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Ventilvorrichtung zur Uberhitzung von Dampf u. dgl.
Es ist bereits bekannt, Dampf zu überhitzen und zu trocknen, indem man ihn mittels besonderer
Ventile drosselt und an heisse Metallteile von grosser Oberfläche anprallen lässt, an denen die Wasser- tröpfchen, die auch nach der Drosselung noch im Dampf enthalten sind, verdampfen. Bei diesen Vor- richtungen sind Düsen im Ventilkörper angeordnet, die sich zunächst verengen und dann wieder erweitern ; der Dampf, der diese Düsen passieren muss, wird zunächst komprimiert, wobei er eine Geschwindigkeits- steigerung erfährt, und entspannt sich hierauf, wodurch eine Überhitzung und Trocknung des Dampfes erfolgt.
Es sind auch bereits verschiedene Anordnungen von Düsen für den Dampfdurchtritt bekannt geworden, im besonderen die Anordnung der verschiedenen Düsen einer und derselben Reihe in einer
Schraubenlinie auf dem Ventilkörper und die Anordnung der Düsen in der Wand des Ventilkörpers selbst, ferner verschiedene Ausführungsformen der Düsen, im besonderen Düsen mit einer zentral durch- bohrten Scheidewand.
Die Erfindung betrifft verschiedene Verbesserungen an den erwähnten Einrichtungen, im besonderen an den Düsen für den Dampfdurchtritt. Sie erstreckt sich zunächst auf eine Düse für den Dampfdurch- tritt, gekennzeichnet durch ein Drosselorgan für den Dampf, wie z. B. eine Scheibe, an deren entgegen- gesetzten Stirnflächen Einschnitte angebracht sind, deren Profil sich nach aussen erweitert, so dass diese Einschnitte dort, wo sie einander kreuzen, eine Öffnung in dünner Wand für den Dampfdurchtritt bilden, deren Profil sieh zunächst verengt und dann wieder erweitert und die eine Art Zerstäubung des
Dampfes und infolgedessen eine vollkommene Gleichförmigkeit desselben gewährleistet.
Die Erfindung betrifft auch ein Ventil, dessen Kennzeichen darin besteht, dass die Öffnungen für den Dampfdurchtritt in dem zylindrischen Ventilkörper durch den Schnitt von entsprechend den Erzeugenden des Ventil- körpers angeordneten Längsnuten und von Nuten senkrecht auf diese Erzeugenden oder von schrauben- förmig auf dem Ventilkörper angeordneten Nuten erzeugt werden. Endlich betrifft die Erfindung noch
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Fig. 21 ist ein Längsschnitt durch den Ventilkörper gemäss Fig. 20 nach der Linie 21#21. Fig. 22 ist eine Ansicht der äusseren Oberfläche dieses Ventilkörpers.
Die Fig. 23 und 24 sind teilweise Querschnitte von zwei verschiedenen Ausführungsformen der Vorrichtung gemäss Fig. 20 und 21.
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verbunden ist, dem durch Kanäle m Dampf zugeführt wird, in dem die gesamte Vorrichtung gewissermassen badet. DÜsen t von zunächst verengtem und hierauf wieder erweitertem Profil sind in der Wand des Zylinclers oder Ventilkörpers d angebracht. Gemäss der Erfindung besteht jede dieser Düsen f aus einer durchbohrten Scheibe 1. Diese Scheibe ruht auf dem Rand 10 der Wand 11 des Ventilkörpers.
Das Metall dieser Wand ist bei 12 leicht verstemmt, um die Scheibe 1 auf ihren Platz zu halten (Fig. 2).
In Fig. 3 sind drei Nuten 41, 42, 48 dargestellt, die in die obere Stirnfläche der Scheibe 1 derart eingeschnitten sind, dass sie ein gleichseitiges Dreieck bilden ; drei Nuten 44, 45, 46 sind in die untere
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um 60 zu dem gleichseitigen Dreieck 4\ 42, 43 versetzt ist. Jeder dieser Einschnitte 41... 46 hat in seiner ganzen Länge die gleiche Tiefe und ein nach der Aussenseite der Scheibe 1 erweitertes Profil. Infolgedessen bilden diese verschiedenen Einschnitte an ihren Kreuzungspunkten Öffnungen 131... 136, die an den Eckpunkten eines regelmässigen Sechseckes gelegen sind.
Infolge der nach aussen erweiterten Form der Einschnitte 41... 46 hat jede dieser Öffnungen zunächst verengten und dann erweiterten Querschnitt (s. Fig. 2).
Die beschriebene Vorrichtung hat verschiedene Vorteile : Zunächst ist der Dampf, der die Düse nach dem Pfeil 14 (Fig. 2) passiert, gezwungen, die erst verengten und dann erweiterten Düsen 13 zu durchströmen : dieser Dampf erfährt zuerst eine leichte Kompression in dem sich verengenden Teil der Düsen und dehnt sich hierauf plötzlich in dem erweiterten Teil aus. Man erhält auf diese Weise eine regelmässige Entspannung und wirksame Überhitzung dieses Dampfes. Ausserdem erleichtert die zunächst verengte und dann erweiterte Form der Düsen 131... 136 für den Dampfdurchtritt die Dampf abführung, indem sie die kleinen Dampfadern, welche die Öffnungen durchqueren, mit den geringstmöglichen Druckverlusten führt.
Die Einschnitte 41... 46 haben in ihrer ganzen Länge gleiche Tiefe und bilden auf diese Weise ebensoviele Kanäle, die den Dampf zu den Öffnungen 131... 136 führen, und erleichtern auf diese Weise den Durchtritt des Dampfes durch die Vorrichtung und die Drosselung desselben. Endlich gestattet die besondere Anordnung der Einschnitte, auf zweckmässige und einfache Weise regelmässig auf der Scheibe 1 verteilte Durchtrittsöffnungen 131 ... 136 zu erzielen.
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einem verengten und einem erweiterten Teil besteht, wie in Fig. 2 dargestellt, den Einschnitten 41... 46. ein solches Profil erteilen, dass die Öffnungen 131.... 136 einen verengten Teil 15 und einen erweiterten Teil 16 haben, welche beiden Teile miteinander durch einen zylindrischen Teil 17 miteinander verbunden sind (Fig. 4).
Mit dieser Vorrichtung erhält man ähnliche Ergebnisse wie mit den Vorrichtungen nach
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man ihrauch zylindrische Form erteilen (19 in Fig. 5). Immerhin erleichtert die konische Form den Dampfeintritt und verringert dadurch seine Druckverluste.
Anstatt die Einschnitte 41... 46 in Form zweier zueinander versetzter, gleichseitiger Dreiecke
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beiden Vielecke unter einem solchen Winkel gegeneinander versetzt sind, dass die Schnittpunkte der entsprechenden Vieleckseiten und infolgedessen die Öffnungen für den Durchtritt des Dampfes sich an den Ecken eines regelmässigen Vieleckes befinden. Um die Allgemeinheit dieser Anordnung zu zeigen, ist in Fig. 6 eine Scheibe 1 dargestellt, an deren beiden Stirnflächen man die Einschnitte 41... 44
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Man erhält auf diese Weise acht Öffnungen 131 ... 138 für den Dampfdurchtritt, die auf die Ecken eines regelmässigen Achteckes verteilt sind.
Man kann die Öffnungen für den Dampfdurchtritt im Ventil auch dadurch erzielen, dass man auf einer der Stirnflächen der Scheibe 1 eine Anzahl von Nuten 41...
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die Kreisnut 20 der Fig. 7 auch durch ein regelmässiges Polygon ersetzen.
Die Ventilkörper nach Fig. 8-19. haben das Kennzeichen, dass die Öffnungen für den Durchtritt des Dampfes durch die Überkreuzung von Längsnuten, die nach den Erzeugenden des Ventilkörpers angeordnet sind, und von senkrecht zu diesen Erzeugenden oder in Schraubenlinie auf dem Ventilkörper angeordneten Nuten erzielt werden. In der Ausführungsform nach Fig. 8-11 sind Längsnuten 211, 212... mit geradlinigem, erweitertem Querschnitt, die parallel zur Achse des Ventilkörpers verlaufen, in
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fläche des Ventilköpers geschnitten. Die Längsnuten 211, 212 ... und die Quernuten 221, 222... schneiden einander und bilden an den Schnittpunkten Öffnungen 131, 132 ... für den Dampfdurchtritt, die von dem zu drosselnden Dampf nach den Pfeilen 14 durchflossen werden.
Anstatt den Nuten 211, 212... und 221, 222... geradlinigen, erweiterten Querschnitt zu erteilen (Fig. 8-11), kann man diesen Nuten auch quadratischen oder rechteckigen Querschnitt geben (Fig. 12-15).
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Ventilkörpers gleich ist. Man kann aber (Fig. 16 und 17) den Längsnuten 211, 212... eine grössere Tiefe als die halbe Dicke des Ventilkörpers und den Quernuten 221, 222... eine geringere Tiefe als die halbe Dicke erteilen. Umgekehrt stellen Fig. 18 und 19 einen Ventilkörper dar, bei dem die Quernuten 221, 222... eine bedeutend grössere Tiefe haben als die Längsnuten 211, 212....
Man kann auch nach Belieben den Querschnitt der Nuten 211, 212... bzw. 22\ 222... verändern und dem geradlinigen Querschnitt dieser Nuten mehr oder minder erweiterte Form geben. Beispielsweise sind die Öffnungen. ?, j... des Ventilkörpers nach Fig. 8-15 bedeutend grösser als die entsprechenden Öffnungen der Fig. 16-19. Endlich kann man die Kreisnuten 22\ 222... entweder an der inneren oder an der äusseren Fläche des Ventilkörpers anordnen, je nachdem, ob der Ventilkolben selbst innerhalb oder ausserhalb des Ventilkörpers angeordnet ist.
Die Erfindung bezieht sich auf eine andere Art der Herstellung von Düsen (Fig. 20-22), nach welcher in den Ventilkörpern Längsnuten 211, 212 ... eingeschnitten werden und der Grund dieser Nuten von kleinen kreisrunden Öffnungen für den Dampfdurchtritt durchbohrt wird. Man kann diesen Längsnuten 211, 212... einen geradlinigen, rechteckigen oder quadratischen Querschnitt erteilen (Fig. 20) oder einen geradlinigen, nach aussen erweiterten Querschnitt (Fig. 23).
Die Mittellinie des Querschnittes jeder Längsnut 211, 212 kann entweder senkrecht auf der zylindrischen Oberfläche des Ventilkörpers stehen und die Achse des Zylinders schneiden (Fig. 20 und 23) oder gegen diese Oberfläche geneigt
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sind, erstreckt sich de Erfindung nichts destoweniger nicht bloss auf diese besondere Anwendung, sondern auch auf diese Vorrichtungen selbst, gleichgültig was für Fluida mit ihnen zerstäubt oder ilberhitzt werden.
PATENT-ANSPRUCHE :
1. Ventilvorrichtung zur Überhitzung von Dampf od. dgl. mit Düsen für den Dampfdurchtritt, gekennzeichnet durch ein Drosselorgan (Scheibe 1), in dessen entgegengesetzten Stirnflächen Einschnitte (41, 42...) von nach aussen erweitertem Profil angebracht sind, derart, dass an den Kreuzungs- punkten (131, 132...) dieser Einschnitte Düsen von zuerst verengtem und dann erweitertem Querschnitt für den Dampfdurchtritt entstehen.