DE2607079A1 - VALVE - Google Patents
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DR. KARL TH. HEGEL . DiPL. ING. KLAUS DICKELDR. KARL TH. HEGEL. DiPL. ING. KLAUS DICKEL
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H 2558 18. Februar 1976H 2558 February 18, 1976
Exxon Research and Engineering Company P. 0. Box 55
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V. St. A
VentilValve
Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil.The invention relates to a valve.
Im besonderen betrifft die Erfindung ein ziemlich großes Ventil mit einem Einlaß und zwei Auslassen, wodurch der Fluß eines Mediums wie z. B. eines Gases durch relativ große Leitungen gesteuert werden kann. Beispielsweise kann der Gegenstand der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit Turbinen, wie etwa GasturbinenIn particular, the invention relates to a fairly large valve with one inlet and two outlets, thereby facilitating the flow of a medium such as B. a gas can be controlled through relatively large lines. For example, the subject matter of the present Invention related to turbines, such as gas turbines
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eingesetzt werden, urn den Fluß der Abgase einer Gasturbine entweder durch einen Dampferzeuger oder eine Umgehungsleitung zu steuern.can be used to control the flow of exhaust gases from a gas turbine to be controlled either by a steam generator or a bypass.
Obwohl die Anordnungen des eingangs beschriebenen Typs nicht notwendigerweise bei sehr großen Drucken arbeiten, liegen dort jedoch relativ hohe Temperaturen vor und man stößt auf erhebliche Probleme bei der Schaffung von Ventilen, die in einer wirkungsvollen Weise eingesetzt werden können um zu gewährleisten, daß die Leitungen, die von einem Gas durchströmt werden, sicher abgeschlossen werdn können. Derartige Leitungen können beispielsweise einen rechteckigen Querschnitt besitzen mit Seitenkantendimensionen von ca. 4 m in der Länge und 60 bis 90 cm in der Breite, womit eine solche Leitung relativ große Mengen eines Abgases aufzunehmen vermag. Die in derartigen Anordnungen anzutreffenden Temperaturen liegen in der Größenordnung von 540 C.Although the arrangements of the type described above do not necessarily work at very large pressures, there are however, the temperatures are relatively high and there are significant problems in creating valves that are in a can be used effectively to ensure that the lines through which a gas flows can be safely completed. Such lines can, for example, have a rectangular cross section have side edge dimensions of approx. 4 m in length and 60 to 90 cm in width, with which such a line is able to hold relatively large amounts of an exhaust gas. In the Temperatures encountered in such arrangements are of the order of 540 C.
Bei den Anordnungen dieses Typs treten beträchtliche Probleme bei der Steuerung des Stromes durch die Leitung insofern auf, als der Abschluß über eine lange Strecke erzielt werden muß und in Anbetracht der relativ hohen Temperaturen ist es schwierig, eine verläßliche Abdichtung über dem gesamten anzutreffenden Temperaturbereich zu gewährleisten. Wenn man beispielsweise ein verhältnismäßig weiches Material einsetzt um die erforderliche Abdichtung zu erzielen, so erfordert dieses ein häufiges Auswechseln, wie auch einen umständlichen Befestigungsvorgang, wobei etwa eine Anzahl von Nieten oder Bolzen zu entfernen bzw. wieder anzubringen ist. Darüber hinaus weisen herkömmliche Ventile, die für diesen Zweck eingesetzt werden, einen komplizierten Antriebsmechanismus für denWith arrangements of this type, there are considerable problems in controlling the current through the line in that when the closure has to be achieved over a long distance and in view of the relatively high temperatures it is difficult to to ensure a reliable seal over the entire temperature range encountered. For example, if you a relatively soft material is used to achieve the required seal, so this requires frequent replacement, as well as a cumbersome fastening process, for example a number of rivets or Bolts must be removed or re-attached. They also have conventional valves used for this purpose a complicated drive mechanism for the
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Öffnungs- und Schließvorgang, wobei diese mechanische Anordnung zur Schaltung des Ventis^L zwischen seiner offenen und seiner geschlossenen Stellung zu weiteren Nachteilen beim Aufbau führt.Opening and closing process, this mechanical arrangement for switching the Ventis ^ L between its open and its closed position leads to further disadvantages in the construction.
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Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein Ventil zu schaffen, bei welchem die oben aufgeführten Nachteile nicht auftreten.The invention is therefore based on the object To create valve in which the disadvantages listed above do not occur.
■Dabei soll ein Ventil geschaffen werden, das die erforderliche Abdichtung entlang einer äußerst langen, endlosen Dichtkante gewähr leistet, ohne daß ein weiches Material zur Abdichtung eingesetzt werden muß, wobei sich die mit der Verwendung des weichen Materials verbundenen Nachteile vermeiden lassen sollen.■ A valve is to be created that has the required Sealing along an extremely long, endless sealing edge ensures without the need for a soft material for sealing must be used, the disadvantages associated with the use of the soft material can be avoided should.
Außerdem soll sich das Ventil leicht und in einer einfachen Weise zwischen der geöffneten und der geschlossenen Stellung umschalten lassen.In addition, the valve should move easily and in a simple manner between the open and closed positions let switch.
Weiterhin soll nach der Erfindung ein Ventil geschaffen werden, das äußerst funktionssicher ist und eine Blockierung der Leitung ausschließt.Furthermore, according to the invention, a valve is to be created which is extremely functionally reliable and which blocks the line excludes.
Schließlich soll sich das Ventil gemäß der Erfindung infolge seines einfachen Aufbaues und, der Betätigungsanordnung schnell und leicht öffnen und schließen lassen. Der Aufbau soll einfach und kostensparend sein, während gleichzeitig ein geringer Wartungsaufwand und eine lange Lebensdauer gewährleistet sein soll.Finally, the valve according to the invention should, due to its simple construction and the actuation arrangement, quickly and easy to open and close. The construction should be simple and cost-saving, while at the same time a low one Maintenance effort and a long service life can be guaranteed target.
Gemäß der Erfindung besitzt das Ventil einen endlosen Ventilsitz mit einem äußeren Halteflansch, der an der inneren oder äußeren Oberfläche der Leitungen befestigt werden kann, durch welche das Medium strömt. Darüber hinaus besitzt der Ventilsitz einen nach innen gerichteten Bereich, der in einer endlosen Dichtkante ausläuft, die in einer Ebene, senkrecht zur Strömungsrichtung liegt, so daß die Dichtkante des Ventilsitzes eine öffnung bildet, durch welche das Medium hindurchströmt. Die Ventilklappe kommt in geschlosseneer Stellung mitAccording to the invention, the valve has an endless valve seat with an outer retaining flange which is attached to the inner or outer surface of the lines can be attached through which the medium flows. In addition, the valve seat has an inwardly directed area that terminates in an endless sealing edge that is in a plane perpendicular to the The direction of flow is so that the sealing edge of the valve seat forms an opening through which the medium flows. The valve flap comes with in the closed position
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der erwähnten Dichtkante zum Eingriff und verschließt dementsprechend die hierdurch gebildete Öffnung. Die Ventilklappe besitzt ein tellerförmiges Element aus einem federnden Blech, wobei die konkave Seite bei geschlossenem Zustand des Ventils auf den Ventilsitz gerichtet ist. Dieses tellerförmige federnde Element besitzt einen zentralen Bereich, der in stromaufwärtiger Richtung von dem Ventilsitz zurückversetzt ist, während der federnde-umlaufende Bereich der Dichtkante des Ventilsitzes zürn Eingriff kommt, wenn sich die Klappe in ihrem geschlossenem Zustand befindet. Der federnde umlaufende Bereich des tellerförmigen Elementes liegt bei unbelastetem Element in einer Ebene, die einen Abstand von dem zentralen Beräch des Elementes besitzt. Eine Betätigungsvorrichtung ist mit dem tellerförmigen Element aus federndem Blech verbunden, um die Umschaltung des Ventils durchzuführen, wobei in der geschlossenen Stellung der umlaufende Bereich des tellerförmigen Elementes mit der·Dichtfläche zum Eingriff kommt, wobei der Abstand zum zentralen Bereich des Elementes in dieser Position geringer ist als bei einer unbelasteten Lage, so daß bei gesffclossenem Ventil der federnde umlaufende Bereich des tellerförmigen Elementes gegen den Ventilsitz gedruckt wird.the mentioned sealing edge for engagement and closes accordingly the opening formed thereby. The valve flap has a plate-shaped element made of resilient sheet metal, wherein the concave side is directed towards the valve seat when the valve is closed. This plate-shaped resilient Element has a central region which is set back in the upstream direction from the valve seat while the resilient, circumferential area of the sealing edge of the valve seat Intervention occurs when the flap is in its closed state. The resilient surrounding area the plate-shaped element is in the unloaded element in a plane that is a distance from the central Beräch of Element owns. An actuating device is connected to the plate-shaped element made of resilient sheet metal to the Carry out switching of the valve, with the circumferential area of the plate-shaped element in the closed position comes into engagement with the sealing surface, the distance to the central area of the element in this position is less than in an unloaded position, so that when closed Valve, the resilient circumferential area of the plate-shaped element is pressed against the valve seat.
Ein Ausführungsbeispiel soll die Erfindung nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutern. Dabei zeigt im einzelnen:An exemplary embodiment is intended to explain the invention in more detail below with reference to the accompanying drawings. It shows in detail:
Fitjur 1 eine perspektivische Teilansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils einschließlich der Innenisolierung,Fitjur 1 including a perspective partial view of an embodiment of the valve according to the invention the inner insulation,
Figur 2 einen Teilschnitt durch das Ventil entlang der Schnittlinie 2-2 der Figur 1,FIG. 2 shows a partial section through the valve along the section line 2-2 of FIG. 1,
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Figur 3 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht des Ventils entlang der Schnittlinfe 3-3 der Figur 2,FIG. 3 is a partially cut-away side view of the valve along section line 3-3 of FIG Figure 2,
Figur 4 einen Teilbereich der Darstellung gemäß Figur 2 in einem größeren Maßstab zur Verdeutlichung der Teile des Aufbaues,FIG. 4 shows a partial area of the illustration according to FIG. 2 on a larger scale to illustrate the Parts of the structure,
Figur 5 einen Teilschnitt durch das Ventil entlang der Schnittlinien 5-5 der Figur 3,FIG. 5 shows a partial section through the valve along the section lines 5-5 of FIG. 3,
Figur 6 eine perspektivische Darstellung eines Teils des Ventilsitzes,Figure 6 is a perspective view of part of the valve seat,
Figur 7 einen Schnitt durch den Ventilsitz entlang der Schnittlinie 7-7 der Figur 6 in Richtung der Pfeile gesehen undFIG. 7 shows a section through the valve seat along the section line 7-7 of FIG. 6 in the direction of Arrows seen and
Figur 8 einen Schnitt durch die Anordnung entlang der Schnittlinie 8-8 der Figur 3 in Richtung der Pfeile gesehen.FIG. 8 shows a section through the arrangement along section line 8-8 of FIG. 3 in the direction of FIG Seen arrows.
Das erfindungsgemäße Ventil besitzt einen endlosen Ventilsitz 10, der auf der linken Seite der Figur 1 zu sehen ist. Dieser endlose Ventilsitz 10 besitzt einen äußeren Halteflansch 12, der an der inneren Fläche einer durchströmten Leitung befestigt werden kann. Die Figur 2 zeigt bei einem speziellen Aufbau ein Paar Ventilsitze 10, deren äußere Halteflansche 12 in einer entsprechenden Weise an jeweils der inneren Fläche der Leitungen 14 und 16 befestigt sind, die in einer Ecke 18 miteinander in Verbindung stehen. Aus Figur 2 wird deutlich, daß die inneren Flächen der Leitungen 14 und 16 sowie die Ecke 18 mit einem Wärmeisolationsmaterial 20 ausgekleidet sind, wobei es sichThe valve according to the invention has an endless valve seat 10, which can be seen on the left-hand side of FIG. This endless valve seat 10 has an outer retaining flange 12 which is attached to the inner surface of a conduit through which there is flow can be. In a special construction, FIG. 2 shows a pair of valve seats 10, the outer retaining flanges 12 of which are in one corresponding manner are attached to the inner surface of the lines 14 and 16, which in a corner 18 with each other in Connected. From Figure 2 it is clear that the inner surfaces of the lines 14 and 16 and the corner 18 with a Thermal insulation material 20 are lined, it being
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beispielsweise um feuerfestes Material handeln kann. Der Ventilsitz 10 besitzt einen äußeren Flansch 22, der direkt an die Innenwand jeweils einer Leitung 14 und 16 angenietet, angeschweißt oder sonstwie befestigt ist. Dieser Flansch 22 ist mit einem Steg 24 verbunden, der senkrecht zum Flansch steht, so daß dieser Teil des Aufbaues die Form eines langgestreckten T bildet. Der innere umlaufende Bereich der rechtwinkligen T-Schienen 22 und 24 trat einen hieran beispielsweise angeschweißten endlosen Steg 26, der sich senkrecht von dem Steg 24 aus erstreckt und in eine Anschlagfläche 28 ausläuft. Die Ausbildung der endlosen Anschlagfläche 28 wird aus Figur 1 sehr deutlich, aus welcher hervorgeht, daß der Steg 26 abgerundete Kanten besitzt.for example refractory material. Of the Valve seat 10 has an outer flange 22 which is riveted directly to the inner wall of a line 14 and 16, welded or otherwise attached. This flange 22 is connected to a web 24 which is perpendicular to the flange so that this part of the structure forms an elongated T shape. The inner circumferential area of the right-angled T-rails 22 and 24 joined an endless web 26 welded thereon, for example, which extends perpendicularly from extends from the web 24 and terminates in a stop surface 28. The formation of the endless stop surface 28 is shown in FIG 1 very clear, from which it can be seen that the web 26 has rounded edges.
Der Aufbau des Ventilsitzes 10 wird aus den Figuren 4 bis 7 am deutlichsten. Wie bereits angedeutet, vermag das Ventil nach der Erfindung bei Temperaturen im Bereich von 540° C zu arbeiten. Dementsprechend vermag das erfindungsgemäße Ventil in einem Temperaturbereich, bei einem speziellen Einsatz, von derThe structure of the valve seat 10 becomes clearest from FIGS. 4 to 7. As already indicated, the valve can to work according to the invention at temperatures in the range of 540 ° C. The valve according to the invention can accordingly in a temperature range, for a special use, of the
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Umgebungstemperatur bis hinauf zu 650 C arbeiten. Dementsprechend muß im besonderen im Hinblick auf die großen Dimensionen, di^wie bereits angedeutet, bei einer Höhen von 4 m und einer Breite von 60 bis 90 cm oder sogar größer liegen können, für die thermische Extraktion und Kontraktion Sorge getragen v/erden. Bei dem erläuterten Beispiel des innen isolierten Ventils sind zum Ausgleich der unterschiedlichen Wärmeausdehnung zwischen der relativ kalten Ausßenseite der Wände des Ventilkörpers und der Leitungen und dem heißen Ventilsitz die Stege 24 und 26 mit einer Anzahl von Schlitzen 30 versehen, wie dies in den Figuren 6 und 7 in Erscheinung tritt. Diese Schlitze 30 werden durch flexible Abdehkbleche 32 überbrückt. Dfe Abdeckbleche 32 bestehen aus einem dünnen flexiblen Blechmaterial, das auf die Stege 24 und 26 zurAmbient temperature up to 650 C work. Accordingly, in particular with regard to the large dimensions, di ^ as already indicated, at a height of 4 m and a width of 60 to 90 cm or even greater, care for thermal extraction and contraction worn v / earth. In the example of the internally insulated valve are to compensate for the different Thermal expansion between the relatively cold outside of the Walls of the valve body and conduits and the hot valve seat are the webs 24 and 26 with a number of slots 30, as appears in FIGS. 6 and 7. These slots 30 are made by flexible cover plates 32 bridged. Dfe cover plates 32 consist of a thin, flexible sheet metal material that is directed towards the webs 24 and 26
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überbrückung der Schlitze 30 aufgeschweißt ist, wie dies aus den Figuren 6 und 7 deutlich wird. Im Bereich des Schlitzes 30 besitzt jedes Abdeckelement 32 eine Aufwölbung 334, die während der Ausdehnung und Kontraktion nachzugeben vermag, so daß auch im Bereich der Schlitze 30 eine Abdichtung gewährleistet ist,unabhängig von den Expansionen und Kontraktionen infolge Temperaturveränderungen.bridging the slots 30 is welded, like this from Figures 6 and 7 is clear. In the area of the slot 30, each cover element 32 has a bulge 334, which is able to yield during expansion and contraction, so that a seal is also formed in the area of the slots 30 is guaranteed regardless of the expansions and contractions due to temperature changes.
Dem Sachverständigen leuchtet ein, daß wenn die thermische Isolierung sich auf der Außenseite des Ventils und der Leitungen befindet, der Temperaturunterschied zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilsitz gering ist, so daß keine Notwendigkeit für die Schlitze 30 und die Uberbruckungsbleche 32 besteht.The expert will understand that if the thermal insulation is on the outside of the valve and the pipes is located, the temperature difference between the valve body and the valve seat is small, so that no need for the slots 30 and the bridging plates 32.
Die Anschlagfläche 28 eines jeden Ventilsitzes 10 liegt, wie sich aus Figur 2 ergibt, im v/es entlichen in einer Ebene, senkrecht zur Strömungsrichtung. Bei der Darstellung gemäß Figur 2 kann es sich bei der Leitung 14 um eine Abgasleitung von einer Gasturbine zu einem Boiler handeln, während die Leitung 16 zur Abführung des Abgases von der Turbine in einen Schornstein dienen kann. Dementsprechend bildet die endlose Anschlagfläche 28 eines jeden Ventils 10 eine Öffnung durch welche das Medium zu strömen vermag.The stop surface 28 of each valve seat 10 is, as results from Figure 2, in the v / es in one plane, perpendicular to the direction of flow. In the illustration according to FIG. 2, the line 14 can be an exhaust line act from a gas turbine to a boiler, while the line 16 to discharge the exhaust gas from the turbine in a Chimney can serve. Accordingly, the endless stop surface 28 of each valve 10 forms an opening which the medium can flow.
Ein Ventil Verschluß 36 kommt mit jeweils einem Ventilsitz 10 im Bereich der Anschlagfläche 28 zum Eingriff. In dem, anhand der Figur 2 erläutertem Beispiel, ist ein Paar Ventilverschlüsse 36 vorgesehen, die jeweils mit einem Teil des Ventilsitzpaares 10 in Eingriff gebracht werden können. Die Ventilverschlüsse 36 werden von einem Rahmen 38 getragen, der Teil einer Drehvorrichtung 40 ist, die eine Hohlwelle 42 aufweist, welche den Rahmen 38 in einer noch zu beschreibenden Weise trägt.A valve closure 36 comes with a valve seat each 10 in the area of the stop surface 28 for engagement. In the example explained with reference to FIG. 2, there is a pair of valve closures 36 are provided, each of which can be brought into engagement with a part of the pair of valve seats 10. The valve closures 36 are supported by a frame 38 which is part of a rotating device 40 which has a hollow shaft 42, which supports the frame 38 in a manner to be described.
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Jeder Ventilverschluß besitzt ein tellerförmiges Federelement · 44, das aus einem federnden Blechmaterial hergestellt ist und einen federnden umlaufenden Bereich 46 besitzt, der mit der Anschlagfläche 28 zum Eingriff kommt. Der umlaufende Bereich 46 kann einstückig mit dem tellerförmigen Federelement ausgebildet sein oder es kann sich um einen besonderen Streifen handeln, der an das tellerförmige Element angeschweißt ist. Der Ventilverschluß 36, der mit dem Ventilsitz 10, der an der Leitung 14 befestigt ist, zum Eingriff kommt, ist in geschlossener Stellung in Figur 2 dargestellt, aus welcher sich auch ergibt, daß in der geschlossenen Stellung des Ventils die konkave Innenseite des tellerförmigen Elementes 44 stromaufwärts von der, durch die Anschlagfläche 28 gebildeten Öffnung angeordnet ist. Nach innen schließt sich an den umlaufenden Bereich 46 des tellerförmigen Elementes 44 ein Mittelbereich 48 an. Die Ebene des Mittelbereiches 48 liegt in einem Abstand von der Ebene des Umfangsbereiches 46, der bei geöffnetem VentilVerschluß 36 größer ist, als in geschlossenem Zustand, wobei der Umfangsbereich 46 federnd mit der Anschlagfläche 28 zum Eingriff kommt und somit einen dichten Abschluß bildet. Der Umfangsbereich 46 entspricht natürlich in seiner Ausbildung der Form der Anschlagfläche 28 und liegt senkrecht zur Ebene des Steges 26, wobei ein Druck auf die Anschlagflächi!28 ausgeübt wird, wenn sich der Ventil Verschluß 36 in geschlossener Stellung befindet.Each valve closure has a plate-shaped spring element 44, which is made of a resilient sheet metal material and has a resilient circumferential area 46, which with the stop surface 28 comes into play. The circumferential area 46 can be formed in one piece with the plate-shaped spring element or it can be a special strip that is welded to the plate-shaped element. The valve lock 36, which engages valve seat 10 attached to conduit 14, is in the closed position shown in Figure 2, from which it can also be seen that in the closed position of the valve, the concave inside of the plate-shaped element 44 is arranged upstream of the opening formed by the stop surface 28. Inside a central area 48 adjoins the circumferential area 46 of the plate-shaped element 44. The level of the middle area 48 lies at a distance from the plane of the circumferential area 46 which, when the valve closure 36 is open, is greater than in FIG closed state, the circumferential region 46 resiliently engaging with the stop surface 28 and thus sealing Forms a conclusion. The circumferential area 46 naturally corresponds in its design to the shape of the stop surface 28 and is perpendicular to the level of the web 26, with a pressure on the stop surface! 28 is exercised when the valve shutter 36 is in the closed position Position.
Der Rahmen 38 ist mit einer Anzahl von Rahmenteilen 50 versehen, die sich radial von der Hohlwelle 42 nach außen erstrecken und mit dieser über eine im Querschnitt bogenförmig ausgebildete Lasche 52 in Verbindung stehen. Die Lasche 52 kann an die Hohlwelle 42 angeschweißt oder anderweitig angeheftet sein, während die sich radial erstreckenden Rahmenteile 50 aus Schienen bestehen können, die beispielsweise miteinander verschweißt sind.The frame 38 is provided with a number of frame parts 50 which extend radially outwardly from the hollow shaft 42 and are connected to this via a tab 52 which is arcuate in cross section. The bracket 52 can be attached to the hollow shaft 42 be welded or otherwise tacked on, while the radially extending frame parts 50 consist of rails can, for example, welded together.
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Die Rahmenteile 50 sind jeweils in einem Abstand voneinander über die Hohlwelle 42 verteilt, wie dies in Figur deei deutlich dargestellt ist und durch ein Paar Vertikalstreifen 54 und miteinander verschweißt, wie sich dies ebenso aus Figur 3 ergibt. Die tellerförmigen Elemente 44 der Ventilverschlüsse sind direkt an diese rechtwinklig ausgebildeten Rahmenteile angenietet, was beispielsweise über eine Anzahl von Nieten 60 geschehen kam; von denen einige in Figur 1 angedeutet sind.The frame parts 50 are each distributed at a distance from one another over the hollow shaft 42, as is clearly shown in FIG is shown and welded to one another by a pair of vertical strips 54 and, as can also be seen from FIG. The plate-shaped elements 44 of the valve closures are riveted directly to these right-angled frame parts, what happened, for example, about a number of rivets 60; some of which are indicated in FIG.
Zwischen jedem tellerförmigen Element 44 und dem Rahmen 38 befindet sich jedoch ein Stiitzblech 62, das sich über den gesamten rückwärtigen Bereich des tellerförmigen Elementes 44 erstickt, obwohl in den Darstellung Eckbereiche des Stützbleches 62 aufgeschnitten sind, was lediglich zu Zwecken der Erläuterung geschehen ist.Located between each plate-shaped element 44 and the frame 38 however, there is a support plate 62 which suffocates itself over the entire rear area of the plate-shaped element 44, although corner areas of the support plate 62 are cut open in the illustration, which is only for purposes of explanation happened.
Hinter dem umlaufenden Dichtungsbereich 46 des tellerförmigen Elementes 44 trägt das Stützblech 62 eine Anzahl von Begrenzungsvorsprüngen 64, die auf die Anschlagfläche 28 ausgerichtet sind, wenn sich der VentilVerschluß in geschlossener S ellung befindet. Hieraus läßt sich ersehen, daß das Zurückbiegen des tellerförmigen Elementes 44 in seinem Umfangsbereich 46 nur soweit durchführbar ist, bis die Begrenzungsvorsprünge 64 mit dem Umfangsbereich 46 zum Eingriff kommen, so daß bei dieser Ausbildung nach dem federnden Zurückbiegen des Elementes 44 die Begrenzungsvorsprünge 64 ein weiteres Zurückbiegen begrenzen und einen Druck des Umfangsbereiches 46 gegen die Anschlagfläche 28 bewirken. Behind the circumferential sealing area 46 of the plate-shaped element 44, the support plate 62 carries a number of delimiting projections 64, which are aligned with the stop surface 28, when the valve closure is in the closed position. From this it can be seen that the bending back of the plate-shaped element 44 in its peripheral region 46 can only be carried out to the extent that it is is until the limiting projections 64 come into engagement with the peripheral portion 46, so that in this training after the resilient bending back of the element 44, the limiting projections 64 limit a further bending back and one Effect pressure of the circumferential area 46 against the stop surface 28.
Eine zweite Begrenzung ist vorgesehen um die Bewegung des umlaufenden Bereiches 46 in die entgegengesetzte Richtung von dem Stützblech 62 weg einzuschränken. Wie sich aus Figur 8 ergibt, ist das Element 44 innen an den umlaufenden Bereich 46 angrenzend mit einer Anzahl von Öffnungen 66 versehen. DurchA second limitation is provided around the movement of the rotating Restrict area 46 in the opposite direction away from the support plate 62. As can be seen from Figure 8, the element 44 is provided with a number of openings 66 on the inside adjacent to the circumferential region 46. By
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diese öffnungen 66 erstreckt sich jeweils der Schaft 68 eines Bolzens 70, wobei diese in der in Figur 8 dargestellten Weise, an dem Stütsblech befestigt sind. Die Bolzen 70 besitzen Köpfe 72, die größer sind als die Öffnung 66. Wenn sich bei dieser Ausbildung infolge der thermischen Belastungen der Umfangsbereich 46 unerwünscht werfen und sich somit von dem Stützblech 62 wegbiegen würde, begrenzen die Bolzen 70 eine derartige Deformation des tellerförmigen Federlementes 44. Dem-= entsprechend kommt bei dieser Ausbildung der Umfangsbereich 46 des Elementes 44 mit dem Steg 26 zur Anlage, so daß ein verläßlicher Betrieb des Ventils auch unter extremen Bedingungen sichergestellt ist. Die begrenzende Funktion des Bolzenkopfes 72 verhindert auch ein Umbiegen des umlaufenden Bereiches 46, der sich nicht mit der Anschlagfläche in Eingriff befindet und dementssprechend mit hoher Geschwindigkeit durch die Leitungen strömenden Gas ausgesetzt ist.the shaft 68 extends in each case through these openings 66 a bolt 70, these being fastened to the support plate in the manner shown in FIG. The bolts 70 own Heads 72, which are larger than the opening 66. If in this training as a result of the thermal loads the circumferential area 46 would throw undesirably and thus bend away from the support plate 62, the bolts 70 limit a such deformation of the plate-shaped spring element 44. Dem- = in this embodiment, the circumferential area 46 of the Element 44 with the web 26 to the plant, so that reliable operation of the valve is ensured even under extreme conditions is. The limiting function of the bolt head 72 also prevents the circumferential area 46 from bending over is not in engagement with the stop surface and accordingly flows through the lines at high speed Exposed to gas.
Wie bereits angedeutet weist die Drehvorrichtung 40 eine Hohlwelle 42 auf,um deren Achse sich der Ventilverschluß bei der Umschaltung dreht. Am unteren Ende der Hohlwelle 42 ist ein Verschlußstöpsel 74 (Figur 3) befestigt, der mit einer nach unten gerichteten kugelförmigen Oberfläche 76 versehen ist, die von einer entsprechend ausgebildeten konkaven Gegenfläche innerhalb eines Blockes aufgenommen wird, der an dem Rahmen 80 befestigt ist, so daß bei dieser einfachen Konstrucktion das gesamte Gewicht und die Momente der Anordnung von dem Block 78 getragen werden, während gleichzeitig die Welle 42 frei um ihre Achse gedreht werden kann.As already indicated, the rotating device 40 has a hollow shaft 42, about the axis of which the valve closure rotates when switching over. At the lower end of the hollow shaft 42 is a sealing plug 74 (Figure 3), which is provided with a downwardly directed spherical surface 76, which is of a correspondingly formed concave counter surface is received within a block which is attached to the frame 80 is, so that in this simple construction the entire weight and the moments of assembly are borne by the block 78 while at the same time the shaft 42 is free about its axis can be rotated.
Am oberen Ende der Hohlwelle 42 ist ebenfalls ein Verschlußstöpsel 82 vorgesehen, der an der Welle befestigt ist, und einen unrunden Teil 84 trägt, der beispielsweise einen quadratischen Querschnitt besitzen kann, so daß sich ein Hebel 86 daran befestigen läßt, mittels welchem man die Welle 42 um ihre Achse drehen kann. Die Welle 42 wird am oberen Ende in einerAt the upper end of the hollow shaft 42 is also a stopper 82 is provided which is attached to the shaft, and a non-circular part 84 carries, for example a square May have cross-section, so that a lever 86 can be attached to it, by means of which the shaft 42 around their Axis can rotate. The shaft 42 is at the top in a
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Lagerung 88 gehalten, die an der Verbindung zwischen den Leitungen 14 und 16 befestigt ist. Der Hebel 86 kann mit einer Betätigungsvorrichtung wie z. B. einer hydraulischen Antriebsvorrichtung 90,die schematisch in Figur 1 dargestellt ist, in Verbindung stehen, oder nach einer noch bevorzugten Ausführungsform kann anstelle des Hebels 86 der Antrieb über eine Zahnstange und Ritzel erfolgen, das am oberen Ende der Welle 42 befestigt ist.Storage 88 held on to the junction between the lines 14 and 16 is attached. The lever 86 can be operated with an actuator such. B. a hydraulic drive device 90, which is shown schematically in FIG. 1, or, according to a still preferred embodiment, the drive can be via a toothed rack instead of the lever 86 and pinion attached to the upper end of shaft 42.
Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist die Welle 42 vertikal angeordnet. Dem Sachverständigen leuchtet jedoch ein, daß die Welle drehbar in verschiedenen Lagen gehalten werden kann, Beispielsweise kann auch das untere Ende der Welle 42 sich durch die Leitung nach außen erstrecken, so daß dort eine weitere Zahnstange und ein Ritzel zur Betätigung des Ventils angeordnet werden kann, falls ein zusätzliches Antriebsmoment zum Schließen des Ventils erforderlich ist.In the illustrated embodiment of the invention, the shaft 42 is arranged vertically. It is clear to the expert, however, that the shaft can be rotatably held in different positions, for example, the lower end of the shaft 42 can pass through extend the line to the outside so that a further rack and pinion for actuating the valve are arranged there can, if an additional drive torque is required to close the valve.
Aufgrund des äußerst einfachen und robusten Aufbaues ist es möglich, den Ventilsverschluß 36 schnell zwischen der geöffneten und der geschlossenen Position hin und her zu schwingen, wobei außerdem jeweils dann, wenn eine der Leitungen 14 verschlossen ist, die andere Leitung 16 notwendigerweise offen ist, so daß zu keiner Zeit der Abzug vollständig blockiert wird, womit nach der Erfindung ein sicherer Betrieb gewährleistet ist. Falls erforderlich, kann der Ventilverschluß auch zwischen den beiden Ventilsitzen arretiert werden, so daß das Gas durch beide Auslaßleitungen abströmen kann.Due to the extremely simple and robust construction, it is possible to to rapidly swing the valve gate 36 back and forth between the open and closed positions, wherein in addition, whenever one of the lines 14 is closed, the other line 16 is necessarily open, so that The trigger is not completely blocked at any time, which ensures safe operation according to the invention. If required, the valve closure can also be locked between the two valve seats so that the gas can flow through both outlet lines can flow away.
Außerdem ist festzustellen, daß der Abstand der Ventilverschlüsse 36 voneinander auf der von der Welle 42 abgewandten Seite geringer ist, als auf der der Welle 42 zugewandten Seite. DieseIt should also be noted that the distance between the valve closures 36 is smaller from one another on the side facing away from the shaft 42 than on the side facing the shaft 42. These
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Neigung der Ventilverschlüsse 236 zueinander wird aus den Figuren 2 und 4 besonders deutlich. Die sich radial erstreckenden Rahmenteile 50 des Rahmen 38 gehen in zusammenlaufende Teile über, so daß die daran befestigten Ventilverschlüsse ebenfalls aufeinander zulaufen, wie dies aus den Figuren 2 und 4 ersichtlich ist. Darüber hinaus läßt sich erkennen, daß bei einer Betätigung der Drehvorrichtung 40 um eine Ventilöffnung zu schließen, und die andere zu öffnen, die Welle 42 um einen Winkel gedreht wird, der etwas größer als 90° ist. Diese Anordnung macht es möglich, jeden VentilVerschluß 36 zuverlässig gegen die Anschlagfläche 28 zu drücken.The inclination of the valve closures 236 to one another is derived from the Figures 2 and 4 particularly clearly. The radially extending frame parts 50 of the frame 38 go into converging parts over, so that the valve closures attached to them also converge, as can be seen from FIGS is. In addition, it can be seen that when the rotary device 40 is actuated to close a valve opening, and to open the other, the shaft 42 is rotated through an angle which is slightly greater than 90 °. This arrangement makes it is possible, each valve closure 36 reliably against the stop surface 28 to press.
Aus dieser Beschreibung wird deutlich, daß jeder Verschluß in einer ähnlichen Weise wirkt, wie eine Tür, die sich gegen einen Pfosten anlegt. Die Anschlagfläche 28, die dem Türpfosten entspricht, ist genau gefertigt und thermisch stabil, so daß ein Kontakt zwischen dem federnden Umfangsbereich des Federelementes entlang dem gesamten Umfang gewährleistet ist. Die Gehäuse der Leitungen sind auf der Innenseite thermisch isoliert um die Temperatur der Metalle herabzusetzen. Wenn der federnde Umfangsbereich des Verschlußteiles auf die Anschlagfläche auftrifft, wird dieser zurückgebogen, wobei der federnde Aufbau imstande ist, Abweichungen der Anschlagfläche auszugleichen, indem sich der federnde Umfangsbereich des Verschlußteiles entsprechend anpaßt. Das durch die Welle übertragene Drehmoment reicht aus, um das federnde Material im Bereich der elastischen Grenzen des federnden Metalles umzubiegen. Normalerweise beträgt die Anpreßkraft, die für den Metall/Metallsitz erforderlich ist, das 2 bis 6-fache der Kraft, die erzeugt werden würde durch den Druckunterschied, der auf den Ventilverschluß wirkt, wenn dieser durch das Medium innerhalb des Leitungssystems auf den Ventilsitz 28 gedrückt wird. Das tellerförmige Federelement 44 ist normalerweise so angeordnet, daß die durch das Strömungsmedium innerhalb der Leitung ausgeübte Kraft infolge des DruckunterschiedesFrom this description it is clear that each lock acts in a manner similar to that of a door opening against one Posts. The stop surface 28, which corresponds to the door post, is precisely manufactured and thermally stable, so that a Contact between the resilient peripheral area of the spring element is guaranteed along the entire circumference. The housings of the lines are thermally insulated from the temperature on the inside of metals. When the resilient peripheral region of the closure part hits the stop surface, is this is bent back, the resilient structure being able to compensate for deviations in the stop surface by moving the resilient circumferential area of the closure part adapts accordingly. The torque transmitted by the shaft is sufficient to move the resilient material in the area of the elastic limits of the resilient To bend metal. Normally the contact pressure required for the metal / metal seat is 2 to 6 times the force that would be generated by the pressure differential that acts on the valve closure when it through the medium within the line system is pressed onto the valve seat 28. The plate-shaped spring element 44 is normally arranged so that the force exerted by the flow medium within the line as a result of the pressure difference
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in der gleichen Richtung wirkt, wie die von außen ausgeübte Anpreßkraft.acts in the same direction as the pressure exerted from the outside.
Dieser Metall/Metallsitz gewährleistet einen außerordentlichThis metal / metal seat ensures an extraordinary
dauerhaften Ventilaufbau im Gegensatz zu den Ventilen mit einempermanent valve structure in contrast to the valves with a
weichen Sitz, die häufig ersetzt v/erden müssen und schv/ierig anzubringen sind.soft seat that have to be replaced frequently and are difficult to install.
Darüber hinaus vermag der federnde Ventilaufbau, wie weit er oben ausgeführt wurde, leichte Veränderungen der Anschlagfläche des Ventilsitzes infolge von Temperaturunterschieden bei geschlossenem Ventil auszugleichfi Darüber hinaus ermöglicht die einfache Drehbewegung um nur wenig mehr als 90 bei dem Schliessen bzw. öffnen des Ventils den Einsatz einer einfachen Zahnstangen- und Ritzelanordnung oder einer ähnlich einfachen Betätigungsvorrichtung, wodurch ein schnelles Schließen oder öffnen des Ventils erreicht werden kann. Dementsprechend ist der Aufbau des erfindungsgemäßen Ventils einfach und somit kostensparend, erfordert einen minimalen Unterhaltungsaufwand und gewährleistet gleichzeitig eine erhöhte Betriebssicherheit, da jederzeit mindestens eine der Abführungsleitungen geöffnet ist.In addition, the resilient valve structure, as stated above, is capable of slight changes in the stop surface of the valve seat due to temperature differences when the valve is closed simple rotary movement by only a little more than 90 when closing or opening the valve the use of a simple rack and pinion and pinion assembly or a similarly simple actuator that allows for quick closing or opening of the valve can be achieved. Accordingly, the structure of the valve according to the invention is simple and thus cost-saving, requires a minimal amount of maintenance and at the same time ensures increased operational reliability, since at least at all times one of the discharge lines is open.
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Claims (10)
Drehvorrichtung (40) eine Welle (42) aufweist, deren Achse in der Drehachse liegt, während sich im wesentlichen radial von der Welle (42) ein Rahmen (50) erstreckt, an welchem
der Mittelbereich (48) des tellerförmigen Feflerelementes
(44) befestigt ist.6. Valve according to claim 5, characterized in that the
Rotary device (40) has a shaft (42), the axis of which lies in the axis of rotation, while a frame (50) extends substantially radially from the shaft (42) on which
the central area (48) of the plate-shaped Fefler element
(44) is attached.
beiden Seiten des ffahmens (50) jeweils ein tellerförmiges
Federelement (44) befestigt ist, während außerdem ein
zweiter Ventilsitz (10) vorgesehen ist, der sich innerhalb einer weiteren Leitung (16) befindet und duati den Ventilverschluß (36) verschließbar ist, wenn sich der Ventilsitz (10) der anderen .Leitung (14) nicht in Eingriff mit dem '
Ventilverschluß (36) befindet.7. Valve according to claim 6, characterized in that on
both sides of the frame (50) each have a plate-like shape
Spring element (44) is attached, while also a
second valve seat (10) is provided, which is located within a further line (16) and duati the valve closure (36) can be closed when the valve seat (10) of the other .line (14) is not in engagement with the '
Valve closure (36) is located.
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