DE1081545B - Druckabhaengige elektrische Schalteinrichtung zur Betaetigung eines unter hohem statischem Druck stehenden Sicherheitsventils - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine druekabhängige elektrische Schalteinrichtung zur Betätigung eines unter hohem statischem Druck stehenden Sicherheitsventils, welches vor allem in Dampfkraftanlagen an Dampfkesseln od. dgl. vorgesehen werden muß. Wenn Dampfkraftanlagen wirtschaftlich arbeiten sollen, so ist an das Sicherheitsventil die Forderung nach einer hohen Ansprecngenauigkeit zu, stellen, d. h. das Sicherheitsventil muß mit Sicherheit in einem möglichst engeffl Druckintervall ansprechen. Je enger dieses Intervall ist, desto näher kann der Druck, unter dem der Kessel arbeitet, an die zulässige Sicherheitsgrenze gebracht werden und desto' wirtschaftlicher arbeitet die Anlage. Der gleiche Gesichtspunkt ist zu berücksichtigen hinsichtlich der Schaltspanne, das ist die Differenz der Drücke, bei denen das Sicherheitsventil öffnet und bei denen das Sicherheitsventil schließt. Auch diese Schaitspanne muß möglichst klein gehalten werden, wenn die Dampfkraftanlage mit großem Nutzeffekt arbeiten soll.

Die bisher bekannten Dampfdruckmeßwerke, in denen der Dampfdruck gegen die Kraft eines federnden Organs ausgewogen wird und in denen die elastische Deformation des federnden Organs ein Maß für den Dampfdruck ist, erfüllen die oben erwähnten Forderungen nur in unzureichendem Maße. Nachteilig ist in solchen Einrichtungen, daß, wahrscheinlich infolge von Schwankungen des Elastizitätsmoduls, bedingt durch elastische Hysterese des federnden Werkstoffs, die Dampfdrucktoleranz, innerhalb welcher der Schalter betätigt wird, d. h. also die Ansprechgetiauigkeit, zu groß· ist. Nachteilig ist in solchen Einrichtungen auch ein gewisser, nicht zu vermeidender Totgang in den kinematischen Mitteln zur Ventilbetätigung, was zur unerwünschten Folge hat, daß das Ventil bei mit der Zeit steigenden Drücken bei höherem Druck als bei mit der Zeit fallenden Drücken betätigt wird, daß also die Schaltspanne unerwünscht groß ist.

Es ist auch; vorgeschlagen worden, das Sicherheitsventil durch ein Gewicht und außerdem durch einen pneumatischen Hilfsdruck zu belasten) und den Hilfsdruck dann abzuschalten, wenn der Dampfdruck eine vorbegtimmte Grenze erreicht. Das Gewicht allein reicht dann nicht mehr aus, um das Ventil geschlossen zu halten, so daß das letztere sich öffnet. Dazu wird eine Schalteinrichtung benutzt, die den Hilfsdruck abschaltet, und bei der der Dampfdruck des Kessels einer Schneckenfeder zugeführt wird, die eine Blechfahne in dem Luftstrahl zwischen einer Ausström- und einer Empfängerdüse bewegt und dadurch ⁽den Hilfsdruck steuert. Diese Schalteinrichtung weist den Nachteil auf, daß der Schaltweg der den Luftstrahl abschneidenden Blechfahne zu groß ist, so daß beim Erreichen des Grenzdrucks die Öffnung des Sicherheitsventils zu Druckabhängige elektrische

Schalteinrichtung zur Betätigung

eines unter hohem statischem Druck

stehenden Sicherheitsventils

Anmelder:

Continental Elektroindustrie

Aktiengesellschaft Askania -Werke,

Berlin-Mariendorf,. Großbeerenstr. 2-ίΟ

Gerhard Albat_r Mannheim,
ist als Erfinder (Jenamnt worden

spät und erst zu einer Zeit erfolgt, bei der der Dampfdruck zu weit über den Grenzdruck hinausgewachsen ist. Die Ansprechgenauigkeit ist daher auch hier nicht genügend groß. Dazu kommt, daß die Schneckenfeder als elastisches- Organ die eingangs erwähnten Nachteile aufweist.

Die Erfindung beseitigt diese Nachteile, indem sie eine druckabhängige elektrische Schalteinrichtung zur Betätigung eines- unter hohem '«tatischen Druck stehenden Sicherheitsventils, das durch eine Hilfskraft geschlossen und durch Abschalten der Hilfskraft geöffnet wird, vorschlägt, die sich dadurch kennzeichnet, daß der das Sicherheitsventil belastende Druck auf ein elastisches Organ (Wellrohr, Membran od. dgl.) wirkt und von einer Gegenkraft kompensiert wird, und dadurch, daß das Kompensationssystem einen elektrischen Schalter, betätigt, der über ein Relais die das Ventil schließende Hilfskraft abschaltet.

Die Einrichtung kann nach der Erfindung so getroffen werden, daß der Druck (beispielsweise der Druck eines Dampfkessels) einen Wellrohrkörper beaufschlagt, der an einen Hebel angreift, an dem eine kompensierende Gegenkraft durch ein Gewicht erzeugt ist, wobei der Hebel einen elektrischen Schalter beeinflußt, der seinerseits ein Magnetventil betätigt, durch welches eine auf das Sicherheitsventil in Schließrichtung wirkende pneumatische Hilfskraft abschaltbar ist.

Wesentlich für die Erfindung ist, daß das vom Druck beaufschlagte elastische Organ, etwa der Wellrohrkörper, eine Membran od. dgl. überhaupt nicht oder nur durch unbedeutende Rückstellkräfte an eine Nullage gefesselt und nur durch eine mit seinen Verschiebungen nicht veränderlichen, dem. Schaltdruck

Ott» 509/315

entsprechenden Kraft belastet ist. Die den Druck fühlende Einrichtung ist damit praktisch vollständig astasiert. Bei Drücken, unterhalb des Schaltdrucks vermag das Kompensationssystem in die eine, bei Drükken oberhalb des Schaltdrucks in die andere, ihm beispielsweise durch Anschläge vorbestimmte Endlage zu laufen. Damit ist der Totgang vermieden, der den kinematischen Mitteln der eingangs erwähnten Einrichtungen eigen ist, ein Vorteil, der dadurch ausgenutzt werden kann, daß der Weg des Kompensationssystems denkbar klein gehalten werden kann und daß ein wegarmer elektrischer Schalter Verwendung findet. Wird erfindungsgemäß die dem Schaltdruck entsprechende kompensierende Gegenkraft durch ein Gewicht erzeugt, so sind damit auch die Wirkungen elastischer Hysterese und ihre Nachteile vermieden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die Zeichnung. Es ist 1 ein vom Dampfdruck eines Kessels im Sinne des Öffnens beaufschlagtes Sicherheitsventil. Dem Dampfdruck entgegen wirkt über den Hebel 2 die Kraft des Gewichtes 3 und außerdem eine Hilfskraft, welche durch den Druck eines pneumatischen Druckmittels auf den Kolben 4 erzeugt ist. Das pneumatische Druckmittel ist über einen drosselnden Widerstand 16 dem Raum 6 über dem Kolben 4 zugeführt zu denken. Vom Raum über den Kolben führt eine Leitung zu dem Abblaseventil 7, welches durch einen elektrischen Strom, der die Spule 8 durchfließt, geschlossen gehalten zu denken ist. Durch die Leitung 9 wird der Dampfdruck in den Raum 10 über den Wellrohrkörper 11 übertragen. Der Wellrohrkörper ist entgegen dem Dampfdruck abgestützt durch eine Kraft, welche über den Hebel 12 auf das Wellrohr übertragen ist und welche durch das Gewicht 13 erzeugt ist. Über den Arm 14 des Hebels 12 werden Hebelbewegungen zur Betätigung des Schalters 15 übertragen. Der Wellrohrkörper 11 ist so bemessen zu denken, daß er durch praktisch unbedeutende Rückstellkräfte an eine Nullage gefesselt ist. Bei Drücken unterhalb des Schaltdrucks ist der Schalter 15 geschlossen. Er ist geöffnet bei Drücken oberhalb des Schaltdrucks. Dann ist der elektrische Strom, der das Magnetventil geschlossen hält, unterbrochen und das Ventil 7 geöffnet. Das Druckmittel aus dem Raum 6 bläst ab und der pneumatische Druck im Raum 6 sinkt. Bei passender Bemessung des Gewichtes 3 öffnet dann das Sicherheitsventil 1.

Die Gewichte 3 und 13 werden zweckmäßigerweise zur Erzeugung unterschiedlicher Kompensationsmomente an ihren Hebeln 2 bzw. 12 verschiebbar an- geordnet, damit die Einrichtung verschiedenen Schaltdrucken angepaßt werden kann.

Selbstverständlich ermöglicht die Einrichtung auch die selbsttätige Schließung des Sicherheitsventils, wenn der Druck im Kessel durch Abblasen von Dampf genügend weit gesunken ist. In diesem Fall läßt das vom Wellrohrkörper 11 ausgeübte Drehmoment auf den Hebel 12 nach, wodurch nacheinander Schalter 15, Magnetventil 7 und Sicherheitsventil 1 geschlossen werden.

Die beschriebene Einrichtung ermöglicht es, bei hohen Dampfdrücken kleine Schaltspannen und hohe Ansprechgenauigkeiten einzuhalten. So beträgt beispielsweise bei einem Dampfdruck von 170 at die Schaltspanne nur 0,3 at und die Ansprechgenauigkeit ± 0,1 at.

Das Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Einrichtung, das in der beigefügten Zeichnung dargestellt ist, eignet sich im allgemeinen nicht in Anlagen, die etwa auf Schiffen installiert sind, weil Schlingerbewegungen das Gewicht 13 beeinflussen können, so daß kein definiertes Kompensationsdrehmoment mehr zur Verfugung steht. In diesem Fall läßt -sich das Gewicht 13 durch eine Feder ersetzen, die der Erzeugung eines Kompensationsmoments am Hebel 12 dient. Damit geht zwar der Vorteil verloren, daß von der Einrichtung Fehler ferngehalten werden, die durch die bereits erwähnten störenden Änderungen des Elastizitätsmoduls hervorgerufen werden können, so daß die Ansprechgenauigkeit geringer und die Schaltspannung größer als im Falle des beschriebenen Beispiels ausfällt. Bedingt durch das Prinzip, das Kompensationssystem astatisch zu lagern und durch die sehr geringen Schaltwege, bleibt jedoch; auch die mit einer Kompensation durch Federkraft ausgerüstete Einrichtung den bisher bekannten Einrichtungen hinsichtlich geringer Schaltspannen und hoher Ansprechgenauigkeit überlegen, so daß sie auch auf Schiffen oder auf anderen bewegten Systemen mit Vorteil Verwendung finden kann.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Druckabhängige elektrische Schalteinrichtung zur Betätigung eines unter hohem statischem Druck stehenden Sicherheitsventils, insbesondere zur Betätigung von Sicherheitsventilen in Dampfkraftanlagen, bei der das Sicherheitsventil durch eine Hilfskraft geschlossen und durch Abschalten der Hilfskraft geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der das Sicherheitsventil belastende Druck auf ein elastisches Organ (Wellrohr, Membran od. dgl. 11) wirkt und von einer Gegenkraft kompensiert wird, und dadurch, daß das Kompensationssystem (10 bis 14) einen elektrischen Schalter (15) betätigt, der über ein Relais (8) die das Ventil (1) schließende Hilfskraft abschaltet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen vom Druck beaufschlagten Wellrohrkörper (11), der auf einen den elektrischen Schalter (15) beeinflussenden Hebel (12) wirkt, an dem die kompensierende Gegenkraft durch ein Gewicht (13) erzeugt ist, und dadurch, daß der elektrische Schalter ein Magnetventil (7, 8) betätigt, durch welches eine auf das Sicherheitsventil (1) in Schließ richtung wirkende pneumatische Hilfskraft abschaltbar ist= -

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 232 093.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 009 509/315 5,60