CH394251A - Ventileinrichtung mit einem mit Hilfskraft steuerbaren Regelventil für Hochdruckdampfanlagen - Google Patents

Description

      Ventileinrichtung        mit    einem mit     Hilfskraft        steuerbaren    Regelventil  <B>für</B>     Hochdruckdampfanlagen       Die Erfindung betrifft eine mit einem mit     Hilfs-          kraft    steuerbaren Regelventil für Hochdruckdampf  anlagen versehene Ventileinrichtung.

   Es kann sich  beim Regelventil um ein     hydraulisch    oder pneuma  tisch     betätigtes        Reduzierventil    oder     überströmventil     oder um ein Hochdruckdampfventil zur     Temperatur-          regelung    in Verbindung mit     Heissdampfkühlern    und       dergl.    handeln. Es ist bekannt, einem solchen Regel  ventil ein     Vorabsperrventil    vorzuschalten, um eine  sichere Abdichtung zwischen Hochdruck- und Nie  derdrucknetz zu gewährleisten.

   Bei bekannten An  ordnungen dieser Art ist das     Vorabsperrventil        als     gesonderte Ventileinheit ausgebildet, die in gleicher  Weise wie das Regelventil von der vorhandenen  Hilfskraft betätigt wird. Die Anwendung eines sol  chen     Vorabsperrventils        verteuert    die Kosten der  Anlage erheblich, erfordert     zusätzlichen    Raum und  belastet die     Hilfskraftquelle    mit     vergrössertem    Lei  stungsbedarf.  



  Diese Nachteile werden     erfindungsgemäss    da  durch beseitigt, dass das     Vorabsperrventil    mit einem  vom Dampfdruck     betätigten    Kolben verbunden und  gemeinsam mit diesem in das Gehäuse des Regel  ventils auf dessen     Einlassseite    eingebaut ist und     dass     der auf den Kolben     des        Vorabsperrventils        wirkende     Dampfdruck durch ein mit Hilfskraft betätigtes     Hilfs-          ventil    steuerbar ist.

   Durch den Einbau     eines    vom  Dampfdruck betätigten     Vorsteuerventils    in     das    Ge  häuse des Regelventils entsteht eine raumsparende  Baueinheit, die in verschiedener Weise angewandt  werden kann. Das eingebaute     Vorabsperrventil    kann  so ausgebildet und geschaltet werden, dass es zugleich  mit dem Regelventil     geöffnet    und     geschlossen    wird.

      Es kann aber auch     als        vorgeschaltetes        Sicherheits-          ventil    angewandt und beim überschreiten eines vor  gegebenen     Dampfdruckes    im     Niederdrucknetz    bei  geöffnetem Regelventil geschlossen werden. Es sind  auch noch weitere     Anwendungsmöglichkeiten    einer  solchen Baueinheit denkbar.  



       Zweckmässigerweise    wird der Einbau des     Vor-          absperrventils    in der Weise vorgenommen,     dass    der       Dampfeinlassstutzen        des        Regelventils        zwischen    dem       Ventilverschlusskörper    des     Vorabsperrventils    und  dessen Kolben     angeordnet    ist und dass sich an die  Rückseite des Kolbens ein mit einer     Auslassöffnung     versehener Druckraum     anschliesst,

      der     mit    der  Dampfzuleitung in Verbindung steht und in dem     ein          Schliessdruck    entsteht.  



  In     Fig.    1 und 2 sind Ausführungsbeispiele     eines     Regelventils     mit        Vorabsperrventil    nach der     Erfindung     dargestellt, während die     Fig.    3 und 4 schematisch die  Ventileinrichtung nach der Erfindung zeigen.  



  Im Gehäuse 1 eines     Hochdruckdampf-Regelven-          tils    ist ein entlasteter     Ventilschlusskörper    2 mittels  eines Ventilschaftes 3 geführt.     Mit    4 ist eine     Ventil-          schliessfeder        bezeichnet,    die gegen den Kolben     eines          hydraulischen        Stellmotors    5     abgestützt    ist.  



  Auf der     Einlassseite    weist das     Ventilgehäuse    ei  nen     Zylinderansatz    6 auf, in dem ein mit einem Ven  tilkegel 7 starr verbundener Kolben 8 geführt ist. Der       Ventilkegel    7 ist mit einem     zylindrischen    Führungs  ansatz 9 versehen, der     axiale        Durchlassöffnungen    10  besitzt.

   Ein in das Ventilgehäuse 1 eingesetzter     Ven-          tilsitzring    11 arbeitet     mit    dem     Ventilkegel    7     im        Sinne     eines     Vorabsperrventils        zusammen.    Zwischen dem  Kolben 8 und dem Führungsansatz 9 des Ventilke-           gels    7 ist der     Einlassstutzen    12 des Regelventils ange  ordnet.

   Im Kolben 8 ist eine axiale,     mit    einer Drossel  13' ausgestattete     Bohrung    13 vorgesehen,     die    in  einen auf der Rückseite des Kolbens 8 angeordneten  Druckraum 14 mündet. Im Druckraum 14 ist eine  Feder 15 untergebracht, die das     Vorabsperrventil     7/11 in     Schliessstellung    zu bringen trachtet. Der  Druckraum 14 ist durch einen     Auslassstutzen    16 an  eine     Steuerleitung        angeschlossen.    Bei geschlossenem  Regelventil wirkt der Druck des durch den Einlass  stutzen 12     eintretenden    Hochdruckdampfes auf die  einander     zugekehrten    Flächen des.

   Kolbens 8 und des       Führungsansatzes    9. Der Dampfdruck wirkt auch   da er durch die     Durchlassöffnung    10 übertragen     wird     - auf eine den     Ventilkegel    7 umgebende Ringfläche  17 auf der Vorderseite des Führungsansatzes 9 und  bei     geschlossenem        Auslassstutzen    16     infolge    der  axialen Bohrung 13 auch auf der     ganzen    rückseitigen       Kolbenfläche    18.

   Da die     Kolbenfläche    18 grösser ist       als    die Ringfläche 17, wird     eine    durch die Feder 15  unterstützte     Schliesskraft    durch den Hochdruck  dampf erzeugt. Sobald jedoch der     Auslassstutzen    16  geöffnet wird, der Dampf also aus dem Druckraum  14 entweichen kann, wird das     Vorabsperrventil    7/11  gegen die Wirkung der Feder 15 geöffnet, da auf die       Ringfläche    17 noch der volle     Dampfdruck    wirkt.

    Dieses Öffnen erfolgt sehr plötzlich, im Bruchteil  einer     Sekunde,    da zu     Beginn    der Öffnungsbewegung  auch noch die Fläche des Ventilkegels 7 dem Dampf  druck ausgesetzt wird, so dass sich die     Öffnungskraft          sprunghaft        vergrössert.    Wird der     Auslassstutzen    16  wieder geschlossen, so- dass sich im     Druckraum    14  der     Dampfdruck    wieder aufbauen     kann,

      dann sind  alle Flächen des Kolbens 8 und des     Ventilkegels    7  dem Dampfdruck     ausgesetzt.    In diesem     Gleichge-          wichtszustand        wirkt    die Feder 15 im     schliessenden     Sinne, so dass der Ventilkegel 7 auf dem Ventilsitz  ring 11 zur Auflage kommt.

   Da in diesem Zustand       jedoch    die Fläche des     Ventilkegels    7 dem Dampf  druck     entzogen    und nur von dem schwächeren Ge  gendruck, der sich im Ventilgehäuse 1     einstellt,        be-          aufschlagt    ist,     vergrössert    sich im     Schliesszustand    des       Vorabsperrventils    7/11 die     Schliesskraft    um den vom  Hochdruckdampf ausgeübten Anteil.  



  Bei dem in     Fig.    2 dargestellten Ausführungsbei  spiel ist in dem Zylinderansatz 6     des    Ventilgehäuses  1 ein Stufenkolben 19     geführt,    der an seiner Vorder  seite den Ventilkegel 20 trägt. Der von der kleineren  Kolbenfläche 19'     liegende,    den     Ventilkegel    20 um  gebende Ringraum ist durch eine Kolbenbohrung 21,  die eine Drossel 21' besitzt, mit dem     Druckraum    14  verbunden, der sich an die grössere Kolbenfläche 19"       anschliesst.    Der vor der Kolbenstufe liegende Ring  raum 22 ist durch eine ins Freie     führende    Leck  dampfleitung 23     drucklos    gehalten.

   Bei geschlosse  nem     Auslassstutzen    16 wird durch den auf die     grös-          sere        Kolbenfläche    19" wirkenden     Druck        des    Hoch  druckdampfes eine Schliesskraft erzeugt, während  beim Öffnen des     Auslassstutzens    16 durch den       Dampfdruck    auf die kleinere Kolbenfläche 19' und    auf die Fläche des Ventilkegels 20 eine     Öffnungskraft     wirksam wird. Durch die Anwendung des Stufen  kolbens 19 kann auf die Feder 15 des ersten Aus  führungsbeispiels verzichtet werden.  



  Man kann natürlich die     Leckdampfleiiung    23       zusätzlich        mit    als Steuerleitung ausnutzen, indem man  durch ein Umschaltventil wechselweise den Auslass  stutzen 16 oder die     Leckdampfleitung        abschliesst     oder     mit    einem Auslass verbindet. Bei geöffnetem       Auslassstutzen    16 und geschlossener     Leckdampf-          leitung    23     wirkt    dann der     Leckdampfdruck    vor der  Kolbenstufe im     Ringraum    22 zusätzlich im Sinne  einer Öffnungskraft.

   Bei geschlossenem     Auslassstut-          zen    16 ist die     Leckdampfleitung    23 durch das Um  schaltventil geöffnet und der Ringraum 22 druck  entlastet. Dabei kann der     Auslassstutzen    16 auch so  angeordnet werden, dass er von dem Stufenkolben 9  selbst bei     Offenstellung    abgeschlossen wird.  



  In     Fig.    3 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel  der Ventileinrichtung, bei welcher das in     Fig.    1 oder       Fig.    2 dargestellte     Vorabsperrventil    für das Regel  ventil Anwendung findet.

   Durch eine an die Hoch  druckdampfleitung 24 angeschlossene     Messdrucldei-          tung    25 wird der Messdruck auf ein als     Kraftschalter     wirkendes     Bourdonrohr    26     übertragen,    durch das  der Auslass 27 einer     hydraulischen        Steuerdrucklei-          tung    28 bei     ansteigendem        Messdruck    gedrosselt wird.  Die     Steuerdruckleitung    28 ist an den Stellmotor 5  des Regelventils angeschlossen.

   Bei einer Erhöhung  des     Steuerdruckes    wird der     Ventilverschlusskörper    2  von seinem Ventilsitz abgehoben und der     Dampf-          auslass    29 des Regelventils freigegeben.  



  Durch das     Vorabsperrventil    7/11, auf dessen  Kolben 8 vom Hochdruckdampf bei abgeschlossenem       Druckraum    14 in beschriebener Weise eine     Schliess-          kraft    ausgeübt wird,     ist    der     Dampfeinlass    zum Regel  ventil abgesperrt. Der     Auslassstutzen    16 des Druck  raumes 14 ist an eine     Auslassleitung    30 angeschlos  sen, die durch ein Hilfsventil 31 beherrscht ist. An  die     Steuerdruckleitung    28 ist eine     Messdruckleitung     32 angeschlossen, durch die der Steuerdruck auf ein       Bourdonrohr    33 übertragen wird.

   Bei steigendem       Steuerdruck    öffnet das     Bourdonrohr    33 den Auslass  34 einer     Hilfssteuerleitung    35, die an einen Stell  motor 36 des     Hilfsventils    31 angeschlossen ist.  



  Sobald der     Steuerdruck    in der Leitung 28 steigt,  also das Regelventil geöffnet wird, erfolgt durch die       Hilfssteuerung    32-36 ein Öffnen des     Hilfsventils    31,  so dass der Druckraum 14     drucklos    wird. Dadurch  wird in schon beschriebener Weise das     Vorabsperr-          ventil    7/11 plötzlich geöffnet, so dass der     Hoch-          druckdampf    in das Regelventil gelangen und zur  Niederdruckseite durch den Auslass 29 abströmen  kann.  



  Wird bei einer solchen     überströmregelung    das       Vorabsperrventil    mit einem Stufenkolben 19 nach       Fig.    2 verbunden, so kann man anstelle des Hilfs  ventils 31 auch ein Umschaltventil verwenden, das  wechselweise den Auslass des Druckraumes 14 oder  die     Leckdampfleitung    23     (Fig.    2)     abschliesst    und      öffnet. Durch die     Hilfssteuerung    32-36     wird        dafür     gesorgt, dass das     Vorabsperrventil    7/11 immer gleich  zeitig mit dem Regelventil geöffnet und geschlossen  wird.  



  Bei der in     Fig.    4 dargestellten Ventileinrichtung  wird das     Vorabsperrventil    7/11, das den Hochdruck  dampf-Eintritt zum Regelventil     beherrscht,        als    Sicher  heitsventil benutzt. Der     Auslassstutzen    16 des Druck  raumes 14 ist an eine Leitung 37 angeschlossen, von  der eine     mit    einer Drossel 38 versehene     Auslasslei-          tung    39 abgezweigt ist. Die Leitung 37 steht über ein  Hilfsventil 40     mit    einem an die Hochdruckdampf  leitung 24 angeschlossenen Leitungszweig 41 in Ver  bindung.

   Dieses     Hilfsventil    40 ist durch eine     Mess-          druckleitung    42 mit der Dampfleitung auf der       Niederdruckseite    verbunden und     wird    geöffnet,  sobald auf der Niederdruckseite ein zu grosser  Dampfdruck entsteht. Bei geschlossenem     Hilfsventil     40 ist der Druckraum 14 über die Drosselstelle 38  ständig mit der     Auslassleitung    39     in    Verbindung, so  dass das     Vorabsperrventil    7/11 durch den Druck des  Hochdruckdampfes in schon beschriebener Weise  offengehalten wird.

   Sobald jedoch bei Überdruck in  der     Messdruckleitung    42 das     Hilfsventil    40 geöffnet  wird, strömt mehr Hochdruckdampf über den Lei  tungszweig 41 in die     Druckkammer    14     ungedrosselt     ein, als über die Drosselstelle 38 abströmen kann,  so dass in der Druckkammer 14 ein     Schliessdruck     entsteht, der das     Vorabsperrventil    7/11 zum plötz  lichen     Schliessen    veranlasst. Das     erfolgt    hier bei  geöffnetem Regelventil.  



       In    allen Fällen     schliesst    und öffnet das Vorab  sperrventil     plötzlich    in Sekundenbruchteilen, da durch  Verwendung des hohen Dampfdruckes grosse  Schliess- und     Öffnungskräfte    zur Verfügung stehen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Ventileinrichtung mit einem mit Hilfskraft steuer baren Regelventil für Hochdruckdampfanlagen, dem ein Vorabsperrventil vorgeschaltet ist, dadurch ge kennzeichnet, dass das Vorabsperrventil (7/11) mit einem vom Dampfdruck betätigten Kolben (8) ver bunden und gemeinsam mit diesem in das Gehäuse (1) des Regelventils auf dessen Einlassseite eingebaut ist und dass der auf den Kolben (8, 19) des Vorab sperrventils (7/11) wirkende Dampfdruck durch ein mit Hilfskraft betätigtes Hilfsventil (31, 40) steuerbar ist. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampfeinlassstutzen (12) des Regelventils zwischen dem Ventilverschlusskör- per (7) des Vorabsperrventils und dessen Kolben (8, 19) angeordnet ist und dass sich an die Rückseite (18, 19") des- Kolbens (8, 19) ein mit einer Auslass- öffnung (16) versehener Druckraum (14) anschliesst, der mit der Dampfzuleitung (24)

   in Verbindung steht und in dem ein Schliessdruck entstehen kann. 2. Einrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anschluss der Druckkam mer (14) an die Dampfzuleitung (24) im Kolben (8, 19) eine axiale, mit einer Drossel (13 ', 21') ver sehene Bohrung (13, 21) angebracht ist. 3.

   Einrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (16) der Druckkammer (14) von dem Hilfsventil (31) abge schlossen ist, das beim Öffnen des Regelventils durch eine Hilfskraftsteuerung (32-36) geöffnet wird. 4. Einrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (16) des Druckraumes (14) an eine eine Drossel (38) enthal tende Auslassleitung (39) angeschlossen ist und dass der Anschluss des.

   Druckraumes (14) an die Dampf zuleitung (24) über ein Hilfsventil (40) erfolgt, das durch eine Hilfskraftsteuerung beim Überschreiten eines vorgegebenen, hinter dem Regelventil entste henden Druckes anspricht. 5.

   Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben des Vorabsperr- ventils (7, 11) als Stufenkolben (19) ausgebildet ist, dessen grössere wirksame Kolbenfläche (19") vom Dampfdruck im schliessenden Sinne beaufschlagt wird.