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Hoehschub-Sieherheitsventil mit Feder-oder Gewichtsbelastung.
Die bekannten Sicherheitsventile mit Zusatzhubfläche haben den Nachteil, dass das Ventil nicht, wie dies zur Vermeidung von Spannungsverlusten nötig ist, dann schliesst, wenn der Kesseldruck auf die normale Höhe gesunken ist, sondern erst wenn der verminderte Kesseldruck (auf die Flächeneinheit) multipliziert mit der um die Zusatzhubfläche vergrösserten Ventilfläche der Federspannung entspricht. Dieser verminderte Kesseldruck liegt bei genügend grosser Hochhubwirkung so tief unter dem Normaldruck, dass jedes Abblasen des Sicherheitsventils einen bedeutenden, unerwünschten Dampfverlust zur Folge hat.
Es sind auch Bauarten von Hochhub-Sicherheitsventilen bekannt, bei denen die Öffnung des Abschlussventils mittelbar durch ein Steuerventil oder durch eine ähnlich wirkende Hilfsvorrichtung bewirkt wird. Diese Hochhuh-Sicherheitsventile besitzen den Mangel, dass ihre Wirksamkeit sofort vollständig ausgeschaltet ist. sobald die zur Steuerung vorgesehene Hilfsvorrichtung aus irgendeinem Grunde versagt.
Diese Nachteile werden bei dem Gegenstand der Erfindung durch eine Anordnung
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verhindernde schädliche Wirkung der Zusatzfläche aufzuheben.
In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes im Längsschnitt dargestellt, und zwar zeigt Fig. i eine Einrichtung. bei der die für das Schliessen des Ventils schädliche Wirkung der Zusatzfläche selbsttätig beseitigt wird, Fig. 2 eine Einrichtung, bei der ein Abschlussorgan für denselben Zweck von Hand betätigt wird, Fig. 3 eine andere Ausführungsform der Einrichtung nach Fig. 2 und Fig. 4 eine andere Ausführungsform der Einrichtung nach den Fig. 2 und 3.
Bei der Ausführung nach Fig. i ist der Ventilkegel a des Sicherheitsventils b in seinem oberen Teil in bekannter Weise als Kolben c ausgebildet. Die zwischen dem Rand des eigentlichen Ventilkegels ; tzes und dem Rahmen des Kolbens c liegende ringförmige Fläche stellt die den Hochhub bewirkende ZusatzflÅache dar. Der kolbenförmige Teil c wird in einem Zylinder d des Ventilgehäuses geführt. Der Ventilkegel a ist gemäss der Erfindung mit einer Bohrung e versehen, die den ringförmigen Raum g unterhalb des Kolbens c und, nach Abheben des Kegels a, den Raum gl unterhalb des Ventilkegels mit dem Raum g2 verbindet. Der Zylinder d ist durch einen Deckel h abgeschlossen, durch den die federbelastete Spindel i geführt ist.
Die Wandung des Zylinders d ist in bekannter Weise mit Aussparungen k versehen, durch die der Dampf nach Abheben des Ventils entweichen kann. Um den Austrittsquerschnitt der Aussparungen verändern zu können, ist in ebenfalls bekannter Anordnung um den Zylinder d ein der Höhe nach durch Verdrehung verstellbarer Ring f gelegt, der je nach seiner Höhenlage den Querschnitt der Auslassöffnungen k ändert. Der Ring besitzt Löcher x, in welche ein geeignetes Werkzeug eingeführt werden kann, um den Ring zu drehen. Zur Feststellung des Ringes ist eine Schraube y vorgesehen.
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Zylinder it geführt und trägt zum besseren Abschluss einen Ventilkegel o, der auf einem an dem Zylinder 1Z angeordneten Ventilsitz ruht.
Der Kolben i ! ist mit einem Röhren- schieber p verbunden, der mit Durchbrechungen q versehen und in einem Zylindermantel r geführt ist, der mit Durchbrechungen s versehen ist. Der von dem Mantel ?'und dem
Gehäuse t gebildete Hohlraum 1t steht durch den Kanal v mit dem Raum g2 oberhalb des Abschlusskegels a in Verbindung. Die Kolbenschieberstange : o wird durch eine
Feder z so belastet, dass der Ventilkegel o so lange auf seinem Sitz verbleibt, bis der zulässige Kesseldruck erreicht ist. Befindet sich der Ventilkegel auf seinem Sitz, so sind die Durchbrechungen s des Zylindermantels l'durch den Röhrenschieber p verschlossen.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende : Überschreitet der Druck im Kessel den Druck, bei dem das Sicherheitsventil abblasen soll, so überwindet er in bekannter
Weise die dem Normaldruck multipliziert mit der Querschnittsfläche des Ventilkegels a entsprechende Spannung der Feder des eigentlichen Sicherheitsventils. Das Ventil arbeitet zunächst als gewöhnliches Sicherheitsventil ohne Hochhubwirkung. Beim Überschreiten des Normaldruckes im Kessel wird aber auch die Spannung der Feder z für den durch die Leitung m auf den Kolben i ! wirkenden Kesseldruck überwunden. und der Kolben l und damit der Röhrenschieber p nach oben bewegt.
Hierdurch fallen die Durchbrechungen q des Röhrenschiebers p mit den Durchbrechungen s des Zylindermantel r zusammen. Das oberhalb des Ventilkolbens c in dem Raum g2 befindliche Druckmittel, das nach Abheben des Ventilkegels a durch die Bohrung e dorthin gelangt ist, kann nun durch den Kanal v, den Hohlraum M, die Durchbrechungen s und q und durch das offene Federgehäuse entweichen ; Für das richtige Arbeiten der Einrichtung ist es erforderlich, dass die Bohrung e einen kleineren Querschnitt erhält als der Kanal v und die daran anschliessende, ins Freie führende Leitung. Infolgedessen wird der Raum g2 entlastet, wodurch nach Abheben des Ventilkegels a der Kesseldruck auf die ganze Fläche des Ventilkolbens c wirken kann.
Dieser wird unter Überwindung der wachsenden Federspannung so weit gehoben, dass die Aussparungen II zum Austritt des Dampfes freigegeben werden. Ist der Dampfdruck im Kessel wieder bis auf den beabsichtigten Schliessdruck bzw. Normaldruck gefallen, so überwindet die Spannung der Feder z den auf den Kolben I wirkenden Druck, und der Ventilkegel o legt sich auf seinen Sitz. Bei dieser Bewegung schliesst der Rohrschieber p die Durchbrechungen s ab, so dass der durch die Bohrung e des Ventilkegels a tretende Dampf nicht mehr entweichen kann. Im Raum g2 steigt nunmehr der Druck, wodurch die Wirkung der Zusatzfläche aufgehoben wird.
Der feder- (oder gewichts-) belastete Ventilkegel a geht infolgedessen auf seinen Sitz zurück und sperrt den Austritt des Dampfes ab, bevor der Kesseldruck wesentlich unter den Einstellungsdruck gesunken ist.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist, wie bereits erwähnt, die für das Schliessen des Ventils schädliche Wirkung der Zusatzfläche in der Weise beseitigt, dass in einer Verbindungsleitung zwischen dem Raum unterhalb des Ventilkörpers und dem Raum oberhalb des Ventilkörpers ein Abschlussorgan angeordnet ist, das, anstatt wie beim Sicherheitsventil nach der Ausführung der Fig. i selbsttätig zu wirken, von Hand bedient werden muss.
Der Raum gl unterhalb des Ventilkörpers steht nach Öffnen des Ventilkegels mit dem Raum g2 oberhalb desselben durch die Bohrung e in Verbindung, die entsprechend dieser Ausführungsform durch ein von Hand zu bedienendes Abschlussorgan geöffnet oder geschlossen werden kann.
Aus der Zeichnung geht ohne weiteres hervor, dass bei Überschreitung des Kessel- höchstdruckes das Hochhubventil zwar bei geschlossener Stellung des Abschlussorgans 1, das beispielsweise als ein Hahn dargestellt ist, infolge der Wirkung der Zusatzfläche nach dem Abheben des Ventilkegels a wie ein gewöhnliches Hochhubventil arbeitet, also infolge des hohen Hubes kräftig abbläst und erst schliesst, wenn der Kesseldruck so weit unter den Einstellungsdruck gesunken ist, bis das Produkt aus dem verminderten Kesseldruck multipliziert mit der um den Flächeninhalt der immer. noch wirkenden Zusatzfläche ver- grösserten Ventilkegelfläche der Federspannung entspricht. Letzterer Übelstand wird durch die Neuerung wie folgt beseitigt.
Wird während des Abb'asens des Ventils im. Augenblick der Erreichung des Einstellungsdruckes der Verbindungsweg e zwischen den Räumen gl und g2 geöffnet, so tritt ein Teil des im Raume 2 immer noch unter einem gewissen Druck stehenden Dampfes in dem Raum g2 über und wirkt auf den Ventilkegel als zusätzliche Belastung von oben. Die für das rechtzeitige Schliessen des Ventils schädliche Wirkung der Zusatznäche wird also durch diese ihr entgegenwirkende zusätzliche Belastung aufgehoben, und das Ventil schliesst dann durch den Federdruck.
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Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von der nach Fig. 2 dadurch, dass das zur Beseitigung der für das Schliessen des Hochhubventils schädlichen Wirkung der Zusatzfläche vorgesehene, von Hand zu bedienende Abschlussorgan in einer in der Längsachse des Sicherheitsventils geführten Verbindungsleitung zwischen dem Raum oberhalb des Ventilkörpers und der freien Luft angeordnet ist, während die Verbindung zwischen dem Raum unterhalb des Ventilkörpers und dem Raum oberhalb des Ventilkörpers durch eine freibleibende Bohrung im Federgehäuse ermöglicht ist.
Gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 2 erreicht man den Vorteil, dass keine bestimmte Drehstellung des Sicherheitsventils auf dem Kessel verlangt wird, sondern die Zentralanrdnung des Ahschlussorgans beim Sicherheitsventil eine Anschlussbefestigung des Ventils durch Muffengewinde in jeder beliebigen Drehstellung ermöglicht. Das Abschlussorgan 1, das von Hand bedient wird, ist
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Raum g2 oberhalb des Ventilkegels bleibt infolgedessen ruckfrei.
Es arbeitet also dann das Hochhubventil bei Überschreitung des Kesselhöchstdruckes infolge der Wirkung der Zusatzfläche nach dem Abheben des Ventilkegels a wie ein gewöhnliches Hochhubventil, bläst
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weit unter den Einstellungsdruck gesunken ist, dass das Produkt aus dem verminderten Kesseldruck mal der um den Flächeninhalt der immer noch wirkenden Zusatzfläche vergrösserten Ventilkegelfläche der Federspannung entspricht.
Diesem Übelstande wird genau wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2 dadurch gesteuert, dass bei Erreichung des Einstellungsdruckes das Abschlussorgan 1 geschlossen wird Sobald hierdurch die Verbindung des Raumes g2 mit der freien Luft abgeschlossen ist, tritt infolge weiteren Übertretens eines Teiles des im Raum 2 noch immer unter einem gewissen Druck stehenden Dampfes durch die Bohrung e nach dem Raum g2 hier eine Druckerhöhung ein, die als zusätzliche Belastung auf den Ventilkegel wirkt. Die für das rechtzeitige Schliessen des Ventils schädliche Wirkung der Zusatzfläche wird also durch diese ihr entgegenwirkende Belastung aufgehoben, und das Ventil schliesst dann durch Federdruck.
In der Ausführungsform nach Fig. 4 ist der Ventilkegel des zur Beseitigung der für das Schliessen des Hochhubventils schädlichen Wirkung der Zusatzfläche vorgesehenen, von Hand zu bedienenden Abschlussorgans auf einer Zug-und Druckstange angeordnet, bei deren Bewegung in der einen Richtung der auf der Stange befestigte Ventilkegel geschlossen, bei Bewegung in der entgegengesetzten Richtung eine Entlastung des Sicherheitsventilkegels herbeigeführt werden kann. Man kann dadurch den Hebel für die Bedienung des zur Beseitigung der schädlichen Wirkung der Zusatzfläche beim Schliessen des HochhubSicherheitsventils vorgesehenen Abschlussorgans auch für die mechanische Entlastung des Ventilkegels benutzen, die erforderlich wird, wenn sich der Ventilkegel in geschlossener Stellung festgesetzt hat.
Der Ventilkegel des von Hand zu bedienenden Abschlussorgans 1 ist auf einer Zug-und Druckstange 3 befestigt, die an ihrem unteren Ende mit einem Bund 4 versehen ist. Der untere Federteller 5 des Hochhub-Sicherheitsventils ist mit einer in ihrem oberen Teil hohlen Führungsstange 6 versehen, die in der Federdruckschraube 7 geführt ist. Der Bund 4 der Zug-und Druckstange 3 legt sich bei der Aufwärtsbewegung der letzteren gegen einen Ansatz der Führungsstange 6 und nimmt diese mit, wodurch die Ventilfeder 8 gespannt und eine Entlastung des Ventilkegels a herbeigeführt wird. Unter dem Bund 4 der Zug-und Druckstange 3 befindet sich genügend Spielraum, der das Anheben des Ventilkegels a beim Abblasen des Hochhub-Sicherheitsventils gestattet.
Die Zug-und Druckstange 3 wird durch eine Feder 9 nach oben gedrückt, die, zwischen den Führungsrippen der Führungsstange 6 und den Führungsrippen des Ventilkegels des Abschluss- organs 1 liegend, das letztere offen hält. Wird der Ventilkegel des Abschlussorgans 1 du. ch entsprechende Bewegung des Hebels 10 unter Zusammendrückung der Feder 9 geschlossen, so kann sich der Bund 4 der Zug-und Druckstange 3 frei nach unten bewegen und lässt noch so viel Spielraum frei, wie zum Anheben des Sicherheitsventilkegels a erforderlich ist.
Die Bohrung e, die nach dem Öffnen des Ventilkegels a die Verbindung der Räume gl und g2 herstellt, ist bei der vorliegenden Anordnung nicht im Federgehäuse, sondern im Ventilkegel a angebracht. Diese Änderung hat den Vorteil, dass der Federraum durch diese Verbindungsbohrung im Interesse einer besse'en Erhaltung der Feder entwässert wird.
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