CH349633A - Absperrvorrichtung an einer Leitung einer Tiefkühlanlage - Google Patents

Description

      Absperrvorrichtung    an einer     Leitung        einer        Tiefkühlanlage    ,    Die     Erfindung    bezieht sich auf eine mittels eines  Steuermediums pneumatisch betätigte Absperrvor  richtung an einer unter tiefer Betriebstemperatur  stehenden Leitung einer Tiefkühlanlage mit einem       Sperrglied    und einem mit diesem wirkungsverbunde  nen, unter dem Einfluss des Steuermediums stehenden,  in einem Gehäuse untergebrachten, beweglichen Be  tätigungsorgan für die     Ausführung    der Schliess- und       öffnungsbewegung    des Sperrglieds.

   Die Erfindung  besteht darin, dass das Betätigungsorgan unter Zwi  schenlage von mindestens einer Lenkerfeder reibungs  frei in dem Gehäuse gehalten ist.  



  Die Erfindung wird anschliessend in mehreren  Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung er  läutert.  



       Fig.    1 zeigt die eine Hälfte einer ersten Aus  führungsform einer erfindungsgemäss ausgebildeten,  pneumatisch betätigten Absperrvorrichtung im     Schnitt,          Fig.    2 die andere Hälfte einer abgewandelten Aus  führungsform der Absperrvorrichtung ebenfalls im  Schnitt.  



       Fig.    3 veranschaulicht eine Einzelheit der     Fig.    1  und 2 im Schnitt.  



       Fig.    4 ist eine Draufsicht auf eine Lenkerfeder.       Fig.5    ist ein     Schnitt    durch ein weiteres Aus  führungsbeispiel der Absperrvorrichtung, und       Fig.    6 ist ein Steuerschema.  



  Nach den     Fig.    1 und 2 ist an eine Betriebsgas,  z. B. Wasserstoff, von beispielsweise - 200 bis       -2200C    und 2     ata    führende Leitung 1 einer Tief  kühlanlage ein zylindrisches Gehäuse 2 unmittelbar  angebaut, das mit einem Deckel 3 verschlossen ist.  In dem Gehäuse 2 ist eine Ventilspindel 4 unterge  bracht, die einen Ventilteller 5 trägt, der zusammen  mit zwei     Ventilsitzen    6, 7 das Ventil bildet.

   Bei dem  gezeichneten Beispiel ist das Ventil ein Dreiweg  organ; befindet sich der     Ventilteller    5 in der ge-    zeichneten unteren Stellung, so ist die Leitung 1 ge  öffnet, wird er in die obere Stellung bewegt, so dass er  auf dem Sitz 7 sitzt, so ist die Verbindung zwischen  dem in     Fig.    2 rechts dargestellten Abschnitt der Lei  tung 1 und einer aus ihr     weggeführten    Abzweiglei  tung 8 hergestellt.  



  Die Spindel 4 trägt einen nach     Art    eines Druck  kolbens wirksamen, bei dem gezeigten Beispiel  glockenförmigen Teil 9, an dem bei 11 ein me  tallischer     Balgen    12 mit dem einen Ende angreift,  welcher mit dem anderen Ende unter Zwischenlage  eines Ringes 13 mit dem Gehäuse 2 verbunden ist.  Bei dem Beispiel nach     Fig.    1 ist am Gehäuse 2 fer  ner ein hülsenförmiger Teil 14 angebracht, an dem  eine     Schraubendruckfeder    15 abgestützt ist. Die Feder  15 ist mit dem anderen Ende an einem     tellerförmigen,     auf der Spindel 4 gehaltenen Element 16 abgestützt  und ist bestrebt, die Spindel 4 und den Ventilteller 5  in die obere Stellung zu bewegen, in der der Ventil  teller 5 an dem Sitz 7 anliegt.

   An einem hülsenför  migen, in den glockenförmigen Teil 9 hineinragenden  Ansatz 17 des Gehäuses 2 greift ein weiterer Bal  gen 18 an, der anderseits bei 19 mit der Spindel 4  verbunden ist. Die Teile 4, 9, 16 bilden das mit dem       Ventilteller    5 wirkungsverbundene, in dem Gehäuse 2  untergebrachte, bewegliche Betätigungsorgan, das,  wie weiter hinten     näher    ausgeführt wird, unter dem  Einfluss eines Steuermediums steht und durch das  die Schliess- und die     Öffnungsbewegung    des Ventil  tellers 5 bewirkt werden.  



  Bei dem Beispiel nach     Fig.    2 ist die Anordnung  und Wirkung der Feder 15 insofern anders als bei  dem Beispiel nach     Fig.    1 gestaltet, als statt des     hül-          senförmigen    Teils 14 gemäss     Fig.    1 hier ein Ring 14'  vorgesehen ist, an dem sich die Feder 15 mit ihrem  oberen Ende abstützt; das untere Ende der Feder 15       liegt    an dem auf der Spindel 4 gehaltenen glocken  förmigen Teil 9 an. Dem Teil 16     (Fig.    1) entspricht      in     Fig.    2 ein Ring 16'. Die Feder 15 ist hier be  strebt, die Spindel 4 und den Ventilteller 5 in der  gezeichneten, unteren Stellung zu halten.  



  Die Spindel 4 ist im Gehäuse 2 reibungsfrei un  ter Zwischenlage einer Lenkerfeder 21 gehalten, die  mit ihrem äusseren Umfang bei 22 an dem Gehäuse 2  befestigt ist und die in     Fig.    3 und 4 im einzelnen       dargestellt    ist. Sie besteht aus einer     metallischen     Platte mit annähernd schneckenförmig angeordneten  Schlitzen, und zwar besitzt sie bei dem dargestellten  Beispiel insgesamt zwei jeweils von aussen nach  innen durchgehende Schlitze 23, 24. Die Spindel 4  ist auf diese Weise reibungsfrei in axialer Richtung  beweglich, und es ist eine     Auslenkung    quer dazu un  möglich.  



  Hierdurch gestaltet sich die Abdichtung des Ven  tils 5, 6, 7, die normalerweise bei den in Betracht  kommenden, tiefen Temperaturen von beispielsweise  etwa -     250     C Schwierigkeiten bereitet, besonders  einfach; insbesondere fällt jede     Art    von Durchfüh  rung des beweglichen Betätigungsorgans 4, 9, 16  durch Wandungen hindurch unter     Verwendung    von  Stopfbüchsen oder dergleichen fort. Es braucht kein  Lager für das Betätigungsorgan 4, 9, 16     geschmiert     zu werden; die Halterung des Betätigungsorgans 4, 9,  16 bedarf keinerlei Wartung.

   Es führen nur noch  zwei anschliessend näher erläuterte Steuerleitungen  25, 26, die zur Bewegung des Betätigungsorgans 4, 9,  16 für den Ventilteller 5 gebraucht werden und die  keine Bewegung relativ zu den übrigen Teilen aus  führen und deshalb ohne weiteres dicht an das Ge  häuse 2 angeschlossen werden können, von dem Ven  til 5, 6, 7 weg.  



  An das Gehäuse 2 sind zwei Steuerleitungen 25,  26 angeschlossen, und zwar steht die     Leitung    25 mit  dem ausserhalb vom Balgen 12 und innerhalb des  glockenförmigen Teils 9 sowie innerhalb des     Balgens     18     befindlichen,    als Ganzes mit 27 bezeichneten  Raum in Verbindung, während die Leitung 26 mit  dem oberhalb des Teils 16 bzw. 16' und innerhalb des  Teils 14 sowie innerhalb des     Balgens    12 und ausser  halb des     glockenförmigen    Teils 9 befindlichen, die  Feder 15 enthaltenden, als Ganzes mit 28 bezeich  neten Raum in Verbindung steht.

   Die Räume 27, 28  sind wechselweise mit einem nicht dargestellten Druck  erzeuger     verbindbar.    Er     enthält    gleiches Gas (z. B.  Wasserstoff) wie die Leitungen 1 und B. Bei dem  Beispiel nach     Fig.    1 sind die Teile so gezeichnet, dass  der höhere Druck (z. B. etwa 7     ata)    im Raum 28  herrscht, also einerseits die Leitung 26 mit dem       Druckerzeuger    und anderseits der Raum 27 mit einem  Gasometer von etwa 200 mm WS über Atmosphären  druck verbunden ist.

   Wird der Druck in der Leitung  26 und im Raum 28 weggenommen, so     führt    die Fe  der 15 den Ventilteller 5 in die obere Stellung, in der  er am Sitz 7     anliegt.    Gegebenenfalls kann dabei über  die Leitung 25 der Raum 27 unter höheren Druck  gesetzt werden, der das Bestreben der Feder 15, die  beweglichen Teile in die in den     Fig.    1 und 2 obere  Stellung zu führen, unterstützt.    Bei dem Beispiel nach     Fig.2    wird die gezeich  nete Stellung des Ventiltellers 5 durch die Wirkung  der Feder 15 und gegebenenfalls durch über die  Leitung 26 gegebenen, im Raum 28 herrschenden  Überdruck herbeigeführt, während im Raum 27 nied  rigerer Druck herrscht.

   Gegebenenfalls kann im  Raum 27 ein solcher Druck aufrechterhalten werden,  dass sich der Ventilteller 5 weder in der gezeichneten  noch in der oberen Stellung, sondern in einer Zwi  schenstellung befindet, in der beide Abschnitte der  Leitung 1 mit der Leitung 8 verbunden sind. Das Ven  til arbeitet dann als Regelventil.  



  Bei einer abgewandelten Ausführungsform der  Absperrvorrichtung ist die Leitung 8 nicht vorhan  den, das Ventil dient dann als     Absperr-    und gege  benenfalls als Regelventil für die Leitung 1. Bei Ge  brauch des Ventils als Regelventil ist beispielsweise  wie     vorgängig    bei dem Betrieb des Beispiels nach       Fig.    2 geschildert zu verfahren, wobei also auch im  Raum 27 ein gewisser Druck aufrechtzuerhalten ist,  damit der Ventilteller 5 nur um einen gewissen, ge  wünschten Betrag vom Sitz 7 abgehoben wird.

   Je  nachdem dann die beiderseitigen Drücke in den  Steuerräumen 27, 28 unter Berücksichtigung der Wir  kung der Feder 15 auf die Teile 4, 5 einwirken, ist  der     Durchlassquerschnitt    des Regelventils kleiner oder  grösser, oder das Ventil ist geschlossen oder schliess  lich in derjenigen Stellung, in der es den grössten       Durchlassquerschnitt    bietet.  



  Das den Räumen 27, 28     (Fig.    1, 2) zugeleitete  Steuergas hat wie das Betriebsgas in den Leitungen  1, 8 eine Temperatur von zum Beispiel etwa -200  bis - 220  C und je nach den gewünschten Ver  hältnissen einen Druck von 1 bis 7     ata.    Diese Daten  beziehen sich auf den Fall, bei dem die Leitungen 1  und 8 sowie der an die Leitungen 25, 26     anschliess-          bare    Druckerzeuger und der Gasometer Wasserstoff  als Betriebs- bzw. Steuergas enthalten.  



  Bei einer weiteren Ausführungsform der Absperr  vorrichtung     (Fig.    5) ist die Spindel 4 länger und das  Gehäuse 2 höher ausgebildet. Die Spindel 4 durch  setzt dann zwischen dem dem Ventilteller 5 zuge  kehrten Steuerraum 27 und dem Ventilteller 5 selbst  einen     Wärmeisolationsraum    30, in dem Vakuum von  beispielsweise     10-i    bis 1 mm     H_g        (Vorvakuum)    auf  rechterhalten ist. Bei diesem Beispiel ist die Spindel 4  in mindestens     zwei    in einem Abstand voneinander  angeordneten Lenkerfedern 21 der     geschilderten    Art  im Gehäuse 2 gehalten. Das durch die Leitungen 1  und 8 geführte Betriebsgas kann hier eine Tempe  ratur von z.

   B. - 250  C haben. Hierdurch wird es  auch     möglich,    das gasförmige Steuermedium auf etwas  höherer Temperatur als das Betriebsgas in den Lei  tungen 1 und 8 zu halten, so dass das Steuergas, so  fern als Steuergas gleiches Gas wie als Betriebsgas       benutzt    ist und das Steuergas bei der Temperatur des  Betriebsgases wegen des etwa erforderlichen, höheren  Steuerdruckes kondensieren könnte, gasförmig bleibt.  Auch kann gegebenenfalls als Steuergas ein Gas      verwendet werden, das bei der Temperatur des  Betriebsgases und dem Steuerdruck an sich konden  sieren würde, wegen des     Wärmeisolationsraums    30  jedoch tatsächlich nicht kondensiert.  



  Vorteilhaft ist als Steuermedium für das Ventil 5,  6, 7 das Betriebsmedium der Tiefkühlanlage ver  wendet. Etwaige undichte Stellen zwischen den Lei  tungen 1 und 8 und den mit Steuermedium gefüllten  Steuerräumen 27 und 28 sind dann ohne Bedeutung.  



  Vorteilhaft sind die Steuerleitungen 25, 26 über  ein unter normaler Temperatur von beispielsweise  + 20  C stehendes     druckluftbetätigtes        Umsteuerven-          til    31     (Fig.    6) geführt, über welches sie wechselweise  mittels einer Leitung 33 an den nicht dargestellten  Gasometer bzw. mittels einer Leitung 34 an den nicht  dargestellten Druckerzeuger     anschliessbar    sind. Da  bei wird das     Umsteuerventil    31 vorteilhaft mittels  Druckluft von beispielsweise 1 atü über eine Leitung  36 und ein     Dreiwegorgan    37 betätigt. Auf diese Weise  wird das Betriebs- und das Steuergas völlig von der  Umschalttafel der gesamten Tiefkühlanlage fernge  halten.

   Beschädigungen, die etwa durch Entzünden  an elektrischen Funken während der     Schaltvor-          gänge    entstehen könnten, werden vermieden.  



  Bei allen beschriebenen Ausführungsbeispielen  ist das unter dem Einfluss des Steuergases stehende,  bewegliche Betätigungsorgan für die Ausführung der  Schliess- und der Öffnungsbewegung des Ventil  tellers 5, bei den gezeichneten Beispielen also die  Teile 4, 9, 12, 16 bzw. 16' und 18, in dem unmittel  bar an das Ventil 5, 6, 7 angebauten Gehäuse 2 un  tergebracht, und diese Teile stehen zusammen mit  dem Ventil im wesentlichen unter der tiefen Betriebs  temperatur.  



  Die wesentlichen Teile der Absperrvorrichtung  bleiben bei den verschiedenen Ausgestaltungen je  weils gleich, so dass beispielsweise aus der Bauart  nach     Fig.    1 diejenige nach     Fig.    2 ohne grossen Auf  wand, lediglich durch Auswechseln der Teile 14  und 16 gegen die Teile 14' und 16' entsteht.  



  Weitere Ausführungsvarianten ergeben sich, wenn  z. B. der Ventilteller 5 und die Teile 9, 16 aus einem  Stück bestehen und auf eine Ventilspindel im eigentli-         chen    Sinn verzichtet wird und wenn dabei die Len  kerfeder 21 an den Teilen 9, 16 angreift.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Mittels eines Steuermediums pneumatisch betä tigte Absperrvorrichtung an einer unter tiefer Be triebstemperatur stehenden Leitung einer Tiefkühl- anlage mit einem Sperrglied und einem mit diesem wirkungsverbundenen, unter dem Einfluss des Steuer mediums stehenden, in einem Gehäuse untergebrach ten, beweglichen Betätigungsorgan für die Ausführung der Schliess- und Öffnungsbewegung des Sperrglieds, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsorgan (4, 9, 16 bzw. 16') unter Zwischenlage von mindestens einer Lenkerfeder (21) reibungsfrei in dem Gehäuse (2) gehalten ist. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass zwischen dem Sperrglied (5) und dem Betätigungsorgan ein evakuierter Wärmeisola- tionsraum (30) angeordnet ist, den eine mit dem Sperrglied verbundene Ventilspindel (4) durchsetzt. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass als Steuermedium das Betriebs medium der Tiefkühlanlage dient. 3.

   Vorrichtung nach Patentanspruch und den Un teransprüchen 1 und 2, mit einem nach Art eines Druckkolbens wirksamen Teil, der auf der Ventil spindel sitzt, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Teil (9) an seinem Umfang (bei 11) mit dem einen Ende eines Balgens (12) verbunden ist, dessen anderes Ende unter Zwischenlage eines Ringes (13) an dem Gehäuse (2) befestigt ist und durch welchen Balgen (12) der Gehäuseraum in zwei mit Steuerleitungen (25, 26) verbundene Steuerräume (27, 28) für das Steuer medium unterteilt ist. 4.

   Vorrichtung nach Patentanspruch und den Un teransprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Sperrglied (5) zugekehrte Steuerraum (27) mittels eines weiteren, an der Spindel (4) angreifenden Balgens (18) gegen das Sperrglied (5) hin abgedichtet ist.