DE1005529B

DE1005529B - Three-way or multi-way group switching device, in particular for regulating the hot steam temperature of steam boilers

Info

Publication number: DE1005529B
Application number: DEM24987A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Eduard Von Perger
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1954-10-27
Filing date: 1954-10-27
Publication date: 1957-04-04

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft ein Drei- oder Mehrwege-Schaltgerät, insbesondere zur Regelung der Heißdampftemperatur von Dampfkesseln, und bezweckt eine möglichst unterteilte Zuführung und Ableitung des durchströmenden Mediums, wodurch bei Dampfanlagen die Sammler an den Überhitzern entfallen können.The invention relates to a three-way or multi-way switching device, in particular for controlling the superheated steam temperature of steam boilers, and aims at a supply and discharge that is as divided as possible of the medium flowing through, which means that there are no collectors on the superheaters in steam systems can.

Bei der Heißdampftemperaturregelung von Dampfkesseln ist es üblich, den Heißdampfkühler zwischen Vor- und Nachüberhitzer anzuordnen und ein Regelorgan vorzusehen, das für den Dampf entweder den Weg durch den Kühler oder durch einen diesen umgehenden direkten Weg zum Nachüberhitzer freigibt. Als Regelorgan wird hierfür meistens ein Dreiwegeschieber verwendet. Bei demselben handelt es sich um ein Gerät mit einem dampfaufnehmenden Gehäuse, in dem ein normaler Drehschieber in Dreiwegeschaltung den eintretenden Dampf je nach Schaltstellung des Drehschiebers in verschiedenen Bahnen durchläßt. So wird beispielsweise, wenn der Dreiwegeschieber vor dem Kühler angeordnet ist, der vom Vorüberhitzer her eintretende Heißdampf im Dreiwegeschieber in der einen Schaltstellung nach dem Kühler und in der anderen Schaltstellung in eine den Kühler umgehende Leitung gelenkt, so daß der aus dem Dreiwegeschieber austretende Dampf unmittelbar in den Nachüberhitzer gelangt. Bei Anordnung des Dreiwegeschiebers hinter dem Kühler ist die Schaltung entsprechend verändert. Ein wesentlich konstruktives Merkmal dieser Dreiwegeschieber besteht darin, daß der eigentliche Drehschieberteil zentrisch gelagert ist.With the superheated steam temperature control of steam boilers, it is common to place the superheated steam cooler between To arrange preheater and post-superheater and to provide a control device that either the steam Through the cooler or through a direct route to the post-superheater. A three-way slide valve is usually used as the control element for this purpose. The same is a device with a steam-absorbing housing in which a normal rotary slide valve in three-way circuit lets the incoming steam through in different paths depending on the switch position of the rotary valve. So for example, if the three-way valve is arranged in front of the cooler, that of the preheater hot steam entering the three-way valve in one switch position after the cooler and in the other switching position steered into a conduit bypassing the cooler, so that the out of the three-way valve escaping steam reaches the post-superheater directly. When the three-way valve is arranged behind the circuit is changed accordingly to the cooler. An essential design feature of this three-way valve consists in the fact that the actual rotary valve part is mounted centrally.

Die bisher bei Dampfkesselanlagen verwendeten Dreiwegeschieber haben nun verschiedene schwerwiegende Nachteile, die in folgendem bestehen: Der aus dem Vorüberhitzer kommende Dampf kann nicht unmittelbar dem Dreiwegeschieber zugeführt werden, sondern muß erst aus den einzelnen Schlangen des Vorüberhitzers durch geeignete Rohrspinnen gesammelt werden; ebenso ist es notwendig, daß nach erfolgter Schaltung die gekühlten und ungekühlten Teilströme des Dampfes über ähnliche Rohrspinnen gleichmäßig auf die Schlangen des Nachüberhitzers verteilt werden. Die dazu notwendigen Rohrleitungen nehmen viel Platz in Anspruch und bringen auch einen unerwünschten Druckverlust mit sich. Ein weiterer Nachteil der bekannten Dreiwegeschieber liegt darin, daß, da von denselben relativ große Dampfmengen beherrscht werden müssen, die Apparatur alldimensional übermäßig groß wird; dies wiederum bedingt bei hohen Drücken, die bei neuzeitliehen Kesselanlagen 132 atü und mehr betragen, nicht nur einen hohen Bauaufwand, sondern führt auch aus Festigkeitsgründen zu Schwierigkeiten. Der gesamte Bauaufwand wird außerdem durch die nicht Drei- oder Mehrwege-Gruppenschaltgerät, insbesondere zur Regelung der Heißdampftemperatur von DampfkesselnThe three-way valves previously used in steam boiler systems now have various serious ones Disadvantages, which consist in the following: The steam coming from the pre-superheater cannot are fed directly to the three-way valve, but must first be removed from the individual lines of the Pre-superheater can be collected by suitable pipe spinning; it is also necessary that after Switching the cooled and uncooled partial flows of the steam via similar pipe spinning evenly distributed over the coils of the post-superheater. The pipelines required for this take up a lot of space and also entail an undesirable loss of pressure. A Another disadvantage of the known three-way slide is that, because of the same relatively large Steam quantities have to be mastered, the apparatus becomes excessively large in all dimensions; this again due to high pressures, which in modern boiler systems are 132 atmospheres and more, not only a high construction cost, but also leads to difficulties for reasons of strength. Of the The entire construction work is also due to the non-three-way or multi-way group switching device, especially for controlling the superheated steam temperature of steam boilers

Anmelder:Applicant:

Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg A. G._r Zweigniederlassung, Nürnberg 24,Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG _r branch, Nuremberg 24,

Katzwanger Str. 101Katzwanger Str. 101

Dipl.-Ing. Eduard von Perger, Nürnberg, ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Eduard von Perger, Nuremberg, has been named as the inventor

vermeidbaren Sammler und Rohrspinnenverteiler noch beträchtlich vergrößert. Außerdem kommt es bei zentrischer Lagerung des Drehschieberteils an den Stellen, wo derselbe verschlußfest im Schiebegehäuse aufsitzt, leicht zu Verklemmungen infolge der durch die wechselnden Temperaturen bedingten Wärmespannungen. avoidable collector and pipe spider distributor still considerably enlarged. It also comes with central mounting of the rotary valve part at the points where it is locked tightly in the sliding housing sits, easily to jamming as a result of the thermal stresses caused by the changing temperatures.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Schaltgerät, insbesondere zur Regelung der Heißdampftemperatur von Dampfkesseln, vorzusehen, bei dem die vorstehenden Mängel beseitigt sind. Das Dreioder Mehrwege-Gruppenschaltgerät gemäß der Erfindung weist demzufolge ein als Sammler für das durchströmende Medium dienendes Gehäuse auf, an dessen Gehäusemantel ein Mehrfach-Rohranschlußsystem gruppenweise so angeordnet und verteilt ist, daß es durch ein zugeordnetes, im Innern des Sammlergehäuses verdrehbar angeordnetes Mehrfach-Steuernockensystem nach Art einer Dreiwegeschaltung umgesteuert werden kann, wobei die Steuernocken auf einer drehbaren Welle fest aufsitzen, die im Gehäuse exzentrisch zur Gehäuse- oder Sammlerachse angeordnet ist. Durch die exzentrische Lagerung der Steuernockenwelle wird eine sehr einfache Ausführungsart der Steuernocken ermöglicht, und weiter wird erreicht, daß die Steuerflächen der Nocken sich bei jedem Schaltvorgang jeweils sofort von der inneren Gehäusewandung abheben, so daß an den Verschlußstellen Verklemmungen infolge Wärmespannungen nicht mehr möglich sind. Da Betriebsstörungen infolge verschiedener Wärmedehnungen nicht zu befürchten sind, kann die Gruppenschaltung des Gerätes auch beliebig vergrößert werden.The object of the invention is therefore to provide a switching device, in particular for regulating the superheated steam temperature of steam boilers, in which the above deficiencies have been eliminated. The three or Multi-way group switching device according to the invention accordingly has a collector for the medium flowing through housing, on whose housing jacket a multiple pipe connection system is arranged and distributed in groups so that it is assigned by an assigned inside the collector housing rotatably arranged multiple control cam system in the manner of a three-way circuit can be reversed, the control cams sitting firmly on a rotatable shaft in the housing is arranged eccentrically to the housing or collector axis. Due to the eccentric mounting of the Control camshaft allows a very simple embodiment of the control cam, and further What is achieved is that the control surfaces of the cams immediately move away from the inner one with each switching process Lift off the housing wall so that jamming at the locking points as a result of thermal stresses are no longer possible. Since malfunctions as a result of various thermal expansions are not to be expected are feared, the group connection of the device can also be enlarged as required.

Dreiwegeschalter für Dampf oder Flüssigkeiten, bei denen ein im Innern des Gehäuses verdrehbar an-Three-way switch for steam or liquids, with which a rotatable inside the housing

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geordnetes Nockensystem nach Art einer Dreiwegeschaltung in einer Schaltebene umgesteuert werden kann, sind zwar schon bekannt. Bei diesen ist aber wie bei den vorerwähnten Dreiwegeschiebern die SteuerweÜe zentrisch im Gehäuse gelagert. Es würden daher, insbesondere bei einer Vervielfachung der Schaltung durch mehrere hintereinanderliegende gleichartige Anordnungen, wie bei dem bekannten Dreiwegeschieber, Verklemmungen infolge der durchordered cam system in the manner of a three-way circuit can be reversed in a switching level, are already known. But with these As with the aforementioned three-way slider, the control unit is mounted centrally in the housing. It would therefore, especially when the circuit is multiplied by several one behind the other Similar arrangements, as in the known three-way slide, jamming due to

gehalten; jedoch ist die konstruktive Ausbildung des Gerätes keineswegs an diese im Beispiel gewählte symmetrische Verteileranordnung gebunden. Jeder Steuernocken 12 hat zwei Steuerflächen 16, 17 durch 5 die je nach Verdrehung der Welle 10 die Rohranschlüsse 3'-6' oder 3"-6" bzw. deren Durchtrittsöffnungen durch die Gehäusewand an der Innenseite des Sammlergehäuses 1 abgedeckt oder freigelegt werden. Es ist ersichtlich, daß infolge der exzen-held; however, the design of the device is in no way related to that chosen in the example symmetrical distribution arrangement tied. Each control cam 12 has two control surfaces 16, 17 through 5, depending on the rotation of the shaft 10, the pipe connections 3'-6 'or 3 "-6" or their passage openings covered or exposed by the housing wall on the inside of the collector housing 1 will. It can be seen that due to the eccentric

die wechselnden Temperaturen bedingten Wärmespan- io irischen Anordnung der Nockenwelle 10 bei jeder nungen auftreten. Schaltbewegung die Steuerflächen 16, 17 sogleich imthe changing temperatures caused thermal tension in the Irish arrangement of the camshaft 10 at each voltages occur. Switching movement the control surfaces 16, 17 immediately in the

Das Sammlergehäuse des neuen Gruppenschalt- Beginn der Schaltbewegung von der Gehäuseinnengerätes ist zweckmäßigerweise ein rohrförmigen am wand abgehoben werden, so daß Verklemmungen an testen zylindrischer Hohlkörper, an dessen Umfangs- diesen durch Wärmespannungen am meisten beanwandung die gruppenweise verteilten Nocken- 15 spruchten Stellen praktisch nicht mehr möglich sind, anschlüsse für das durchströmende Medium in Das hierin mit vier Röhranschlußgruppen darge-The collector housing of the new group switching start of the switching movement of the housing internal device is expediently a tubular to be lifted on the wall, so that jams test cylindrical hollow bodies, on the circumference of which they are most exposed to thermal stress the cams distributed in groups are practically no longer possible, connections for the flowing medium in The shown here with four tube connection groups

p'arallelen Verteilerebenen angeordnet sind. stellte Schaltgerät ist, wie schon erwähnt, nur alsp'arallel distribution levels are arranged. set switching device is, as already mentioned, only as

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Aus- beispielsweise Ausführung zu verstehen. Die Zahl der führungsbeispiel dargestellt. Hierin zeigt Rohranschlüsse ist natürlich nicht auf diese gewählteIn the drawing, the invention is to be understood as an example of execution. The number of management example shown. Herein shows pipe connections is of course not chosen on this one

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Gerät nach der 20 Anzahl beschränkt, sondern kann durch bauliche VerLinie I-I in Fig. 2, längerung des Sammlergehäuses und Vermehrung der Fig. 2 einen Querschnitt durch das Gerät nach der Rohranschlußgruppen an beliebige Betriebsverhält-Linie II-II in Fig. 1. nisse angepaßt werden. So wird man, wenn das In den. Figuren ist mit 1 das als Sammler für das Schaltgerät zur Regelung der Heißdampftemperatur durchströmende Medium dienende Gehäuse bezeich- 25 eines Dampfkessels in Frage kommt, die Zahl der net, das an seinem einen Ende geschlossen ist und im Rohranschlüsse zweckmäßigerweise der Zahl der wesentlichen zylindrische Rohrform aufweist. Am Rohrschlangen im Vor- und Nachüberhitzer anpassen Gehäusemantel 2 sind gruppenweise in mehreren und mit entsprechender Rohranschlußzahl den Dampfparallelen Verteilerebenen a-d die Rohranschlüsse 3, weg auch über den Kühler leiten. In Fig. 2 sind diese 3', 3"; 4, 4', 4"; 5, 5', 5" und 6, 6', 6" angeordnet, 30 Anschlüsse durch die Pfeile^, B, C angedeutet. Der wobei die in den einzelnen Verteilerebenen liegenden Pfeil A bedeutet dabei den Rohranschluß vom Vor-Rohranschlüsse um jeweils gleiche Winkelabschnitte, überhitzer her, der Pfeil B den Rohranschluß vom z. B. 90°, gegenseitig versetzt sind. Das Gehäuse 1 ist Schaltgerät zum Nachüberhitzer und der Pfeil C den an seinem anderen, herstellungsgemäß offenen Ende Rohranschluß vom Schaltgerät zum Kühler; die Rohrmit einem Flansch 7 versehen, an dem als Gegen- 35 anschlüsse können natürlich bei anderer Anordnung flansch durch Schrauben 8 od. dgl. der Abschluß- des Schaltgerätes im Dampfweg, z. B. wenn das deckel 9 befestigt ist. Der Gegenflansch 9 dient zu- Schaltgerät hinter dem Kühler liegt, entsprechend gleich als Halterung bzw. Lagerung für die drehbare anders zugeordnet werden, ohne daß dadurch die Welle 10, die zwecks Betätigung derselben durch die Funktion des Gerätes geändert wird. Bei der vorim Gegenflansch 9 eingebaute Stopfbüchse 11 nach 40 stehenden Anwendung des erfindungsgemäßen Schaltaußen geführt ist. Auf der Welle 10 sind die Steuer- gerätes werden dessen Vorzüge besonders ersichtlich; nocken 12 fest aufgebracht, die gleichfalls in den denn dadurch, daß das Sammlergehäuse des Schalt-Ebenen a-d für die gruppenweise verteilten Rohr- gerätes durch bloße konstruktive Verlängerung und anschlüsse liegen und in diesen Ebenen mittels der Vermehrung der Rohranschlüsse am Gehäusemantel Welle 10 zwecks Öffnens oder Schließens der züge- 45 an jede beliebige Dampf menge anpaßbar ist, können ordneten Rohranschlüsse verdrehbar sind. Die Welle die sonst am Vor- und Nachüberhitzer erforderlichen 10 ist im Gehäuse 1 exzentrisch zur Gehäuse- oder Sammler entfallen, da das Sammlergehäuse des er-Sammlerachse 13 angeordnet, um auch bei stärker findungsgemäßen Schaltgeräts jetzt diese Aufgabe wechselnden Temperaturen und dadurch bedingten übernimmt. Es ergibt sich somit herstellungsgemäß Wärmespannungen jederzeit ein verklemmfreies Ab- 50 eine nicht unwesentliche Materialeinsparung und heben der Nocken 12 von der Gehäuseinnenwandung weiterhin auch noch der Vorteil, daß das Schaltgerät bei jedem Umschaltvorgang zu gewährleisten. Zwi- nun für alle vorkommenden Dampfbelastungen bei sehen den einzelnen Nocken 12 ist die Welle 10 in relativ gleichbleibenden Wandstärken — es kommt Zwischenscheiben 14 gelagert, die durch Distanz- _nur dann eine Vergrößerung in der Längsrichtung, bolzen 15 gegen Verschiebung gesichert sind. Die 55 nicht dagegen der Querschnittsausbreitung in BeBolzen 15 enden im Abschlußflansch 9, wo sie bei- tracht — eingerichtet werden kann,
spielsweise verschraubt sind. Nach Lösen der Das erfindungsgemäße Schaltgerät ist, wie leicht Flanschbefestigungen 8 kann somit das ganze Nocken- einzusehen, nicht nur für die Heißdampftemperatursystem nebst Zwischenscheiben aus dem Sammler- regelung bei Kesselanlagen, sondern ganz allgemein gehäuse 1 herausgenommen und umgekehrt wieder als 60 für beliebige Zwecke, wo es darauf ankommt, strö-Ganzes in das Gehäuse eingesetzt werden. Das Satnm- mende Medien oder ein strömendes Medium in mehr-Fig. 1 is a longitudinal section through the device according to the 20 number limited, but can by structural VerLinie II in Fig. 2, lengthening of the collector housing and increase in Fig. 2 a cross section through the device after the pipe connection groups to any operating condition line II-II in Fig. 1. Nisse can be adjusted. This is how you become when the In the. Figures is denoted by 1 as a collector for the switching device for controlling the temperature of the hot steam flowing through the casing of a steam boiler, the number of net that is closed at one end and expediently has the number of essentially cylindrical pipe shape in the pipe connections . At the coils in the supply and Nachüberhitzer adapt housing shell 2 are groups in multiple and corresponding pipe connection speed steam parallels ad distribution levels, the pipe connections 3, also guided away over the cooler. In Fig. 2 these are 3 ', 3 "; 4, 4', 4"; 5, 5 ', 5 "and 6, 6', 6" arranged, 30 connections indicated by the arrows ^, B, C. The arrow A lying in the individual distribution levels means the pipe connection from the pre-pipe connections by the same angular sections, superheater, the arrow B the pipe connection from the z. B. 90 °, are mutually offset. The housing 1 is the switching device for the post-superheater and the arrow C is the pipe connection from the switching device to the cooler at its other end, which is open according to the manufacture; the pipe is provided with a flange 7, on which the mating connections can of course with a different arrangement flange by screws 8 or the like. B. when the lid 9 is attached. The counter flange 9 is used to switch device located behind the cooler, correspondingly the same as a holder or storage for the rotatable are assigned differently, without the shaft 10, which is changed for the purpose of actuating the same by the function of the device. In the case of the stuffing box 11 installed in front of the mating flange 9, according to the application of the switching outer according to the invention, it is guided. The control unit's advantages are particularly evident on the shaft 10; cams 12 firmly applied, which are also in the fact that the collector housing of the switching levels ad for the group-wise distributed pipe device through mere structural extension and connections and in these levels by means of the increase in pipe connections on the housing shell shaft 10 for the purpose of opening or Closing the trains 45 can be adapted to any steam quantity, arranged pipe connections can be rotated. The shaft 10 otherwise required on the preheater and post-superheater is omitted in the housing 1 eccentrically to the housing or collector, since the collector housing of the he-collector axis 13 is arranged to now take on this task of changing temperatures and the resulting temperature even with more inventive switching device. According to the manufacturing process, thermal stresses result in jam-free disconnection at all times, a not insignificant material saving, and the cams 12 also lift the cams 12 from the inner wall of the housing with the advantage that the switching device can be guaranteed with each switching process. In the meantime, for all steam loads occurring in the case of the individual cams 12, the shaft 10 has relatively constant wall thicknesses - there are intermediate _{disks 14, which are secured against displacement by spacing only} an enlargement in the longitudinal direction, bolts 15. The 55 not against the cross-sectional expansion in BeBolzen 15 end in the end flange 9, where it contributes - can be set up,
for example are screwed. After loosening the The switching device according to the invention is, how easily the flange fastenings 8 can see the whole cam, not only for the superheated steam temperature system together with the intermediate discs from the collector control in boiler systems, but in general the housing 1 and vice versa again as 60 for any purpose, Whenever it matters, the entire strö is inserted into the housing. The continuous media or a flowing medium in multiple

lergehäuse 1 ist innen weiter nicht bearbeitet.ler housing 1 is not processed inside.

Jedem Steuernocken 12 sind in jeweils einer der Verteilerebenen a-d zwei Rohranschlüsse, z. B. 3', 3"; 4', 4" usw., zugeordnet, die unter gleichen Versatz- 65 winkeln α gruppenweise am Gehäusemantel 2 verteilt
sind. Die Rohranschlußgruppen 3', 3"; 4', 4" usw.
sind zweckmäßigerweise auch in Längsrichtung des
Gehäuses 1 in gleichen Ebenen angeordnet und durch
gleiche oder nahezu gleiche Abstände e auseinander- 70Each control cam 12 are ad two pipe connections, z. B. 3 ', 3 ";4',4", etc., assigned, which are distributed in groups on the housing shell 2 at the same offset angles α
are. The pipe connection groups 3 ', 3 ";4',4" etc.
are expediently also in the longitudinal direction of the
Housing 1 arranged in the same planes and through
equal or nearly equal distances e apart- 70

fächer Weise zu verteilen, als Vielfachschalter und -verteiler verwendbar.fan-out way to distribute, can be used as a multiple switch and distributor.

Claims

Patent claims.

1. Three-way or multi-way group switching device for steam or liquids, especially for regulation the superheated steam temperature of steam boilers by changing the through the cooler or through a pipeline bypassing the latter

Menden amount of steam, characterized in that the same one as a collector for the flowing through Has medium serving housing (1), on the housing jacket (2) a multiple pipe connection system (3, 3 ', 3 "; 4, 4'4"; 5, 5', 5 "; 6, 6 ', 6") arranged and distributed in groups is that it is through an associated, rotatably arranged in the interior of the collector housing multiple control cam system (10, 12) can be reversed like a three-way circuit, the control cam (12) on a rotatable Firmly seat the shaft (10) in the housing (1) eccentrically to the housing or collector axis (13) is arranged.

2. Group switching device according to claim 1, characterized in that the collector housing (1) is a tubular, preferably cylindrical hollow body, on the circumferential wall of which the pipe connections (3, 3 '3 ", etc.) distributed in groups for the medium flowing through in parallel distribution levels (ad) are arranged.

3. group switching device according to claims 1 and 2, characterized in that each control cam (12) has several, preferably two control surfaces (16, 17) which, depending on the rotation of the shaft (10) the associated pipe connections (3 ', 3 "; 4', 4"; 5 ', 5 "; 6', 6") on the inner wall of the housing cover or expose.

4. Group switching device according to claims 1 and 3, characterized in that the camshaft (10) is mounted inside the housing (1) in intermediate disks (14).

5. group switching device according to claim 4, characterized in that the intermediate discs (14) are held at a mutual distance by bolts (15), the latter with the end flange (9) of the collector housing (1) are firmly connected.

Considered publications:
German Patent No. 384 711;
U.S. Patent No. 2,534,577.

1 sheet of drawings