DE1155645B

DE1155645B - Freilaufrueckschlagventil

Info

Publication number: DE1155645B
Application number: DEK35169A
Authority: DE
Inventors: Willi Schwen
Original assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Current assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Priority date: 1958-06-28
Filing date: 1958-06-28
Publication date: 1963-10-10

Description

Freilaufrückschlagventil Die Erfindung bezieht sich auf ein Freilaufrückschlagventil für die Druckleitung von Kreiselpumpen, insbesondere Hochdruck-Heißwasser- bzw. Kesselspeisepumpen, mit einem durch ein Ventilverschlußstück gesteuerten Hauptdurchflußquerschn-itt und einem vom gleichen Verschlußstück gesteuerten Nebenauslaß zur Abführung einer Mindestmenge der Förderflüssigkeit.
Freilaufrückschlagventile werden als Sicherheitsorgan in die Druckleitung von Pumpen der obengenannten Art eingebaut, damit bei abgesperrter Druckleitung bzw. bei geschlossenem Kesselspeiseventil die Förderleistung nicht unter ein gewisses Maß absinkt. Durch Ableitung einer Mindestmenge der Förderflüssigkeit durch einen Nebenauslaß des Freilaufrückschlagventils wird Wärme aus der Pumpe abgeführt, wodurch eine Verdampfung der Flüssigkeit in der Pumpe und die damit verbundenen schweren Schäden vermieden werden.
Bei bekannten Ausführungen von Freilaufrückschlagventilen ist es üblich, daß von dem an den Kessel abgegebenen Speisewasser der Ventilkegel angehoben wird, und zwar um so mehr, je größer der Förderstrom ist. Mit dem Ventilkegel ist eine als zweiariniger Hebel ausgebildete Verbindungsstange gekoppelt, die an dem der Kopplungsstelle entgegengesetzten Ende einen Absperrschieber zum öffnen und Schließen des Nebenauslasses trägt. Durch den Ventilkegel wird mittels der Verbindungsstange somit der Absperrschieber derart geführt, daß die öffnung des Nebenauslasses bei abgesperrter Druckleitung geöffnet ist und in Abhängigkeit von der Zunahme des Förderstromes geschlossen bzw. bei abnehmendem Förderstrom wieder geöffnet wird. Infolge der hierdurch auftretenden verschiedenen öffnungsquerschnitte des Nübenauslasses strömt in Abhängigkeit der Stellung des Ventilkegels jeweils eine mehr oder wenig große Flüssigkeitsmenge durch den Nebenauslaß aus, wobei jede Stellung des Schiebers vom völlig geschlossenen bis zum völlig geöffneten Querschnitt des Nebenauslasses über eine. längere Zeitdauereintreten kann.
Diese Einrichtungen weisen erhebliche Nachteile auf, wenn es sich um sehr hohe und höchste zur Verwenduna kommende Betriebsdrücke handelt, wie sie insbesondere bei Kesselspeisepumpen auftreten. Der Druckunterschied vor und hinter dem Nebenauslaß ist dann so hoch, daß an den Abschlußteilen des Nebenauslasses ein starker Verschleiß eintritt. Bei den heute modernen, mit sehr hohen Betriebsdrücken arbeitenden Kesselanlagen müssen diese Abschlußteile daher infolge des sogenannten Strahlverschleißes nach kürzester Zeit erneuert werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diesen Verschleiß zu vermeiden. Sie geht davon aus, daß der hohe Druck stufenweise abgebaut wird. Erfindungsgemäß geschieht dies durch Anordnung mehrerer Drosseln hinter dem Nebenauslaß, die in an sich bekannter Weise gleiche, oder fast gleiche Querschnitte aufweisen und- hintereinander angeordnet sind. Beträgt z. B. der Betriebsdruck 300 atü und der Druck in der Austrittsleitung 10 atü, so ist es durch Einbau dieser Drosseln möglich, den gesamten Druckabfall auf Teilabfälle von weniger als 100 atü zu reduzieren. Bei diesen verminderten Drücken ist der Strahlverschleiß dann nur noch unbedeutend. Die Voraussetzung für einen stufenweisen Druckabbau durch die hintereinander angeordneten Drosseln ist jedoch, daß die aus dem Nebenauslaß austretende Wassermenge konstant bleibt. Aus den oben angeführten Gründen wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung -ein Freilaufrückschlagventil verwendet, bei dem in ebenfalls an sich bekannter Weise das den Nebenauslaß steuernd-- Abschlußorgan derart angeordnet ist, daß dieses den Nebenauslaß ohne Zwischenstellungen entweder völlig abschließt oder völlig öffnet.
Durch diese Einrichtung wird erreicht, daß für die aus dem Nebenauslaß austretende Flüssigkeit nunmehr nur der volle Querschnitt zur Verfügung steht, infolgedessen diese, Flüssigkeitsmenge konstant bleibt undder hoheBetriebsdruck mittelsder hintereinander angeordneten Drosseln stufenweise abgebaut werden kann.
In den Abb. 1 bis 3 a ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt: Ein an beiden Enden gelagerter Ventilkegel 1 ist mittels der aIs zweiarn--tiger Hebel ausgebildeten Stange 2 mit dem Schieber 3 verbunden. Die Stange 2 kann zur Aufnahme des Schiebers an dem der Kopplungsstellemit dem Ventilkegel entgegengesetzten Ende z. B. als Gabel ausgebildet sein, in welcher der Schieber mittels seitlicher Zapfen gelagert ist. Der Schieber ist im Ausführungsbeispiel schlitzartig durchbrochen, während der von ihm abzuschließende- Nebenauslaß 4 mit zwei Schlitzen versehen ist, die in Form und Größe dem des Schiebers entsprechen. Statt Schlitzen können auch andersartig geformte Durchbrechungen vorgesehen sein. Die aufeinander gleitenden Flächen von Nebenauslaß und Schieber sind zweckmäßig mit verschleißfestem Werkstoff gepanzert, um den durch das Aufeinandergleiten der Flächen hervorgerufenen Verschleiß so gering wie möglich zu halten.
Die Abb. la zeigt den Nebenauslaß 4 mit Schleber 3 in vergrößerter schematischer Darstellung. Der Ventilkegel 1 ist mit einer oder mehreren Bohrungen 6 versehen, deren Gesamtquerschnitt der Mindestwassermenge angepaßt ist. Oberhalb des Ventilkegels 1 befindet sich ein loser Hilfskegel 5, der von dem. oberen Zapfen des Ventflkegels geführt wird. Der Ventilkegel ist außerhalb der Sitzfläche 7 im Durchmesser bei 9 wesentlich vergrößert und bewegt sich mit geringem Spiel im Ventilgehäuse. Er dichtet bei 7 und der obere lose Hilfskegel 5 bei 8 ab. Hinter dem Nebenauslaß 4 sind hintereinander die zum stufenweisen Abbau des Druckes erforderlichen Drosseln 10 angeordnet.
Die Wirkungsweise ist folgende: Im Ruhestand entsprechend Abb. 1 und 1 a ist der Hauptdurchflußquerschnitt durch die Abschlüsse bei 7 und 8 völlig geschlossen, während der Nebenauslaß 4 vollständig geöffnet ist. Wird nun eine geringe Menge Flüssigkeit dem Kessel zugeführt, so fließt dieses zunächst durch die Bohrungen 6 und drückt den oberen Hilfskegel 5 in die Höhe. Bei nunmehr zunehmender Flüssigkeitsmenge erhöht sich nüt der Durchflußgschwindigkeit in den Bohrungen 6 gleichzeitig der Druckunterschied oberhalb und unterhalb des Ventilkegels 1. übersteigt die Kraft des sich unter dem Ventilkegell aufbauenden Druckes das Gewicht des Ventilkegels, so hebt sich derselbe an. Durch Öffnen des Abschlusses bei 7 wird nun nicht nur die zwischen Ventilschaft und Ventilschlitz befindliche Kreisringfläche, sondern nunmehr die wesentlich größere Gesamtquerschnittsfläche bei 9 durch den Druck beaufschlagt. Damit wird der Ventilkegel ruckartig nach oben gedrückt, wodurch gleichzeitig der Nebenauslaß durch den Schieber schlagartig geschlossen wird. Di-- damit erreichte Stellung ist aus Abb. 2 und 2 a ersichtlich.
Damit nach dem Schließen des Nebenauslasses eine genügende Überdeckung des Schiebers vorhanden ist muß der Schließpunkt bereits bei der Kegelstellung gemäß Abb. 3 und 3 a erfolgen. Diese Stellung ist jedoch nur als eine während des Schließ-bzw. öffnungsvorganges eintretende momentane Zwischenstellung zu betrachten.
Wird nun die Druckleitung durch ein zwischen dem Freilaufrückschlagventil und dem Kessel angeordnetes Absperrorgan abgeschlossen, so sinkt der Ventilkegel augenblicklich durch sein Eigengewicht auf den Sitz 7 herab und schließt damit den Hauptdurchflußquerschnitt ab, wobei die in der Leitung befindlichc Flüssigkeit eine gewisse Dämpfung bewirkt und einen harten Aufprall des Ventilkegels auf seine Sitzfläche verhindert. Diese Bewegung des Ventilkegels überträgt sich wiederum auf den Schieber, der seinerseits sofort den vollen Durchflußquerschnitt des Nebenauslasses freigibt. Die Funktion des oberen Hilfskegels 5 besteht darin, daß er die Bohrungen 6 nunmehr abschließt und somit ein Zurückströmen der über dem Ventilkegel befindlichen Flüssigkeit verhindert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Freilaufrückschlagventil für die Druckleitung von Kreiselpumpen, insbesondere Hochdruck-Heißwasser- bzw. Kesselspeisepumpen mit einem durch ein Ventilverschlußstück gesteuerten Hauptdurchflußquerschnitt und einem vom gleichen Verschlußstück gesteuerten Nebenauslaß zur Abführung einer Mindestmenge der Förderflüssigkeit, gekennzeichnet durch die gleichzeitige Anwendung folgender Merkmale: a) hinter dem Nebenauslaß sind mehrere Drosseln mit gleichen oder fast gleichen Querschnitten zum stufenweisen Abbau des hohen Druckes hintereinander angeordnet; b) der Nebenauslaß ist ohne Zwischenstellungen entweder völlig geschlossen oder völlig geöffnet.
2. Freilaufrückschlagventil nach Anspruchl, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkegel außerhalb der Sitzfläche im Durchmesser vergrößert ist und mit einer oder mehreren der Mindestwassermenge im Gesamtquerschnitt angepaßten Bohrungen versehen ist. 3. Freilaufrückschlagventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Ventilkegels ein loser, von dem oberen Zapfen desselben geführter 1-Elfskegel angeordnet ist.
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 166 914, 198 411, 559 116, 652 107, 705 695, 967 300; britische Patentschriften Nr. 9 508, 766 702; USA.-Patentschriften Nr. 1915 867, 2 247 520, 2393280.