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Kaltventil Die Erfindung betrifft ein Kaltventil für wärmeisolierte
Tieftemperaturanlagen mit einem außerhalb der Blechhülle der Wärmeisolierung legenden
Ventilkopf und einem die Wärmeisolierung durchsetzenden und die Ventilspindel aufnehmenden
Jberrohr, an das sich das Vjntilgehäuse mit einem Ventilkegel und einem Ventilsitz
anschließt und durch das ohne Entfernung der Wärmeisolierung die Ventilspindel samt
Ventilkegel herausnehmbar sind und das Innere des Ventils frei zugEnglich ist.
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Es ist bereits ein Kaltventil bekannt, das aus einem an die Blechhülle
der Wärmeisolierung angeflanschten Ventilkopf,
einen daran anschließenden,
die Wärmeisolierung durchsetzenden Überrohr und einem mit diesem Uberrohr verschweißten
Ventilgehäuse besteht. Die Ventilspindel des Kaltventils ist innerhalb des Überrohrs
angeordnet und an seinem im Ventilgehäuse liegenden Ende mit dem Ventilkegel versehen,
der bei verschlossenem Ventil auf dem im Boden des Ventilgehäuses eingefrästen Ventilsitz
aufliegt. Nach Entfernen des Ventlkopfes durch Lösen der Flansche kann die Vwntilspindel
mit dem daran befestigten Ventilkegel durch das Uberrohr ohne Beschädigung der Wärmeisolierung
herausgenommen und einer Nachbearbeitung, wie z.B. Nachschleifen des verschleißanfälligen
Ventilkegels, unterzogen werden.
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Da ds Kaltventil den kalten Teil der Tieftemperaturanlage mit dem
außerhalb der :.rarmeisolierung liegenden, meist Umgebungstemperatur aufweisenden
Raum verbindet, erfolgt durch die Ventilspindel und das Überrohr ein unerwünschter
Wärmetransport in den kalten Teil der Anlage. Zwar wird für die Ventilspindel und
das Überrohr ein Werkstoff mit geringem Wärmeleitvermögen verwendet, doch kann allein
dadurch der Wärmeverlust nicht in dem gewünschten Maße eingeschränkt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kaltventil der beschriebenen
Prt zu entwickeln, bei dem mit geringem Aufwand der Kälteverlust auf ein Minimum
verringert ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß in dem Uberrohr
ein hohler und herausnehmbarer Verdrängungskörper angeordnet ist.
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Der hohle Verdrängungskörper wirkt dem Wärmefluß in den kalten Teil
der Anlage entgegen, so daß die Kälteverluste verringert werden.
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Der Verdrängungskörper ist zusammen mit der Ventilspindel und dem
Ventilkegel herausnehmbar, so daß sich bezüglich der Zugänglichkeit des Inneren
es Kaltventils gegenüber den bekannten Kaltventilen keine Nachteile ergeben.
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Der Wärmefluß bzw. der Kälteverlust kann in vorteilhafter Weise noch
weiter verringert werden, wenn der Verdrängungs körper mit Isoliermaterial gefüllt
ist, was die wärmeflußhemmende Wirkung des hohlen Verdrängungskörpers unterstützt.
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Ein besonderer Vorteil bezüglich e-'ncs zerin-,en Kälteverlustes
ergibt sich weiterhin, wenn der Verdrängungskörper abgedichtet ist.
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Nach Fertigstellung und Einbau des Verdrängungskörpers steht dieser
normalerweise unter Atmospllärenuruck. Infolge der wärme leitenden Verbindung mit
dem kalten Teil der Tieftemperaturanlage wird die Temperatur des Verdrängungskörpers
und seines Inhalts, z.B. Luft, erniedrigt, wodurch sich im Innenraum des Verdrängungskörpers
ein Unterdruck ausbildet, der eine stark
hemmende Wirkung auf den
Wärmefluß in Richtung des kalten Teils der Anlage ausübt und somit eine Abnahme
des Kälteverlustes bewirkt.
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Eine andere, sehr zweckmäßige Ausgestaltung des Anmeldungsgegenstandes
besteht darin, daß der Verdrängungskörper evakuiert ist. Der Verdrä.ngungskörper
steht also schon vor seinem Einbau in das Kaltventil unter Unterdruck, wodurch die
wärmeflußhemmende Wirkung des Verdrrigungskörpers noch weite verstärkt wird.
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Der Erfindungsgedanke ist mit besonderem Vorteil derart realisiert,
daß der Verdrängungskdrper aus zwei konzentrisch um die Ventilspindel angeordneten
Rohren mit angeschweißten Abdeckungen besteht. Diese AusfUhrungsform gestattet eine
einfache und kostengünstige Fertigung und ist für die zu lösende Aufgabe den Kälteverlust
zu verringern, gut geeignet.
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In Anlehnung an diese Ausführungsform kann der Anmeldungsgegenstand
zweckmäßigerweise noch derart weitergebildet sein, daß der Verdrängungskbrper mit
einem in das Ventllgehäuse mit engem Sitz eingepaßten, den Ventilkegel führenden
Hohlzylinder verbunden ist, der in dem dem Ventilsitz zugewandten Bereich am Umfang
DurchflußUffnungen aufweist. Mit dieser Anordnung ist einmal eine exakte Führung
der überlangen, mit dem Ventilkegel fest verbundenen Ventilspindel möglich und zum
anderen wird, infolge des engen Sitzes, d.h. des äußerst kleinen Spalts zwischen
dem
Hohlzylinder und der Innenfläche des Ventilgehäuses,verhindert, daß das Durchrlußmedium
in den Innenraum des Uberrohrs eindringt.
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Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn die Verbindung zwischen
dem Hohlzylinder und dem Verdrängungskörper durch eine Preßpassung und!oder durch
Kleben oder durch eine Schraubenverbindung hergestellt ist. Dadurch kennen der Verdrängungskdrper
und der Hohlzylinder als ein Funktionste l betrachtet und zusammen sowohl ein- als
auch ausgebaut werden. Von den möglichen Verbindungsarten stellt d-e Preßpassung
eine bevorzugte AusfUhrungsform dar.
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Mit großem Vortef.l ist der Erfindungsgedanke auch noch derart ausgebildet,
daN, der Hohlzylinder mit dem Ventilsitz verbunden ist, wobei der Ventilsitz aus
einem Einzelstück gefertigt ist. Der Ventilsitz wird von dem Hohlzylinder in seiner
Lage gehalten und ist ebenso wie dieser herausnehmbar. Er kann so in einfacher Weise
nachbearbeitet oder auch ausgetauscht werden, Da es bezüglich einer einfachen handhabung
und insbesondere einer einfachen montage erwünscht ist, möglichst wenig lose Teile
zu verwenden, besteht eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Anmeldungsgegenstandes
darin, daß die Verbindung zwischen Hohlzylinder und dem Ventilsitz durch eine PreB-passung
und'oder durch Kleben oder durch eine Schraubenverbindung
hergestellt
ist. Nun bilden sämtliche herausnehmbaren, während des Betriebes nicht bewegte Teile,
nämlich der Verdrängungskdrper, der Hohlzylinder und der Ventilsttz eine Funktionseinheit,
die sich als Ganzes herausnehmen und im ausgebauten Zustand leicht in die einzelnen
Teile zerlegen läßt. Der Verdrängungskörper wirkt zusätzlich als Druckkörper für
den Ventilsitz, der keine besondere Zentrierung im Ventilgehäuseboden benötigt.
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Neben der Möglichkeit, alle Funktionsteile gesondert aus einem Einzelstück
herzustellen, kann es in manchen Fällen günstig sein, wenn der Hohlzylinder und
der Ventilsitz aus einem StUck gefertigt sind.
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Eine besonders zweckmäige Weiterbildung des Erfindungsgedankens,
weil mit geringem Material- und Fertigungsaufwand verbunden, besteht darin2 daß
der Verdrängungskörper ein Teil der Ventilspindel ist. Diese Ausführungsform besitzt
alle die Kälteverluste betreffenden Vorteile des bisher besprochenen Verdrängungskörpers
und ist zudem durch eine äußerst einfache Bauart und Funktion ausgezeichnet. Das
Kalterentil weist nur noch zwei herausnehmbare Teile, die Ventilspindel samt Ventilkegel
und den Ventilsitz, auf.
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Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn der Verdrängungskdrper
in das Ventilg;ehKuse hineinragt, da durch die damft verbundene Verlärrgerung des
wärmeflußhemmenden VerdrEngungRkdrpers eine bessere Wärmeisolierung erreicht bzw.
der KKIteverlust verringert wird.
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bei allen Ausührunsformen, insbesondere aber der mit der als Verdrängungskörper
ausgebildeten Ventilspindel, kann der Ventilsitz in das Ventilgehäuse eingeschraubt
sein, wodurch ein sicherer Halt des Ventilsitzes gewährleistet ist.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den Figuren
1 und 2 schematisch dargestellten AusNUhrungsbeispielen näher erläutert.
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Der besseren Ubersicht halber sind in beiden Figuren ähnliche Teile
mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In Figur 1 ist ein Kaltventil mit einem Ventilkopf 1, einem Uberrohr
2 und einem Vantilgehause 3 dargestellt. Der Ventilkopf 1 ist über eine Flanschverbindung
4 an einer Blechhülle 5 befestigt, die eine Wärmeisolierung > umgibt. Um den
Einbau des Kaltventils zu erleichtern, ist es zweckmäßig, wenn an die Flanschverbindung
4 eine Blechscheibe 5' angeschweißt oder verschraubt und diese wiederum mit der
Blechhülle 5 verschraubt oder verschweißt ist. Die Flanschverbindung 4 ist mit einem
Ende des die WErmeisolierung 3 durchsetzenden Überrohres 2 und dessen anderes Ende
mit einem mit dem Ventilgehäuse 3 verschraubten Flansch 7 verschweißt.
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Innenseitig ist die Flanschverbindung 4 mit einem Vorsprung versehen,
auf dem ein weiterer Flansch S verschraubt ist. An den Flansch 8 sind zwei konzentrisch
um die Ventilspindel 12 angeordnete Rohre 9 und 10 und an diese eine Abdeckung 14
dicht
verschweißt. Der Flansch 8, die Rohre 9 und 10 und die Abdeckung zu bilden einen
erfindungsgemäß hohlen, abgedichteten und herausnehmbaren Verdrängungskörper 11,
der einen Raum 13 umschließt, der unter Unterdruck steht und mit Isoliermaterial
ausgefüllt ist.
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Die Abdeckung 14 ist unter Zwischenlegung eines Dichtringes 19 ayf
einen in das Ventilgehäuse 3 hineinreichenden Hohlzylinder 15 aufgepreßt. Dieser
Hohlzylinder 15, der den an der Ventilspindel 12 verschraubten Ventilkegel 16 führt
und der in dem der Abdeckung 14 abgewandten Bereich am Umfang vier symmetrisch angeordnete
Durchflußöffnungen 17 aufweist und das Aussehen eines Käfigs hat, ist an seinem
Ende mit einem aufgepreßten, auf dem-Boden 18 des Vntilgehäuses 9 aufliegenden Ventilsitz
20 versehen.
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Der Ventilkegel 16 weist zwei, den Ventilgehäuseinnenraum 22 und
den Raum 21 zwischen der Abdeckung 14 und dem Ventilkegel 16 verbindende Druckausgleichsbohrungen
23 auf. Für den Einbau in eine Rohrleitung besitzt das Ventilgehäuse 3 zwei Anschweißenden
24 und 25.
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Sollen die im Inneren des Ventils angeordneten Teile ausgebaut werden,
so können nach Entfernen des Flansches 4 des Ventilkopfes 1 der Flansch 8 losgeschraubt
und sämtliche, eine Funktionseinheit bildende Teile, d.h. der Verdrängungskörper
11 mit den aufgepreßten Hohlzylinder 15 und Ventilsitz 20 als Ganzes
herausgenommen
werden. Die Wärmeisolierung 6 bleibt hierbei ebenso wie die Isolierung des Verdrängungskörpers
11 unberührt.
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F'gur 2 zeigt ein Kaltventil, die das in Figur 1 dargestellte einen
Ventilkopf 1, ein Uberrohr 2 und ein Ventilgehctuse 3 aufweist. Der Ventilkopf 1
ist über eine Flanschverbindung 4 und eine daran verschraubte Blechscheibe 5' mit
einer eine Wärmeisolierung 6 umschließende Blechhülle 5 verbunden.
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An dem innerhalb der Blechhülle 5 liegenden Teil der Flanschverbindung
4 ist das Überrohr 2 verschweißt, das seinerseits mit einem Flansch 7, der mit dem
Ventilgehäuse 3 dicht verschraubt ist, verschweißt ist.
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Die aus dem Ventilkopf 1 durch die Flanschverbindung 4 führende Ventilspindel
12 ist etwa in Höhe der Flanschverbindung 4 mit einem die Verlängerung der Ventilspindel
12 darstellen den Verdrängungskörper 11 verschweißt. Der Verdrängungskdrper 11 besteht
aus einem innerhalb des Uberrohres 2 angeordneten Rohr 14 das mit seinem der Blechhülle
5 zugewandten Ende mit einem an das Ende der Ventilspindel 12 verschweißten Verschluß
26 und mit seinem dem Ventilgehäuse 3 zugewandten Ende mit dem Ventilkegel 16 Jeweils
erfindungsgemäß dicht verschweißt ist. Erfindungsgemäß steht der Verdrängungskörper
11, der ein Teil der Ventilspindel ist, unter Unterdruck und ist zudem mit Isoliermaterial
gefüllt.
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Zur Führung in dem Ventilgehäuse 3 ist der Ventilkegel 16 mit einem
Absatz 27 versehen. Das Ventilgehäuse 3, in dessen Boden 18 der aus einem Einzelstiick
gefertigte Ventilsitz 20 eingeschraubt ist, besitzt für den Einbau in eine hier
nicht dargestellte Rohrleitung zwei Anschweißenden 24 und 25.
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Zur Herausnahme der einzelnen Teile muß lediglich die Flanschverbindung
4 gelöst werden, wonach der mit der Ventilspindel 12 verschweißte Verdrängungskörper
11 samt Ventilkegel 16 aus dem Ventil genommen'werden kann. Anschließend ist es
möglich, den Ventilsitz 20 loszuschrauben und ebenfalls herauszunehmen.
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13 Patentansprüche 2 2 Blatt Zeichnungen