DE159530C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Neuestens werden die Dampfgeschwindigkeiten in Rohrleitungen fortgesetzt erhöht und es sind insbesondere bei Verwendung von hochüberhitztem Dampf Geschwindigkeiten von 40 Metern in der Sekunde und noch darüber gebräuchlich, um die Temperaturverluste in den Leitungen möglichst zu verringern.

Die Rohrbruchventile der bisher gebräuchlichen Arten lassen sich in solchen Dampfleitungen nicht mehr gut verwenden, da deren Selbstschlußkörper bei so hohen Dampfgeschwindigkeiten schon einen vorzeitigen Abschluß herbeiführen würden. Würde man aber durch ihr weiteres Abrücken von ihren Sitzen und Erteilung eines größeren Eigengewichtes ihre Empfindlichkeit auch verringern , so würde man hierdurch die ganze Rohrleitung gefährden, da derartige schwere Selbstschlußkörper mit großem Hube beim Abschluß bekanntlich einen bedeutenden Stoß auf ihren Sitz verursachen würden.

Auch Selbstschlußkörper mit durch Federoder Saugwirkung verzögertem Abschluß sind in solchen Fällen, wie die Erfahrung zeigte, nicht mehr brauchbar. Die Federn unterliegen baldigem Verderben und verlieren im heißen Dampf ihre Spannkraft, während die Abschlußverzögefung, die an den Selbstschlußkörpern durch die Saugwirkung des das Ventilgehäuse durchströmenden Dampfes auch bei günstigster Anordnung eingeleitet werden kann, für die. modernen Dampfbetriebe ebenfalls häufig nicht mehr genügt.

Die vorgenannte Saugwirkung ist naturgemäß auf die Ausnutzung der innerhalb des Ventilgehäuses vorkommenden Spannungsabfälle beschränkt, und es lassen sich aus diesem Grunde nur demgemäß beschränkte Wirkungen erzielen. Im günstigsten Falle ist ein wenige Zehntel einer Atmosphäre betragender Minderdruck erreichbar, mit welchem der Schlußkörper entgegen der Schlußbewegung auf seine Unterlage angesaugt werden kann, und die geringe dadurch erreichte Belastung des Ventils genügt für Dampf geschwindigkeit«! von 40 Metern und darüber eben nicht mehr, wenn man leichte Schlußkörper, kleine Hübe und normale Gehäusegrößen verwenden soll. Die Einhaltung der letztgenannten Bedingungen ist aber unerläßlich zur Erzielung einer gefahrfreien und zuverlässigen Wirkung des Rohrbruchventiles.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rohrbruchventil, das den vorgenannten Bedingungen dadurch zu entsprechen vermag, daß man vor allem den Selbstschlußkörper mittels einer durch das Druckmittel (Dampf) selbst in entsprechender Höhe erzeugten Belastung entgegen der Schlußbewegung auf seine Unterlage niederdrückt, wodurch man dessen Empfindlichkeit in jedem erforderlichen Maße verringern kann. Außerdem ist aber dafür gesorgt worden, daß diese Dampfbelastung auch während der Schlußbewegung des Ventilkörpers gleichgerichtet bleibe, eine angemessene Höhe behalte und überdies allen vorkommenden Betriebsverhältnissen entsprechend geregelt werden kann. Die Erfüllung dieser Bedingungen ergibt ein Rohrbruch-

Ventil, das leicht ist, mit geringem Hube arbeitet, in Gehäusen von gewöhnlicher Baugröße Platz findet und bei allen vorkommenden Dampfdrücken und Geschwindigkeiten den Selbstschluß im gewünschten Augenblicke und ohne Erschütterung des Gehäuses sanft und stoßlos vollzieht.

In der beiliegenden Zeichnung ist ein der Erfindung gemäß eingerichtetes Selbstschlußventil beispiels\veise in Fig. ι als Eckventil, in Fig. 2 als Durchgangsventil ausgebildet dargestellt. Die Fig. 3 zeigt den Einbau des * Selbstschlußkörpers nach F"ig. 1 in größerem Maßstabe.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sitzt der Selbstschlußkörper α auf einem hohlen Zapfen b, dessen Bohrung c an den ins Freie führenden Kanal d anschließt.

Bezeichnet man die bei normalem Betriebe im Ventilgehäuse herrschende Dampfspannung in Atmosphären mit χ und die Fläche der Bohrung c in Quadratzentimetern mit/, dann wird der aufsitzende Selbstschlußkörper λ mit einem Drucke von X'fkg durch den Dampf niedergepreßt und dessen Eigengewicht sohin um das gleiche Maß vermehrt. Entweicht im Augenblicke des Anhubs der in der Kammer e befindliche Dampf durch Bohrungc und Kanal d ins Freie, so tritt demgemäß in der Kammer e ein wesentlicher Druckabfall ein, wenn der freie Ringspalt zwischen Führungsrohr b und Ventilkörper α im Verhältnis zum Mündungsquerschnitt desKanalesrf entsprechend bemessen ist, was für die durch die Erfindung beabsichtigte Wirkung und Regelung eine Bedingung bildet.

Nunmehr wirkt also auf den Selbstschlußkörper von oben her die jetzt etwa y Atmosphären betragende Dampfspannung auf die große mit nf bezeichnete Querschnittsfläche der Kammer e mit dem größeren Gesamtdruck von y ·η/ kg. Der Druck y · nf von oben her ist jetzt größer als xf vor dem Anhübe, weil ja y nur etwa ein bis zwei Atmosphären geringer ist als x, die Fläche nf jedoch ein Vielfaches von f beträgt. Dieser vergrößerte Druck würde also den Körper α zu kräftig auf seinen Sitz zurückdrücken. Um dies hintanzuhalten und vielmehr die im Augenblicke des Anhubs sich einstellende Dampfbelastung des Körpers α nach Wunsch und Bedarf regeln zu können, ist es nur nötig, den hierbei, wie beschrieben, im Ausströmkanal auftretenden Spannungsabfall oder Gegendruck durch geeignete Querschnittswahl des Ringspaltes oder der Kanalmündung auf die entsprechende Höhe (welche mit ^ bezeichnet sei) zu bringen.

Es ist leicht einzusehen, daß man z. B.

durch Einstellung eines Gegendruckes von entsprechender Höhe gleiche Dampfbelastung schaffen kann sowohl für den aufsitzenden Körper α wie auch zu Beginn des Anhubes. Dies wird dann der Fall sein, wenn

^xf = (y—\)ⁿf

Man kann nun den Gegendruck \ verringern und dann wird (y — \) nf> xf, das heißt, es wird beim Beginne der Schlußbewegung eine bestimmte eingestellte Erhöhung der Dampfbelastung des Selbstschlußkörpers eintreten, die sohin den Vollzug des Selbstschlusses verzögert.

Durch dieses Mittel kann man also in einfachster Weise durch Dampfbelastung des Selbstschlußkörpers gleichsam sein Gewicht entsprechend erhöhen, also leichte Körper mit geringem Hube verwenden und überdies durch die Einstellung des Gegendruckes die Regelung der Empfindlichkeit in den Zeitraum der Ausführung der Schlußbewegung verlegen. Je niedriger man den Gegendruck einstellt, um so mehr erhöht man die Dampfbelastung im Augenblick des Anhubs, um so unempfindlicher wird bei begrenztem Nachströmen des Dampfes das Ventil, und umgekehrt, um so empfindlicher, je höher die Gegenspannung im Kanal d eingestellt wird.

Die vorbeschriebene Einstellung des Gegen- go druckes kann man vorteilhaft durch Drosselung der ins Freie führenden Mündung des Kanales d herbeiführen, beispielsweise wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt, durch eine Ventilschraube g. Diese Schraube kann überdies mit einer engen Bohrung h versehen werden, deren Querschnitt derart gewählt wird, daß sich im Augenblick des Anhubs der Gegendruck ι in dem Kanal d einstellt, so daß also hierbei die gleiche Dampfbelastung auf dem Körper α verbleibt, wie sie in der Schlußstellung herrscht. Durch Anlüften der Schraube g kann man nun den Gegendruck um das gewünschte Maß verringern und dadurch den Eintritt des Selbstschlusses genau einstellen.

Es ist leicht einzusehen, daß man das Verhältnis der bei der Schlußstellung und beim Anhübe herrschenden Dampfbelastungen auch durch die Wahl der Flächen/ der Bohrung c oder nf der Kammer e beeinflussen, das heißt, daß man durch diese Wahl den Beginn des Selbstschlusses für einen gewissen Spannungsabfall in der Rohrleitung einstellen kann.

Es wird z. B. der Unterschied zwischen / und nf um so geringer und damit das Ventil um so empfindlicher, je dünnwandiger der hohle Zapfen b ausgeführt wird, da hierbei die Fläche des den Zapfen b verschließenden Ventilsitzes verhältnismäßig wächst.

Bei einem von vornherein für einen mittleren Druckabfall auf diese Weise in den Ab-

messungen der Bohrung c und dem Durchmesser des Zapfens b bestimmten Selbstschlußkörper stellt sich also die zugehörige und geeignete Dampfbelastung im Augenblicke des Anhubs ohne weiteres ein, und es ist hierbei eine besondere Regelung des Gegendruckes im Kanäle d unnötig.

Es ist ohne weiteres einzusehen, daß für den Erfindungsgedanken die sonstige Form

ίο und Art des Selbstschlußkörpers belanglos ist, daß man ferner die beiden Regelungsarten, und zwar: Gegendruck und die durch die britische Patentschrift 20524 vom Jahre 1894 bekannte Hubeinstellung auch vereinigen kann, wobei der Gegendruck im Kanäle d nicht nur durch Drosselung der Ausströmöffnung, sondern etwa auch durch Verbindung mit einem außerhalb des Ventilgehäuses liegenden Minderdruckraum hergestellt werden kann und daß sich endlich die vorbeschriebene Anordnung des belasteten Selbstschlußkörpers außer für Dampf auch für alle sonstigen Gase und Flüssigkeiten eignet.

Claims (1)

1. Patent-An Spruch :

   Durch Erhöhung des Dampfströmungsdruckes schließendes Rohrbruchventil mit einem eine Außenleitung abschließenden Ventile, dadurch gekennzeichnet, daß zum . Zwecke einer regelbaren Beeinflussung der Ventilschlußbewegung beim Ventilschlusse der Dampf infolge entsprechend bemessenen Ringspaltquerschnittes nur in begrenztem Maße und mit entsprechendem Spannungsabfall zwischen Führungshülse und Zapfen nachströmen kann und die Außenleitung entweder mit entsprechend enger, regelbarer Mündung versehen ist oder in einen Minderdruckraum mit regelbarer Spannung mündet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

   Beruh, gedruckt in der Reichsdruckerei.