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 9–11
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
