DE1085388B - Hochdruck-, Heiss- und Sattdampfventil, insbesondere Kesselsicherheits- oder Anfahrventil - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Bei Hochdruck-, Heiß- und Sattdampfventilen, die insbesondere als Kesselsicherheits- oder Anfahrventile Verwendung finden, ist es bekannt, die Dichtflächen gegen Strahlverschleiß zu schützen und dazu derart anzuordnen bzw. beim öffnen zu bewegen, daß sie vom Medium nicht angestrahlt werden. Im einzelnen hat man dazu (deutsche Patentschriften 76 875, 506 092, 808 515) bereits vorgeschlagen, die Ventilsitze an einem in den unteren Ventilgehäuseteil eingesetzten Tubus anzuordnen sowie ein kolbenförmiges Verschlußstück vorzusehen und dieses von einem z. B. federbelasteten Zylinder zu umgeben, der seinerseits Dichtflächen aufweist und beim öffnen unter Zwischenschaltung eines Leerganges mitgenommen wird. Bei den bekannten Ventilen ist das Gehäuse jedoch nicht zylinderförmig ausgeführt. Hierdurch entstehen infolge unterschiedlicher Wärmedehnungen Störungen in der Dichtwirkung, so daß die bekannten Maßnahmen grundsätzlich nicht befriedigen. Darüber hinaus entstehen beim Bearbeiten erhebliche Schwierigkeiten und im Ergebnis infolge dieser Bearbeitungsschwierigkeiten für Hochdruck-, Heiß- und Sattdampfventile unvorteilhaft große Toleranzen. Zwar sind grundsätzlich auch zylindrische Gehäuse bei derartigen oder ähnlichen Ventilen bekannt (deutsche Patentschrift 808 515, USA.-Patentschrift 2 595 012 oder deutsche Auslegeschrift 1 008 075), bei diesen sind jedoch durch an den zylindrischen Gehäuseteil unmittelbar angeschlosseneAustrittsstutzen im ganzen unsymmetrische Verhältnisse verwirklicht, so daß die beschriebenen, auf Wärmedehnungen zurückzuführenden Nachteile bestehen bleiben.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Hochdruck-, Heiß- und Sattdampfventil, welches insbesondere als Kesselsicherheits- und Anfahrventil geeignet ist, so auszubilden, daß optimale Dichtwirkung der in bekannter Weise gegen Strahlverschleiß geschützten Dichtflächen bei einfacher Fertigung erreicht wird. Das wird erfindungsgemäß durch die Kombination der folgenden Merkmale erreicht:

a) das Ventilgehäuse ist im wesentlichen zylindrisch gestaltet, hat einen axialen Eintritt und ist im Bereich des oder der seitlichen Austrittsstutzen mit einem balgartigen Wulst versehen,

b) die Ventilsitzfläche ist an einem in den unteren zylindrischen Gehäuseteil eingesetzten Tubus angeordnet,

c) das kolbenförmige Verschluß stück ist von einem federbelasteten Zylinder umgeben, der seinerseits Sitzflächen aufweist und beim öffnen unter Zwischenschaltung eines Leerganges von dem Verschlußstück mitgenommen wird.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß bei dem erfindungs-Hochdruck-, Heiß- und Sattdampfventil,
insbesondere Kesselsicherheitsoder Anfahrventil

Anmelder:

Dipl.-Ing. Rudolf Niermann,
Essen, Hagenaustr. 38

Dipl.-Ing. Rudolf Niermann, Essen,
ist als Erfinder genannt worden

gemäßen Ventil die Wärmedehnungen überschaubar sind, weil das Gehäuse aus einem im wesentlichen zylindrisch gestalteten Stück besteht, das im Bereich der durch die Anschlußstutzen gegebenen Abweichungen von der zylindrischen Form einen Störungen ausgleichenden, balgartig wirkenden Wulst aufweist. Sämtliche Dichtelemente sind streng zylindrisch gestaltet und dadurch in ihren Wärmedehnungen ebenfalls überschaubar, die Flächen für die Führung und Befestigung von Sitz- und Dichtelementen liegen alle gleichachsig und können in einer Aufspannung und im Ergebnis mit geringsten Toleranzen bearbeitet werden. Im ganzen erreicht die Erfindung so optimale, auch bei Wärmedehnungen noch gegebene und dabei über den balgartig wirkenden Wulst durch Ausgleich erzielte Dichtwirkung sowie hohe Lebensdauer.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert.

Das Ventilgehäuse 1 besitzt axialen Strömungsmitteleintritt 2 und seitlichen Strömungsmittelaustritt 3. In diesem Bereich ist ein balgartiger Wulst 3 a vorgesehen. In das Ventilgehäuse 1 ragen als bewegliche Elemente in der Achse des Strömungsmitteleintritts bewegbar und damit den Austritt freigebend oder schließend ein kolbenförmiges Verschluß stück 4 und ein den Kolben 4 umgebender Zylinder 5 hinein. Am unteren Rand des Ventilkolbens 4 ist eine Sitzfläche 4 α vorgesehen, ebenso am unteren Rand des den Kolben 4 umgebenden Zylinders 5 die Sitzfläche 5 α.

Die diesen Sitzflächen 4α, 5α zugeordneten Sitzflächen 6 a, 6 b sind an einem Tubus 6 vorgesehen, welcher ebenfalls als Zylinderstück ausgebildet und in das Ventilgehäuse 1 von unten eingesetzt ist. In der in der Figur gezeichneten Schließstellung ragt der

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Kolben 4 mit seiner Sitzfläche 4a aus dem Zylinder 5 hinaus. Im übrigen ist jedoch der Kolben 4 bei einer Aufbewegung des Ventils in den Zylinder 5 hinein bewegbar. Zu diesem Zweck ist der den Kolben 4 umgebende Zylinder 5 über eine Feder 7 gegen das Ventilgehäuse 1 abgestützt und der Ventilkolben oder Ventilkegel 4 über eine Kolbenstange 8 als Steuerstange verstellbar. Die Verstellung wird dabei so vorgenommen, daß nach einem bestimmten Stellweg der Kolben 4 den ihn umgebenden Zylinder 5 mitnimmt. Der Stellweg und damit das Mitnahmespiel ist so eingerichtet, daß die Sitzfläche 4a des Kolbens 4 dabei bereits in den Zylinder 5 so weit zurückgeführt ist, daß die Sitzfläche 4a des Kolbens 4 sich im Strömungsschatten befindet. Erst danach wird der Zylinder 5 angehoben und eine öffnung für das Passieren des Strömungsmittels freigegeben. Der Druck der Feder 7 ist größer als der Flüssigkeitsdruck, der auf den Kolben 4 umgebenden Zylinder 5 ausgeübt wird, so daß bei einer Abwärtsbewegung des Kolbens 4 der Zylinder 5 stets dem Kolben vorauseilt, bis der Zylinder 5 wieder mit seinen Sitzflächen, 5 a auf der zugeordneten Sitzfläche 6 a des Paßstückes aufsitzt. Erst danach wird der Kolben 4 bis auf seine zugeordnete Sitzfläche 6 b abgesenkt. Die Sitzfläche 4a des Kolbens 4 liegt, wie erwähnt, im Strömungsschatten und ist als Hauptsitzflache ausgebildet. Ebenso liegt die zugeordnete Sitzfläche 6 & im Paßstück 6 im Strömungsschatten. Im Ausführungsbeispiel ist der Kolben 4 über Dichtungsringe 9 in den umgebenden Zylinder 5 eingesetzt. Nichtsdestoweniger durchsickerndes Strömungsmittel kann durch die für die Steuerstange 8 vorgesehene Durchführungsöffnung 5 b im Deckel des Zylinders 5 in den Federraum eintreten und längs der Außen wandungen des Zylinders 5 zum Austritt gelangen, wozu die Außenwandungen des Zylinders 5 in der Figur angedeutete Rippen 5 c oder Kanäle aufweisen kann. Nach außen hin ist die Kolben- oder Ventilsteuerstange 8 in üblicher Weise über eine Stopfbuchsendichtung 10 od. dgl. abgedichtet.

Die Funktionsweise des in den Figuren dargestellten Ventils ist die folgende:

Soll beispielsweise Dampf abgeblasen werden, so wird der Ventilkolben 4 zunächst hochgezogen. Er löst sich dazu von seiner Sitzfläche 6 & am Paßteil 6. Die Kolbendichtfläche 4 a wandert damit in den Bereich des den Kolben 4 umgebenden Zylinders 5. Die Grobabdichtung wird nur noch von den Kolbenringen 9 und der Sitzfläche 5 a übernommen. Erst wenn der obere Kolbenboden an den Deckel des Zylinders 5 stößt, wird der den Kolben 4 umgebende Zylinder 5. mit hochgehoben. Nnumehr erfolgt der Abblasvorgang. Hierbei liegen jetzt die beiden Hauptdichtflächen 4a und 6b vollkommen im Strömungsschatten. Sie können daher nicht ausgewaschen werden. Der Schließvorgang wickelt sich in der Weise ab, daß beim Abwärtsgang des Ventilkolbens oder Ventilkegels 4 zunächst der den Kolben 4 umgebende Zylinder 5 infolge der auf ihm lastenden Kraft der Feder 7 nach unten wandert bis zur Schließstellung. In dieser Phase bleibt der Kolben 4 aber noch außerhalb der Strömung. Die Hauptströmung ist unterbunden, wenn die Sitzflächen 5 a des den Kolben 4 umgebenden Zylinders 5 auf der Sitzfläche 6 a des Paßteils 6 aufsitzt. Geringfügige Undichtigkeiten, die möglicherweise hier auftreten, sind ohne wesentliche Bedeutung in bezug auf die Verschleißerscheinungen. Erst nach diesem Aufsetzen führt der Kolben 4 ganz runter, bis auf die ihm zugeordnete Sitzfläche 6 b des Paßstückes 6, so daß eine restlose Abdichtung erfolgt.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Hochdruck-, Heiß- und Sattdampfventil, insbesondere Kesselsicherheits- oder Anfahrventil mit gegen Strahl verschleiß geschützten Sitzflächen, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) das Ventilgehäuse (1) ist im wesentlichen zylindrisch gestaltet, hat einen axialen Eintritt (2) und ist im Bereich des oder der seitlichen Austrittsstutzen (3) mit einem balgartigen Wulst (3 a) versehen.

b) die Ventilsitzfläche (6 a, 6 b) ist an einem in den unteren, zylindrischen Gehäuseteil (1) eingesetzten Tubus (6) angeordnet.

c) das kolbenförmige Verschlußstück (4) ist von einem federbelasteten Zylinder (5) umgeben, der seinerseits Sitzflächen (5a) aufweist, um beim öffnen unter Zwischenschaltung eines Leerganges von dem Verschluß stück (4) mitgenommen wird.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das obere und untere zylindrische Gehäuseteil (1) gleiche Durchmesser und der federbelastete Zylinder (5) sowie der in das untere Gehäuseteil eingesetzte Tubus (6) gleiche Außendurchmesser aufweisen.

3. Ventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsspindel (8) für das kolbenförmige Verschlußstück (4) über eine Stopfbuchse (10) nach außen geführt und der federbelastete Zylinder (5) auf seinem Außenmantel mit Kriechdampfkanälen versehen ist.

4. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungsfeder (7) für den das Verschlußstück (4) umgebenden Zylinder (5), z. B. durch ein in das obere Gehäuse eingeschraubtes Gegenstück mit darin eingesetzter Stopfbuchsendurchführung (10) für die Betätigungsspindel (8), von außen verstellbar ist.

5. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das kolbenringartige Verschlußstück (4) mit kolbenringartigen Abdichtungsmitteln (9) im umgebenden Zylinder geführt

ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 76 875, 506 092,
580', 808515;

schweizerische Patentschrift Nr. 104157;
USA.-Patentschrift Nr. 2 595 012.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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