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Dokumentenidentifikation DE102006028508A1 27.12.2007
Titel Schieberventil
Anmelder Z & J Technologies GmbH, 52355 Düren, DE
Erfinder Haberhauffe, Ingo, 45899 Gelsenkirchen, DE;
Plum, Wolfgang, 52372 Kreuzau, DE
Vertreter Meissner, Bolte & Partner GbR, 80538 München
DE-Anmeldedatum 21.06.2006
DE-Aktenzeichen 102006028508
Offenlegungstag 27.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.12.2007
IPC-Hauptklasse F16K 3/02(2006.01)A, F, I, 20060621, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Schieberventil, insbesondere zur Regelung eines Katalysatorstromes oder dergleichen Hochtemperaturmedien, mit einem Rohrabschnitt (10) und einer darin angeordneten Blende (11), die eine im Betrieb durchströmte Eintritts- und Austrittsöffnung (12a, 12b) aufweist, sowie mit einer Schieberplatte (13), die mit der Austrittsöffnung (12b) zur Regelung des Katalysatorstromes zusammenwirkt und in eine Offen- bzw. Schließstellung I, II bewegbar ist, wobei die Schieberplatte (13) durch rohrseitig und plattenseitig angeordnete, miteinander in Eingriff befindliche Führungselemente (14, 15) verschieblich gelagert ist. Die Erfindung zeichnet sich ddurch aus, dass die rohrseitigen Führungselemente (14) in Strömungsrichtung vor der Austrittsöffnung (12b) angeordnet sind.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Schieberventil mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Schieberventile dieser Art kommen üblicherweise in FCC-Anlagen (Fluidized Catalytic Cracking) zur Anwendung und dienen zur Regelung der Leistung der Anlage, wobei durch eine entsprechende Offen- bzw. Schließstellung des Schieberventils der Katalysatorstrom (Tonerde, AL2O3) eingestellt wird.

Ein Beispiel für ein solches in der Industrie verwendetes Schieberventil ist in 14, linker Teilschnitt dargestellt. Dieses Schieberventil weist einen Rohrabschnitt A auf, in dem eine Blende B mit einer Blendenöffnung C angeordnet ist, die im Betrieb der Anlage vom Katalysatorstrom mit hoher Geschwindigkeit (10 m/sek.) bei Temperaturen von ca. 720°C durchströmt wird. Die Blendenöffnung wird, wie in 14 dargestellt, durch eine Schieberplatte D verschlossen, die quer zur Strömungsrichtung bewegbar gelagert ist. Zum Öffnen des Schieberventils wird die Schieberplatte D aus der in 14 gezeigten Schließstellung in eine Offenstellung verfahren, wodurch die Blendenöffnung C teilweise oder komplett freigegeben wird.

Zum Verschieben der Schieberplatte D sind rohrseitige Führungsleisten E vorgesehen, die seitlich von der Blendenöffnung C angebracht sind. Diese rohrseitigen Führungsleisten E sind im Eingriff mit komplementären an der Schieberplatte D vorgesehenen Führungsleisten. Die rohrseitigen Führungsleisten E sind dabei so angeordnet, dass diese in den Strömungsquerschnitt des Rohrabschnittes A hineinragen. Die in den Strömungsquerschnitt des Rohrabschnittes A hineinragenden rohrseitigen Führungsleisten E sind dadurch dem Medienstrom ausgesetzt, der durch die Blendenöffnung C strömt, wenn die Schieberplatte D in die Offenstellung gebracht ist. Aufgrund der hohen Geschwindigkeit und hohen Temperatur des Katalysatorstromes hat dieser eine extrem abrasive Wirkung. Diese abrasive Wirkung führt dazu, dass die rohrseitigen Führungsleisten E im Bereich der Blendenöffnung C durch die Turbulenzen des Katalysatorstromes stark beschädigt werden. Derartige Führungsleisten E müssen daher in aller Regel nach einer Betriebszeit von drei Jahren ausgetauscht werden.

DE 720 599 offenbart einen Plattenschieber zum Absperren von Gasleitungen, insbesondere Gichtgasleitungen in Hochofenwerken. Die Patentschrift befasst sich insbesondere mit dem Problem der Dichtigkeit des Plattenschiebers. Dazu weist der Plattenschieber eine Schieberplatte auf, die aus zwei parallelen Platten gebildet ist, zwischen denen zwei formelastische Dichtungshohlringe angeordnet sind. Diese Dichtungshohlringe sind mit Druckleitungen verbunden und können mit Druck beaufschlagt werden, wodurch die beiden planparallelen Platten der Schieberplatte auseinandergepresst werden. Dadurch wird die Dichtigkeit des Plattenschiebers verbessert. Aus der Patentschrift geht nicht hervor, wie die Seitenführung der Schieberplatte ausgebildet ist.

DE 1 031 596 beschreibt einen gekühlten Heißgasschieber für heiße und schmutzbeladene Betriebsstoffe. Auch bei dieser Patentschrift steht die Dichtigkeit der Armatur im Vordergrund. Zur Erzielung eines über den Umfang der Schieberplatte gleichmäßig verteilten Anpressdruckes sind ringförmige Metallmembranen vorgesehen, wobei die Schieberdichtplatten am Gehäuse elastisch abgestützt sind. Auch dieser Patentschrift ist nicht zu entnehmen, wie die Seitenführung, insbesondere die gehäuseseitige Seitenführung der Schieberplatte konstruiert ist.

Weitere Beispiele für Schieberventile, bei denen die Führungsleisten bzw. Führungsschienen dem abrasiven Medienstrom ausgesetzt sind, sind in den folgenden Druckschriften beschrieben.

DE 44 03 517 A1 offenbart einen Absperrschieber, der in Raffinerien verwendet wird. Dabei ist eine Durchgangsplatte mit einem im Betrieb durchströmten Durchgang in der feuerfesten Auskleidung befestigt, an deren Unterseite Führungen vorgesehen sind. In diesen Führungen ist gleitverschieblich ein Absperrorgan gelagert, das zum Öffnen bzw. Schließen der Armatur betätigt wird.

DE 2 148 612 beschreibt einen Gasregulierschieber für Verbrennungsmotoren, der zur Regelung von Katalysatorströmen oder dergleichen Hochtemperaturmedien nicht geeignet ist. Im übrigen sind auch bei diesem Gasregulierschieber die Führungen des Absperrorgans so angeordnet, dass diese dem Medienstrom im Betrieb des Schiebers ausgesetzt sind.

DE 92 05 845 offenbart einen gehäuselosen Schieber, der mit vulkanisierten, weichelastischen Dichtstreifen abgedichtet ist und somit ebenfalls nicht zur Regelung von Hochtemperaturmedien geeignet ist. Auch bei diesem Schieber sind die Führungen des Absperrorgans dem Medienstrom ausgesetzt, wenn das Absperrorgan geöffnet ist.

EP 0 237 244 beschreibt ein Schieberventil zur Regelung eines festen oder halbfesten Materialstromes mit erosiver und korrodierender Wirkung. Der Aufbau dieses Schieberventils entspricht weitestgehend dem im linken Teilschnitt gemäß 14 dargestellten Schieberventil, wobei insbesondere die Führungselemente in der Offenstellung des Ventils in den Medienstrom hineinragen und somit einem verstärkten Verschleiß unterliegen.

WO 99/41 534 offenbart ein Schieberventil für Eisenerz, bei dem die Führungen des Absperrorgans im Bereich des Medienstromes angeordnet sind.

WO 93/18 322 beschreibt einen Füll- und Entlastungsschieber, der als Bypass in medienführenden Leitungen, z. B. in Hochofenwinderhitzeranlagen angeordnet ist. Diese so genannten Bypass-Schieber dienen zur Einstellung eines Druckausgleichs, um einen zugeordneten Heißwindschieber zu entlasten. Die Führungen des Absperrorgans sind bei diesem Schieber zwischen zwei Rohrstutzen im Bereich des Medienstromes angeordnet.

US 4,458,879 beschreibt ein Schieberventil zur Regelung eines Stromes aus geschlämmten Material, das nicht zur Regelung von Hochtemperaturmedien geeignet ist. Außerdem ist auch bei diesem Ventil die Führung des Absperrorgans im Strömungsbereich angeordnet.

Unabhängig davon, dass die vorstehend erläuterten Ventile teilweise nicht zur Regelung von Hochtemperaturmedien geeignet sind, ist die Führung der Absperrorgane immer im Bereich des Medienstromes angeordnet, so dass in der Offenstellung des Absperrorgans die Führung mit dem Medium in Kontakt kommt.

Eine Verbesserung der Verschleißanfälligkeit der Absperrorgane ist in der nicht vorveröffentlichten DE 10 2006 005 309 beschrieben, die auf die Anmelderin zurückgeht. Bei dem in dieser Anmeldung beschriebenen Schieberventil werden die Führungen dadurch geschützt, dass die Schieberplatte so ausgebildet ist, dass diese die rohrseitigen Führungen nicht nur in der Schließstellung, sondern auch in der Offenstellung überdecken. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Führungen auch in der Offenstellung nicht mit dem Medienstrom in Kontakt kommen, wodurch der Verschleiß der Führungen signifikant verringert wird. Auch wenn mit dieser Anordnung hervorragende Ergebnisse erzielt werden, kann es in einigen Anwendungsfällen nachteilig sein, dass die für die Abdeckung der rohrseitigen Führung etwas verlängerte Schiebeplatte einen größeren Bauraum der kompletten Armatur bedingt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Schieberventil so zu verbessern, dass der Verschleiß der rohrseitigen Führungselemente verringert wird. Im Hinblick auf die nicht vorveröffentlichte DE 10 2006 005 309 soll ferner ein Schieberventil angegeben werden, das die Verringerung des Verschleißes bei kompakter Bauweise erreicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Schieberventil gemäß Anspruch 1 gelöst. Konstruktive Details und weitere Verbesserungen des erfindungsgemäßen Schieberventils sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bin wesentlicher Punkt der Erfindung besteht also darin, ein Schieberventil anzugeben, das insbesondere zur Regelung eines Katalysatorstromes oder dergleichen Hochtemperaturmedien angepasst ist, mit einem Rohrabschnitt und einer darin angeordneten Blende, die eine im Betrieb durchströmte Eintritts- und Austrittsöffnung aufweist, sowie mit einer Schieberplatte, die mit der Austrittsöffnung zur Regelung des Medienstromes zusammenwirkt und in eine Offen- bzw. Schließstellung bewegbar ist. Die Schieberplatte ist durch rohrseitig und plattenseitig angeordnete, miteinander in Eingriff befindliche Führungselemente verschieblich gelagert. Die rohrseitigen Führungselemente sind in Strömungsrichtung vor der Austrittsöffnung angeordnet.

Die Anordnung der rohrseitigen Führungselemente vor der Austrittsöffnung bewirkt, dass die Führungselemente aus dem Bereich des Medienstromes, zumindest aus dem Bereich entfernt werden, wo der Verschleiß aufgrund der auftretenden Turbulenzen besonders hoch ist. Aufgrund dieser Anordnung ist es ferner nicht mehr erforderlich, die Schieberplatte zu verlängern, um die rohrseitigen Führungselemente im Bereich der Blendenöffnung abzudecken. Die Armatur kann daher sehr kompakt gebaut werden.

Vorzugsweise weist die Blende eine Blendenplatte mit einer in Strömungsrichtung vorderen und hinteren Fläche auf, wobei die Austrittsöffnung in der hinteren Fläche der Blendenplatte ausgebildet ist. Durch den Abstand zwischen der vorderen und hinteren Fläche kann die Ortslage der Austrittsöffnung beeinflusst werden. Durch eine entsprechende Einstellung des Abstandes zwischen der vorderen und hinteren Fläche, d. h. durch eine entsprechenden Dicke der Blendenplatte wird im Bereich vor der Austrittsöffnung ein ausreichender Raum geschaffen, in dem die rohrseitigen Führungselemente angeordnet sind.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann wenigstens ein rohrseitiges Führungselement in oder an der Blendenplatte angeordnet sein. Dadurch wird die Herstellung des Schieberventils vereinfacht, da die Lagerung des Führungselementes in der Blendenplatte integriert ist.

Dabei kann wenigstens ein rohrseitiges Führungselement im Bereich einer Seitenkante der Blendenplatte angeordnet sein. Da die Seitenkante der Blendenplatte der in Strömungsrichtung hinteren Fläche vorgeordnet ist, wird durch diese Anordnung auf einfache Weise erreicht, dass das rohrseitige Führungselement, bzw. die rohrseitigen Führungselemente im Bereich vor der Austrittsöffnung vorgesehen sind.

Das wenigstens eine rohrseitige Führungselement kann im Querschnitt L-förmig ausgebildet sein. Ein derartiges Führungselement ist einfach herzustellen und gewährleistet eine sichere Führungsfunktion. Dabei kann vorgesehen sein, dass sich ein waagrechter Schenkel des L-förmigen Führungselementes bezogen auf die Austrittsöffnung radial nach außen erstreckt. Diese Führungsanordnung ist besonders einfach herzustellen.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass sich ein waagrechter Schenkel des L-förmigen Führungselementes bezogen auf die Austrittsöffnung radial nach innen erstreckt, wobei in der Blendenplatte eine Ausnehmung zur Aufnahme des plattenseitigen Führungselementes ausgebildet ist, die von dem L-förmigen Führungselement radial außen begrenzt ist. Zum einen wird dadurch erreicht, dass das rohrseitige Führungselement radial etwas nach außen versetzt ist, so dass der Abstand von der Austrittsöffnung vergrößert wird und der Verschleiß des Führungselementes verringert wird. Ferner wird eine besonders sichere Führung der Schieberplatte erreicht, da die plattenseitigen Führungselemente in der Ausnehmung beidseitig seitlich geführt sind.

Das plattenseitige Führungselement kann komplementär zum zugehörigen rohrseitigen Führungselement, insbesondere im Querschnitt umgekehrt L-förmig ausgebildet sein, wodurch auf einfache Weise eine sichere Führung der Schieberplatte gewährleistet ist.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist wenigstens ein rohrseitiges Führungselement in der hinteren Fläche der Blendenplatte ausgebildet. Das bedeutet, dass die Austrittsfläche und die rohrseitigen Führungselemente auf der selben Seite der Blendenplatte, nämlich im Bereich der in Strömungsrichtung hinteren Fläche ausgebildet sind, wobei die rohrseitigen Führungselemente der Austrittsöffnung in Strömungsrichtung vorgeordnet sind. Durch die Anordnung der rohrseitigen Führungselemente in der Blendenplatte werden diese in der Blendenplatte versenkt und sind somit vor dem Medienstrom besonders gut geschützt. Außerdem wird durch diese integrierte Bauweise die Breite der Schieberplatte verkürzt, da seitlich von der Schieberplatte keine Führungselemente vorgesehen sind.

Dabei kann das rohrseitige Führungselement eine Schwalbenschwanzführung oder eine T-Nutführung umfassen, die jeweils einfach in die hintere Fläche der Blendenplatte gefräst werden können.

Vorzugsweise sind die rohrseitigen Führungselemente lösbar mit der Blendenplatte und/oder die plattenseitigen Führungselemente lösbar mit der Schieberplatte verbunden. Die jeweiligen Führungselemente können dann leicht montiert bzw. ausgewechselt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert.

In diesen zeigen

1 einen seitlichen Querschnitt durch ein Schieberventil gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, wobei sich das Schieberventil in der Schließstellung II befindet;

2 eine Vorderansicht in Pfeilrichtung A des Schieberventils gemäß 1 ohne Schieberstange, wobei das Schieberventil im Bereich der Blende teilweise geschnitten ist;

3 die Ansicht gemäß 2, wobei eine alternative Befestigung der plattenseitigen Führungselemente vorgesehen ist;

4 einen Querschnitt des Schieberventils gemäß 1 entlang der Linie I-I gemäß 1 bzw. 2;

5 das Schieberventil gemäß 1 in der Offenstellung I;

6 die Ansicht gemäß 2, wobei sich das Schieberventil in der Offenstellung I befindet;

7 das Schieberventil gemäß 3 in der Offenstellung;

8 das Schieberventil gemäß 4 in der Offenstellung;

9 eine Detailansicht der Führungsanordnung des Schieberventils gemäß 2;

10 eine ähnliche Führungsanordnung, wie bei dem Schieberventil gemäß 9;

11 eine alternative Führungsanordnung mit innenliegendem waagrechten Führungsschenkel;

12 eine Führungsanordnung mit Schwalbenschwanzführung;

13 eine Führungsanordnung mit T-Nutführung und

14 eine Gegenüberstellung eines Schieberventils gemäß dem Stand der Technik (linker Teilschnitt) und eines Schieberventils gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel (rechter Teilschnitt).

1 zeigt im Querschnitt ein Schieberventil, das in Hochofenanlagen zur Regelung von Hochtemperaturströmen, insbesondere von Katalysatorströmen zum Einsatz kommt.

Die Schließstellung II des Schieberventils ist in den 1 bis 4 und die Offenstellung I in den 5 bis 8 dargestellt.

Die Armatur umfasst einen mit einem feuerfesten Material 20 auskleideten Rohrabschnitt 10, der über Flanschverbindungen an entsprechende Anlagenkomponenten angeschlossen wird. Im, in Strömungsrichtung S gesehen, oberen Teil des Rohrabschnittes 10 verjüngt sich das feuerfeste Material 20 und bildet einen Trichter. Am Ende des Trichters ist eine Blende 11 vorgesehen, die sich im Rohrabschnitt 10 quer zur Strömungsrichtung S erstreckt. Die Auslassöffnung des Trichters mündet in eine in der Blende 11 vorgesehene Blendenöffnung 12, die in einer Blendenplatte 19 ausgebildet ist. Die Blendenplatte 19 ist mit einer Verbindungsplatte 21 verschraubt, die mit der Wandung des Rohrabschnittes 10 verbunden ist. Die Blendenöffnung 12 erstreckt sich auch durch die Verbindungsplatte 21 und ist mit einem verschleißfesten Material 22 ausgekleidet. Der Blende 11 ist in Strömungsrichtung S eine Schieberplatte 13 nachgeordnet, die quer zur Strömungsrichtung S in eine Schließstellung I bzw. in eine Offenstellung II bewegbar ist. In 3 befindet sich die Schieberplatte 13 in der Schließstellung I. Für den Antrieb der Schieberplatte 13 ist diese mit einer Stange 23 verbunden, die aus dem Inneren des Schieberventils herausgeführt und mit einem nicht dargestellten Antrieb gekoppelt ist. Die Lagerung der Stange 23 ist mit einem Injektionsanschluss 24 versehen, über den Stickstoff und weißes Graphitpulver als Trockenschmiermittel eingebracht werden können.

Die Blendenöffnung 12 weist eine Eintrittsöffnung 12a und eine Austrittsöffnung 12b auf, zwischen denen der Durchgang 18 der Blendenöffnung 12 ausgebildet ist. Die Austrittsöffnung 12b ist allgemein als der Bereich definiert, wo der Medienstrom die Blende 11 verlässt bzw. aus dieser austritt. Konkret wird die Austrittsöffnung 12b bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 1 durch die in Strömungsrichtung gesehene Unterkante der Blendenöffnung 12 bzw. durch das verschleißfeste Material 22 bestimmt, mit dem die Blendenöffnung 12 ausgekleidet ist (9, 10). Ohne darauf beschränkt zu sein, ist die Austrittsöffnung 12b in einer im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung S angeordneten Ebene vorgesehen, in der auch die in Strömungsrichtung hintere Flächen 19b der Blendenplatte 19 angeordnet ist. Dabei wird vernachlässigt, dass der horizontale Abschnitt des verschleißfesten Materials 22 und die hintere Fläche 19b geringfügig versetzt sind.

Die Austrittsöffnung 12b muss nicht zwangsläufig senkrecht zur Strömungsrichtung S angeordnet sein. Vielmehr sind auch Anordnungen möglich, bei denen die Austrittsöffnung 12b zur Strömungsrichtung S geneigt ist.

Die Eintrittsöffnung 12a ist allgemein als die Fläche bzw. der Bereich definiert, wo der Medienstrom in die Blende 11 eintritt. Vorliegend sind die Eintrittsöffnung 12a sowie die Austrittsöffnung 12b zwei parallel angeordnete Flächen, die im Betrieb und in Offenstellung I vom Medienstrom durchströmt werden.

Bei der in 1 dargestellten Schließstellung II wirkt die Schieberplatte 13 mit der Austrittsöffnung 12b derart zusammen, dass die Austrittsöffnung 12b vollständig verschlossen ist.

Die Schließstellung II ist besonders gut in 4 zu erkennen. Dort ist zu sehen, dass die Schieberplatte 13 in den Bereich der Blende 11 verfahren ist, derart, dass die Austrittsöffnung 12b durch die Schieberplatte 13 überdeckt ist. Ferner ist in 4 zu erkennen, dass die Blendenplatte 19 ausreichend lang ausgebildet ist, um eine Führung der Schieberplatte 13 sowohl in der in 4 dargestellten Schließstellung II als auch in der in 8 dargestellten Offenstellung I zu gewährleisten. Für die Führung der Schieberplatte 13 sind Führungselemente 14 vorgesehen, die seitlich von der Austrittöffnung 12b angeordnet und in Längsrichtung der Blendenplatte 19, d.h. in Bewegungsrichtung der Schieberplatte 13 erstreckt sind. Die rohrseitigen Führungselemente 14, d.h. die stationär an bzw. in der Blendenplatte 14 vorgesehenen Führungselemente 14 sind im Eingriff mit plattenseitigen Führungselementen 15, d.h. mit Führungselementen 15, die an der Schieberplatte 13 angeordnet sind.

Die Führungselemente 14, 15 können jeweils als Gleitschienen ausgebildet sein, wobei auch andere Arten der Linearführung möglich sind.

Wie in 4 dargestellt, weist die Blendenplatte 19 auf dem von der Austrittsöffnung 12 abgewandten Ende eine trapezförmige Ausnehmung auf, die seitlich von zwei Trapezschenkeln 16, 17 begrenzt ist. Die beiden Trapezschenkel 16, 17 verjüngen sich mit zunehmendem Abstand von der Austrittsöffnung 12b. Die rohrseitigen Führungselemente 14 sind teilweise im Bereich der beiden Trapezschenkeln 16, 17 angeordnet und gelagert, wie in 4 dargestellt.

Durch diese Ausbildung der Blendenplatte 19 wird zum einen das Gewicht der Platte verringert. Gleichzeitig wird gewährleistet, dass die Führungselemente 14 ausreichend stabil gelagert sind.

In den 2, 3 und der Gegenüberstellung gemäß 14 ist gut zu erkennen, dass die beiden rohrseitigen Führungselemente 14 in Strömungsrichtung vor der Austrittsöffnung 12b angeordnet sind. Es ist auch möglich, nur ein rohrseitiges Führungselement in Strömungsrichtung vor der Austrittsöffnung anzuordnen. Das andere rohrseitige Führungselement kann auf andere Weise gegen den Medienstrom geschützt werden.

Die vorgeordnete Anordnung der Führungselemente 14 bezogen auf die Austrittsöffnung 12b bedeuten, dass der Medienstrom in der Offenstellung I beim Durchströmen der Blende 11 zuerst die rohrseitigen Führungselemente 14 passiert, bevor er aus der Blende 11 austritt. Die rohrseitigen Führungselemente 14 sind dabei seitlich beabstandet und getrennt vom Blendendurchgang 18 angeordnet und kommen mit dem Medienstrom oder zumindest mit dem turbulenten Bereich des Medienstromes nicht in Berührung. Die vorgeordnete Anordnung der Führungselemente 14 bedeutet, dass diese in einem Totraum des Schieberventils angeordnet sind, wo geringere Verschleißbedingungen herrschen.

Mit anderen Worten ist die Austrittsöffnung 12b in Strömungsrichtung hinter den rohrseitigen Führungselementen 14 vorgesehen.

Die Anordnung der rohrseitigen Führungselemente 14 vor der Austrittsöffnung 12b kann auf verschiedene Weise erfolgen.

Dabei sind generell die Führungselemente 14 im Bereich seitlich von der Austrittsöffnung 12b vorgesehen. Vorzugsweise sind die Führungselemente in oder an der Blendenplatte 19 ausgebildet. Andere Anordnungen bzw. Befestigungen der rohrseitigen Führungselemente 14 sind möglich. Beispielsweise können die Führungselemente 14 anstelle an der Blendenplatte 19 befestigt zu sein, in das feuerfeste Material 20 der Auskleidung der Armatur integriert sein. Dabei muss gewährleistet sein, dass die Führungselemente so angeordnet sind, dass diese der Austrittsöffnung 12b in Strömungsrichtung S vorgeordnet sind.

Bei den in den 2, 3, sowie in den 911 und 14 dargestellten Ausführungsbeispielen sind die rohrseitigen Führungselemente 14 im Bereich der Seitenkanten 19c der Blendenplatte 19 vorgesehen.

Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den 9, 10 ist die Seitenkanten 19c der Blendenplatte 19 im Querschnitt L-förmig ausgebildet und weist daher eine Schulter auf, die im Eingriff mit dem komplementären plattenseitigen Führungselement 15 steht. Konkret weist die als L-förmiges Führungselement 14 ausgebildete Seitenkante 19c einen waagrecht angeordneten Schenkel 14a auf sowie einen senkrecht angeordneten Schenkel 14b. Der waagrechte Schenkel 14a erstreckt sich, bezogen auf die Austrittsöffnung 12b radial nach außen. In den 9, 10 dargestellten Schließstellung II wird der waagrechte Schenkel 14a von dem zugeordneten plattenseitigen Führungselement 15 übergriffen, das somit auf dem ortsfesten rohrseitigen Führungselement 14 gleitverschieblich gelagert ist.

Die Ausführungsbeispiele gemäß den 9, 10 unterscheiden sich im Wesentlichen durch die Anordnung der feuerfesten Auskleidung 20.

Die Befestigung der plattenseitigen Führungselemente 15 an der Schieberplatte 13 kann auf verschiedene Weise erfolgen.

Wie in 2 dargestellt, kann das im Querschnitt umgekehrt L-förmig ausgebildete Führungselement 15 mit der in Strömungsrichtung S vorderen Fläche der Schieberplatte 13 verschraubt sein. Konkret kann im senkrechten Schenkel des im Querschnitt umgekehrt L-förmig ausgebildeten Führungselementes ein Sacklochgewinde ausgebildet sein, das mit einer im Seitenkantenbereich der Schieberplatte 13 angeordneten Durchgangsbohrung fluchtet. Das plattenseitige Führungselement 15 kann auf diese Weise mit der Schieberplatte 13 von unten durch vertikal angeordnete Schrauben verschraubt werden.

Alternativ dazu kann der senkrechte Schenkel des plattenseitigen Führungselementes 15 verlängert sein, wie in 3 dargestellt, derart, dass der verlängerte Schenkel sich über die Dicke der Schieberplatte 13 erstreckt. Der verlängerte Schenkel des plattenseitigen Führungselementes 15 wird dann seitlich mit der Schieberplatte 13 durch horizontal angeordnete Schrauben verschraubt. Zur Positionierung des Führungselementes 15 ist an dem vom vertikalen Schenkel des Führungselementes 15 abgewandten Ende des senkrechten Schenkels ein Vorsprung vorgesehen, der in eine entsprechende Ausnehmung in der Schieberplatte 13 eingreift.

Außerdem ist es auch möglich, die Führungselemente 15 einteilig mit der Schieberplatte 13 auszubilden.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 11 ist das rohrseitige Führungselement 14 ebenfalls im Bereich der Seitenkante 19c der Blendenplatte 19 ausgebildet. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 10 ist der waagrechte Schenkel 14a des L-förmigen Führungselementes 14, bezogen auf die Austrittsöffnung 12b, radial nach innen erstreckt. Außerdem ist in der Blendenplatte 19 eine Ausnehmung 19d ausgebildet, die radial innen von einer vertikalen Kante der Blendenplatte 19 begrenzt ist. Radial außen ist die Ausnehmung 19d von dem L-förmigen Führungselement 14 begrenzt, wobei der senkrechte Schenkel 14b parallel zur senkrechten Kante der Blendenplatte 19 angeordnet ist. Zwischen der senkrechten Kante der Blendenplatte 19 und dem waagrechten Schenkel 14a des Führungselementes 14 ist ein Spalt vorgesehen, der in die Ausnehmung 19d mündet. Im Betrieb ist in der Ausnehmung 19d das plattenseitige Führungselement 15 angeordnet, das vorliegend komplementär zum rohrseitigen Führungselement 14 als umgekehrt L-förmiges Führungselement ausgebildet ist. Die beiden Führungselemente 14, 15 sind jeweils mit der Blendenplatte 19 bzw. mit der Schieberplatte 13 verschraubt.

Den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, dass die Führungselemente 14, 15 im Bereich der Seitenkante der Blendenplatte angeordnet sind. Da die Seitenkante 19c der Austrittsöffnung 12b vorgeordnet sind, wird durch diese Anordnung erreicht, dass die Führungselemente 14, 15, insbesondere die rohrseitigen Führungselemente 14 vor der Austrittsöffnung 12b angeordnet sind.

Anstelle der Anordnung der Führungselemente 14, 15 im Bereich der Seitenkante 19c ist es auch möglich, die Führungselemente 14, 15 in der hinteren Fläche 19b der Blendenplatte 19 vorzusehen, wie in den 12, 13 dargestellt. Gemäß 12 ist das rohrseitige Führungselement 14 in die Blendenplatte 19 integriert und zwar in Form einer Schwalbenschwanzführung (12) bzw. in Form einer T-Nutführung (13). Die zugehörigen plattenseitigen Führungselemente sind jeweils entsprechend komplementär ausgebildet. Die Führungselemente sind mit der Schieberplatte 13 verschraubt oder auf andere Art und Weise verbunden.

Die beiden Ausführungsbeispiele gemäß 12, 13 bewirken einen besonders guten Verschleißschutz, da die kompletten Führungsanordnungen in der Blendenplatte 19 versenkt sind. Außerdem wird durch die Ausbildung der rohrseitigen Führungselemente 14 in der hinteren Fläche 19b der Blendenplatte 19 erreicht, dass die Breite der Anordnung verringert wird, wodurch eine besonders kompakte Bauweise möglich ist.

Die Ausbildung der rohrseitigen Führungselemente 14 in der hinteren Fläche 19b der Blendenplatte 19 bedeutet, dass sich die Führungselemente 14 ausgehend von der hinteren Fläche 19b in die Blendenplatte 19 hinein erstrecken, wodurch erreicht wird, dass die rohrseitigen Führungselemente 14 vor der Austrittsöffnung 12b angeordnet sind.

Dies gilt umso mehr, wenn die Auskleidung des Durchgangs 18 mit dem feuerfesten Material 22 berücksichtigt wird, wodurch die Austrittsöffnung 12b von der hinteren Fläche 19b der Blendenplatte 19 beabstandet wird und zwar in Strömungsrichtung S. Für den Fall, dass die Auskleidung durch das feuerfeste Material 22 in die hintere Fläche 19b der Blendenplatte 19 eingelassen ist (wie im Bereich der Durchgangsöffnung 18), gilt ebenfalls, dass die Führungselemente 14 der Austrittsöffnung 12b vorgeordnet sind.

Die in Strömungsrichtung S vordere Fläche 19a der Blendenplatte 19 liegt an der Verbindungsplatte 21 an, wie in den 12, 13 dargestellt. Die Blendenplatte 19 ist mit der Verbindungsplatte 21 verschraubt (1). Eine andere Ausbildung der Blendenplatte 19 ist ebenfalls möglich. Beispielsweise können die Verbindungsplatte 12 und die Blendenplatte 19 einteilig ausgebildet sein. Durch die Dicke der Blendenplatte 19, also den Abstand der vorderen Fläche 19a von der hinteren Fläche 19b, der die Ortslage der Austrittsöffnung bestimmt, wird der Raum festgelegt, der für die Anordnung der rohrseitigen Führungselemente 14 vor der Austrittsöffnung 12b zur Verfügung steht. Die Dicke der Blendenplatte 19 ist also in Abhängigkeit von der Größe der Führungselemente 14 zu wählen. Beispielsweise kann bei der Integration der Schwalbenschwanzführung in die hintere Fläche 19b eine vergleichsweise dünnere Blendenplatte 19 verwendet werden, als im Fall des im Querschnitt L-förmigen Führungselementes 14 gemäß 11, das einen innen angeordneten waagrechten Schenkel 14a aufweist.

Im Hinblick auf den für das rohrseitige Führungselement 14 zur Verfügung stehenden Raum kommt es also allgemein darauf an, dass zwischen der Eintrittsöffnung 12a und der Austrittsöffnung 12b der Blende 11 ein ausreichender Abstand vorgesehen ist, so dass die rohrseitigen Führungselemente 14 zwischen der Eintrittöffnung 12a und der Austrittsöffnung 12b angeordnet werden können. Dazu bietet sich vorteilhafterweise an, die Blendenplatte 19 entsprechend auszubilden. Es ist auch möglich, die Verbindungsplatte 21 und die Blendenplatte 19 einteilig auszubilden oder einen anderen Aufbau der Blende 11 zu wählen, vorausgesetzt, der Abstand zwischen der Eintrittsöffnung 12a und der Austrittsöffnung 12b der Blende 11 ist so bemessen, dass die rohrseitigen stationären Führungselemente 14 in Strömungsrichtung S vor der Austrittsöffnung 12b angeordnet werden können.

Die Gegenüberstellung des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels gemäß 14, rechter Teilschnitt, mit dem Stand der Technik, zeigt deutlich die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile. Durch die Anordnung der rohrseitigen Führungselemente 14 im Bereich der Seitenkante 19c der Blendenplatte 19 wird erreicht, dass die rohrseitigen Führungselemente 14 vor der Austrittsöffnung 12b bzw. der Austrittsfläche 12b der Blendenöffnung 12 in Strömungsrichtung S vorgeordnet sind. Im Unterschied dazu sind im Stand der Technik die rohrseitigen Führungselemente E der Austrittsöffnung 12b nachgeordnet. Die Anordnung der rohrseitigen Führungselemente 14 im Bereich der Seitenkante 19c der Blendenplatte und somit die Anordnung vor der Austrittsöffnung 12b, bewirkt, dass die Führungselemente 14 aus dem Bereich des Medienstromes entfernt werden, so dass diese, bei Offenstellung I des Schieberventils den Medienstrom nicht oder zumindest weniger stark ausgesetzt sind. Dadurch wird der Verschleiß der rohrseitigen Führungselemente 14 signifikant verringert. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 14, rechter Teilschnitt, ist die Blendenplatte 14 mit einer größeren Dicke ausgeführt, als im Stand der Technik, um die im Bereich der Seitenkante 19 angeordneten Führungselemente 14 unterzubringen. Die Austrittsöffnung 12b wird dadurch gegenüber dem Stand der Technik in Strömungsrichtung S nach unten versetzt. Der im Stand der Technik ungenutzte Raum seitlich der Blendenplatte 19 wird bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel gemäß 14, rechter Teilschnitt, durch die Anordnung der Führungselemente 14 genutzt.

Die Gleitflächen der Führungselemente 14, 15 sind mit einem geeigneten Gleitmaterial beschichtet. Außerdem sind die Führungselemente 14, 15 jeweils mit der Blendenplatte 19 bzw. mit der Schieberplatte 13 lösbar verbunden, so dass die Führungselemente 14, 15 zur Wartung bzw. zur Montage einfach ausgewechselt bzw. befestigt werden können. Die Führungselemente 14, 15 sind als Gleitschienen bzw. Leisten ausgebildet. Andere Führungssysteme sind möglich.

Die Erfindung ist besonders für den Einsatz in Raffinerien, insbesondere FCC-Anlagen geeignet, ohne darauf beschränkt zu sein. Andere Anwendungsmöglichkeiten, bei denen abrasive bzw. korrodierende Medien geregelt werden müssen, sind möglich.

10
Rohrabschnitt
11
Blende
12
Blendenöffnung
12a
Eintrittsöffnung
12b
Austrittsöffnung
13
Schieberplatte
14
rohrseitiges Führungselement
14a
waagrechter Schenkel
14b
senkrechter Schenkel
15
plattenseitiges Führungselement
16
Trapezschenkel
17
Trapezschenkel
18
Durchgangsöffnung
19
Blendenplatte
19a
vordere Fläche
19b
hintere Fläche
19c
Seitenkante
19d
Ausnehmung
20
feuerfestes Material
21
Verbindungsplatte
22, 25, 26
verschleißfestes Material
23
Stange
24
Injektionsanschluss


Anspruch[de]
Schieberventil, insbesondere zur Regelung eines Katalysatorstromes oder dergleichen Hochtemperaturmedien, mit einem Rohrabschnitt (10) und einer darin angeordneten Blende (11), die eine im Betrieb durchströmte Eintritts- und Austrittsöffnung (12a, 12b) aufweist, sowie mit einer Schieberplatte (13), die mit der Austrittsöffnung (12b) zur Regelung des Medienstromes zusammenwirkt und in eine Offen- bzw. Schließstellung I, II bewegbar ist, wobei die Schieberplatte (13) durch rohrseitig und plattenseitig angeordnete, miteinander in Eingriff befindliche Führungselemente (14, 15) verschieblich gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein rohrseitiges Führungselement (14) in Strömungsrichtung vor der Austrittsöffnung (12b) angeordnet ist. Schieberventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (11) eine Blendenplatte (19) mit einer in Strömungsrichtung vorderen und hinteren Fläche (19a, 19b) aufweist, wobei die Austrittsöffnung (12b) in der hinteren Fläche (19b) der Blendenplatte (19) ausgebildet ist. Schieberventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein rohrseitiges Führungselement (14) in oder an der Blendenplatte (19) angeordnet ist. Schieberventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein rohrseitiges Führungselement (14) im Bereich einer Seitenkante (19) der Blendenplatte (19) angeordnet ist. Schieberventil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein rohrseitiges Führungselement (14) im Querschnitt L-förmig ausgebildet ist. Schieberventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein waagrechter Schenkel (14a) des L-förmigen Führungselementes (14) bezogen auf die Austrittsöffnung (12b) radial nach außen erstreckt. Schieberventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein waagrechter Schenkel (14a) des L-förmigen Führungselementes (14) bezogen auf die Austrittsöffnung (12b) radial nach innen erstreckt, wobei in der Blendenpiatte (19) eine Ausnehmung (19d) zur Aufnahme des plattenseitigen Führungselementes (15) ausgebildet ist, die von dem L-förmigen Führungselement (14) radial außen begrenzt ist. Schieberventil nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das plattenseitige Führungselement (15) komplementär zum zugehörigen rohrseitigen Führungselement (14), insbesondere im Querschnitt umgekehrt L-förmig ausgebildet ist. Schieberventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein rohrseitiges Führungselement (14) in der hinteren Fläche (19b) der Blendenplatte (19) ausgebildet ist. Schieberventil nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass das rohrseitige Führungselement (14) eine Schwalbenschwanzführung oder eine T-Nutführung umfasst. Schieberventil nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrseitigen Führungselemente (14) lösbar mit der Blendenplatte (19) und/oder die plattenseitigen Führungselemente (15) lösbar mit der Schieberplatte (13) verbunden sind.






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