DE69722384T2

DE69722384T2 - Auslassventil

Info

Publication number: DE69722384T2
Application number: DE69722384T
Authority: DE
Inventors: Anders HILLSTRÖM
Original assignee: Alfa Laval Corporate AB
Current assignee: Alfa Laval Corporate AB
Priority date: 1996-02-28
Filing date: 1997-02-26
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2017-02-27
Also published as: US6328278B1; JP2000505534A; BR9707731A; EP0883766B1; KR100438337B1; AU2109497A; SE9600732L; ES2200154T3; ATE241772T1; DK0883766T3; KR19990087325A; US6113064A; PT883766E; ID16055A; NZ331253A; WO1997032151A1; CA2245528A1; DE69722384D1; SE515606C2; JP3936742B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Auslassventil, das im Boden eines mit Flüssigkeit zu füllenden Gefäßes angeordnet wird, umfassend eine Ventilscheibe, die mit einer Kolbenstange verbunden ist, und einen Kolben, der von einem Druckmedium betrieben wird. Die Ventilscheibe ist zwischen einer ersten und einer zweiten Position beweglich und lagert in einer ersten geschlossenen Position gegen einen Ventilsitz.
Auslassventile dieser Art werden gewöhnlich in einer Auslassleitung eines Gefäßes angeordnet, wodurch besondere Maßnahmen zum Schutz des Kolbens, der vom Druckmedium betrieben wird, vor der Flüssigkeit unnötig werden.
Wird das Ventil jedoch in einem Gefäß angeordnet, wo die Flüssigkeit frei in die Auslassöffnung strömt, ist der Ventilmechanismus gewöhnlich außerhalb des Gefäßes angeordnet, und die Bewegung der Ventilscheibe findet unter Verwendung unterschiedlicher Anordnungen zur Kraftübertragung statt.
In der US-A-3 949 963 ist eine Bodenablauf-Ventilkonstruktion beschrieben, die einen Ventilsitz umfasst sowie einen Ventilkörper, der am oberen Ende einer Kolbenstange gesichert ist und eine verjüngte Oberfläche zum Zusammenwirken mit dem Ventilsitz aufweist, eine Antriebsvorrichtung, die einen Kolben mit einem röhrenförmigen mittleren Teil umfasst, und zwei Durchgänge zum Verbinden der an den gegenüberliegenden Seiten des Kolbens befindlichen Räume mit einer Druckluftquelle. Die Kolbenstange erstreckt sich vom Ventilkörper abwärts durch ein röhrenförmiges Gehäuse, das einen seitwärts gerichteten Ausgabeauslass für die durch das Ventil strömende Flüssigkeit aufweist, eine Stangenführung mit Dichtungen, eine Auslaufkammer und lose durch den röhrenförmigen mittleren Teil des Kolbens, mit dem die Kolbenstange lösbar über einen Stift verbunden ist.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist ein Auslassventil vorgesehen, das im Boden eines mit Flüssigkeit zu füllenden Gefäßes angeordnet wird, umfassend einen Ventilsitz sowie eine Ventilscheibe, die mit einer Kolbenstange verbunden ist, und einen Kolben, der von einem Druckmedium betrieben wird, wobei die Ventilscheibe zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position beweglich ist und in der ersten Position gegen den Ventilsitz lagert, wobei der Kolben in einer Betriebsvorrichtung angeordnet ist, die mit zwei Verbindungen zum Verbinden mit einer Quelle des Druckmediums versehen ist, wobei die Verbindungen in Räume in der Betriebsvorrichtung führen, die sich an jener Seite des Kolbens befinden, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsvorrichtung als eine Einheit ausgeführt ist, deren Inneres gegen die Flüssigkeit abgedichtet ist, wobei die Kolbenstange ein inneres Ende aufweist, das am Kolben innerhalb der Betriebsvorrichtung gesichert ist, wobei die Ventilscheibe fest mit einem äußeren Ende der Kolbenstange verbunden ist und wobei sich die Kolbenstange axial durch den Raum in der Betriebsvorrichtung auf derjenigen Seite des Kolbens erstreckt, die näher zur Ventilscheibe liegt, und dicht durch eine Endwand der Betriebsvorrichtung zum Schließen des Raumes verläuft, und daß die Betriebsvorrichtung von einem Ventilsitz in einem Abstand davon durch Trageelemente getragen wird, die um den Ventilsitz herum angeordnet sind, so daß Flüssigkeit, die beim Öffnen des Ventils durch den Ventilsitz strömt, zwischen den Trageelementen und durch einen Bereich zwischen der Betriebsvorrichtung und dem Ventilsitz hindurch läuft.
Gemäß der Erfindung kann die Betriebsvorrichtung oberhalb des Ventilsitzes angeordnet sein, d. h. in die Flüssigkeit eingetaucht, wie auch unterhalb des Ventilsitzes, d. h. unter dem Gefäßboden befindlich.
Das Ventil nach der Erfindung kann vorteilhafterweise für schwierige Anwendungen verwendet werden, z. B. in Gefäßen mit Flüssigkeit bei einer sehr hohen Temperatur. Unter solchen Umständen kann man sich nicht auf das Funktionieren einer Feder verlassen, da die Tragekraft der Feder durch die Hitze beeinflusst werden kann. Mit zwei Verbindungen zur Quelle des Betriebsmediums kann ein sicherer Betrieb sowohl beim Öffnen als auch beim Schließen sichergestellt werden.
Die Betriebsvorrichtung ist fest mit dem Ventilsitz verbunden. Auf diese Weise erhält man eine solide Einheit, die eine Bewegung des Kolbens, der Kolbenstange und der Ventilscheibe sicherstellt und störungsfrei ist. Der Ventilsitz hat bevorzugt einen Außenrand, der den maximalen Durchmesser des Ventils um die Achse der Kolbenstange herum definiert.
Das Ventil nach der Erfindung ist vorteilhafterweise so ausgestaltet, daß sich die Ventilscheibe in der geöffneten Position in einem solchen Abstand vom Ventilsitz befindet, daß die Auslassöffnung vollständig frei ist. Bei einer solchen Anordnung wird ein schnelles Entleeren des Gefäßes ermöglicht.
Befindet sich die Betriebsvorrichtung unterhalb des Ventilsitzes, wird ein Schutzblech in der Form eines Konus' geeignet um die Kolbenstange herum in dem Teilbereich angeordnet, der neben der Betriebsvorrichtung liegt. Bei einer solchen Anordnung werden sowohl die Kolbenstange als auch die Betriebsvorrichtung geschützt und die Flüssigkeit wird von diesem Teil des Ventils weggeführt.
Die Ventilscheibe ist vorteilhafterweise mit einem röhrenförmigen Teil versehen, der die Kolbenstange konzentrisch umgibt. Dieser Teil umgibt auch einen zweiten röhrenförmigen Teil, der fest mit dem konusförmigen Schutzblech in der geschlossenen Position des Ventils verbunden ist. Auf diese Weise wird verhindert, daß mögliche Teilchen in der Flüssigkeit die Bewegung der Kolbenstange behindern könnten.
Geeigneterweise umfasst der Kolben Kolbenringe, die durch einen oder mehrere Gleitringe voneinander getrennt sind. Diese Gleitringe können aus einem mit Graphit imprägnierten Teflon hergestellt sein.
Das Auslassventil nach der Erfindung wird nun weiter unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei
1 teilweise einen Querschnitt eines im Boden des Gefäßes angeordneten Auslassventils zeigt,
2 eine andere Ausführungsform eines Ventils nach der Erfindung zeigt, wo die Betriebsvorrichtung oberhalb des Ventilsitzes angeordnet ist,
3 zeigt, wie das Ventil nach der Erfindung in einer Raffinieranlage für Pflanzenöle verwendet wird.
Das Auslassventil nach der Erfindung ist in 1 in einer geschlossenen Position gezeigt, wobei die Ventilscheibe 1 gegen den Ventilsitz 2 lagert. Der Ventilsitz ist im Boden 3 des Gefäßes angeordnet. Die Bewegung der Ventilscheibe wird durch eine Kolbenstange 4 gesteuert, die mit einem Kolben 5 in einer Betriebsvorrichtung 6 verbunden ist. Die Betriebsvorrichtung hat außerdem zwei Verbindungen 7, 8 mit einem Druckmedium. Diese Verbindungen führen zu Räumen 9, 10 auf jeder Seite des Kolbens 5. Die Betriebsvorrichtung ist flüssigkeitsdicht und ihr Inneres ist gegen die Umgebung abgedichtet. Die Kolbenstange 4, die fest mit der Ventilscheibe 1 verbunden ist, wird von einem konusförmigen Schutzblech 11 in dem Teil umgeben, der gegen die Betriebsvorrichtung gedreht wird, und oberhalb davon von einem röhrenförmigen Teil 12. Außerhalb davon gibt es einen zweiten röhrenförmigen Teil 13, der fest mit der Ventilscheibe verbunden ist und einen etwas größeren Durchmesser hat als der erste röhrenförmige Teil.
Die Betriebsvorrichtung ist mit dem Ventilsitz über eine Anzahl von Lagerelementen 14 verbunden.
Der Kolben 5 ist durch Kolbenringe zusammengesetzt, die durch einen oder mehrere Gleitringe getrennt sind. Die Gleitringe werden aus mit Graphit imprägniertem Teflon hergestellt.
Das Ventil nach der Erfindung arbeitet auf die folgende Weise. In der normalen Position ist das Ventil geschlossen und die Ventilscheibe 1 lagert gegen den Ventilsitz 2. Wenn das Ventil geöffnet werden soll, wird der Raum 9 über die Verbindung 7 mit Druck beaufschlagt. Der Kolben 5 und die Kolbenstange 4 werden nach oben gedrückt und die Ventilscheibe wird nach oben und vom Ventilsitz weg gegen den Flüssigkeitsdruck im Gefäß angehoben. Die Ventilscheibe wird so weit angehoben, daß der Auslassbereich hinter der Ventilscheibe nach unten durch die Öffnung, die vom Ventilsitz begrenzt wird, vollständig frei ist. Die Flüssigkeit wird von der Betriebsvorrichtung unter Einfluss des konusförmigen Schutzbleches 11 weggeleitet.
Das Ventil wird auf die Weise geschlossen, daß dem Raum 10 durch die Verbindung 8 ein Druckmedium zugeführt wird. Zur gleichen Zeit wird eine Verbindung (nicht gezeigt) vom Raum 9 nach außen geöffnet, so daß das früher zugeführte Druckmedium den Raum 9 verlassen kann.
Beim Auslassventil nach 2 ist, wie der Zeichnung entnommen werden kann, die Betriebsvorrichtung 6 oberhalb des Ventilsitzes 2 angeordnet. Das gesamte Ventil ist in dieser Anordnung in die Flüssigkeit eingetaucht. Das Ventil ist, wie in der früheren Ausführungsform beschrieben, im Boden des Gefäßes angeordnet. In der Zeichnung ist die Ventilscheibe 1 sowohl in der geöffneten als auch in der geschlossenen Position des Ventils gezeigt. Wenn das Ventil geschlossen wird, lagert die Ventilscheibe 1 gegen den Ventilsitz 2. Der Kolben 5, der über die Kolbenstange 4 die Position der Ventilscheibe steuert, befindet sich dann in seiner unteren Position. Wenn das Ventil geöffnet werden soll, wird das Druckmedium durch die Verbindung 7 zugeführt und der Kolben wird nach oben gedrückt, wodurch die Ventilscheibe nach oben in die in der Zeichnung gezeigte Position angehoben wird. In dieser Ausführungsform ist die Betriebsvorrichtung auch fest mit dem Ventilsitz durch Trageelemente verbunden. Diese können z. B. aus einer Anzahl von symmetrisch angeordneten Stangen bestehen. Diese liefern den gewünschten mechanischen Widerstand, stören jedoch nicht den Fluss aus dem Ventil heraus.
3 zeigt, wie das Auslassventil nach der Erfindung im Boden in zwei Schritten in einer Desodorieranlage für Pflanzenöl angeordnet wird.
Der Anlage 15 wird durch eine Leitung 16 Öl zugeführt. Das Öl strömt nach unten durch die Anlage in einen ersten Raum 17. Diesem wird durch die Leitung 18 Dampf zum Abtreiben zugeführt. Wenn die Behandlung beendet ist, wird das Ventil 19 durch einen Druck im Medium geöffnet, das durch die Leitung 20 zugeführt wird. Wie in der Zeichnung zu sehen, gibt es zwei Leitungen 21, 21' für das Druckmedium an das Ventil 19. Dieses wird geöffnet und geschlossen durch die Zufuhr des Druckmediums an die Betriebsvorrichtung im Ventil 19. Wenn das Ventil geöffnet worden ist, strömt die Flüssigkeit nach unten in den nächsten Raum 22 in der Anlage. Auch in diesem Raum wird durch die Leitung 23 ein Dampf zum Abtreiben zugeführt. Auch hier gibt es ein Auslassventil 24 im Boden dieses Raumes. Das Ventil 24 ist durch die Leitung 25 mit einer Druckmittelquelle verbunden. Vom Raum 22 strömt das Öl in den dritten Raum 26, wo es einer abschließenden Behandlung mit Dampf zum Abtreiben unterworfen wird, bevor es die Anlage über die Leitung 27 verlässt. Während dieser Behandlung hat das Öl eine Temperatur von 250°C. In dieser Anlage wird unter Druck stehender Dampf verwendet, um den Kolben in der Betriebsvorrichtung zu betreiben. Die Leitungen zur Betriebsvorrichtung bestehen aus dünnen Rohren aus rostfreiem Stahl.
Neben unter Druck stehendem Dampf, der inaktiv und ein billiges Betriebsmedium ist, können auch Wasser, Öl, Luft oder Stickstoff als Antriebsmedium, je nach Art der Anwendung für das Ventil, verwendet werden.
Das Ventil nach der Erfindung ist einfach und robust und hat nur ein bewegliches Teil, wodurch eine gute Betriebssicherheit garantiert wird. Je nach der gewünschten Leistung des Ventils kann die Bewegung der Ventilscheibe in die geöffnete Position schnell oder langsam erfolgen. Eine langsame Bewegung kann mit einem flüssigen Antriebsmedium oder durch ein Drosseln der Zufuhr des Antriebsmediums erreicht werden.
Mit der vorgeschlagenen Ausführungsform des Ventils kann die Entleerungskapazität leicht geändert werden, indem die Größe des Ventilsitzes und der Ventilscheibe an den gewünschten Durchmesser der Auslassöffnung angepasst wird.
In der Beschreibung der Zeichnungen ist das Ventil als Teil einer Desodorieranlage für Pflanzenöl gezeigt. Das Ventil kann natürlich auch in anderen Anlagen zur Behandlung von Ölen, wie etwa einem Bleichen oder Härten, verwendet werden. Das Ventil nach der Erfindung kann auch mit Vorteil in anderen Zusammenhängen verwendet werden, wo ein schnelles Entleeren des Inhalts aus dem Gefäß gewünscht ist oder wo hohe Anforderungen aufgrund einer schwierigen Umgebung, z. B. bei hoher Temperatur, entstehen.

Claims

Auslassventil, das im Boden eines mit Flüssigkeit zu füllenden Gefäßes angeordnet wird, umfassend einen Ventilsitz (2) sowie eine Ventilscheibe (1), die mit einer Kolbenstange (4) verbunden ist, und einen Kolben (5), der von einem Druckmedium betrieben wird, wobei die Ventilscheibe (1) zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position beweglich ist und in der ersten Position gegen den Ventilsitz (2) lagert, wobei der Kolben (5) in einer Betriebsvorrichtung (6) angeordnet ist, die mit zwei Verbindungen (7, 8) zum Verbinden mit einer Quelle des Druckmediums versehen ist, wobei die Verbindungen in Räume in der Betriebsvorrichtung (6) führen, die sich an jeder Seite des Kolbens (5) befinden, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsvorrichtung (6) als eine Einheit ausgeführt ist, deren Inneres gegen die Flüssigkeit abgedichtet ist, wobei die Kolbenstange (4) ein inneres Ende aufweist, das am Kolben (5) innerhalb der Betriebsvorrichtung gesichert ist, wobei die Ventilscheibe (1) fest mit einem äußeren Ende der Kolbenstange (4) verbunden ist und wobei sich die Kolbenstange axial durch den Raum in der Betriebsvorrichtung auf derjenigen Seite des Kolbens erstreckt, die näher zur Ventilscheibe (1) liegt, und dicht durch eine Endwand der Betriebsvorrichtung zum Schließen des Raumes verläuft, und dass die Betriebsvorrichtung (6) von einem Ventilsitz (2) in einem Abstand davon durch Trageelemente (14) getragen wird, die um den Ventilsitz (2) herum angeordnet sind, sodass Flüssigkeit, die beim Öffnen des Ventils durch den Ventilsitz (2) strömt, zwischen den Trageelementen und durch einen Bereich zwischen der Betriebsvorrichtung (6) und dem Ventilsitz (2) hindurch läuft.
Auslassventil nach Anspruch 1, wobei der Ventilsitz (2) einen Außenrand hat, der einen maximalen Durchmesser des Ventils um die Achse der Kolbenstange (4) definiert.
Auslassventil nach Anspruch 1, wobei sich die Ventilscheibe (1) in ihrer zweiten Position in einem solchen Abstand vom Ventilsitz (2) befindet, dass die Auslassöffnung vollständig frei ist.
Auslassventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Betriebsvorrichtung (6) unterhalb des Ventilsitzes (2) durch Trageelemente (14) getragen wird.
Auslassventil nach Anspruch 4, wobei die Kolbenstange (4) im Teil neben der Betriebsvorrichtung (6) von einem konischen Schutzblech (11) umgeben ist.
Auslassventil nach Anspruch 5, wobei in der Ventilscheibe (1) ein röhrenförmiger Teil (13) vorgesehen ist, der dazu dient, einen weiteren röhrenförmigen Teil (12) zu umgeben, der fest mit dem konischen Schutzblech (11) verbunden ist.
Auslassventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Kolben Kolbenringe umfasst, die durch einen oder mehrere Gleitringe voneinander getrennt sind.
Auslassventil nach Anspruch 7, wobei die Gleitringe aus graphitimprägniertem Teflon bestehen.
Auslassventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Ventil mittels eines Ventilsitzes (2) im Boden (3) eines Gefäßes zur Behandlung von Öl befestigt ist und wobei die Verbindungen (7, 8) der Betriebsvorrichtung mit einer Quelle von unter Druck stehendem Dampf oder Stickstoff verbunden sind.