Sicherheitsventil, insbesondere für Schiffskessel. Bei allen bisherigen Sicherheitsventilen wird der erforderliche Schliessdruck nicht er reicht, und es stellt sich deshalb oft ein leichtes Wrasen dieser Ventile ein. Das Nicht erreichen des Schliessdruckes ist begründet in der zu geringen tatsächlichen Druckspanne zwischen dem Betriebsdruck und dem Ab blasedruck (Genehmigungsdruck) der Sicher heitsventile. Durch die rechnungsmässig er mittelte Druckspanne ist die Kraft bestimmt, init welcher die Feder oder das Gewicht das Ventil dicht schliessen soll.
Die Erzielung absolut dichter, das heisst wrasenfreier Ven tile setzt aber voraus, dass die aufeinander dichtenden Ventilflächen so beschaffen sind, dass unter allen Umständen der an den Dich tungsflächen wirklich vorhandene Schliessdruck mindestens gleich oder grösser ist als der Schliessdruck, dessen das Ventil für dichten Abschluss nach der Rechnung mindestens be darf. Diese Forderung bedingt einen grösst möglichen spezifischen Flächendruck zwischen Ventilkörper und Ventilsitz. Zweck der Erfin- dung ist, diese Bedingung durch eine kegelige Dichtungsfläche besonderer Art zu erreichen.
Theoretisch ist der grösstmögliche spezi fische Flächendruck durch die kleinstmög liche Dichtungsfläche erzielbar. Eine Kante (Schneide) wäre hiernach der ideale Sitz des Kegels. Eine solche Ausführung ist jedoch praktisch nicht möglich.
Um nun unter Anwendung einer kegeligen Dichtungsfläche einen erhöhten tatsächlichen Schliessdruck zu erreichen, stehen bei dem den Erfindungsgegenstand bildenden Sicher heitsventil mit spitzkegelförmiger, rein me tallischer Dichtungsfläche, insbesondere für Schiffskessel, die vom Ventilkegel berührte Sitzflächenbreite und die Kegelneigung in einem solchen Verhältnis zueinander, dass die axiale Projektion der Sitzfläche weniger als 1 mm hat.
Die Dichtungsfläche liegt hierbei auf der Mantelfläche eines spitzen Kegels, und es kann hierdurch beispielsweise eine Projektionsfläche von etwa 0,2 mm Breite bei beispielsweise 3-4facher wirklicher Sitz- breite, also bei noch guter Ausführungsmög lichkeit, erzielt werden. Durch den auf diese Weise wesentlich erhöhten spezifischen Dich tungsflächendruck wird erreicht, dass der rech nungsmässig unter Zugrundelegung der gemäss der Erfindung gewählten Breiten- und Winkel verhältnisse der Dichtungsflächen erforderliche Schliessdruck geringer ist als die aus der Differenz zwischen Betriebsdruck und Ge nehmigungsdruck errechnete Druckspanne.
Die auf diese Weise bestimmte Feder- oder Gewichtsbelastung genügt daher in allen Fäl len, um das Ventil gegen den Arbeitsdruck völlig dicht zu halten.
Die Erfindung bietet einen besonderen Vor teil bei der Anwendung auf sogenannte Voll hub-Sicherheitsventile, bei denen sich über dem Ventilkegel ein Drosselkragen befindet, gegen den der Dampf eine Hubwirkung aus üben soll. Dieser Drosselkragen ist mit Vor teil so angeordnet und ausgebildet, dass er bei öffnendem Ventil infolge der spitzkegeligen Dichtungsflächen sofort unmittelbar von dem austretenden Dampfstrahl beaufschlagt wird, so dass das Ventil beim Öffnungsdruck sofort ganz öffnet. Im Gegensatz hierzu wird bei den bisherigen Sicherheitsventilen in der Regel der Dampfstrahl durch die horizontale Sitz fläche um 90 abgelenkt,
und nur ein Bruch teil trifft den Drosselkragen.
Ventilsitz und Kegelführung können aus einem einheitlichen Körper bestehen, wodurch ein genau zentrisches und gleichmässiges Auf setzen des Kegels auf der schmalen Dichtungs fläche in jeder Ventillage gewährleistet ist.
Die Erfindung kann auch bei Vorsteuer ventilen für Hauptsicherheitsventile Verwen dung finden.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbei spiel eines erfindungsgemässen federbelasteten Sicherheitsventils im Schnitt.
Bei diesem Beispiel ist ein Arbeitsdruck P von 70 atü und ein Genehmigungsdruck (Ab blasedruck) von 75 atü angenommen. Der mittlere Sitzdurchmesser ist mit 25, 27 mm gewählt. Demnach beträgt der Arbeitsdruck unter dem Kegel nach bekannter Formel 350 kg, während sich bei einem Genelimigungs- druck von 75 atü eine Federbelastung von 375 kg ergibt. Diese entspricht einem Schliess druck Pv von 25 kg. Als Kegelwinkel 2a wurde ein solcher von zweimal 15 = 30 bei wirklicher Sitzbreite y von 0,8 111m ge wählt. In der axialen Projektion (Schliess druckrichtung Pr) betrigt die Breite .x der Sitzfläche 0,20 mm.
Bei dieser Sitzflächen breite ergibt sich bei einem Arbeitsdruck von 70 atü nach bekannter Formel (s. Hütte) ein erforderlicher Schliessdruck Pri von nur 17 kg. Der tatsächliche vorhandene Schliessdruck ist demnach um 8 kg höher als der rechnungs mässig erforderliche. Die Querschnittsverhält- nisse in dem Ventilgehäuse C für die Dampf strömung um den Kegel und in der Druck kammer A sind im Verhältnis zu dem Ab dampfrohr so gehalten, dass sich in der Kam mer A ein gewisser Druck einstellt, der von unten auf den Kopf B des federbelasteten Ventilstössels drückt, so dass das Ventil nicht eher schliessen kann, als bis der Kesseldruck wieder auf den Betriebsdruck gesunken ist.
Sobald der Betriebsdruck wieder hergestellt ist, genügt der Druch in der Kammer A bezw. auf den Stösselkopf B nicht mehr zum Offen halten des Ventils, so dass dieses im gleichen Augenblick schliesst.
Ventilsitz und Kegelführung bilden einen einheitlichen Körper .D, der genau bearbeitet werden kann und das zentrisch genaue und gleichmässige Aufsetzen des Ventilkegels F gewährleistet.
Aus der Zeichnung ist ferner ersichtlich, dass infolge der spitzkegeligen Gestaltung des Ventils die Dampfstrahlen den Hubkragen D des Ventilkegels unmittelbar unter düsen- förmiger und wirbelfreier Ausnutzung der Strömungsenergie des Dampfes treffen, wo durch eine sichere und volle Hubwirkung erreicht wird.