Bei Rohr- oder Kesselbruch selbsttätig wirkende Absperrvorrichtung in Druehleitungen. Es sind bei Rohrdefekten selbsttätig wirkende Absperrvorrichtungen für Dampf-, Wasser- und Luftleitungen bekannt, bei welchen das Absperrorgan aus einer in der Stromrichtung .angeordneten, drehbar ge lagerten Klappe besteht. Hierbei wird die bei einem Rohrbruch auftretende Druck differenz hinter und vor der Klappe, bezw. der Druckabfall hinter derselben für den Abschluss der Klappe nutzbar gemacht. Bei einigen Vorrichtungen ist zu diesem Zwecke nebst der Klappe ein Widerstandskörper an geordnet, der, durch den einseitig wirkenden Überdruck betätigt, den Schluss der Klappe veranlasst.
Diese Einrichtung hat den we sentlichen Nachteil, dass bei normalem Be triebe durch den Widerstandskörper eine teilweise Strömungsänderung und hierdurch ein Druckabfall hervorgerufen wird, dessen Betrag mit der Geschwindigkeit wächst. Dies macht sich insbesondere bei modernen Dampferzeugungsanlagen mit hoher Dampf geschwindigkeit in den Rohrleitungen stö rend bemerkbar, da hierdurch ein dauernder, in gesteigertem Kohlenverbrauch sich aus- drückender Verlust verursacht wird. Man hat auch vorgeschlagen, die durch den Druck des Strömungsmittels in der Ruhelage ge haltene Klappe durch die bei Rohrbruch hiu- ter der Klappe eintretende Druckverminde rung zu schliessen.
Bei Anordnung nach die sem Prinzip 'ist jedoch die Funktion der Ab sperrvorrichtung von einem bestimmten, in der Rohrleitung herrschenden Driick ab hängig, was diese Vorrichtungen zwar für Wasserleitungen, keinesfalls aber für Dampf anlagen mit wechselndem Betriebe geeignet macht.
Bei der den Gegenstand vorliegender Erfindung bildenden Absperrvorrichtung wird hingegen eine anfängliche Schliess bewegung durch die infolge der Druckver minderung bewirkte Steigerung der Ge schwindigkeit des Strommittels, also durch die mitreissende Wirkung desselben ver anlasst, und hierdurch eine die Klappe vollends schliessende Kraft, zum Beispiel der Überdruck auf der einen Klappenseite oder ein Übergewicht, eine Federkraft oder der gleichen, zur Wirkung gebracht, Hierdurch wird unter Vermeidung eines wesentlichen Druckabfalles bei normalem Betriebe eine von dem jeweilig in der Leitung herrschen den Druck vollkommen unabhängige Arbeits bereitschaft der Klappe erreicht.
Die Zeichnung zeigt in den Fig. 1 bis 12 mehrere Ausführungsbeispiele der Absperr vorrichtung nach der Erfindung im Schnitt.
Auf einer im Gehäuse 1 (Fig. 1) dreh bar gelagerten Welle 2 ist eine Klappe 3 befestigt, die durch die Welle in zwei un gleich grosse Flächen geteilt und dementspre chend zur Längsachse des Gehäuses versetzt angeordnet ist. Der grössere, der Stromrich tung zugekehrte Klappenteil weist auf sei ner Unterseite eine zur Stromrichtung schräg liegende Fl=iehe auf. durch die das Strom mittel schliessend auf die Klappe einwirkt.
Dieser Schliesskraft wirkt einerseits das Übergewicht des grösseren Klappenteils, an derseits ein ausserhalb des Gehäuses 1 auf der Klappenwelle 2 aufgekeilter Gewichts hebel 4 entgegen, der sich auf eine am Ge häuse 1 vorgesehene Stellschraube 5 stützt, durch welche die Klappe 3 verstellt und da durch der von ihrer Schrägfläcbe mit dem Strom eingeschlossene Winkel und damit die erforderliche Schliesskraft vergrössert oder verkleinert werden kann.
Man kann auch durch Zierstellen des Gewichtes G oder durch beide Massnahmen die Empfindlichkeit der Klappe den jeweiligen Betriebsverhältnissen anpassen. Überwindet beim Überschreiten der zulässigen Maximalgeschwindigkeit die Schliesskraft des Strömungsdruckes die Ge wichtsbelastung der Klappe, so wird die Klappe durch die Strömung in eine solche .Schräglage gedreht, dass der auf die grössere Kla.ppenfläche wirkende Überdruck die Klappe vollständig schliesst.
Wird die Dif ferenz im Flächenausmass der beiden Klap- penteile und damit die das völlige Schliessen bewirkende Kraft entsprechend klein Viehal ten, so erfolgt der Abschluss ruhig und ohne gefährlichen Stoss. Wird nach erfolgtem Schluss der Klappe der in der Leitung vor gesehene Absperrschieber geschlossen, so öffnet sich die Klappe infolge des Über gewichtes wieder selbsttätig.
Um die Klappe auch bei der grössten zu lässigen Stromgeschwindigkeit sicher offen zu halten, kann an der der Druckfläche des grösseren Klappenteils gegenüberliegenden Seite über dem kleineren Klappenteil eine um eine Achse 7 verschwenkbare Platte 8 so angeordnet sein, dass sie mit der zweck mässig gleichfalls schräg ausgebildeten klei neren Klappenfläche einen trichterartigen Iiaum 9 bildet, aus dem das Strommittel ab gesaugt und dadurch eine auf Offenhaltung -wirkende Zusatzkraft erzeugt wird.
Im Be triebe wächst diese Zusatzkraft mit der Ge schwindigkeit des Strommittels und entzieht so die Klappe dem Einfluss der normalen Betriebsschwankungen vollständig. Bei Rohr defekt wird jedoch diesemZusatzkraft von der Schliesskraft des plötzlich gesteigerten Strö mungsdruckes überwunden, so dass die Klappe schon bei kleinen Defekten zuverlässlich schliesst. Eine an die Platte 8 drehbar an gelenkte Stange 10, die mit ihrem nach aussen ragenden, mit Gewinde versehenen Ende in einem Kugellager 10' des Gehäuses auf gehängt ist, ermöglicht, durch Verstellung der Platte die offenhaltende Kraft nach Be darf zu regeln.
Fig. 2 zeigt eine Rohrbruchklappe wie Fig. 1 für Falleitungen, deren Klappe durch Federbelastung während des normalen Be triebes in Ruhelage gehalten wird. Die ausserhalb des Gehäuses 1 befindliche Feder 11 greift an einen Arm 4 der Klappenwelle 2 an, der sich gegen die Stellschraube 5 stützt, mittelst welcher die Winkelstellung der Klappe geändert werden kann, während die Federspannung durch die das andere Ende der Feder festhaltende Mutter 12 geregelt wird. Fig. 3 zeigt ebenfalls eine Ausführung wie Fig. 1, jedoch für Steigleitungen.
Fig. 4 zeigt eine für Wasserleitungen mit Standrohr bestimmte Rohrbruchklappe, die mit einer Bremsvorrichtung für ruhiges, stossfreies Schliessen der Klappe verbunden Ist. Die nur durch ihr Übergewicht in Ruhe gehaltene Klappe 3 ist durch eine Lenk stange 13 mit einem Bremskolben 14 ver bunden, dessen Kolbenstange 15 durch die Stopfbüchse 16 des Bremszylinders 17 nach aussen geführt und am Ende zu einem ring förmigen Handgriff 18' ausgebildet ist.
Die Kolbenstange 15 stützt sich mit einem Bund 18 auf einen längs der Stopfbüchse 16 ver- sehraubbaren Bügel 19, durch dessen Ein stellung die Winkelstellung der Klappe ge ändert werden kann, wogegen sie mittelst des Griffes 18' von Hand aus geschlossen werden kann. Der Bremszylinder 17 ist in seiner untern Hälfte mit Längskanälen 20 versehen und am obern Ende durch ein Rohr 21 mit dem Standrohr 22 verbunden, das zum Entlüften und Belüften der ganzen Leitung dient. Kolben bezw. Klappe können sich im Anfang ihres Schlusses, da das im Zylinder 17 eingeschlossene Wasser ohne be sonderen Widerstand durch die Kanäle 20 entweicht, rasch bewegen.
Nach Abschluss der Kanäle 20 durch den Kolben wird je doch die Bewegung der Klappe durch die Drosselung gebremst, welche das Wasser beim Durchströmen des engen Verbincaungs- rohres erfährt. Im Verbindungsrohr ist über dies zur Regelung der Schliessgeschwindig keit der Klappe eine Drosselschraube 23 an gebracht.
Die Lenkstange 13 ist mit dem Brems kolben 14 durch einen Bolzen 24 des Kol bens verbunden, der in einem Längsschlitz 25 der Stange eingreift, der so bemessen ist, dass beim .Schliessen der Klappe nach Zu- rücklegung -des durch den Schlitz bedingten toten Ganges der Stange 13 die auf die Klappe einwirkendo Schliesskraft derart an gewachsen ist, dass sie die Kolben- und Stopfbüchsenreibung sicher überwindet.
Die Fig. 5 zeigt eine Rohrbruchklappe, die hauptsächlich für Leitungen mit hohem Wasserdruck bestimmt ist. Bei dieser Aus führungsform ist der Saugraum an der der Stromrichtung zugekehrten Klappenhälfte angeordnet. Um eine auf -Schliessen der Klappe,. also von der Saugvorrichtung weg gerichtete Kraft zu erzeugen, ist auch die der Stromrichtung abgekehrte Klappen hälfte an der Oberseite zu einer Schrägfläche ausgebildet, so dass die Klappe bei normalem Betriebe durch die Strömung am vordern Klappenteil offenhaltend, am hintern Klap- penteil schliessend beeinflusst wird.
Die Saug- v orrichtung besteht wieder aus einer um die Achse 7 durch die Einstellstange 10 ver- schwenkbaren Platte 8, die jedoch an bei den Seiten und vorne mit einer Bordwand 8' versehen ist, so dass sie zugleich eine Ab lenkvorrichtung bildet. Die vordere, keil förmige Stirnwand ist mit einer Anzahl nebeneinander angeordneter Öffnungen 26 versehen, unter die der vordere Klappenrand zu liegen kommt. Diese Einrichtung hat fol genden Zweck.
Bei eintretender Schliess bewegung der Klappe wird nämlich der An stellwinkel der rückwärtigen Klappenhiilfte und dadurch auch die Schliesskraft der Klappe verkleinert. Gleichzeitig gleitet der vordere Klappenrand über die Löcher 26 hinweg, so dass die Saugvorrichtung bereits ihre wesent liche Wirkung auf den vordern Klappenteil verliert, die vollständig aufhört, sobald die Klappe aus dem Saugraum herausragt. Die Saugvorrichtung wirkt nun als Stauvorrich tung und verstärkt die Schliesskraft. Die Empfindlichkeit der Klappe wird lediglich durch Heben und Senken der Ablenkvorrich- tung mittelst der Stange 10 geregelt.
Die Klappe 3 ist mit einer Bremsvorrich tung verbunden. Das obere Ende des Brems zylinders 17 ist durch einen Kanal 29 mit der Rohrleitung verbunden, so dass der Kol ben 14 zu beiden Seiten durch das Strom mittel belastet ist. Da jedoch die Kolben stange nach aussen ragt, .wird an der Innen seite des Kolbens ein nach aussen wirkender Überdruck auftreten, der die Klappe mi schliessen sucht.. Eine den Kolben belastende Feder 27 nimmt diesen Überdruck auf. Die im Kanal 29 angeordnete Drosselschraube 23 regelt die Schliessgeschwindigkeit der Klappe. Der Dreiweghahn ermöglicht es, den Zylin derraum durch eine Öffnung 31 mit der Aussenluft zu verbinden.
Ist diese Verbindung hergestellt, so wird die Klappe $ durch den auf die untere Kolbenfläche wirkenden Druck geschlossen. Diese Einrichtung bildet daher eine Absperrvorrichtung für die -Lei tung. Der Bremszylinder wird durch das Ventil 28 entlüftet.
Fig. 6 zeigt eine für Dampfleitungen bestimmte Ausführung, bei welcher im Ge häuse 1 zwei Klappen angeordnet sind, von denen die eine, 3, bei Rohrbruch, die andere, bei Kesselbruch wirksam ist. Die Rohr bruchklappe a' ist gemäss Fig. 4 ausgeführt, das heisst die Klappenteile sind keilförmig gestaltet, wobei die eine Fläche des gegen die Strömung gerichteten grösseren Klappen- teils durch entsprechende Einstellung der Klappe dem Einfluss der Strömung aus mesetzt ist.
Die Klappe wird durch ihr Über gewicht offen gehalten und ist an der Unter seite des Gehäuses 1 mit einer Bremsvorrich tung zum langsamen Schliessen verbunden. Der Kolben 14 wird durch das einseitige Mehrgewicht der Klappe hebend beeinflusst, wird jedoch durch eine Schraubenspindel 15', die mit einem Bund 18 in einem Bügel 14" des Kolbens eingreift, festgehalten. Durch Drehen der Schraubenspindel kann der Kol ben gehoben oder gesenkt und damit die Empfindlichkeit der Klappe eingestellt wer den. Im Kolben 14 ist eine Bohrung 1.4' an gebracht. durch die das sich bildende Kon denswasser unter den Kolben gelangen kann, so dass die Bremse als Flüssigkeitsbremse wirkt.
Die Nesselbruchklappe 3' ist, wie die Klappe 3, durch Verlegung der Achse in zwei ungleiche Teile geteilt, deren grösserer der Stromrichtung abgekehrt und an der Oberseite mit einer Schrägfläche a versehen ist, auf die der bei Kesselbruch in umge kehrter Richtung fliessende Strom schliessend einwirkt; die Klappe wird lediglich durch die Strömung offen gehalten. Beim Aufhören der Strömung wird dic Klappe durch das einseitige t?bergewicht der grösseren Klap- penhälfte geschlossen und bleibt bei Umkehr der Stromrichtung mit Druck geschlossen.
In den Fig. 7 und 8 sind Rohrbruch klappen gezeigt, bei welchen das vollständige Schliessen der Klappe nach der durch die Steigerung der Stromgeschwindigkeit be wirkten Verdrehung der Klappe nicht durch Überdruck, sondern durch eine Kippvorrich tung herbeigeführt wird. Die Welle \? der Klappe 3 ist in der Mitte angebracht und in der Mittelachse des Gehäuses drehbar gelagert.
Auf der Aussenseite des Gehäuses ist bei der Ausführung gemäss Fig. 7 auf der Welle \? der Gewichtshebel 4 mit dein verschiebbaren Gewicht 6 lose drehbar ge lagert und ruht auf dem einen Arm eines auf der Klappenwelle ? aufgekeilten Doppel hebels 32, der sich auf die Stellschraube 5 des Gehäuses 1 stützt, wodurch die offen ' haltende Kraft erzeubt wird.
Wird die Klappe 3 bei Rohrbruch durch den Strom verdreht, so wird der Gewichts liebel 4 durch den Hebel 32 so lange mit genommen, bis er sein Gleichgewicht gegen die andere Seite hin verliert und, auf den andern Arm des Hebels 3\? auffallend, die Klappe vollends zum Schluss bringt. Die Empfindlichkeit wird durch Einstellung der Klappe durch die Schraube 5 oder durch Ande.rung der offenhaltenden Belastung durch Verstellen des Gewichtshebels 4 mit- telst der Stellschraube 33 geregelt.
Die Schrägfläche der Klappe ist bei dieser Aus führungsform an der Oberseite der der Stromrichtung zu""-el@elirten Klappenhälfte vorgesehen, so dass sich die Klappe beim Schluss in entgegengesetztem Sinne dreht wie bei den vorigen Ausführungsformen.
Wird, wie dargestellt, auch die andere K lappenhälfte, und zwar an ihrer Unter seite, mit einer Schrägfl- < iche versehen, so sichert die Rohrbruchklappe nach beiden Richtungen, so dass sie bei Rohrbruch die Dampfleitung vom Kessel, bei Kesselbruch den Kessel von der Dampfleitung absperrt. Insbesondere ist diese Ausgestaltung der Klappe für Ringleitungen mit wechselnder Stromrichtung notwendig.
Wird ferner ge genüber der Srhrägfl;,iche des hintern Klap- penteils eine einstellbare Platte 8 angeordnet, so wird bei der Stromrichtung von links nach rechts einerseits durch die Saugwirkung eine offenhaltende Zusatzkraft für die Klappe er zeugt, anderseits durch die bei Kesselbruch infolge der Umkehr der Strömung eintretende Stauwirkung ein leichtes Schliessen der Klappe erzeugt.
Bei der in Fig. 8 dargestellten Ausfüh rung ist der Hebel 4 nicht durch Gewicht, sondern durch eine Feder 34 belastet, deren Befestigungspunkte ausserhalb der durch die Drehachse der Klappe geführten Senk rechten, und zwar der Strömungsrichtung zu gelegen sind, wobei der Hebel 4 sich mit der Stellschraube 33 auf den Doppelhebel 32 stützt. Bei Drehung der Klappe gelangt die Feder über die Drehachse der Klappe hinaus und bewirkt deren Schluss. Der feder- oder gewichtsbelastete Hebel 4 dient auch zum Schliessen der Klappe von Hand, zu welchem . Zwecke er gemäss Fig. 8 als Handhebel aus gebildet ist.
Die in Fig. 8 gezeigte Ausführung wirkt ebenfalls nach beiden Richtungen, und zwar bei Strömung von links nach rechts als Rohr bruchklappe, bei umgekehrter Strömung als Kesselbruchklappe, - zu welchem Zwecke beide Klappenflügel mit Schrägflächen ver sehen sind. Unter dem vordern Klappenflügel ist eine einstellbare Platte 8 vorgesehen, die un gefähr in ihrer Mitte um die Achse 7 dreh bar gelagert ist.
Hierdurch wird die Platte derart mittelst Schraubenspindel 10 einstell bar, dass der von der Platte und der Schräg fläche eingeschlossene winkelförmige Raum 9 mit der Öffnung entweder der Strömung ab gekehrt oder zugekehrt ist, so dass sie in er sterem Falle als Saugvorrichtung und in letz terem Falle infolge der Drucksteigerung als Stauvorrichtung wirkt. Die letztere Einstel lung wird dann gewählt, wenn ein früherer Schluss der Klappe bewirkt werden soll. Die Platte 8 reicht nicht bis zum Klappenrand, sondern steht um ein bestimmtes Mass gegen diesen zurück.
Es kann daher durch entspre chendes Einstellen der Platte die Schräg fläche mehr oder weniger abgedeckt und da- durch die wirksame Fläche vergrössert oder verkleinert werden.
Um bei Kesselbruch das Schliessen der Klappe zu erleichtern, ist an der Unterseite des hintern Klappenflügels eine zweite Klappe 35 angelenkt, die sich bei normalem Betriebe - wie strichliert angedeutet - in die Strömungsrichtung einstellt, um bei der bei Kesselbruch eintretenden Strömungs umkehr abzufallen, wobei sie an einem drit ten, an der Klappe angeordneten Arm 32' des Hebels 32 anzuliegen kommt. Durch den Anprall des Dampfes auf die senkrecht zur Strömung gerichtete Klappe wird die Über windung der Federkraft und damit das Schliessen der Klappe erleichtert.
Fig. 9 zeigt eine Rohrbruchklappe., bei welcher die schliessend wirkende Kraft durch Stauwirkung des Strommittels erzeugt wird. Zu diesem Zwecke ist unter dem vordern Klappenflügel eine einstellbare Platte 8 vor gesehen, die zwischen sich und dem Klappen flügel einen Stauraum 9 bildet. Die Klappe hat Gewichts- oder Federbelastung, die bei normalem Betriebe der schliessend wirkenden Kraft der Stauung entgegenwirkt, bei der bei gesteigerter Stromgeschwindigkeit in folge der Stauung bewirkten Verdrehung der Klappe einen vollständigen Schluss derselben herbeiführt.
Die Empfindlichkeit der Klappe wird durch Belastungsänderung mittelst einer Stellschraube oder durch Verstellen der Platte 8 mittelst der Schraubenspindel 10 geregelt, wogegen eine Einstellung der Klappe selbst als überflüssig entfällt. Bei dieser Aus führungsform sind die Schrägflächen ent behrlich.
Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Klappe 3 nicht selbst zu Schräg flächen ausgebildet ist, sondern beide Klap- penflügel mit je einer besonderen Prall fläche versehen sind.
Gemäss der Ausführungsform Fig. 11 ist unterhalb des vordern Klappenflügels eine Platte 36 angeordnet, die durch eine Stange 37 mit der Klappe verbunden und durch eine angelenkte Stellstange in beliebigem Winkel zum Strom einstellbar ist. Diese Platte wird derart schräg zum Strom eingestellt, dass sie erst bei gesteigertem Strömungsdruck ver dreht wird, wobei sie die Klappe mitnimmt. welch letztere sodann durch eine der vor beschriebenen Einrichtungen vollends ge schlossen wird.
Bei der Ausführungsform Fig. 12 ist die den Strömungsdruck aufnehmende Platte 36 senkrecht über der Drehachse 2 der Platte 3 um eine Achse 38 drehbar gelagert. Die Platte wirkt als Belastungsgewicht, hält mit einer an der Unterseite vorgesehenen Schräg fläche die Klappe offen, das heisst das Über gewicht der Platte und der auf diese aus geübte Strömungsdruck halten sich unter normalen Betriebsverhältnissen die Wage. Bei Drucksteigerung stellt sich jedoch die Platte senkrecht zur Stromrichtung und bietet eine grosse Angriffsfläche für das Strommittel.
Dabei kommt die Nase 39 der Platte in Anschlag mit der Klappe, so dass diese mit genommen und durch das Übergewicht der Platte in die Schliessstellung gebracht und in derselben festgehalten wird. Die Belastung der Klappe erfüllt demnach zwei Aufgaben: Unter normalen Betriebsverhältnissen der schliessenden Kraft des Stromes entgegenzu wirken und bei einer durch Rohrdefekt ein trei;enden Steigerung der Stromgeschwindig keit die Klappe zu schliessen.