DE1006686B - Sicherheitsventil, insbesondere fuer Dampfanlagen, mit einem durch ein fremdes Druckmittel, z. B. Druckoel, beaufschlagten Kolben - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Während bei hilfsgesteuerten Sicherheitsventilen, die im allgemeinen mit dem eigenen Dampf als Hilfsenergie arbeiten, der Hauptkegel dicht gehalten werden kann, zeigen sich beim Steuerventil häufig nach dem Ansprechen Undichtigkeiten. Der Grund liegt in den geringen Betätigungskräften am Steuerkegel. Insbesondere bei den heute gebräuchlichen sehr hohen Betriebsdrücken ist es sehr schwierig, manchmal unmöglich, die Steuerventile ohne größere Streuung zum Ansprechen zu bringen und einen sicheren Abschluß zu erreichen.

Um diesen Nachteil hilfsgesteuerter Ventile zu vermeiden, erscheint es zweckmäßig, Hilfsventile überhaupt nicht zu verwenden. Die bekannten, nur durch eine Feder oder ein Gewicht belasteten Sicherheitsventile sind aber auch nicht brauchbar, weil bei ihnen eine höhere Belastung, als sie dem öffnungsdruck entspricht, nicht zulässig ist. Ihnen fehlt also die bei hilfsgesteuerten Ventilen für ein einwandfreies Dichthalten des Hauptkegels verwendete hohe Schließkraft. Damit diese jedoch beibehalten werden kann, geht die Erfindung einen eigenen Weg. Es wird dabei der an sich bekannte, durch ein Druckmittel beaufschlagte, mit dem Ventil verbundene Kolben verwendet, der den vom abzusichernden Druck im Öffnungssinne beaufschlagten Ventilkegel in der Schließstellung auf seinen Sitz drückt.

Das Neue an der Erfindung besteht darin, daß der Druck des fremden Druckmittels durch einen vom absichernden Druck 1>eeinflußten Druckschalter gesteuert wird, so daß er nach dem Erreichen der Abblasegrenze drucklos wird.

Die hydraulische Belastung des Kolbens hält den Ventilkegel mit Sicherheit auch bei hohen Drücken des abzuschließenden Mediums dicht. Sobald der Abblasedruck am Ventil erreicht oder überschritten wird, auch bei sonstwie fallendem Öldruck, also bei unbeabsichtigtem Ausfall der Hilfsenergie, vermindert sich der durch das Fremdmedium ausgeübte Druck auf den Kolben, oder er wird ganz beseitigt. Die Forderung nach unbedingter Sicherheit gegen Überdruck wird somit erfüllt. Die zweite Forderung des Betriebes, den benötigten Druck durch ein Fremdmedium ständig zu Verfügung zu haben, läßt sich beim heutigen Stand der Technik ohne weiteres erfüllen. Es ist zwar bekannt, hydraulisch gesteuerte Druckregler so zu schalten, daß das Ventil beim Abfall der Hilfsenergie in Offenstellung geht. Für Sicherheitsventile, die ins Freie abblasen, kann diese Anordnung nicht gewählt werden.

Gegenüber einem beispielsweise durch den Zusatz 22 949 zum französischen Patent 520 807 aufgezeigten fremdmittelgesteuerten Sicherheitsventil hat das Sicherheitsventil gemäß der Erfindung den Vorteil,

Sicherheitsventil',

insbesondere für Dampfanlagen,

mit einem durch ein fremdes Druckmittel,

z. B. Drucköl, beaufschlagten Kolben

Anmelder:

Bopp & Reuther G. m. b. H.,
Mannheim-Waldhof, Carl-Reuther-Str. 1

Karl Bischoff, Mannheim,
ist als Erfinder genannt worden

daß der Ventilkegel bei geschlossenem Ventil mit einer zusätzlichen Schließkraft auf seinen Sitz gepreßt wird. Bei dem bekannten Ventil kann der Druck im Fremdmittel nicht über den Ansprechdruck des Sicherheitsventils wachsen, auf den die Feder des Hilfsventils fest eingestellt ist.

Bei dem in der Zeichnung schematisch veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist auf der gegen Überdruck zu sichernden, das Durchflußmittel, z. B. Dampf, führenden Leitung 1 ein Sicherheitsventil 2 aufgesetzt. Dessen Ventilkegel 3 ist durch eine Stange 4 mit dem Kolben 5 verbunden, der in einem als Zylinder ausgebildeten Gehäuseteil 6 axial verschiebbar ist. Kolben und Ventil können auch kraftschlüssig miteinander verbunden sein. Zwischen dem Gehäuseteil 6 und dem Mittelstück 7 des Sicherheitsventils ist ein Einsatz 8 angeordnet, gegen den sich eine schwache Hilfsfeder 9 mit einem Ende abstützt.

Auf der anderen Seite drückt die Feder 9 gegen einen mit der Stange 4 verbundenen Teller 10, damit das Ventil im unbelasteten Zustand sicher auf seinem Sitz gehalten wird, um Abdichtung gegen Vakuum zu erzielen, und damit die Kessel und Rohrleitungen im Stillstand nicht dauernd belüftet sind, weil die Konservierung der Kessel auch hier einen sicheren Abschluß gegen die Atmosphäre erfordert.

An das obere Ende des Gehäuseteiles 6 ist eine Rohrleitung 11 angeschlossen, die zu einem Behälter 12 führt. Der Behälter 12 ist bei dem vorliegenden Beispiel mit öl gefüllt. Nahe beim Austritt der Rohrleitung 11 aus dem Behälter 12 ist eine ölpumpe 13 angeordnet, die über eine Welle 14 durch eine Kraftquelle, beispielsweise einen Elektromotor 15, angetrie-

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ben wird. Von der Pumpe 13· verläuft die Rohrleitung 11 zu dem Druckschalter 16/in den auch'eine von der Leitung 1 kommende Verbindungsleitung 17 mündet. Durch die Verbindungsleitung 17 wird der Dampf in einen im Druckschaltergehäuse 16 befindlichen Ausdehnungskörpeir 18, z. B. Balgmembran, eingeleitet. Der Ausdehnungskörper 18 ist gegen das Innere des Druckschalters, abgeschlossen.. Auf seiner Oberseite befindet sich ein Druckstift 19, der" sich gegen ein um einen Drehpunkt 20 schwenkbares Düäenrohr 21 anlegt. Dem Stift 19 entgegen wirkt eine Druckfeder 22, so daß die Spitze des Düsenfobres in der Normallage auf die aus dem Druckschalter 16 abgehende, zum Ventil führende. Leitungsöffnung. eingestellt ist. Zwecks Wegnahme des Öldruckes von dem oberen Teil der Leitung 11 ist eine beispielsweise durch einen Elektromagneten 23 betätigte Stange 24 vorgesehen. Eine - Rohrleitung 25 dient zum Rückführen des aus dem oberen Teil der Leitung 11 bei Ventilöffnung zurückfließenden Öles oder von überschüssigem Öl aus dem Druckschalter 16 in den Behälter 12. Mittels einer Leitung 28 kann Lecköl, das an den Ringen des Kolbens 5 vorbei durchgesickert ist, vom Zylinder in den Behälter 12 zurückgeführt werden.

An Stelle der geschilderten Düsenrohrsteuerung im Druckschalter 16 kann ebensogut die an sich bekannte Prallplatte verwendet werden. Bei ihr trifft die Druckflüssigkeit aus einer Düse heraus auf eine am Ende eines federbelasteten Schwenkhebels befindliche Platte. Der Flüssigkeitsverbrauch, z. B. Öl, ist bei dieser Steuereinrichtung im Ruhezustand auf ein Minimum gesenkt. Der Öldruck hält sich auch langer, wenn der Strom für die Pumpe 13 ausbleiben sollte. Die Prallplattensteuerung ist ebenfalls durchaus betriebssicher. Außerdem stellt sie eine Sicherung gegen Überlastung des Kraftverstärkers dar.

In dem zwischen Druckschalter 16 und dem Gehäuseteil 16 liegenden Teil der Leitung 11 ist vorteilhaft ein Kraftverstärker 26 eingebaut. Weiterhin ist es zweckmäßig, eine einstellbare Drossel 27, Vorzugsweise nahe bei der Verbindungsstelle der Rohrleitung 11 mit dem Gehäuseteil 6, vorzusehen.

Durch die Pumpe 13 wird das Öl im Behälter 12 hochgepumpt und geht über das in der Normallage befindliche Düsenrohr 21 (bzw. Prallplatte) und dem Verstärker 26 in den Zylinder des Gehäuseteiles 6. Auf den Kolben 5 wird durch das Öl ein solch hoher Druck ausgeübt, daß ein sicherer Abschluß des Ventiltellers 3 auf seinem Sitz gewährleistet ist. Erhöht sich nun der Druck in der Leitung 1 in unzulässiger Weise, dann wird durch ihn über die Verbindungsleitung 17 der Ausdehnungskörper 18 gestreckt, und der Stift 19 schiebt das Düsenrohr 21 entgegen der Kraft der Feder 22 seitwärts. Der Strom des durch die Pumpe zugeführten Öles kann nun nicht mehr in das obere Stück der Leitung 11 drücken, sondern läuft jetzt durch die Leitung 25 wieder in den Behälter 12 zurück. Der über dem Kolben 5 befindliche Druck baut über die Rohrleitung und den Verstärker ab. Das aus dem Zylinder durch die unter dem Ventilkörper 3 stehende Dampfkraft verdrängte Öl fließt ebenfalls durch die Leitung 25 dem Behälter 12 zu. Die Drossel sorgt dabei dafür, daß das öl nicht zu schnell aus dem Zylinder entweichen kann, wodurch ein ruckartiges öffnen des Ventiltellers 3 verhindert wird.

Es. besteht noch die Möglichkeit, verschiedene Impulse vorzusehen, z. B. so, daß das Ventil bei Ausfall eines Stromkreises selbsttätig öffnet. Damit wird die Wirkung der Schnellschlußvorrrichtung bei Dampfturbinen unterstützt, denn das Ventil könnte schon öffnen, bevor sich: die Druckerhöhung in der Dampfleitung auswirkt. Es ist auch ohne weiteres möglich, das Ventil für Gegendruck zu bauen. Es kann dann gleichzeitig als Bypaßventil für Dampfturbinen verwendet werden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Sicherheitsventil, insbesondere für Dampfanlägen, mit einem durch den abzusichernden Druck im Öffnungssinne beaufschlagten Ventilkegel mit einem durch ein fremdes Druckmittel, z. B. Drucköl. beaufschlagten Kolben, der den Ventilkegel auf seinen Sitz in die Schließstellung drückt, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem \^rentilkegel formschlüssig verbundene Kolben (5)-durch einen vom abzusichernden Druck beeinflußten Druckschalter (16) gesteuert wird, so daß er nach dem Erreichen der Abblasegrenze drucklos wird.

2. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch' gekennzeichnet, daß der Druckschalter im wesentlichen aus einem zwischen einer Druckfeder (22) und einem vom Eigenmedium betätigten Stift (19) angeordneten Stahlrohr (21) besteht.

3. Sicherheitsventil nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch die Verwendung einer an sich bekannten Prallplatte mit Druckschaltung (16).

4. Sicherheitsventil nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine von einer Fremdquelle, z. B. Elektromagnet (23), erzeugte Kraft auf das Düsenrohr (21) oder die Prallplatte einwirken kann.

5. Sicherheitsventil nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (11) zwischen Druckschalter (16) und Kolben (5) ein Kraftverstärker (26) vorgesehen ist.

6. Sicherheitsventil nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in die Leitung (11), vorzugsweise nahe bei ihrer Verbindungsstelle mit dem Gehäuseteil (6), eine einstellbare Drossel (27) eingebaut ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 194187, 521544, 646, 560 774, 664 962, 857 723, 906 277; französische Zusatzpatentschrift Nr. 22 949 zu 807.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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