DE597877C - Shut-off valve for high pressure superheated steam - Google Patents

Shut-off valve for high pressure superheated steam

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DE597877C
DE597877C DE1930597877D DE597877DD DE597877C DE 597877 C DE597877 C DE 597877C DE 1930597877 D DE1930597877 D DE 1930597877D DE 597877D D DE597877D D DE 597877DD DE 597877 C DE597877 C DE 597877C
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32Details
    • F16K1/34Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/46Attachment of sealing rings

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Lift Valve (AREA)

Description

Bei Ventilen für hohe Drücke und Temperaturen werden die Sitzringe üblicherweise aus hartem Stahl, beispielsweise Vanadiumstahl, ausgebildet, um Anfressungen zu widerstehen; infolge der Wärmeverziehungen ist dabei jedoch nie absolute Dichtigkeit erreichbar, und die bestehenden geringen Anfangsundichtigkeiten werden dann durch den sich hindurchzwängenden Dampf schnell erweitert.In valves for high pressures and temperatures, the seat rings are commonly used formed from hard steel, such as vanadium steel, to resist pitting; due to the heat distortion, however, absolute tightness can never be achieved, and the existing small initial leaks are then quickly expanded by the steam forced through.

ίο Bei Wasserventilen und auch bei Ventilen für kalte Hochdruckgase sind demgegenüber Sitzanordtlungen bekannt in Gestalt eines glatten, flachen Ringes aus Blei oder ähnlichem Weichmetall und eines daran abdichtenden, ebenfalls glatten und flachen Gegenringes aus dem Gehäusebaustoff, wie Messing oder Gußeisen, oder bei Hochdruckgasflaschen auch aus gewöhnlichem Stahl. Für Hochtemperaturventile sind diese Einrichtungen nicht brauchbar, da die Weichmetalle dabei schmelzen oder mindestens im Gebrauch spröde werden. Bei der Übertragung dieser Sitzanordnung auf Hochtemperaturventile hat man dann vielfach ein weniger weiches Metall, wie etwa Messing (dem auch übliches Handelskupfer gleichsteht), für den einen Sitz verwendet und den Gegensitz schneidenförmig oder rinnenförmig ausgestaltet, um dieses Metall mit genügend hoher Flächenpressung zti erfassen; hierbei wird jedoch das ohnehin bei höheren Temperaturen korrodierende und spröde werdende Weichmetall durch die Schneide des Gegensitzes an der Oberfläche zerstört, und es läßt sich dann keine einwandfreie Abdichtung erreichen. Auch die Anwendung eines Drosselkörpers, der den Durchgangsquerschnitt erst nach einem bestimmten Hub des Ventils freigibt, nutzt bei diesen Ventilen nichts, weil schon geringe Anfangsundichtigkeiten der Sitze dann doch wieder durch die vom Drosselkörper nicht zu verhindernde Hindurchzwängung des Dampfes bald erweitert werden.ίο With water valves and also with valves for cold high-pressure gases, in contrast, seat arrangements are known in the form of a smooth, flat ring made of lead or similar soft metal and a sealing, also smooth and flat counter-ring made of the housing material, such as brass or cast iron, or with high-pressure gas cylinders also made of ordinary steel. These devices cannot be used for high-temperature valves because the soft metals are involved melt or at least become brittle in use. When transferring this seat arrangement to high temperature valves has you then often use a less soft metal, such as brass (which is also common Commercial copper is the same), for which one seat is used and the opposing seat is knife-edge or designed in the shape of a channel, around this metal with a sufficiently high surface pressure zti capture; however, this becomes corrosive and at higher temperatures anyway soft metal becoming brittle through the cutting edge of the counter seat on the surface destroyed, and a perfect seal can then not be achieved. Also the application a throttle body that only releases the passage cross-section after a certain stroke of the valve Nothing with these valves, because even minor initial leaks in the seats again by forcing the steam through, which cannot be prevented by the throttle body to be expanded soon.

Die Erfindung besteht darin, daß die bei kalten Hochdruckgasen bekannte Abdich- *5 tungsart für hochgespannten Heißdampf tauglich gemacht wird, indem die Abdichtung einen Ring aus besonders hartem Metall, wie hochwertigem Spezialstahl, und einen Gegenring aus einem noch bei Heißdampftemperatüren widerstandsfähigen, plastischen Metall umfaßt und hiermit eine den Durchgangsquerschnitt erst nach einem bestimmten Hub freigebende Drosselvorrichtung kombiniert ist. Für den plastischen Ring muß hierbei reines Kupfer (zweckmäßig als Elektrolytkupfer') oder ähnliches auch korrosionsfestes Metall verwendet wrerden und für den anderen Ring ein hochwertig korrosionsfester Stahl, wie Chromnickelstahl. So ergibt sich trotz der Wärmeverziehungen eine vollkommene Abdichtung, da der plastische und in seiner Fassung auf drei Seiten völlig umschlossene Metallsitz durch die glatte, tragende Fläche des harten Stahlsitzes zu völlig dichtem Passen zurechtgepreßt wird. Der Drosselkörper sorgt dann dafür, daß auch beim Öffnen und Schließen des Ventils oderThe invention consists in making the sealing type known for cold high-pressure gases suitable for high-pressure superheated steam, in that the seal comprises a ring made of particularly hard metal, such as high-quality special steel, and a counter ring made of a plastic metal that is still resistant to superheated steam temperatures and a throttle device that releases the passage cross-section only after a certain stroke is combined with this. For the plastic ring in this case, pure copper must w ith (useful as electrolytic copper ') r, or the like, corrosion-resistant metal is used and for the other ring, a high quality corrosion resistant steel, such as stainless steel. This results in a perfect seal in spite of the heat distortion, since the plastic metal seat, which is completely enclosed in its frame on three sides, is pressed into a completely tight fit by the smooth, load-bearing surface of the hard steel seat. The throttle body then ensures that even when opening and closing the valve or

beim Offenhalten in stark drosselnden Stellungen nie derart hohe Strömungsgeschwindigkeiten an den Sitzen entstehen, daß deren glatte, tragende Fläche merklich angegriffen würde. Infolgedessen ergibt sich dann selbst nach langem Betrieb immer wieder ein völlig dichter Abschluß zwischen dem harten Stahlsitz und dem plastischen Metall. Hierdurch erhalten diese Ventile eine außergewöhnlich ίο hohe Lebensdauer selbst unter schwierigen Betriebsbedingungen.never such high flow velocities when holding open in strongly throttling positions on the seats arise that their smooth, load-bearing surface is noticeably attacked would. As a result, even after a long period of operation, the result will always be complete tight seal between the hard steel seat and the plastic metal. Through this These valves get an exceptionally long service life even under difficult conditions Operating conditions.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung am Ausführungsbeispiele eines Kolbensitzventils nebst Einzelheiten, und zwar in Gestalt eines Schnittes durch den Hauptteil dieses Ventils.The drawing illustrates the invention using exemplary embodiments of a piston seat valve together with details, namely in the form of a section through the main part of this valve.

Ein Ventilkolben enthält vertieft eingelegt einen massiven Sitzring 2 aus plastischem und unelastischem Metall, beispielsweise aus reinem Kupfer oder aus anderen plastischen Metallen, die den hohen Temperaturen standhalten, und zwar ist dieser Sitzring in den mit Unterschnitt ausgedrehten Kolben 1 in schwalbenschwanzähnlichen Querschnitt eingestemmt. In der Ventilbrücke 3 ist ein harter Sitzring 4, beispielsweise aus Chromnickelstahl, so eingesetzt, daß er mit seiner Abdichtungsfläche in die Ringrille des Kolbens ι eingreift und sich in dieser auf den plastischen Metallring 2 aufsetzt. Rings um den Sitzring 4 und tim den Kolben 1 herum ist an der Ventilbrücke 3 ein Drosselring 5 so angebracht, daß er den Kolben 1 mit einem geringen Abstand 6 bis zu einer gewissen Höhe 7 umschließt. Die Abmessungen sind bei kleinen bis großen Ventilen etwa folgende: Spaltbreite 6 0,2 bis 0,3 mm, vertiefte Lage des plastischen Metallringes 2 1 bis 3,5 mm, Höhe 7 des Drosselringes 5 etwa 8 bis 15 mm. Wird das Ventil um eine kleine Strecke geöffnet, so ist zunächst nur ein Ringspalt am Drosselring 5 freigegeben, und hohe Durchflußgeschwindigkeit entsteht nur in diesem, während an dem Abdichtungsteil 2,4 eine viel* geringere Durchflußgeschwindigkeit entsteht. Damit ist die Abnutzung vom Sitz nach der Kante des Drosselkörpers 5 verlegt, wo sie unschädlich ist. Insbesondere erhält der plastische Metallring 2 dadurch größte Lebensdauer und Betriebssicherheit. Auch bei weiterem Öffnen bleibt immer die Strömungsgeschwindigkeit an der Abdichtungsstelle verhältnismäßig gering. Ein" Verziehen der Teile, etwa infolge hoher Temperaturen, bleibt auch noch unschädlich, weil sich das plastische Metall dem harten Sitzring anpaßt. Die dargestellte Anordnung des harten Stahlsitzes in der Ventilbrücke ist vorteilhaft, weil dabei der eingesetzte Sitzring gleichzeitig den Ventildurchgang bildet und somit kl einstmöglichen Durchmesser erhält; der Drosselring kann statt an der Ventilbrücke auch am Ventilkolben angebracht sein, und zwar dann zweckmäßig als innen in den Stahlring hineinpassender Drosselkörper; die vorteilhafteste Anordnung ist jedoch die dargestellte, weil dann der· Drosselring mit der Fassung des plastischen Sitzringes zusammenwirkt und somit die Drosselströmung völlig von den Sitzen ferngehalten ist.A valve piston contains a solid seat ring 2 made of plastic, recessed and inelastic metal, for example pure copper or other plastic ones Metals that can withstand the high temperatures, namely this seat ring is in the with undercut turned piston 1 in a dovetail-like cross-section. In the valve bridge 3 is a hard seat ring 4, for example made of chrome-nickel steel, inserted so that it is with its sealing surface in the annular groove of the piston ι engages and sits on the plastic metal ring 2 in this. All around the seat ring 4 and around the piston 1 is a throttle ring 5 on the valve bridge 3 mounted so that he the piston 1 with a small distance 6 to a certain Height 7 encloses. The dimensions for small to large valves are approximately as follows: Gap width 6 0.2 to 0.3 mm, recessed position of the plastic metal ring 2 1 to 3.5 mm, Height 7 of the throttle ring 5 about 8 to 15 mm. Will open the valve a little way open, only an annular gap on the throttle ring 5 is initially released, and high Flow rate occurs only in this, while at the sealing part 2.4 there is a much lower flow rate. With that the wear and tear of the seat moved to the edge of the throttle body 5, where it is harmless. In particular, receives the plastic metal ring 2 thereby the greatest service life and operational reliability. Even with further opening, the flow velocity at the sealing point always remains relatively low. A "warping." of the parts, for example as a result of high temperatures, also remains harmless because the plastic metal adapts to the hard seat ring. The illustrated arrangement of the hard The steel seat in the valve bridge is advantageous because the seat ring used is at the same time forms the valve passage and thus has the smallest possible diameter; the throttle ring can be used instead of on the valve bridge also be attached to the valve piston, in fact then expediently as a throttle body that fits inside the steel ring; the The most advantageous arrangement, however, is the one shown, because then the throttle ring with the Version of the plastic seat ring interacts and thus the throttle flow completely is kept away from the seats.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Absperrventil für hochgespannten Heißdampf, dadurch gekennzeichnet, daß die bei kalten Hochdruckgasen bekannte Abdichtungsart mittels eines harten Ringes aus hochwertigem Metall gegenüber einem weichen Ring aus plastischem Metall, in Gestalt eines Ringes aus hochwertigem Spezialstahl und eines Gegenringes aus noch bei Heißdampf plastischem und widerstandsfähigem Metall, z. B. Elektrolytkupfer, mit einer auch bei einfachen Dampfventilen bekannten Drosselvorrichtung kombiniert ist, die den Durchgangsquerschnitt erst nach einem bestimmten Hube des Ventils freigibt.Shut-off valve for high-pressure superheated steam, characterized in that the with cold high-pressure gases known type of sealing by means of a hard ring made of high-quality metal against a soft ring made of plastic metal, in the form of a ring made of high-quality special steel and a counter ring even with superheated steam plastic and resistant metal, z. B. electrolytic copper, is combined with a throttle device known even with simple steam valves, which reduces the passage cross-section only releases after a certain stroke of the valve. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
DE1930597877D 1930-09-11 1930-09-11 Shut-off valve for high pressure superheated steam Expired DE597877C (en)

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DE (1) DE597877C (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1027029B (en) * 1953-11-25 1958-03-27 Roedinghausen Eisenwerk Sealing of non-rising valve spindles
US3623699A (en) * 1969-05-07 1971-11-30 Whitey Research Tool Co Valve with raised sealing seat abutting a soft annular ring and stem

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1027029B (en) * 1953-11-25 1958-03-27 Roedinghausen Eisenwerk Sealing of non-rising valve spindles
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