DE19852599A1 - Schiebemuffenventil für Bodenauslaufstutzen von Apparaten für Mehrfachfunktion in gasdichter Ausführung - Google Patents

Description

Schiebemuffenventil für Bodenauslaufstutzen von Apparaten für Mehrfachfunktio­ nen in gasdichter Ausführung- zur Absperrung, zur Probenahme, zur Füllstands­ messung, zur Temperaturmessung, zur Begasung.

Absperrarmaturen in Sonderheit als Bodenabsperrarmaturen gibt es in den unter­ schiedlichsten Bauformen; sie sind den physikalischen, chemischen, technischen und auch funktionellen Anforderungen angepaßt. Im einzelnen sie zu beschreiben würde jeglichen Rahmen sprengen; dennoch ist heute ein neues Erfordernis hin­ zugekommen, nämlich das Erfordernis der Dichtigkeit, d. h. der Gasdichtigkeit nach außen hin, also das Erfordernis die Umwelt nicht durch Leckagen zu kontaminieren. Die immer höherwertigeren und teilweise während des Herstel­ lungsprozesses problematischen Produkte erfordern daher verbesserte Konzepte bei Armaturen, insbesondere bei denen, die bestimmten Produktionsapparaten zugeordnet werden. So ist es notwendig, diese Armaturen zu überdenken und dann neu zu konstruieren, um die Dichtigkeit nach außen zu erreichen und damit auch die Sicherheit zu verbessern. Behördliche und produktionsspezifische An­ forderungen müssen auf diesem Wege erfüllt werden.

Absperrarmaturen verschließen Behälter oder Rohrleitungen und sperren damit Produkt- und Massenströme. Sie unterbrechen den Fluß. Meistens wird ein Ab­ sperrelement im Körper der Armatur bewegt; dieses geschieht im allgemeinen, aber nicht zwingend, im Winkel von 90 Grad zum offenen Produktstrom. Bewegt werden beispielsweise Schieber, Stößel, Schäfte, Platten, Konen und Stifte, die nach Durchfahren einer bestimmten Weglänge die Absperrarmatur in Schließ­ stellung bringen, wobei Zwischenstellungen justierbar sein können. Sind Kugeln das Absperrelement, dann werden sie um die Achse gedreht.

Bei speziellen Armaturen, wie die, welche zur Behälterentleerung dienen, also einem Wand- oder Bodenstutzen zugeordnet sind und damit den Behälter ver­ schließen oder öffnen können, sind Armaturen üblich, die am Stutzen an­ geflanscht oder eingesteckt und festgezogen werden. Sie werden so ein Teil des Behälters und werden damit Teil eines Druckapparates, sofern der Behälter auf Druck ausgelegt ist. Diese Armaturen sind manchmal auch Steuerungselement des Behälters, dadurch, daß sie zur Stoffumwandlung beitragen, beispielsweise Stoffströme regeln, mischen, begasen u.ä.m. Auch können diese speziellen Ar­ maturen zur Probeentnahme, zur Füllstands- oder Temperaturmessung gebraucht werden.

In der Technik hat sich ein Standardsystem der Armaturen herausgebildet, beste­ hend aus einem starren Ventilkörper und einem innen liegenden beweglichen Ventilschaft der von außen angetrieben ist und gegen eine oder in einer Dichtung, hart oder weich, ebenfalls fest justiert im Ventilkörper, schließt oder öffnet. Diese Armaturen werden meistens einer Aufgabe gerecht - AUF/ZU/bzw. Zwischenstel­ lung - und sind sehr spezialisiert hinsichtlich Bauform, Arbeitszweck und auch Werkstoffbeschaffenheit.

Für exponierte z. B. toxische Stoffe werden zusätzliche Maßnahmen notwendig, was die Dichtigkeit der Armatur betrifft. Der erhöhten Anforderung, wie die der Gasdichtigkeit, wird durch Einbau von permanent verschließenden, flexiblen Bau­ einheiten, z. B. Faltenbälgen, Rechnung getragen.

Um eine multifunktionelle und gleichzeitig gasdichte Armatur zu erhalten ist über­ raschend erfindungsgemäß eine Armatur gestaltet worden, bei der das Gehäuse wie bisher fest steht, nunmehr aber auch das Absperrelement der Ventilschaft fest eingestellt ist und damit unbeweglich zum Gehäuse gehört, dagegen die Ventil­ funktion von einer beweglichen Schiebemuffe wahrgenommen wird. Diese Neu­ ordnung der Funktionen der Ventilbauteile erlaubt es, den Ventilschaft zu wichti­ gen und mehrfachen Betriebsaufgaben zu nutzen, wie da sind Proben nehmen, Füllstände messen, mittels Einperlung von Druckgas, Temperaturen messen, durch Einschieben eines Temperaturfühlers oder Drücke messen, durch Einbau einer Druckmeßmembrane, sowie Begasen, durch Zuleitung von Begasungsme­ dien. Die Armatur behält damit ihre Ursprungsaufgabe, einen Produktstrom zu öffnen oder zu schließen, darüber hinaus steht sie zu weiteren Funktionen zur Verfügung, den Multifunktionen durch Nutzung des Ventilschaftes, möglich zufol­ ge seiner festen Positionierung.

Die Schiebemuffe, als bewegliches Bauteil für Auf-/Zu-Stellung, wird erfindungs­ gemäß pneumatisch oder hydraulisch betätigt und hat keinen nach außen durch­ geführten Antriebsschaft. Auf diese Weise ist ein Leckstrom unmöglich; die Auf- Position öffnet einen Ringspalt zur Bedienung des Behälters, gleichzeitig bleibt die Multifunktion durch den fixierten Ventilschaft erhalten. Auf Grund der pneu­ matischen oder hydraulischen Betätigung kann ein separater Antrieb gespart werden, wenn die entsprechende Energie im Betrieb zur Verfügung steht oder die Energie kann extern für viele Ventile gleichzeitig mit einem Druckaggregat er­ zeugt werden.

Im Folgenden wird ein Schiebemuffenventil am Beispiel eines Einsatzes als Bo­ denauslaufventil für einen Rührbehälter beschrieben.

Das Schiebemuffenventil Fig. 1 besteht aus dem Ventilkörper 1, dem Gleitring 2, der Führungsbuchse 3; die Teile sind unter Einbeziehung der Dichtungsringe 5, 6 und des O-Ringes 7 in dem Stutzen des Rührbehälters mit Halteschrauben befe­ stigt. Im Ventilkörper 1 ist gleichfalls der Ventilschaft 8 mittels Mutter 9 und bei Einlage der Dichtung 10 fest eingeschraubt. Die feststehenden Schiebemuffen­ ventilteile 3 und 8 bilden einen Ringspalt 21, der dem Öffnen und Schließen des Produktraumes des Rührbehälters dient. Diese bewegliche Funktion übernimmt die Schiebemuffe 11, die unter Einbeziehung der O-Ring 9, 12, 13 und 14 zur axialen Verschiebung im Gleitring 2 und in der Führungsbuchse 3 angeordnet ist. Die Verschiebemöglichkeit wird dabei von der Führungsbuchse 3 und dem Ventil­ schaft 8 begrenzt. Zur Bewegung der Schiebemuffe 3 sind zwei Kammern not­ wendig; Kammer 16 dient der Stellung AUF, d. h. der Ringspalt 21 gibt seinen Querschnitt frei; Kammer 18 dient der Stellung ZU, d. h. der Ringspalt 21 verengt sich auf Null.

Die Arbeitsweise der Kammern 16 und 18 wird durch eine Drucksteuerung vorge­ nommen; mittels Hydraulik oder Pneumatik werden die Kammern über die Zu/Ableitungen 15 und 17 beaufschlagt u.zw. so, daß die jeweilige Kammer auf­ gedrückt wird, die entweder die AUF-Stellung bzw. die ZU-Stellung des Schie­ bemuffenventiles bewirken soll. Die ZU-Stellung kann noch durch mechanische Elemente, z. B. Federn 19 unterstützt werden. Die notwendige Energie, die über die Zu/Ableitungen 15 und 17 eingeschleust bzw. abgelassen wird, kann im all­ gemeinen der Energieversorgung des Betriebes entnommen werden.

In dieser Konstellation ist der Ventilschaft 8 ein unbewegtes gasdicht einge­ schraubtes Bauteil, das alle Voraussetzungen für das Schiebemuffenventil zur Zertifizierung als leckfreies Bauteil erfüllt, die vorhandenen Dichtungen 4, 5, 6, 7, 10 sind rein statisch beansprucht und werden daher als dicht bleibend angesehen. Die Dichtungen 12, 13, 14 sind als gleitend beanspruchte Dichtungen im Innen­ raum angeordnet und daher für die Außenwelt unproblematisch, zumal die Ener­ gieerzeugung als eigengeschlossener Kreislauf ebenfalls betrieben werden kann.

Der Ventilschaft 8 bietet mit seinen Rohrleitungskanal 20 einen Zugang zum Rührbehälter-Innenraum, der nach Bedarf zum Einbau oder zur medialen Beauf­ schlagung genutzt werden kann. So können unter Zuhilfenahme einer weiteren äußeren Armatur Proben vom Produkt aus dem Rührbehälter-Innenraum gezogen werden, sie laufen in ein Probenahmegefäß aus; umgekehrt sind Einspeisevor­ gänge möglich, die bei einer Füllstandsmessung, nach dem Prinzip der Perl­ standsmessung (Druckdifferenzmessung) ein Zuspeisen von Stickstoff oder Luft notwendig macht, oder aber es ist die Begasung einer Suspension im Rührbe­ hälter über den Rohrleitungskanal 20 möglich, z. B. Chlorgas einleiten, welches mittels Rührer verteilt wird und so den suspendierten Partikeln zugeführt wird. Anderseits können Messungen im Produktinnenraum vorgenommen werden, da­ durch daß der Rohrleitungskanal 20 mit einer Temperatursonde, einer pH-Sonde oder einem Differenzdrucktransmitter bestückt wird, so daß eine Prozeßüberwa­ chung über das Schiebemuffenventil erfolgen kann. Der feststehende Ventilschaft 8 bietet damit die Voraussetzung das Bodenauslaufventil multifunktionell zu nutzen.

Claims (6)

1. Bodenauslaufventil genannt Schiebemuffenventil nach Fig. 1 zum Öffnen und Verschließen der Behälter und Apparate dadurch gekennzeichnet, daß Ventilkörper (1) und Ventilschaft (8) fest zueinander angeordnet sind, dabei miteinander einen Ringspalt (21) bilden und die Auf-/Zustellung von einer innen liegenden beweglichen Schiebemuffe (11) ausgeführt wird.

2. Schiebemuffenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebemuffe (11) mit dem Gleitring (2) und der Führungsbuchse (3) zwei Kammern (16) und (18) bilden, die der axialen Bewegung zum Öffnen oder Schließen dienen.

3. Schiebemuffenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschaft (8) einen Rohrleitungskanal (20) besitzt.

4. Schiebemuffenventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbuchse (3) die Zu-/Ableitung (15) und (17) für die Kammern (16) und (18) besitzt.

5. Schiebemuffenventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschaft (8) mit der Mutter (9) und Dichtung (10) festgezogen wird, bei variabler Einstellänge.

6. Schiebemuffenventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (16) und (18) Federn (19) enthalten.