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Die Erfindung betrifft ein durch Impuls von einem Steuer-Rückschlagventil
betätigtes Mindestmengen-Regelventil für Hochdruck-Kesselspeisepumpen, dessen Steuerzylinder
über eine Leitung mit einer niederen, vorzugsweise der vorletzten Stufe der Kreiselpumpe
verbunden ist.
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Zum Schutz von Hochdruck-Kesselspeisepumpen bei Schwach- und Nullastbetrieb
ist es erforderlich, ständig eine Mindest-Flüssigkeitsmenge über einen Nebenauslaß
der Druckleitung abzuführen. Es ist bekannt, für diesen Zweck sogenannte Freilauf-Rückschlagventile
zu verwenden, die bei Absinken der Fördermenge unter die erforderliche Mindestmenge
mit Hilfe eines strömungsbetätigten Rückschlagkegels über einen Hebel den Schieber
eines Nebenauslasses entsprechend der durch das Ventil strömenden Flüssigkeitsmeneee
mehr oder weniger weit öffnen. Ein solches Freilauf-Rücksehlagventil gewährleistet
eine kontinuierliche Mindestmenge. Da jedoch die gesamte abzuführende Flüssigkeitsmenge
durch den Nebenauslaß des Ventils fließt, ist ein Einsatz solcher Freilauf-Rückschlagventile
in Anlagen mit hohen Drücken und großen Mindestmengen wegen des zu erwartenden starken
Verschleißes an den Nebenauslaßteilen nicht möglich.
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Um die Einsatzmöglichkeit der Freilauf-Rückschlagventile zu erweitern,
wurde bereits vorgeschlagen, diese nunmehr als Steuerventile für zusätzlich vorzusehende
Mindestmengen-Regelventile zu verwenden. Die bekannten Einrichtungen dieser Art
sind so ausgebildet, daß das Mindestmengen-Regelventil durch einen vom Steuer-Rückschlagventil
gegebenen Impuls, der auf einen dem Mindestmengenventil zugeordneten Steuerzylinder
wirkt, geöffnet oder geschlossen wird. Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art
(deutsche Patentschrift 1163 678) ist der Steuerzylinder des Mindestmengen-Regelventils
auf der einen Seite mit dem Druck einer niederen, vorzugsweise der vorletzten Stufe
der Kreiselpumpe und auf der anderen Seite mit dem Enddruck der Kreiselpumpe beaufschlagt.
Der Kegel im Steuer-Rückschlagventil ist derart ausgebildet, daß er bei einer vorbestimmten
Menge ruckartig steigt oder fällt und über einen Hebel den Schieber der Impulsöffnung
öffnet. Der somit gegebene Impuls wirkt auf den Kolben im Steuerzylinder, der wiederum
das Mindestmengenventil ruckartig öffnet oder schließt. Diese Mindestmengeneinrichtung
arbeitet sehr zuverlässig, da sie ohne Fremdenergie direkt vom Kegel gesteuert wird.
Da diese und die anderen bekannten Einrichtungen dieser Art die Zu- und Abschaltung
der Mindestmenge jedoch nur schlagartig und nicht kontinuierlich vornehmen, ist
ihr Einsatzbereich beschränkt. Bei sehr großen Kesselspeisepumpen mit sehr großen
Drücken und Mindestmengen ist eine schlagartige Zu- und Abschaltung gegenüber der
Kesselregelung nicht mehr vertretbar.
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Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Mindestmengen-Regelventil
der eingangs erläuterten Art zu schaffen, das auch bei hohen Drücken eine kontinuierliche
Abführung der Mindestmenge ermöglicht. Dies wird dadurch erreicht, daß der vom Mindestmengen-Regelventil
zu der niederen Stufe .der Kreiselpumpe führenden Leitung ein vom Steuerkolben betätigter
Steuerschieber vorgeschaltet ist. Der Steuerschieber besteht zweckmäßigerweise aus
zwei gegeneinander oder ineinander verschieblichen Teilen, die mit je einer ständig
geöffneten Bohrung und mit mehreren nacheinander zu öffnenden bzw. zu schließenden
Bohrungen versehen sind.
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Die -Anordnung eines den Dürchfluß zur niederen Pumpenstufe regelnden
Steuerschiebers bezweckt, daß sich im Steuerzylinder des Mindestmengen-Regelventils
bei Erreichen der der Durchflußmenge entsprechenden Kolbenstellung Druckgleichgewicht
einstellt. Dadurch wird ermöglicht, daß das Mindestmemgenventil bei Schwach- und
Nullastbetrieb ständig die zum Schutz der Kreiselpumpe erforderliche Mindestmenge
kontinuierlich regelt.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung:
In die Druckleitung 1 einer Kesselspeisepumpe ist ein Steuer-Rückschlagventil2
eingebaut, dessen Rückschlagkegel 3 einen Nebenauslaß 4 steuert. über eine Leitung
5 ist der Nebenauslaß 4 mit dem Steuerzylinder 6 des Mindestmengen-Regelventils
7 verbunden. Der ständig geöffnete Nebenauslaß 8 des Steuer-Rückschlagventils 2
führt über eine Leitung 9 zu dem Absperr- und Drosselorgan 10 des Mindestmengenventils
7. Der Steuerkolben 11 ist mit der Ventilspindel 12 des Absperr- und Drosselorgans
10 fest verbunden. Außerdem betätigt der Steuerkolben 11 den Steuerschieber
13, der einer vom Steuerzylinder 6 zur vorletzten Stufe der Kesselspeisepumpe führenden
Leitung 14 vorgeschaltet ist. Der Steuerschieber 13 besteht aus zwei ineinander
verschieblichen Hülsen 15, 16, deren eine 15 in der Stirnwand 17,des
Steuerzylinders 6 befestigt ist, während die andere 16 an der Ventilspindel
12 angelenkt ist und somit vom Kolben 11 betätigt wird. Beide Hülsen 15,16 sind
mit radialen Bohrungen 18 bis 21 versehen, die so angeordnet sind, daß bei jeder
Schieberstellung jeweils die gleiche Anzahl von Bohrungen 20,21 bei beiden Hülsen
ungedeckt ist, wobei die Bohrungen 18 und 19 ständig geöffnet bleiben.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Solange in der Druckleitung 1 der
Kesselspeisepumpe die Strömung genügend groß ist; um aus der Kesselspeisepumpe die
Mindestwassermenge abzuführen, ist .der Rückschlagkegel 3 geöffnet und der Nebenauslaß
4 geschlossen. Der Steuerkolben 11 des Mindestmengen Regelventils 7 ist in Öffnungsrichtung
mit dem Druck einer Feder 22 und über die Leitung 14 und die Bohrungen 18 und 19
des Steuerschiebers 13 mit dem Druck der vorletzten Stufe der Pumpe beaufschlagt;
infolge des höheren Pumpenenddruckes, der über die Leitung 9 in Schließrichtung
auf den Steuerkolben 11
wirkt, bleibt das Absperrorgan 10 geschlossen. Sinkt
nun die durch die Druckleitung 1 geförderte Wassermenge unter die Mindestmenge ab,
so senkt sich der Rückschlagkegel 3 des Steuer-Rückschlagventils 2 und öffnet entsprechend
der Durchflußmenge eine oder mehrere Bohrungen 23 des Nebenauslasses 4 und -gibt
über die Leitung 5 -einen Impuls auf den Steuerzylinder 6 des Mindestmengen-Regelventils
7. In Abhängigkeit von der Öffnung des Nebenauslasses 4 und der zum Steuerzylinder
6 strömenden Impulswassermenge baut sich über dem Kolben 11 ein Druck auf, der schließlich
bei überschreitung des Gleichgewichts den Kolben 11 in öffnungsrichtung verschiebt.
Gleichzeitig wird aber auch der Steuerschieber 13 um einen der Kolbenbewegung entsprechenden
Betrag geöffnet, über die Bohrungen 18 bis 21 strömt ein Teil des im Steuerzylinder
6 befindlichen Wassers zur vorletzten Pumpenstufe. Durch das Zusammenwirken der
die Impulswassermenge regelnden Organe, des
Nebenauslasses 4 und
des Steuerschiebers 13, werden der Steuerkolben 11 und damit das Absperr-
und Drosselorgan 10 in einer der Durchflußmenge in der Druckleitung 1 entsprechenden
Stellung im Gleichgewicht gehalten. Das Mindestmengen-Regelventil 7 führt bei Schwachlastbetrieb
also jeweils nur die Wassermenge ab, die der Differenz zwischen der Mindestmenge
und der durch das Steuer-Rückschlagventil strömenden Menge entspricht. Bei Nullast
senkt sich der Rückschlagkegel3 auf seinen Sitz, der Nebenauslaß 4 wird voll
geöffnet und die gesamte Mindestmenge über das Mindestmengen-Regelventil 7 und eine
Leitung 24 zum Speisewasserbehälter abgeführt.