DE1262714B - Sicherheitsventil mit einer zusaetzlichen Schliesskraft - Google Patents

Description

• Sicherheitsventil mit einer zusätzlichen Schließkraft Federbelastete Sicherheitsventile mit einer der Feder zusätzlich beigeordneten Schließkraft, beispielsweise ein durch Druckluft oder hydraulisch beaufschlagter Kolben, haben den Vorzug, daß der Absperrkörper in der Schließlage zuverlässig aufliegt, das Ventil also immer gut abdichtet. In manchen Fällen ist es jedoch umständlich, zur Steuerung neben der bei solchen Sicherheitsventilen bereits vorhandenen elektrischen Kraft mit den dazugehörigen Leitungen noch eine weitere Kraftquelle zu installieren.
• Um auch dieser Forderung nachzukommen, zeigt die Erfindung einen Weg auf, der die Verwendung von Druckluft oder Druckflüssigkeit unnötig macht. Erreicht wird dies dadurch, daß als zusätzliche Belastung für den Ventilabschlußkörper eine vom abzusichernden Durchflußmedium gesteuerte elektromagnetische Kraft dient.
• Dieser allgemeine Gedanke einer zusätzlichen elektromagnetischen Belastung läßt sich auf verschiedene Arten durchführen. Beispiele gibt die Beschreibung an und sind aus der Zeichnung ersichtlich, die verschiedene Ausführungsmöglichkeiten andeutungsweise schematisch veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 ein direkt vom Magneten belastetes Sicherheitsventil im Schnitt, F i g. 2 die zusätzliche Belastung über ein Hebelgestänge angreifend, F i g. 3 eine andere Bauart der magnetischen Vorrichtung, F i g. 4 die zusätzliche Belastung durch eine magnetisch gesteuerte Kupplung bewerkstelligt, F i g. 5 eine Mehrfach-Anordnung von Sicherheitsventilen mit einer besonderen Steuerung, F i g. 6 eine abgewandelte Ausgestaltung einer Zusatzbelastung und F i g. 7 eine Sicherungsvorrichtung bei einem Sonderfall.
• Auf eine das abzusichernde Medium führende Rohrleitung 1, Kessel od. dgl. ist ein Sicherheitsventil 2 aufgesetzt, dessen Abschlußkörper 3 durch eine die Ventilstange 4 umgebende Feder 5 mit Federteller 6 als Schließkraft in normaler Weise belastet ist. Als zusätzliche Belastung dient ein in einem Gehäuse 7 über einer in dem letzteren befindlichen Elektromagnetspule 8 angeordneter, beispielsweise aus Weicheisen bestehender Körper, der in dem in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel als Scheibe 9 ausgebildet ist. Die Spule 8 wird vom Netz 11 her durch Leitungen 12,13 erregt. Damit wird die Scheibe 9 nach unten gezogen, sie verstärkt also die Wirkung der Feder 5. Beim Ansprechen eines Kontaktmanometers 10 bei überdruck wird der Stromfluß in der Leitung 13 unterbrochen; wodurch die Spule 8 ihre Magnetwirkung verliert. Die Scheibe 9 drückt dann lediglich noch durch ihr an sich geringes Gewicht, das aber beim Auslegen der Feder 5 bereits berücksichtigt werden kann.
• Das Gewicht der Scheibe 9 kann aber auch durch ein Gewicht 14 (vgl. F i g. 2) ausgeglichen werden. In diesem Falle ist der Magnet neben dem Sicherheitsventil 2 gelenkig gelagert angeordnet und durch ein um einen Bolzen 15 schwenkbares Hebelgestänge 16 mit der Ventilstange 5 verbunden.
• Die in der F i g. 3 dargestellte Anlage hat beispielsweise zwei Magnetspulen 17, 18, um einen größeren zusätzlichen Schließdruck zu erhalten. Anstatt der vorerwähnten Scheibe ist hier ein in einem Zylinder 19 beweglicher Kolben 20 vorgesehen. Der Kolben 20 ist hohl ausgebildet und hat dann eine Feder 21 in seinem Inneren, damit eine elastische Verbindung in der ein Verhältnis L : 1 aufweisenden Hebelübertragung zur Ventilstange 5 vorhanden ist.
• Zur Erreichung sehr großer Kräfte ist es zweckmäßig, eine elektromagnetische Kupplung 22 an sich bekannter Bauart zu verwenden. Sobald bei Erreichen des Abblasedruckes der Strom mit Hilfe des Kontaktmanometers 10 abgeschaltet wird, löst sich die Kupplung. Der Schalter 23 schließt im gleichen Moment durch die Wirkung einer Feder 24. Die Zusatzbelastung ist hierdurch ausgefallen, und das Ventil kann gegen den Druck der Feder 5 öffnen. Trotzdem ist ein zur Kupplung gehöriger Servomotor 25 noch stromlos, weil der Strom im Kontaktmanometer 10 unterbrochen ist. Wenn bei genügendem Abfall des Druckes der Absperrkegel wieder schließt, ist der Stromkreis bei 10 wieder geschlossen. Der Schalter 23 ist sowieso geschlossen. In den beiden Hälften der Kupplung 22 ist dann wieder eine feste Verbindung vorhanden. Der Motor 25 fängt wieder an zu drehen und zieht die Feder 24 zusammen. Beim Erreichen der maximal eingestellten Spannung wird der Stromkreis durch den Schalter 23 wieder unterbrochen. Ein selbsthemmendes Schnekkengetriebe 26 sorgt dafür, daß der zusätzliche Schließdruck konstant bleibt.
• Bei dem in der F i g. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei Sicherheitsventile 2 elektrisch gekuppelt. Diese Einrichtung kann auch noch auf mehr als zwei Ventile unter entsprechender Berücksichtigung der Schaltung usw. erweitert werden. Weiterhin ist in dieser Figur die Möglichkeit einer Kombination der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit bekannten Mikroschaltern und Bourdonrohren aufgezeigt. Durch eine solche Kombination kann eine vierfache Sicherheit für jedes der beiden Sicherheitsventile 2 insofern erreicht werden, als der elektrische Strom bei Erreichen des Abblasedruckes ausgeschaltet wird. In dem Augenblick, in dem der Strom abgeschaltet ist, sind also nur normale Sicherheitsventile vorhanden, die magnetischen Zusatzbelastungen 28 sind außer Tätigkeit gesetzt. Die Mikroschalter mit Bourdonrohren sind mit 29 bezeichnet. Sie stehen mit einer Kontrolleuchte 30 im Kesselleitstand und einem ebenfalls dort befindlichen Schalter 31 in Verbindung. Von der Hauptleitung :1 zweigt eine Impulsleitung 32 ab, die zu den Mikroschaltern und zwei Kontaktmanometern 33 führt. In ihr ist ein Absperrorgan 34 vorgesehen, das nur geschlossen werden kann, wenn der elektrische Strom ausgeschaltet ist.
• Das Gegengewicht kann fortfallen wenn die Magnetspule 8 nach oben ziehend ausgebildet wird. Der von ihr angezogene Körper 35 ist dann unter ihr angeordnet und mit dem Hebelgestänge 16 verbunden. Soll das Sicherheitsventil 2 bei einem niedrigeren Druck als vorgesehen abblasen, dann kann dies dadurch erreicht werden, daß an der Verlängerung 36 des einen Gliedes des Hebelgestänges 16 gezogen wird. Eine um diese Verlängerung angeordnete Feder 37 wird dann etwas zusammengedrückt und dadurch der Kontakt bei 38 unterbrochen. Die Magnetspule 8 wird dadurch stromlos.
• Zur Sicherung eines Zwischenüberhitzers ist es vorteilhaft, das in der F i g. 7 schematisch dargestellte System zu verwenden. Hier ist das Sicherheitsventil lastabhängig, weil, wenn das Ventil bei niedriger Turbinenlast plötzlich blasen müßte, der ; Druck empfindlich tiefer würde als bei maximaler Belastung. Die Feder 5 ist für einen Gegendruck von etwa einem Viertel des maximal in der Zwischenüberhitzerleitung zu erwartenden Druckes ausgelegt. In diesem Falle ist ein elektrischer Kontakt 39 vorgesehen, welcher unter dem Einfluß der Turbinenregelung steht. Bei plötzlichem Ausfall der Turbine wird durch Ausschalten des Kontaktes 39 der Stromkreis unterbrochen, wodurch die durch die Magneteinrichtung ausgeübte zusätzliche Kraft bei 40 ausfällt und das Ventil abblasen kann. Anstatt daß der Schwenkpunkt 15 für das Hebelgestänge 16 rechts vom Sicherheitsventil liegt, kann er auch links davon angeordnet sein.

Claims (10)

1. Patentansprüche: 1. Sicherheitsventil mit einer zusätzlichen Schließkraft, dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzliche Belastung für den Ventilabschlußkörper (3) eine vom abzusichernden Durchflußmedium gesteuerte elektromagnetische Kraft dient.
2. 2. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Elektromagnetspule (8) vorgesehen ist, die auf eine vorzugsweise oberhalb der Ventilschließfeder (5) angeordnete, mit der Spindel (4) verbundene, beispielsweise aus Weicheisen bestehende Scheibe (9) einwirkt.
3. 3. Sicherheitsventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspule (8) neben dem Sicherheitsventil angeordnet ist und ihre Kraft durch ein Hebelgestänge (16) auf den Ventilschlußkörper (3) übertragen wird.
4. 4. Sicherheitsventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse der mit der Magnetspule (8) zusammenarbeitenden Scheibe (9) durch ein Gegengewicht (14) ausgeglichen ist.
5. 5. Sicherheitsventil nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe als ein in einem von Magnetspulen (17 und 18) umgebenen Zylinder (19) beweglicher Kolben (20) ausgebildet ist, der über eine in ihm angeordnete Abfederung (21) mit dem Hebelgestänge (16) verbunden ist.
6. 6. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastung durch einen Servomotor (25) und eine elektromagnetische Kupplung (22) erfolgt.
7. 7. Sicherheitsventil nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Elektromagneten (8 bzw. 17 und 18 bzw. 22) über ein Kontaktmanometer (10) erfolgt. B.
8. Sicherheitsventil nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Elektromagneten (8 bzw. 17 und 18 bzw. 22) über Mikroschalter und Bourdonfedern (29) erfolgt.
9. 9. Sicherheitsventil nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Sicherheitsventile zu einem System zusammengeschlossen sind.
10. 10. Sicherheitsventil nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Impulsgeber (39) der Strom erforderlichenfalls unterbrochen wird, damit die Magnetkraft (in 40) ausfällt und das Ventil (2) auch bei niedrigerem, der Belastung angepaßtem Druck abblasen kann. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 725185, 857 723; britische Patentschrift Nr. 815 028.