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Ventil-Aggregat zur stufenweisen Entspannung von unter hohem
Druck stehenden Medien
Die Erfindung betrifft ein Ventil-Aggregat zur stufenweisen Entspannung von unter hohem Druck stehenden Medien aus einem durch den Betriebsdruck geschlossenen Regelventil mit einer vorgeschalteten festen Drosselstrecke.
Bisher bekannte Ausführungsformen solcher Ventil-Aggregate eignen sich ausschliesslich für geringe Betriebsdrücke ; sie können jedoch für Steuerungen mittels Servomotoren od. dgl. wegen der herrschenden hohen Druckverhältnisse nicht verwendet werden.
Nach der Erfindung sollen nun solche Ventil-Aggregate derart ausgestaltet werden, dass ein Schaltventil-d. h. ein Auf-Zu-Ventil-auch entgegen hohen Betriebsdrücken geöffnet werden kann ; dies wird durch Kombination folgender an sich bekannter Merkmale erreicht : a) dass der Ventilkörper des Regelventils durch den Kolben eines Servomotors und dieser Kolben durch das Arbeitsmedium aber ein hinter-der Drosselstrecke angeordnetes, fremdgesteuertes Hilfsventil betätigt wird ; b) dass der Servomotorkolben einen vielfach grösseren Querschnitt hat als der Ventilkörper des Regelventils.
In diesem Ventil-Aggregat sind zweckmässig die einzelnen Drosselkörper bzw. Stufen der Drosselstrecke in bekannter Weise topfartig ausgebildet und mit diametral gegenüberliegenden radialen Bohrungen versehen, wodurch sich innerhalb jedes Drosselkörpers die eintretenden Mediumstrahlen in der Mitte verwirbeln, ohne die Wand durch Aufprallen beschädigen zu können.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines Ventil-Aggregates ist die mehrstufige Drosselstrecke einstückig ausgebildet, an ihrem inneren Ende mit einer Laterne versehen und in das Gehäuse selbstdichtend eingesetzt, wodurch Zulauf und Ablauf der Drosselstrecke gegeneinander sowie gegen aussen abgedichtet sind.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Ventil-Aggregates dargestellt.
Bei diesem Ventil-Aggregat tritt das Arbeitsmedium durch den unteren Anschlussstutzen bei 1 in eine Drosselstrecke 2 ein, die einem Regelventil 3 vorgeschaltet ist und deren inneres Ende 4 über ein-hier auf pneumatischem Wege mittels einer Membran 7-fremdgesteuertes Hilfsventil 5 mit dem Druckraum 6 eines Servomotors verbunden ist ; das Hilfsventil 5 kann im übrigen auch hydraulisch oder elektrisch gesteuert werden. Erhält nun dieSteuermembran 7 dieses Hilfsventils 5 aus der Steuerleitung 8 Impuls, so öffnet das Hilfsventil 5, so dass das Medium aus dem Ende 4 der Drosselstrecke 2 durch die Leitung 9 über das Hilfsventil 5 und durch die Leitung 10 in den Druckraum 6 des Servomotors strömt, dessen Kolben 11 beaufschlagt und das Regelventil 3 öffnet.
Aus ganz bewussten Gründen ist der Servomotorkolben 11 etwa fünfmal im Querschnitt grösser als der Ventilquerschnitt des Regelventils 3 ; dies hat den Zweck, dass das Regelventil 3 bereits bei 1/5 des hohen Betriebsdruckes öffnet. Wenn also im Raum 6 über dem Kolben 11, z. B. bei 500 atm Anfangsdruck ein Druck von 100 atm liegt, öffnet bereits das Regelventil 3 gegen den Druck von 500 atm, und das ist das wesentliche der Kombination der Erfindung. Es muss nämlich vermieden werden, dass in dem Raum 6 die hohen Betriebsdrücke Verwendung finden, da die Abdichtung des Kolbens 11 bei diesen hohen Druckverhältnissen kaum möglich ist.
Sobald nun der Betriebsfall eintritt, dass beispielsweise das Mindestmengenwasser einer Speisepumpe
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abgeführt werden soll und dabei von dem Anfangsdruck auf den geringen Enddruck reduziert werden muss, tritt folgendes ein : das Hilfsventil 5 wird gesteuert von einem aufgesetzten Servomotor, u. zw. entwe-
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das Wasser abgeführt werden soll, so wird durch eine Kontaktsteuerung von irgendeiner Stelle her, also einer Impulsgabe, die Pressluft über der Membran 7 abgesteuert und das Ventil öffnet langsam.
Beim Öffnen des Ventils baut sich in der Leitung 10 und im Raum 6 über dem Kolben 11 langsam ein Druck auf ; sobald dieser Druck den fünften Teil des Betriebsdruckes erreicht hat, öffnet das Hauptventil.
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vollkommen geöffnetem Haupt-über dem Kolben 11 auf den eigentlichen hohen Betriebsdruck aufbauen : da dies aber unzulässig ist, wurde die Steuerleitung 12 hinter der festen Drosselstrecke 2 angeschlossen. Wenn also das Regelventil 3 jetzt geöffnet hat, tritt ein Fluss von 1 über 2 und 13 und 3 ein, und die Drosselwirkung der stufenweisenDrosselstrecke 2 tritt in Tätigkeit und baut den Durch durch das fliessenden Medium ab; in- folgedessen erhält die Steuerleitung 12, das Hilfsventil 5 und der Raum 6 über Kolben 11 den bereits abgebauten Druck.
Gleichzeitig aber baut sich der Druck vor dem Kegel 3 ab, so dass ein noch niederer Druck genügt, um das Ventil 3 durch den Steuerkolben 11 offen zu halten. Durch diese Funktion ist gewährleistet, dass weder die Stopfbüchsen des Steuerventils, noch die Dichtung des Kolbens 11 usw. unter unzulässig hohem Druck stehen.
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Eine solche Ausgestaltung der Drosselkörper hat zur Folge, dass die Wasserstrahlen sich innerhalb eines jeden Topfes durch Zusammenprallen im Mittelpunkt verwirbeln, ohne auf die Topfwandungen prallen und dadurch schädliche Erosionen hervorrufen zu können. Diese Drosseltöpfe müssen unter sich mit besonderen Dichtungen abgedichtet werden. Undichtigkeiten führen zu Störungen des ganzen Drosselvorganges und auch zu Beschädigungen des Gehäuses durch Hinterblasen der einzelnen Drosselkörper. Auch ist der Einbau der einzelnen aufeinanderfolgenden Drosselkörper nicht einfach und ausserdem zeitraubend.
Es liegt im Sinne der Erfindung, dass die einzelnen aufeinanderfolgenden Drosselkörper 15 einer Drosselstrecke 2 zu einem Stück vereinigt und in das Gehäuse leicht ein-und ausschiebbar angeordnet sind. Wenn z. B. die einzelnen Drosselquerschnitte der stufenförmigen Drosselung zu klein oder zu gross sind, so ist es ohne weiteres möglich, die einzige, die gesamte Drosselstrecke bildende Patrone durch eine andere zu ersetzen. Weiters ist es möglich, bei Verschleiss einer Drosselstrecke diese einzige Patrone in kürzester Zeit bei irgendeinemBetriebsstillstandgegen eine andere auszuwechseln. Die aus einem Stück bestehende Drosselstrecke kann einzeln verwendet werden, wobei das Ventil an anderer Stelle und in anderer Form in die Leitung eingebaut werden kann.
Durch die einstückige Ausbildung der Drosselstrecke ist die Voraussetzung gegeben, dass die Zulaufseite 1 und die Ablaufseite 12 und 13 gegeneinander sowie gleichzeitig gegen die Aussenluft durch eine gegen das Gehäuse 14 selbstdichtend abgestützte, einstücksge Drosselstrecke 15 abgedichtet sind, deren Ende 4 alsLaterne 16 ausgebildet ist. Zwischen den das selbstdichtende Laternenende 4 umgebenden Packungen 17 und 18 ist eine Laterne 19 eingesetzt. Hiebei ist die einstückige Drosselstrecke 15 unter Einspannung der Packungen 17,18 gegen einen in das Gehäuse 14 eingreifenden Sprengring 22 durch eine Spannvorrichtung 23, 26 eingespannt und nach aussen herausziehbar angeordnet.
Die einzelnen aufeinanderfolgenden Drosselstufen der einstückigen Drosselstrecke 15 sind bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel durch Verschweissen unlösbar miteinander verbunden.
Der Erfindungsgegenstand wird nicht verlassen, wenn eine andere Verbindungsart zur Anwendung kommt, durch welche die einzelnen aufeinanderfolgenden Drosselstufen zu einem einzigen, die ganze Drosselstrecke 15 bildenden Stück miteinander verbunden werden.
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