DE1001557B - Regelventil mit einem durch Servomotor betätigten Hauptventil - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Regelventil, welches indirekt von dem zu regelnden Medium, wie z. B. Dampf, gesteuert wird und beispielsweise als Überströmventil (Sicherheitsventil) oder Reduzierventil ausgebildet sein kann. Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, derartige Regelventile in der Weise auszubilden, daß sie einen statischen Regelverlauf aufweisen und Überregelungen und Pendelungen, welche bei den bisherigen Ventilen ähnlicher Art von allen Dingen durch deren stoßweisen öffnungs- und Schließ-Vorgang hervorgerufen wurden, vermieden werden.

Die Erfindung geht vorzugsweise von den bekannten Regelventilen mit durch einen Servomotor betätigtem Hauptventil und besonderem, federbelastetem Steuerventil aus und besteht im wesentliehen darin, daß die Belastungsfeder des Steuerventils eine Federcharakteristik besitzt, die größer ist als die Zunahme der Rückwirkung des Steuerdrucks — im Servomotor auf das Verschlußstück des Steuerventils mit dessen zunehmendem Hub, und daß zweitens die Belastungsfeder mit ihrem freien, d. h. dem Angriff am Steuerventil abgekehrten Ende im Sinne einer Rückführung mit der Hauptventilspindel verbunden ist. Dadurch wird ein Ventil mit stabiler Regelung geschaffen.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind aus der Zeichnung ersichtlich, in welcher die Erfindung beispielsweise veranschaulicht ist. Es zeigt

Abb. 1 ein Ausführungsbeispiel eines hilfsgesteuerten Sicherheitsventils nach der Erfindung in schematischer Darstellung,

Abb. 2 eine schematische Darstellung eines nach der Erfindung ausgebildeten Reduzierventils.

In dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 ist mit 1 die zu sichernde Leitung und mit 2 ihr Austritt bezeichnet, welcher durch das Sicherheitsventil 3 gesteuert wird. Das Sicherheitsventil 3 steht unter der Wirkung des Servomotors 4 und der Ölbremse 5. Die Leitung 1 ist über die Inipulsleitung 6 und das Absperrventil 7 mit dem Steuerventil 8 verbunden, weldies als gewichts- und federbelastetes Nadelventil ausgebildet ist, das fast reibungsfrei in Schneiden 9 gelagert ist. Die Betätigung des Steuerventils 8 erfolgt über eine Balgmembran 10 aus nichtrostendem Stahl, die von Dampfdruck belastet und mittels einer Kondensatvorlage 11 gegen zu hohe Temperaturen geschützt ist. Der Steuerdruck wird durch das Manometer 12 und der Impulsdruck durch das Manometer 13 überwacht. Die Belastungsfeder 14 des Steuerventils 8 weist die erfindungsgemäße Charakteristik auf, die größer ist als die Charakteristik der Zusatzkraft, die der Steuerdruck auf das einsitzig und unentlastet ausgebildete Steuerventil, insbesondere seine Ventilfläche ausübt. Die Belastungsfeder 14 ist ferner-Regelventil mit einem durch Servomotor betätigten Hauptventil

Anmelder:

Märkischer Armaturenbau G.m.b.H.,
Düsseldorf, Königsallee 78

hin gleichzeitig für den Regelvorgang als Rückführung ausgenutzt, indem sie über ein einstellbares Rückführungsgestänge 15 mit der Betätigungsspindel des Hauptventils 3 verbunden ist.

Um das Hauptventil 3 auch unabhängig vom Dampfdruck in seine Ausgangsschließstellung zurückzuführen, ist eine Gewichts- oder Federbelastung 16 vorgesehen. Mit 17 ist eine konstante Auslaßdrossel hinter dem Servomotor 4 bezeichnet. Entgegen der schematischen Darstellung der Zeichnung ist das Steuerventil 8 unmittelbar an den Servomotor 4 angeflanscht, so daß der Dampf von diesem Ventil unmittelbar in den Servomotor 4 gelangt und von dort über die Auslaßdrossel 17 ins Freie oder in den Austrittsstutzen des Hauptventils 3 entweicht. Der gewünschte Abblasedruck wird durch Verschieben des Belastungsgewichtes 18 am Steuerventil 8 eingestellt. Auch für die Rückführung und die Ölbremse 5, welche die Regelgeschwindigkeit des Hauptventüs 3 begrenzt, ist eine Einstellmöglichkeit vorgesehen.

Das dargestellte Sicherheitsventil arbeitet wie folgt: Wird der durch die Feder- und Gewichtsbelastung des Steuerventils 8 eingestellte Abblasedruck überschritten, so öffnet dem Impulsdruck entsprechend zunächst das Steuerventil 8 und läßt Dampf in den Kolbenservomotor 4 eintreten. Sobald dieser Steuerdruck hoch genug ist, um den Schließdruck des Hauptventils 3 zu überwinden, öffnet auch dieses, und zwar so lange, bis über die Rückführung das Steuerventil 8 wieder so weit geschlossen ist, daß infolge absinkenden Steuerdrucks die Hauptventilbewegung wieder zum Stillstand kommt. Erst durch eine weitere Drucksteigerung des Abblasedrucks kann eine weitere öffnung des Hauptventils 3 erfolgen. Bei sinkendem Abblasedruck wird andererseits eine Absenkung des Steuerdrucks herbeigeführt, wodurch das Hauptventil 3 wieder zu entsprechendem Schließvorgang

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veranlaßt wird. Mit Hilfe der Belastung bzw. infolge der Charakteristik der Feder 14 und Rückführung 15 besitzt demnach das hilfsgesteuerte Sicherheitsventil eine Statik, wodurch dasselbe unter Konstanthaltung des Abblasedrucks als Auspuffregler arbeitet.

Die Abb. 2 veranschaulicht als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine besonders einfache Bauart für ein hilfsgesteuertes Reduzierventil in der Weise, daß der Dampfteilstrom über eine konstante Einlaßdrosselstelle 17 vor dem Hauptventil 3 entnommen, dem Kolbenservomotor 4 zugeführt und über ein ebenfalls einsitzig ausgeführtes Steuerventil 8 als variable Auslaßdrosselstelle abgeführt wird. Dieser Dampfteilstrom wird dabei am einfachsten hinter dem Hauptventil 3 dem Hauptdampfstrom wieder zugeführt. Im übrigen sind in der Darstellung der Abb. 2 mit gleichen Zeichen gleiche Teile bezeichnet, nur daß mit 17 an Stelle der Auslaßdrossel gemäß Abb. 1 die Einlaßdrossel für den Servomotor 4 gekennzeichnet ist.

Zweckmäßig ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 der Kolbenservomotor 4 nicht wie beim Überströmventil nach Abb. 1 auf der Austrittsseite des Hauptventils 3, sondern auf seiner Eintrittsseite angeordnet.

Hierbei wird beim Überströmregler das Hauptventil 3 durch Drucksteigerung des Dampfteilstroms, beim Reduzierventil dagegen durch Absenkung desselben geöffnet. Auch die Wirkung der Rückführung muß beim Reduzierventil gegenüber dem Überströmventil genau umgekehrt verlaufen, da ja das Steuerventil 8 des Reduzierventils bei sinkendem Druck öffnet. Während also beim Überströmregler abhängig vom Öffnen des Hauptventils 3 die Rückführfeder 14 mehr gespannt wird, wird diese Rückführfeder 14 beim Reduzierventil (Abb. 2) mit steigender Öffnung desselben entspannt. Wegen der Einsitzventilausführung des Steuerventils 8 bleibt jedoch auch für das Steuerventil 8 des Reduzierventils gemäß Abb. 2 dieselbe Forderung bezüglich der Charakteristik der Rückführfeder 14 bestehen wie beim Steuerventil des Überströmreglers, nämlich, daß die Federcharakteristik steiler verlaufen muß als der Druckanstieg auf dem Einsitzventilkegel bezogen auf den Hub desselben.

Die Wirkungsweise des Reduzierventils nach Abb. 2 ist folgende: Sinkt der durch die Feder- und Gewichtsbelastung des Steuerventils 8 (bzw. der Balgmembran 10 desselben) eingestellte Impulsdruck (reduzierter Dampfdruck), so öffnet diesem Druck entsprechend das Steuerventil 8 und läßt Dampf aus dem Kolbenservomotor 4 abströmen. Hierdurch sinkt der Druck zwischen der konstanten Einlaßdrosselstelle und dem Steuerventil 8, d. h. der Druck auf der oberen Seite des Servomotorkolbens 4. Sobald der Differenzdruck beiderseits des Servomotorkolbens 4 groß genug ist, um den Schließdruck des Hauptventils 3 zu überwinden, öffnet auch dieses, und zwar so lange, bis über die Rückführung 15 durch Verringerung der Federspannung 14 das Steuerventil 8 wieder so weit geschlossen ist, daß infolge ansteigenden Steuerdrucks die Reduzierventilbewegung wieder zum Stillstand kommt. Erst durch eine weitere Druckabsenkung des Reduzierimpulsdrucks kann auch wieder eine weitere öffnung des Steuerventils 8 und damit auch des Reduzierventils 3 erfolgen. Bei steigendem Impulsdruck wird andererseits infolge Schließen« des Steuerventils 8 eine Steigerung des Steuerdrucks und damit eine Verringerung des auf den Servomotor 4 wirkenden Differenzdrucks herbeigeführt, wodurch das Reduzierventil 3 wieder zu einem entsprechenden Schließvorgang veranlaßt wird. Mit Hilfe der Federbelastung 14 und Rückführung 15 des Steuerventils 8 besitzt demnach das hilfsgesteuerte Reduzierventil eine Statik, wodurch dasselbe unter entsprechender Konstanthaltung des reduzierten Drucks als Zuströmregler (Reduzierventil) arbeitet. Das Reduzierventil kann daher jede Teilöffnungsstellung einnehmen, wobei Überregelungen und Pendelungen vermieden werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Regelventil mit einem durch einen Servomotor betätigten Hauptventil und einer Drossel für die Zu- oder Abfuhr des Steuermittels zum oder aus dem Servomotor und einem federbelasteten Steuerventil, das seinerseits vom Impulsdruck betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungsfeder des Steuerventils erstens eine Federcharakteristik besitzt, die größer ist als die Zunahme der Rückwirkung des Steuerdrucks im Servomotor auf das Verschlußstück des Steuerventils mit dessen zunehmendem Hub, und daß zweitens die Belastungsfeder mit ihrem freien, d. h. dem Angriff am Steuerventil abgekehrten Ende im Sinne einer Rückführung mit der Hauptventilspindel verbunden ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschriften Nr. 686 588, 99 697, 136 412, 483 311, 455 133, 607 917, 711053; französische Patentschrift Nr. 992 255; USA.-Patentschrift Nr. 2 431 238;

   Deutsche Auslegeschrift B 14317 XII/47 g (Patent Nr. 943 562).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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