Beschreibung

Rückschlagventil mit einem beweglichen Ventilkörper

Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil mit einem in einem Gehäuse ausgebildeten Strömungskanal zum Durchleiten eines Mediums, in dem ein beweglicher Ventilkörper zum Verschließen des Strömungskanals durch Anpressen an einen Ventilsitz angeordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Brennstoffversorgungssystem einer Gasturbine mit einem derartigen Rückschlagventil.

In BrennstoffVersorgungssystemen von Gasturbinen existieren für jeden Brenner und für jede Brennerstufe brennernahe Absperrorgane (diese sind bis max . 1 m (Meter) Abstand zum Brenneranschluss angeordnet) . Die brennernahen Absperrorgane sollen ein Rückströmen von in der Brennkammer der zugehörigen Gasturbine erzeugtem Rauchgas in die Brennstoff-Zuleitungen oder in anderen Anwendungen ein Eintreten von Spülmedium aus Brennstoff-Zuleitungen in die Brenner verhindern.

Als Absperrorgane werden Rückschlagventile eingesetzt. Es können jedoch Betriebszustände (z.B. zu niedriger Brennkammerdruck) auftreten, bei denen die Funktion der Rückschlagventile nicht ausreichend gewährleistet ist.

Auch der Einsatz von Magnetventilen als Absperrorgane ist bekannt. Diese elektrisch angesteuerten Ventile haben wegen der hohen Temperaturbelastung nahe den Brennern jedoch eine hohe Ausfallrate .

Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein Absperrorgan zu schaffen, bei dem die oben genannten Nachteile überwunden sind und das dennoch brennernah angeordnet werden kann. Insbesondere soll das Absperrorgan unter allen Betriebsbedingungen betriebssicher schließen können.

Die Aufgabe ist erfindungemäß mit einem Rückschlagventil gemäß Anspruch 1 und einem Brennstoffversorgungssystem einer Gasturbine gemäß Anspruch 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lösung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Gemäß der Erfindung ist ein Rückschlagventil vorgesehen, mit einem in einem Gehäuse ausgebildeten Strömungskanal zum Durchleiten eines Mediums, in dem ein beweglicher Ventilkörper zum Verschließen des Strömungskanals durch Anpressen an einen Ventilsitz angeordnet ist, und mit einem im Gehäuse verschiebbaren Steuerelement, mittels dem der Ventilkörper an den Ventilsitz gepresst werden kann und das mittels eines Hilfsmediums betätigbar ist. Ferner ist die Aufgabe gemäß der Erfindung mit einem Brennstoffversorgungssystem einer Gasturbine mit einem derartigen erfindungsgemäßen Rückschlagventil gelöst .

Das erfindungsgemäße Rückschlagventil kann selbst kurz vor dem Brenner sitzen. Die erfindungsgemäße Ansteuerung über ein Hilfsmedium ist trotz der hohen Umgebungstemperaturen nahe des Brenners wesentlich zuverlässiger als eine elektrische Ansteuerung, da der zur Betätigung des Rückschlagventils benötigte hohe Druck des Hilfsmedium in einem Bereich erzeugt werden kann, in dem eine wesentlich geringere Temperatur vorherrscht als im Bereich nahe des Brenners. Es kann gemäß der Erfindung daher als Rückschlagventil von einem Standard-Ventil ausgegangen werden, welches nur geringfügig modifiziert zu werden braucht.

Bei einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist das Steuerelement mittels des Hilfsmediums entgegen der Strömungsrichtung des Mediums verschiebbar.

Bei einer zweiten vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist im Gehäuse des Rückschlagventils eine öffnung zur Zuführung des Hilfsmediums vorgesehen. Die öffnung ist vorteilhaft dazu vorgesehen, dass durch sie im eingebau-

ten Zustand des Rückschlagventils Hilfsmedium ins Innere des Gehäuses gelangen kann.

Bei einer dritten vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung weist das Steuerelement eine vom Hilfsmedium beaufschlagbare Kolbenfläche auf. Die Kolbenfläche ist vorteilhaft eine radial gerichtete Ringfläche, welche das dann bevorzugt als zylindrischer Kolben gestaltete Steuerelement umgibt .

Bei einer vierten vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist zwischen dem Steuerelement und dem Gehäuse eine Feder zum Verschließen des Strömungskanals bei vergleichsweise geringem Anströmdruck vorgesehen. Die Feder spannt das Steuerelement mit seinem Ventilkörper gegen den zugehörigen Ventilsitz.

Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß ein neuartiges Rückschlagventil vorgeschlagen, das (im Gegensatz zu einem konventionellen Rückschlagventil) durch einen zusätzlichen Eingang erweitert ist, durch welchen ein steuerbares Hilfsmedium (insbesondere Luft, Wasser und/oder Hydrauliköl) eingebracht werden kann. Das Rückschlagventil ist dabei derartig ausgestaltet, dass das über den zusätzlichen Eingang eingebrachte Hilfsmedium auf einen Kolben wirken kann, mittels dem aufgrund der durch das Hilfsmedium auftretenden Kräfte das Rückschlagventil geschlossen gehalten werden kann, solange der Druck des Hilfsmediums höher ist als der Druck am Einlass des Rückschlagventils. In diesem Fall wird beispielsweise die Kugel dicht gegen den Ventilsitz gepresst.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt :

Fig. 1 einen stark schematischen Längsschnitt eines

Ausführungsbeispiels eines Rückschlagventils gemäß der Erfindung und

Fig. 2 eine vergrößerte, perspektivische Darstellung des Details II in Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein Rückschlagventil 10 mit einem hohlzylindri- schen Gehäuse 12 dargestellt, welches an einer Stirnseite einen Einlass 14 in Form einer öffnung und an der anderen Stirnseite einen Auslass 16 in Gestalt einer weiteren öffnung aufweist. Das Rückschlagventil 10 ist Teil eines (weiter nicht dargestellten) Brennstoffversorgungssystems einer stationären Gasturbine. Dabei dient der Einlass 14 zum Einleiten eines flüssigen Brennstoffs in Gestalt von Heizöl in das Gehäuse 12 und der Auslass 16 zum Weiterleiten des Brennstoffs zu einem (nicht dargestellten) Brenner. Es sind dabei eine Vielzahl Rückschlagventile 10 jeweils einzeln einem zugehörigen Brenner zugeordnet.

Im Innern des Gehäuses 12 ist an der Seite des Einlasses 14 ein Ventilsitz 18 ausgeformt, an den ein als Kugel gestalteter Ventilkörper 20 dichtend angelegt bzw. angepresst werden kann, um einen vom Einlass 14 zum Auslass 16 durch das Gehäuse 12 führenden Strömungskanal 22 wahlweise zu verschließen und ein Austreten von Brennstoff aus dem Auslass 16 zu verhindern .

Der Ventilkörper 20 ist dabei mit einem Steuerelement 24 in dem Gehäuse 12 gegen den Ventilsitz 18 gespannt, welches seinerseits von einem im Gehäuse 12 abgestützten und vorgespannten Federelement 26 in Richtung zum Einlass 14 gedrängt ist. Bei entsprechend hohem Brennstoff-Druck am Einlass 14 wird die Kugel 20 vom Ventilsitz 18 abgehoben und gibt den Strömungskanal 22 frei, was in FIG 1 dargestellt ist. Bei

geringerem Brennstoff-Druck bleibt der Strömungskanal 22 verschlossen .

Wenn bei bestimmten Betriebszuständen das Medium bzw. der Brennstoff trotz eines hohen bzw. erhöhten Drucks (Einlass 14 gegenüber Auslass 16) zurückgehalten werden soll, ist das Steuerelement 24 an seinem Umfang mit einer ringförmigen Kolbenfläche 28 gestaltet, die an ihrem Außenumfang gegenüber dem Gehäuse 12 abgedichtet ist. Ferner ist eine weitere öffnung 30 an dem Gehäuse 12 ausgebildet, die in einen vor der Kolbenfläche 28 ausgebildeten Druckraum 32 hineinführt. Durch Zuführen eines inkompressiblen oder alternativ auch kompres- siblen Hilfsmediums, wird das Steuerelement 24 zusätzlich zur Kraft des Federelements 26 in Richtung auf den Ventilsitz 18 gedrängt. Der Ventilkörper 20 verschließt dadurch den Strömungskanal 22 wahlweise auch, wenn am Einlass 14 höhere Brennstoff-Drücke anstehen.