte 14 hält die Schieberplatte 12 und verschiebt diese in die Offenstellung bzw. in die Schließstellung und umgekehrt. Dazu weist die Trägerplatte 14 eine Aufnahmeöffnung 16 auf, in der die Schieberplatte 12 angeordnet ist (siehe 2, 3). Die Aufnahmeöffnung 16 ist so dimensioniert, dass die Schieberplatte 12 relativ zur Trägerplatte 14 in Richtung der Längsachse des Leitrohres 11 beweglich ist. Mit anderen Worten kann die Schieberplatte 12 senkrecht zu ihrer radialen Ausdehnung bewegt werden. Dazu ist ein entsprechendes Spiel zwischen der Schieberplatte 12 und der Aufnahmeöffnung 16 eingestellt, das so bemessen ist, dass ein Verkanten der beiden Bauteile durch thermische Dehnungen der Schieberplatte 12 und der Trägerplatte 14 verhindert wird. Zweck der axialen Beweglichkeit der Schieberplatte 12 ist es, das Anpressen der Schieberplatte 12 gegen den oberen statischen Dichtsitz 13a zu ermöglichen. Die Anpresskraft wird durch die bereits angesprochene Anpresseinrichtung 26 erreicht, die in der Einbaulage unter der Schieberplatte 12 angeordnet ist.
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Mit der axial beweglichen Schieberplatte 12 und der Anpresseinrichtung 26 wird erreicht, dass in der Schließstellung der Schieberplatte 12 diese gegen den oberen Dichtsitz 13a gepresst werden kann, so dass die Dichtkraft zwischen dem oberen Dichtsitz 13a und der Schieberplatte 12 erhöht wird.
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Die Trägerplatte 14 weist zusätzlich zur Aufnahmeöffnung 16 eine Durchgangsöffnung 15 auf, die auch als Rohrbrücke bezeichnet werden kann. In der Offenstellung fluchtet die Durchgangsöffnung 15 mit dem Fluiddurchgang 28 des Leitrohres 11 und gibt die Verkokungstrommel frei. Der Durchmesser der Durchgangsöffnung 15 bzw. der Rohrbrücke ist so bemessen, dass der obere Dichtsitz 13a sowie der an anderer Stelle näher beschriebene untere Dichtsitz 13b die Durchgangsöffnung 15 abdichten, so dass verhindert wird, dass Gas und Flüssigkeiten in das Innere des Schiebergehäuses 10 gelangen. Die Aufnahmeöffnung 16 und die Durchgangsöffnung 15 sind so nebeneinander angeordnet, dass diese durch eine translatorische Bewegung der Trägerplatte 14 jeweils in das Leitrohr 11 eingefahren werden, um die Offenstellung und Schließstellung des Einplattenschiebers realisieren.
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Die Trägerplatte 14 ist zwischen zwei Führungsplatten 17 angeordnet, die die Trägerplatte 14 einkapseln. Die beiden Führungsplatten 17 und die Trägerplatte 14 sind planparallel angeordnet. Für die Betätigung der Trägerplatte 14 und damit der in der Trägerplatte 14 angeordneten Schieberplatte 12 ist eine Betätigungsstange 34 vorgesehen, die formschlüssig mit einem Ende der Trägerplatte 14 verbunden ist, so dass Schub- und Zugkräfte auf die Trägerplatte 14 übertragen werden können. Die Betätigungsstange 34 ragt aus einer der beiden Hauben 27 hervor und kann mit einem nicht dargestellten Antrieb verbunden werden. Die Betätigungsstange 34 ist zwischen den beiden Führungsplatten 17 angeordnet, die parallel voneinander beabstandet sind.
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In 3 ist weiter zu erkennen, dass der obere Rohrstutzen 18 komplett vom Schiebergehäuse 10 abnehmbar ist. Das bedeutet, dass der obere Teil des Leitrohres 11 einschließlich des oberen Dichtsitzes 13a entfernbar ist, wodurch eine Wartungsöffnung im Schiebergehäuse 10 gebildet wird, die groß genug ist, um ein Entfernen der Schieberplatte 12 zu ermöglichen. Dazu ist der obere Rohrstutzen 18 als eine einheitlich handhabbare Einheit ausgebildet. Der obere Rohrstutzen 18 weist einen Stützring 35 auf, an den der Ringflansch 29 angebracht ist. Der Stützring 35 und der Ringflansch 29 sind konzentrisch. Die Innenseite des Stützrings 35 sowie die obere Stirnseite des Stützrings 35 sind mit der Hartpanzerung 30 beschichtet. An der Unterseite des Stützrings 35 ist der untere Dichtsitz 13a angeordnet, der konzentrisch zum Stützring 35 bzw. allgemein zum oberen Rohrstutzen 18 angeordnet ist. Der obere Dichtsitz 13a ist mit dem Stützring 35 verschraubt. Zusammen bilden der obere Dichtsitz 13a und die übrigen Komponenten des oberen Rohrstutzes einschließlich des Stützrings 35 und des Ringflansches 29 eine einheitlich handhabbare Einheit, die lösbar mit dem Schiebergehäuse 10 verbunden ist und als Einheit vom Schiebegehäuse 10 abgenommen werden kann.
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Im Einbauzustand gemäß 2 ist zu erkennen, dass der obere Rohrstutzen 18 in einer Gehäuseaufnahme 36 des Schiebergehäuses 10 angeordnet ist. Die Gehäuseaufnahme 36 ist auch in 3 gut zu erkennen und einteilig mit dem Schiebergehäuse 10 ausgebildet. Die Gehäuseaufnahme 36 bildet einen Haltering, in den der obere Rohrstutzen 18 eingesetzt ist, wie in 2 zu sehen. Die Gehäuseaufnahme 36 zusammen mit der übrigen Wandung des Schiebergehäuses 10 ist in 2 als durchscheinendes Bauteil eingezeichnet.
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In den 2 und 3 ist ferner zu erkennen, dass das Leitrohr 11 einen unteren Rohrstutzen 19 aufweist, der unterhalb der Schieberplatte 12 mit dem Gehäuse verschraubt ist.
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Für das Entfernen der Schieberplatte 12 zu Wartungszwecken weist diese eine mittige Gewindebohrung 37 auf, in die beispielsweise ein Haken eingesetzt werden kann.
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Die Schieberplatte 12 bildet eine kreisrunde Scheibe. Insofern entspricht die Form der Schieberplatte 12 dem Querschnitt des Leitrohres 11. Die Form der Aufnahmeöffnung 16 ist entsprechend kreisrund.
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Die Dichtfunktion des Einplattenschiebers gemäß 1 wird anhand der 4 erläutert.
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Der obere Dichtsitz 13a weist drei Dichtungskomponenten auf, die zu einem dreifach wirkenden Dichtungssystem führen. Einfach wirkende oder mehrfach wirkende Dichtungssysteme können verwendet werden. Der obere Dichtsitz 13a ist ein statischer Dichtsitz. Darunter wird ein Dichtsitz verstanden, der als Wiederlager für die Schieberplatte 12 dient, wenn diese entgegen des oberen Dichtsitzes 13a mit einer Anpresskraft beaufschlagt wird. Mit anderen Worten kann der obere Dichtsitz 13a nicht ausweichen, wenn die Schieberplatte 12 gegen diesen gepresst wird. Im Unterschied dazu wird unter einem dynamischen Dichtsitz ein Dichtsitz verstanden, der aktiv die erforderliche Anpresskraft auf die Schieberplatte 12 aufbringt. Im Unterschied zu derartigen bekannten dynamischen Dichtsitzen ist der obere Dichtsitz 13a statisch. Die erforderliche Anpresskraft für die Dichtwirkung wird durch die axial bewegliche Schieberplatte 12 aufgebracht.
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Der obere Dichtsitz 13a weist eine radial innen angeordnete Dicht- und Schabkante 20 auf, die auch als Scraper bezeichnet wird. Die radial innen angeordnete Dicht- und Schabkante 20 bildet die Innenkante des oberen Rohrstutzens 18, die an der Schieberplatte 12 anliegt. Die Dicht- und Schabkante 20 bildet eine Metalldichtung, die mit der Schieberplatte 12 in Anlage steht. Die weitere Funktion der Dicht- und Schabkante 20 besteht darin, etwaige Verunreinigungen, die an der Schieberplatte 12 ankleben, abzukratzen. Eine weitere Dichtung des oberen Dichtsitzes 13a wird durch die Metalldichtung 21 gebildet, die radial außen – bezogen auf die Dicht- und Schabkante 20 angeordnet ist. Die Metalldichtung 21 bildet den Außenumfang des oberen Dichtsitzes 13a und ist durch eine Feder 38 gegen die Schieberplatte 12 vorgespannt. Andere Anordnungen bzw. Möglichkeiten der Vorspannung der Metalldichtung 21 sind möglich. Der obere Dichtsitz 13a weist ferner einen sogenannten Kompensator 39 auf, der konzentrisch zum oberen Rohrstutzen 18 angeordnet ist. Der Kompensator ist ein Wellrohr, der mit einer sehr starken Feder verglichen werden kann. Der Kompensator 39 ist in einer Ringnut 40 angeordnet, die oberhalb der Metalldichtung 21 auf dem Umfang des oberen Rohrstutzens 18 umläuft. Die Ringnut 40 wird durch einen Aufnahmering 41 nach unten begrenzt, in dem die Federn 38 für die radial außen angeordnete Metalldichtung 21 angeordnet. Der Aufnahmering 41 liegt an der Metalldichtung 21 an. Es ist auch möglich den Aufnahmering 41 und die Metalldichtung 21 einteilig auszubilden.
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Das dritte Dichtungssystem des oberen Dichtsitzes 13a wird durch eine Gas- insbesondere Dampfsperre 22 gebildet, die mit dem bereits im Zusammenhang mit 1 beschriebenen Spül- und Sperrgasanschluss 31 verbunden ist. Die Dampfsperre 22 ist durch eine weitere Ringnut 42 gebildet, die konzentrisch zwischen der Dicht- und Schabkante 20 und der Metalldichtung 21 verläuft.
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Für den oberen Dichtsitz 13a bestehen auch andere Möglichkeiten der Umsetzung.
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In 4 ist ferner zu erkennen, dass die Aufnahmeöffnung 16 der Trägerplatte 14 einen konzentrisch nach unten sich aufweitenden Rand bildet, der dazu dient, etwaige Verunreinigungen, die zwischen die Schieberplatte 12 und die Aufnahmeöffnung 16 gelangen, nach unten abzuführen.
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Die Schieberplatte 12 hat in der Aufnahmeöffnung 16 radiales Spiel, um einerseits thermischen Verzug ausgleichen zu können und andererseits die axiale Bewegung der Schieberplatte 12 in Bezug auf die Trägerplatte 14 sicher zu ermöglichen.
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Für die bereits angesprochene Anpresskraft der Schieberplatte 12 gegen den statischen oberen Dichtsitz 13a ist eine Anpresseinrichtung 26 vorgesehen, die unter der Schieberplatte 12 angeordnet ist. Mit anderen Worten ist die Schieberplatte 12 zwischen der Anpresseinrichtung 26 und dem oberen Dichtsitz 13a, der als Wiederlager für die Anpresseinrichtung 26 dient, angeordnet.
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Die Anpresskraft der Anpresseinrichtung 26 wird durch mehrere auf dem Umfang der Schieberplatte 12 verteilt angeordnete Kraftmittel 23 bewirkt.
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Allgemein wird im Zusammenhang mit der Erfindung, konkret mit dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 offenbart und beansprucht, dass die Kraftmittel 23 an der Außenseite der Schieberplatte 12 angeordnet sind. Mit anderen Worten sind die Kraftmittel 23 in etwa auf Höhe des Außenrandes der Schieberplatte 12 angeordnet. Dadurch wird sicher erreicht, dass die Kraftmittel 23 bzw. allgemein die Anpresseinrichtung 26 außerhalb des Fluiddurchgangs 28 angeordnet sind. Der Fluiddurchgang ist bei dem Einplattenschieber gemäß 1–5 bis auf die Schieberplatte 12 in der Schließstellung einbautenfrei.
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Die auf dem Umfang der Schieberplatte 12 verteilt angeordneten Kraftmittel 23 dienen dazu, die Schieberplatte mit der Anpresskraft jeweils in Richtung der Längsachse des Leitrohres zu beaufschlagen. Mit anderen Worten wirkt die Anpresskraft senkrecht zur Schieberplatte 12.
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Die in 4 gezeigte mechanische Anpresseinrichtung wird bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel durch die hydraulische Anpresseinrichtung 26 gemäß 5 bis 8 ersetzt.
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5 zeigt einen Schnitt durch eine Absperrvorrichtung für Armaturen von Industrieanlagen, die in dem in 1 bis 4 gezeigten Plattenschieber eingesetzt wird. Die Absperrvorrichtung weist eine Platte 12 und einen Dichtsitz 13a (nicht dargestellt) auf. Die Platte 12 dient dazu, eine Öffnung für einen Fluidstrom, bspw. das Leitrohr 11 abzusperren. Dazu ist die Platte 12 in einem Gehäuse 10, insbesondere dem Schiebergehäuse 10, beweglich angeordnet. Die Platte 12 entspricht der in den 1 bis 4 dargestellten Schieberplatte 12.
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Die Platte 12 ist zwischen dem Dichtsitz 13a und der hydraulischen Anpresseinrichtung 26 angeordnet. Die Anpresseinrichtung 26 dient dazu, die Platte 12 mit einer Anpresskraft zu beaufschlagen, die diese gegen den Dichtsitz 13a presst. Die Anpresseinrichtung 26 weist mehrere Kolben 48 auf, die entlang des Umfangs am Rand der Platte 12 angeordnet sind. Mit anderen Worten sind die Kolben 48 auf einer Kreislinie angeordnet. Die Kolben 48 sind äquidistant angeordnet.
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Zur Übertragung der Kolbenkraft auf die Platte 12 ist ein Übertragungselement in der Form eines Ringes 50 vorgesehen. Der Ring 50 ist zwischen den Kolben 48 und der Platte 12 in einer nach oben offenen Ringnut im Gehäuse 10 angeordnet. Der Ring 50 steht über die Oberkante der Ringnut vor und liegt an der Plattenunterseite auf Grund einer Federvorspannung permanent an.
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Der Ring 50 hat eine Doppelfunktion. Einerseits fungiert der Ring 50 als Kraftübertragungsmittel, um die Platte 12 gegen den oberen Dichtsitz 13a zu pressen.
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Andererseits übt der Ring 50 selbst eine Dichtfunktion aus und bildet den unteren Dichtsitz 13b, der die Platte 12 von unten abdichtet. Hinzu kommt, dass der Ring 50 durch die mit der Anpresseinrichtung 26 erzeugbaren großen Anpresskräfte den Plattenschieber bzw. die Absperrvorrichtung in der Schließstellung blockiert und gegen ungewolltes Öffnen sichert. Diese Blockadefunktion ist mit den herkömmlichen dynamischen Dichtsitzen, die lediglich zur Erhöhung der Dichtkraft ausgelegt sind, nicht möglich.
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Wie in 4 und 6 zu sehen, überlappt der Ring 50 sowohl die Platte 12 als auch den Rand der Aufnahmeöffnung 16 in der Trägerplatte 14. Zwischen der Unterkante der Aufnahmeöffnung 16 und dem Ring 50 ist ein ausreichendes Spiel eingestellt, um die Axialbewegung des Rings 50 in Längsrichtung des Leitrohres bzw. senkrecht zur Platte 12 zu ermöglichen, durch die die Platte 12 mit der Anpresskraft beaufschlagt wird. Mit anderen Worten wird vermieden, dass der Ring 50 durch die Trägerplatte 14 blockiert wird.
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Die Platte 12, der Ring 50 bzw. die Ringnut und die Kolben 48 sind konzentrisch angeordnet.
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Die Kolben 48 sind durch eine gemeinsame Zufuhrleitung 49 zur Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit fluidverbunden. Die Kolben 48 sind also in Reihe geschaltet. Die Zufuhrleitung 49 ist mit einem nicht dargestellten Hydraulikanschluss verbunden, über den die Kolben 48 zentral ansteuerbar sind. Der Hydraulikanschluss kann mit einer ebenfalls nicht dargestellten Hydraulikpumpe verbunden sein. Im Betrieb sind die Zufuhrleitung 49 sowie die noch zu erläuternden Druckräume 58 mit Hydraulikflüssigkeit vollständig gefüllt.
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Wie in 5 zu erkennen, weist der Ring 50 axiale Stirnfläche 51, 52 auf, wobei eine erste, obere Stirnfläche 51 direkt an der Platte 12 anliegt. Die zweite, untere Stirnfläche 52 des Ringes 50 ist mit den Kolben 48 verbunden, so dass die von den einzelnen Kolben 48 erzeugte Anpresskraft über den Ring 50 auf die Platte 12 übertragen wird. Die Verbindung zwischen den Kolben 48 und dem Ring 50 erfolgt durch Stößel 54, die zwischen den Kolben 48 und dem Ring 50 angeordnet sind. Mit anderen Worten ist jedem Kolben 48 ein eigener Stößel 54 zugeordnet, der den betreffenden Kolben 48 mit dem Ring 50 verbindet.
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Die Hubrichtung der Kolben 48 verläuft senkrecht zur Platte 12. Mit anderen Worten werden die Kolben 48 parallel zur Längsachse des Leitrohres 11 bewegt. Die Längsachse der Stößel 54 und die Hubrichtung der Kolben 48 fluchten.
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Jeder Stößel 48 weist einen oberen und einen unteren Führungsabschnitt 62, 62 auf, die vorzugsweise fluchten. Der obere Führungsabschnitt 62 ist in einer Bohrung im Gehäuse 10 axial beweglich gelagert. Die Bohrung mündet in den Boden der Ringnut des Rings 50. Der obere Führungsabschnitt 62 ist so dimensioniert, dass dieser in die Ringnut eintauchen und den Ring 50 mit einer Anpresskraft beaufschlagen kann.
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Der untere Führungsabschnitt 63 ist in einem Stößelführungsring 56 gelagert. Dazu durchgreift der untere Führungsabschnitt 63 eine Bohrung im Stößelführungsring 56 und ragt nach unten zum Kolben 48 hin über den Stößelführungsring 56 vor (8). Der Stößelführungsring 56 ist in einer entsprechenden ringförmigen Ausnehmung im Gehäuse 10 angeordnet und mit dem Gehäuse 10 verbunden, beispielsweise kraftschlüssig verbunden.
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Zwischen dem oberen und dem unteren Führungsabschnitt 62, 63 ist eine Schulter 65 angeordnet, die in radialer Richtung über den unteren Führungsabschnitt 63 vorsteht. Die Unterseite der Schulter 65 bildet eine Anlagefläche für eine Feder 55, die zwischen der Schulter 65 und dem Stößelführungsring 56 angeordnet ist und den Stößel 54 gegen den Ring 50 vorspannt. Damit wird auf den Ring 50 eine permanente Vorspannkraft aufgebracht, die in Richtung der Platte 12 wirkt, so dass beim Öffnen oder Schließen der Platte 12 die Dichtwirkung aufrechterhalten wird. Andere Federn als die in 5 dargestellten Tellerfedern sind möglich.
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Der Ring 50, die Stößel 54 und die Kolben 48 sind jeweils durch Dichtelemente 53, bspw. Dichtschnüre und O-Ringe aus wärmebeständigen Material gegen das Gehäuse 10 abgedichtet.
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Wie in 5 und 6 zu erkennen, bilden der Kolben 48 und der Stößel 54 separate Bauteile, die zur Kraftübertragung in Anlage stehen. Es ist auch möglich, die Kolben 48 und Stößel 54 einteilig auszubilden. Der Vorteil der gesonderten Bauteile besteht in der vereinfachten Montage.
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Die weiteren, nicht dargestellten Kolben 50 und Stößel 54 sind entsprechend aufgebaut. Die Anzahl der Kolben 48 hängt von der Nennweite der Platte 12 ab. Bei einer Nennweite von 1800 mm für eine FCC Einheit (fluidized catalytic cracking) können bspw. ca. 20 Kolben auf dem Umfang ausreichen. Die Kolben können einen Durchmesser von jeweils ca. 8–10 cm aufweisen. Größere oder kleinere Nennweiten können eine größere oder geringere Anzahl von Kolben erfordern, die der Fachmann bestimmt. Der Kolbendurchmesser kann bei der Auslegung der Anpresseinrichtung an die jeweiligen Betriebsbedingungen angepasst werden.
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Die Lagerung der Kolben 48 erfolgt durch einen Kolbenführungsring 57, der mit dem Gehäuse 10 verbunden, beispielsweise verschraubt ist. Die Geweindebohrungen sind in 8 zu sehen. Der Kolbenführungsring 57 weist eine der Anzahl der Kolben 48 entsprechende Anzahl von Zylinderbohrungen auf, die mit der Längsachse der Stößel 54 fluchten. Der Kolbenführungsring 57 liegt am Stößelführungsring 56 an und fixiert diesen in der Ausnehmung im Gehäuse 10.
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In der Unterseite 61 des Kolbenführungsrings 57 ist die Zufuhrleitung 49 ausgebildet, beispielsweise in der Form einer Verbindungsnut, die alle Kolben 48 fluidverbindet (5, 7). Die Zufuhrleitung 49 bildet also einen Druckkanal, der einerseits durch den Kolbenführungsring 57 und andererseits durch einen ringförmigen Deckel 60 begrenzt ist, der mit der Unterseite 61 des Kolbenführungsring 57 verbunden, bspw. verschraubt ist. Zwischen dem Deckel 60 und der Unterseite 61 des Kolbenführungsrings 57 ist ein Dichtelement 53 eingelegt. Der Deckel 60, der Kolbenführungsring 57 und der Stößelführungsring 56 sind konzentrisch angeordnet.
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Der Kolbenführungsring 57 bildet eine der Anzahl der Kolben 48 entsprechende Anzahl von Druckräumen 58, die mit den Zylinderbohrungen der Kolben 48 fluchten. Der Durchmesser eines Druckraumes 58 entspricht dem Durchmesser der jeweiligen Zylinderbohrung. Die Zufuhrleitung 49 verbindet die Druckräume 58 und stellt so die Fluidverbindung zwischen den Kolben 48 her.
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Die Druckräume 58 sind von der jeweiligen Zylinderbohrung durch einen Anschlag 66 getrennt, der den Kolben im druckfreien Zustand hält und verhindert, dass die Mündung der Zufuhrleitung 49 blockiert wird, wenn der Hydraulikdruck zu stark fällt (5 bis 7).
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In 9 ist ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Einplattenschiebers dargestellt, der sich von dem Einplattenschieber gemäß 1 durch den weiteren Antrieb 47 unterscheidet. In 9 ist gut zu erkennen, dass die Trägerplatte 14 einerseits die Durchgangsöffnung 15 und andererseits die Schieberplatte 12 als gesondertes Bauteil aufnimmt. Die Schieberplatte 12 ist als kreisrunde Scheibe ausgebildet, die in der Schließstellung konzentrisch mit dem Leitrohr 11 angeordnet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Gehäuse (Schiebergehäuse)
- 11
- Leitrohr
- 12
- Platte (Schieberplatte)
- 13a
- oberer Dichtsitz
- 13b
- unterer Dichtsitz
- 14
- Trägerplatte
- 15
- Durchgangsöffnung
- 16
- Aufnahmeöffnung
- 17
- Führungsplatten
- 18
- oberer Rohrstutzen
- 19
- unterer Rohrstutzen
- 20
- Dicht- und Schabkante
- 21
- Metalldichtung
- 22
- Dampfsperre
- 23
- Kraftmittel
- 24, 25
- frei
- 26
- Anpresseinrichtung
- 27
- Hauben
- 28
- Fluiddurchgang
- 29
- Ringflansch
- 30
- Hartpanzerung
- 31
- Spül- und Sperrgasanschluss
- 32, 33
- frei
- 34
- Betätigungsstange
- 35
- Stützring
- 36
- Gehäuseaufnahme
- 37
- Gewindebohrung
- 38
- Feder
- 39
- Kompensator
- 40
- Ringnut
- 41
- Aufnahmering
- 42
- Ringnut
- 43, 44
- frei
- 45
- Gasanschlüsse
- 46
- frei
- 47
- Antrieb
- 48
- Kolben
- 49
- Zufuhrleitung
- 50
- Ring (Übertragungselement)
- 51
- erste Stirnfläche
- 52
- zweite Stirnfläche
- 53
- Dichtelemente
- 54
- Stößel
- 55
- Feder
- 56
- Stößelführungsring
- 57
- Kolbenführungsring
- 58
- Druckräume
- 59
- Kolbenboden
- 60
- Deckel
- 61
- Unterseite
- 62
- oberer Führungsabschnitt
- 63
- unterer Führungsabschnitt
- 64
- Dichtvorsprung
- 65
- Schulter
- 66
- Anschläge
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 02/072729 A1 [0001, 0005]
