DE2553163A1

DE2553163A1 - Fernbetaetigtes absperrventil fuer cryogene medien

Info

Publication number: DE2553163A1
Application number: DE19752553163
Authority: DE
Inventors: Gerd Jacobs
Original assignee: Vereinigte Flugtechnische Werke Fokker GmbH
Current assignee: Vereinigte Flugtechnische Werke Fokker GmbH
Priority date: 1975-11-27
Filing date: 1975-11-27
Publication date: 1977-06-02

Description

Fernbetätigtes Absperrventil für cryogene Medien
Die Erfindung bezieht sich auf ein fernbetätigtes Absperrventil für cryogene Medien innerhalb eines Isolationsmantels.
Unter cryogenen Medien sollen hier vorzugsweise tiefgekühlte verflüssigte Gase wie z.B. Wasserstoff oder IIelium verstanden werden. Die Leitungen, durch die diese Medien strömen, sind zur Vermeidung von Erwärmung dieser tiefgekühlten Medien mit einem geeigneten Isolationsmantel verbunden. Befinden sich in einem derartig wärmeisolierten Leitungsabsehnitt Ventile, so ergibt sich das Problem, die Betätigungsmittel für das Öffnen und Schließen dieses Ventiles durch den Isolationsmantel hindurch zu führen, ohne daß Wärme von dem cryogenen Medium aufgenommen wird. Bei bisher bekanntgewordenen Ventilen für cryogene Medien wird das Ventil bzw. sein Ventilteller über eine Spindel betätigt, die vom Ventil durch den Isolationsmantel nach außen geführt wird. hierbei ist die Spindel ebenfalls wärmeisoliert. Trotzdem gelangt über die wärmeleitende Spindel Wärme von außen an das cryogene Medium, so daß diese Lösung im Hinblick auf die Wärmeisolation unbefriedigend ist.
Aufgabe der Erfindung ist ess ein Absperrventil für cryogene Medien zu schaffen, das eine Betätigung, d.h. ein Cffnen und Schließen von außen, d.h. außerhalb der Isolation dermaßen erlaubt, daß das cryogene tiefgekühlte Medium möglichst wenig Wärme von außen aufnimmt und somit gut wärmeisoliert ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß dvs Ventilgehäuse eine Druckkammer umfaßt, die über die Kolbenfläche eines den Ventilteller tragender Betätigungskolbens und einen Faltenbalg. gegenüber dem das cryogene Medium aufnehmenden Inneren des Ventilgehäuses abgedichtet ist, und daß die Druckkammer über eine durch den Isolationsmantel nach außen führende Druckleitung pneumatisch wirksam mit einer Steuerdruckquelle verbunden ist. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Kennzeichen der Ansprüche 2 und 3 zu entnehmen. Durch das erfindungsgemäße Absperrventil, insbesondere durch seine erfindungsgemäße Betätigung, werden Härmeverluste weitgehend ausgeschaltet. Durch die beliebig lang wählbare Druckleitung zwischen der Druckkammer und dem äußeren des Isolationsmantel wird die Möglichkeit, daß Wärme auf dem Wege der Wärmeleitung von außen nach innen zu dem cryogenen Medium dringt, weitgehend ausgeschaltet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen beschrieben und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen Figur 1 das erfindungsgemäße Absperrventil in der Ausführungsvari ante "drucklos geschlossen" und Figur 2 das erfindungsgemäße Absperrventil in der Ausführungsvariante "drucklos offen".
Figur 1 zeigt das erfindungsgemäße Absperrventil 1, das sich innerhalb des Isolationsmantels 3 befindet, der aus Gründen der lfärmeisolation weitgehend evakuiert ist. Das cryogene Medium 2 strömt in der durch den Pfeil gekennzeichneten Richtung von links nach rechts durch das Absperrventil 1, sofern dieses geöffnet und nicht, wie in der Zeichnung dargestellt geschlossen ist. In dieser Stellung liegt der Ventilteller 8 an dem Ventilsitz 9 des Ventilgehäuses 4 an und dichtet damit den linken Raum des Ventilgehäuses 4 gegenüber dem rechten ab. Der Ventilteller 8 ist über einen Schaft mit dem Betätigungskolben 7 verbunden, der auf seiner Oberseite die Kolbenfläche 6 aufweist. Letztere ist über einen Faltenbalg 10 mit dem Ventilgehäuse 4 derart dichtend verbunden, daß der ebenfalls mit dem Ventilgehäuse 4 verbundene Druckraum 5 gegen das Innere des Ventilgehäuses 4 und damit gegen das cryogene Medium 2 abgedichtet ist. Eine Rückstellfeder 11, die sich gegen das Ventilgehäuse 4 und den Betätigungskoiben 7 abstützt, sorgt dafür, daß der Betätigungskolben bzw. der Ventilteller 8 bei drucklosem Druckraum 5 in seiner oberen d.h. seiner Schließstellung gehalten wird. Die Druckkammer 5 ist über eine relativ dünnwandige Druckleitung 12 mit einer Steuerdruckquelle 13 verbunden, die sich außerhalb des Isolationsmantels 3 befindet. Dieses Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Absperrventiles befindet sich bei druckloser Druckkanmer 5 in geschlossener Stellung. Wird von der Steuerdruckquelle 13 aus, Druck in die Druckkammer 5 gegeben, so bewirkt dieser Druck auf die Kolbenfläche 6 des Betätigungskolben 7, daß dieser gegen die Kraft der Rückstellfeder nach unten bewegt und das Ventil damit geöffnet wird. Bei Ablassen des Druckes aus der Druckkammer 5 wird der Betätigungskolben 7 durch die Rückstellfeder 11 wieder nach oben gedrückt und das Ventil damit geschlossen.
Figur 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Absperrvent-iles, wobei das Ventil bei druckloser Druckkammer geöffnet ist im Gegensatz zu der in der Zeichnung dargestellten geschlossenen Stellung. In dieser Figur 2 sind die gleichen Teile mit den gleichen Bzugsziffern wie in Figur 1 ersehen und entsprechen sich im wesentlichen. Die einzige Ausnahme bildet die einstückige Ausbildung des Ventiltellers 8 mit dem Betätigungskolben 7 und dessen Kolbenfläche 6.
Im Gegensatz zu Figur 1 geht der Ventilteller ohne Durchmesserverengung inform eines Ventilschaftes direkt in den Betätigungskdben 7 über, so daß bei Öffnen des Ventils der Druck des Mediums die Aufwärtsbewegung des Ventiltellers voll unterstützt. Wie durch dn Pfeil angedeutet strömt das cryogene Medium von rechts nach links durch das Absperrventil 1, so daß der Mediumdruck zur Schließkraft des Ventiltellers 8 nicht beiträgt, sondern diese allein vom Druck auf die Kolbenfläche 6 des Betätigungskolben 7 aufgcbracht werden muß.
- Ansprüche - Bezugsziffernliste 1 Absperrventil 2 cryogenes Medium 3 Isolationsmantel 4 Ventilgehäuse 5 Druckkammer 6 Kolbenfläche 7 Betätigungskolben 8 Ventilteller 9 Ventilsitz 10 Faltenbalg 11 Rückstellfeder 12 Druckleitung 13 Steuerdruckquelle

Claims

Ansprüche 1. Fernbetätigtes Absperrventil für cryogene Medien innerhalb eines Isolationsmantels, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Ventilgehäuse (4) eine Druckkammer (5) umfaßt, die über die Kolbenfläche (6) eines den Ventilteller (8) tragenden Betätigungskolbens (7) und einen Faltenbalg (10) gegenüber dem das cryogene Medium (2) aufnehmenden Inneren des Ventilgehäuses (4) abgedichtet ist, und daß die Druckkammer (5) über eine durch den Isolationsmantel (3) nach außen führende Druckleitung (12) pneumatisch wirksam mit einer Steuerdruckquelie (13) verbunden ist.
2. Absperrventil nach Anspruch 1 dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß der Ventilteller (8) bei druckloser Druckkammer (5) durch eine Rückstellfeder (11) derart belastet und durch den Druck des cryogenen Mediums (2) derart beaufschlagt ist, daß er auf seinen Ventilsitz (9) gedrückt wird und das' Ventil (1) schließt.
3. Absperrventil nach Anspruch 1 dadurch g e k e n n z e i c h -n e ts daß der Ventilteller (8) bei druckloser Druckkammer (5) durch eine Rückstellfeder (11) derart belastet dnd durch den Druck des cryogenen Mediums derart beaufschlagt ist, daß er von dem Ventilsitz (9) abgehoben wird und das Ventil (i) öffnet.