DE7701855U1 - Heisswind- bzw. heissgasventil - Google Patents
Heisswind- bzw. heissgasventilInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B7/00—Blast furnaces
- C21B7/002—Evacuating and treating of exhaust gases
- C21B7/005—Bleeder valves or slides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B9/00—Stoves for heating the blast in blast furnaces
- C21B9/10—Other details, e.g. blast mains
- C21B9/12—Hot-blast valves or slides for blast furnaces
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Description
tcicccti
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Möhlstraße
„ . _ D-8000 München
Zimmermann & Jansen GmbH
Tel.: 089/982085-87
516o Düren Telex: 0529802 hnkld
Telegramme: ellipsoid
Heißwind- bzw. Heißgasventil
Die Neuerung betrifft ein Heißwind- bzw. Heißgasventil, insbesondere für einen Hochofen, mit einem flüssigkeits-
bzw. wassergekühlten Ventilteller mit axialer Stellbewegung sowie mit einer Kühlmittelzuleitung und einer
Kühlmittelabführung und mit einer Ventilbetätigungseinrichtung auf der vom Ventil abzuschließenden Seite des
Ventils.
Bei bekannten Ventilen dieser Art (US-PS 3 439 91o und US-PS 2 2o4 724) ist der gesamte Innenraum des Ventiltellers
als nicht unterteilter Kühlmittelraum und die äußere Form des Ventiltellers linsenförmig, d.h. also
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beidseitig koiifcew ausgebildet. Dabei greifen die rand-4 7Γ seitigen Schmalkanten des Ventiltellers in seiner Schlußstellung gegen wassergekühlte Dichtungsringe des Ventilsitzes.
beidseitig koiifcew ausgebildet. Dabei greifen die rand-4 7Γ seitigen Schmalkanten des Ventiltellers in seiner Schlußstellung gegen wassergekühlte Dichtungsringe des Ventilsitzes.
Bei dieser Form des Ventiltellers treten jedoch häufig Spannungsrisse und temperaturschockbedingte Schweißnahtbrüche
auf. Dabei ist zudem zu bedenken, daß die
Ke/wk
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Kühlung der randseitigen Schmalkanten des Ventiltellers im Vergleich zu seinem Mittelteil einer zwangsläufig geringeren
Kühlung unterliegt, wobei gerade dieser Bereich einer besonders hohen Wärmebeanspruchung unterworfen ist,
insbesondere, wenn die Heißgase diese Schmalkanten umfließen. Bei derartigen bekannten Ventilen wird zudem
eine aus einem wassergekühlten Hohlprofil bestehende Ausführung des Ventilsitzes mit entsprechenden besonderen
Kühlmittelanschlüssen benötigt.
Aufgabe der Neuerung ist es, auf konstruktiv einfache und betriebssichere Weise einen verbesserten Wärmeschutz
für den Ventilteller der vorgenannten Ventilart zu schaffen, und zwar insbesondere bei in horizontaler Lage angeordneten
Ventiltellern auf der von unten wärmebeaufschlagten Ventilseite.
Die neuerungsgemäße Lösung besteht in der Merkmalskombination,
daß der Ventilteller zu der abzuschließenden Seite des Ventils hin einseitig gewölbt ausgebildet ist, um seinem
Dichtrand ein kühlmitteldurchströmtes Hohlprofil aufweist und die der abzuschließenden Seite des Ventils abgewandte
konkave Seite des Ventiltellers innerhalb der von dem z.B. wassergekühlten Hohlprofil umschlossenen Fläche
mit einer Schicht aus feuerfestem Material, insbesondere eine Keramikausmauerung, bedeckt ist.
Ein besonderer Vorteil besteht darin, wenn das kühlmitteldurchströmte
Hohlprofil auf der mit dem feuerfesten Material bedeckten konkaven Seite des Ventils über den Ventiltellerkörper
hervorragt und diese Materialschicht von der Seite
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her über mindestens einen Teil der Dicke der Schicht einschließt.
Ferner kann neuerungsgemäß das kühlmitteldurchströmte Hohlprofil etwa senkrecht zur Wandung des Ventiltellers
und auch um den äußeren Rand des Ventiltellers herum angeordnet sein.
Eine zusätzlich vorteilhafte Ausbildung der Neuerung kann zudem darin bestehen, daß der Ventiltellerkörper
in einzelne spiralförmig angeordnete Kühlmittelkanäle unterteilt ist, durch die das Kühlmittel, gegebenenfalls
im Zwangsdurchfluß mit dem Dichtrand-Hohlprofil, von dem Kühlmittel durchströmt wird.
Ferner kann die Kühlmittelzufuhr an einer Stelle des
Dichtrand-Hohlprofils angeschlossen und die Kühlmittelabfuhr in der Mitte des Ventilkörpers angeordnet sein.
Eine besonders kombinierte Kühl- und Raumwirkung wird neuerungsgemäß erzielt, wenn die Kühlmittelkanäle imventiltellerkörper
eine geringere axiale Querschnittsabmessung aufweisen als die Kühlmittelkanäle im Dichtrand-Hohlprofil.
Mit der Neuerung wird nicht nur die Möglichkeit für die Anbringung einer feuerfesten Ausmauerung auf der
bevorzugt wärmebeanspruchten Seite des Ventilkörpers geschaffen, sondern auch konstruktiv gewährleistet, daß
diese Ausmauerung betrieblich haltbar angebracht werden kann und nicht nach kurzer Zeit abfällt. Dazu dient
einerseits die einseitig gewölbte, konkave Form des Ventilkörpers und andererseits die randseitige Anbringung
des kühlmitteldurchströmten Dichtrand-Hohlprofils, welches nicht nur die feuerfeste Schicht
vor mechanischer Beanspruchung beim Öffnen und Schließen des Ventils bewahrt, sondern zugleich auch eine Abstützung
für eine gewölbeartige Anordnung der feuerfesten Ausmauerung gewährleistet.
Darüberhinaus wird mit dem kühlmitteldurchflossenen Dichtrand-Hohlprofil im Gegensatz zu den bekannten
wassergekühlten Ventilkörpern eine bevorzugte - und mittels Kühlmittelgeschwindigkeit und/oder Querschnittsausbildung - zwangsdurchflossene Kühlung des Dichtrand-Bereiches
des Ventilkörpers gewährleistet, so daß die vorhergehend genannten Nachteile vermieden werden.
Ein wesentlicher Vorteil der Neuerung liegt zudem darin, daß beim neuerungsgemäßen Ventiltelleraufbau besondere
kühlmitteldurchströmte Hohlprofile am Ventilsitz eingespart werden können, wobei aucji die damit
notwendigen gesonderten Kühlmittelanschlüsse und -leitungen entfallen können.
Durch die räumliche Wirkung der neuerungsgemäßen Kühlkanäle
innerhalb des Ventiltellers wird dessen Stabilität zusätzlich erhöht, ohne daß sich eine unnötig schwere
Konstruktion ergibt.
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Die Neuerung ist nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert.
Es zeigt :
Fig. 1 und 2 eine Längsschnitt- bzw. Draufsichtdarstellung einer Ausführungsform des neuerungsgemäßen Ventiltellers
,
Fig. 3 eine Schnittdarstellung längs der
in Fig. 1 wiedergegebenen gekrümmten Schnittebene III - III, sowie
Fig. 4 und 5 eine Längsschnitt- bzw. Draufsichtdarstellung einer abgewandelten
Ausführungsform des neueasungsgemäßen
Ventiltellers.
Gemäß Fig. 1 und 2 ist das aus einem Ventilsitz 2 und einem Ventilteller 3 bestehende Ventil 1 mit einem Ventiltellerkörper
4 versehen, welcher als Doppelwandung mit einer äußeren Wand 5 und einer inneren Wand 6 aufgebaut
ist. Die beiden Wände 5 und 6 werden durch in den dazwischen liegenden Innenraum eingesetzte Trennwände 7
(siehe auch Fig. 3) voneinander auf Abstand gehalten. Diese Trennwände 7 sind innerhalb des Ventiltellerkörpers
4 gemäß Fig. 3 von dessen Mittelpunkt aus spiralig nach radial auswärts verlaufend angeordnet und bilden zwischen
den Wänden 5 und 6 entsprechend spiralig verlaufende Kühlmittelkanäle 8.
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Diese Ventiltellerkörperkonstruktion ist aufgrund ihres sandwichartigen Aufbaues nicht nur sehr stabil und
wenig wärmespannungsempfindlich, sondern auch spezifisch
leichtgewichtig. Diese Festigkeitseigenschaften werden
durch die konkave, pilzartig gewölbte Form des Ventil- |
tellerkörpers 4 noch ganz besonders verstärkt. j
Der äußere Rand des doppelwandigen Ventiltellerkörpers
wird von einem Hohlprofil 1o gebildet, welches aus Einzelprofilteilen, beispielsweise einer Wandung 11
und einem U-Profil 12 zusammengeschweißt sein kann und in seinem Inneren 13 einen Kühlmittelkanal z.B. für
Wasser bildet. Während die Kühlmittelkanäle 8 nur vergleichsweise flach, d.h. mit geringer axialer Quer-Schnittsabmessung
ausgebildet sind, bildet der Kühlmittelkanal im Inneren 13 des Hohlprofils einen Vorzugsweise
anderen Querschnitt, nämlich einen etwa senkrecht zur Schnittlinie III-III angeordneten Querschnitt,
mit dem das den Dichtrand des Ventiltellers 3 bildende Hohlprofil 1o einerseits die Anlagefläche 14 an den
Ventilsitz 2 bietet, welcher selbst nicht mit einer zusätzlichen Wasserkühlung versehen zu sein braucht.
Mit dieser quer zur Schnittebene III-III liegenden Anordnung des Dichtrand-Hohlprofils 1ο ragt dieses Hohlprofil
über die innere Wand 6 hinaus in die konkave Seite 15 des Ventiltellerkörpers 4 hinein und bildet
damit eine äußere Randbegrenzung für eine auf dieser konkaven Seite 15 vorgesehene Schicht 16 aus feuerfestem
Material, welche, beispielsweise in Form einer feuer-
festen Keramikausmauerung, die gesamte vom Hohlprofil
umschlossene Fläche der konkaven Seite des Ventiltellerkörpers 4 bedeckt, während die andere Seite des Ventiltellerkörpers,
nämlich die abzusperrende Seite des Ventils keinerlei feuerfesten Schutzes bedarf, da die
Wärmebeanspruchung weit geringer ist als auf der konkaven Seite 15.
Durch das Hohlprofil 1o und insbesondere dessen Anordnung
wird sowohl der Arbeitskontakt zum Ventilsitz 2 als auch eine Abstützung der gewölbeartigen Ausmauerung
erreicht.
Die Kühlwasserzufuhr erfolgt gemäß Fig. 1 und 2 durch
eine zentrale Leitung 17, welche zugleich zur Betätigung des Ventiltellers 3 dient und doppelwandig ausgebildet
ist. Gemäß den Pfeilen 18 erfolgt der Zufluß des Kühlmittels und zwar durch die zentrale Leitung
über eine Verbindungsleitung 19 zunächst in das Hohlprofil 1o hinein und dann gemäß Fig. 3 im Sinne der
Pfeile 2o durch die Kühlmittelkanäle 8 des Ventiltellerkörpers 4, von dessen Mitte das Kühlmittel im
Sinne der Pfeile 21 durch den inneren Teil der doppelwandigen Leitung 17 wieder abgezogen wird. Die Leitung
17 ist mittels einer Stützkonstruktion 22 an der äußeren Wand 5 des Ventiltellerkörpers 4 befestigt.
Unabhängig von dem dargestellten Kühlmittelflußverlauf können das Hohlprofil 1ο und die Kühlmittelkanäle
auch an voneinander getrennte Kühlmittelanschlüsse angeschlossen, d.h. nicht hintereinander, sondern parallel
zueinander gekühlt werden. Der Querschnitt des Hohlprofils 1o soll vorzugsweise wegen der höheren Wärmebelastung
eine größere Kühlmittelgeschwindigkeit hervorrufen, während die Kühlmittelkanäle 8 wegen der
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Schicht 16 eine geringere Kunlmittelgeschwindigkeit erlauben können. Bei hintereinander geschalteter
Kühlung sind die Querschnitte des Hohlprofils 1o und der Kühlmittelkanäle entsprechend unterschiedlich
auszubilden.
Bei der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsform ist ein aus zwei unabhängigen Leitungen 17', 17'
bestehender Kühlmittelanschluß dargestellt und zwar mit entsprechend abgewandelter Stützkonstruktion 22'.
Die Neuerung umfasst sämtliche Kombinationen der dargestellten Merkmale.
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Claims (1)
- PATENTANWALTEHENKEL9KERIi,Zimmermann & Jansen GmbH
516o DürenSchutzansprüche1. Heißwind- bzw. Heißgasventil, insbesondere für einen Hochofen, mit einem flüssigkeits- bzw. wassergekühlten Ventilteller mit axialer Stellbewegung, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (2) zu der abzusperrenden Seite des Ventils (1) hin einseitig gewölbt ausgebildet ist, um seinen Dichtrand ein kühlmitteldurchströmtes Hohlprofil (1o) aufweist und die der abzusperrenden Seite des Ventils abgewandte konkave Seite (15) des Ventiltellers (3) innerhalb der von dem z.B. wassergekühlten Hohlprofil (1o) umschlossenen Fläche mit einer Schicht (16) aus feuerfestem Material, insbesondere eine Keramikausmauerung, bedeckt ist.2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kühlmitteldurchströmte Hohlprofil (1o) auf der mit dem feuerfesten Material (16) bedeckten konkaven Seite (15) des Ventils (1) über den Ventiltellerkörper (4) hervorragt und diese Materialschicht (16) von der Seite her über mindestens einen Teil der Dicke der Schicht einschließt.3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kühlmitteldurchströmte Hohlprofil (1o) etwa senkrecht zur Wandung (5,6) des Ventiltellers (3) angeordnet ist.1111 ) . 1)4. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daßdas kühlmitteldurchströmte Hohlprofil (1o) um den äußeren Rand (9) des Ventiltellers (3) herum angeordnet ist.5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventiltellerkörper (4) in einzelne spiralförmig angeordnete Kühlmittelkanäle (8) unterteilt ist, ie Kühlmittel, gegebenenfalls im Zwangsdurchfluß mit dem Dichtrand-Hohlprofil (1o) von dem Kühlmittel durchströmt wtrde-w.6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelzufuhr an einer Stelle des Dichtrand-Hohlprofils (1o) angeschlossen und die Kühlmittelabfuhr in der Mitte des Ventiltellerkörpers (4) angeordnet sein kann.7. Ventil nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelkanäle (8) im Ventiltellerkörper (4) eine geringere axiale Querschnittsabmessung aufweisen als die Kühlmittelkanäle im Dichtrand-Hohlprofil (1o) ·AL" <· -ι20. Juli 1978
Priority Applications (3)
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CA276,617A CA1084265A (en) | 1977-01-24 | 1977-04-21 | Hot blast or hot gas valve |
US05/819,717 US4146213A (en) | 1977-01-24 | 1977-07-28 | Hot blast or hot gas valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19777701855U DE7701855U1 (de) | 1977-01-24 | 1977-01-24 | Heisswind- bzw. heissgasventil |
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US2204724A (en) * | 1938-07-22 | 1940-06-18 | Cope Harold | Valve seat |
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- 1977-01-24 DE DE19777701855U patent/DE7701855U1/de not_active Expired
- 1977-04-21 CA CA276,617A patent/CA1084265A/en not_active Expired
- 1977-07-28 US US05/819,717 patent/US4146213A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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US4146213A (en) | 1979-03-27 |
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