DE161796C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

r 161796 KLASSE 13 c.r 161796 CLASS 13c.

Das vorliegende Sicherheitsventil für Dampfkessel besitzt die Vorteile,, daß das Anheben des Ventils fortschreitend im Verhältnis zu dem ausgeübten Drucke erfolgt und daß die Druckverminderung, welche zur Zeit des Öffnens unter dem Ventil entsteht, ausgeglichen wird.The present safety valve for steam boilers has the advantages, that the lifting of the valve takes place progressively in proportion to the pressure exerted and that the Pressure reduction, which occurs at the time of opening under the valve, compensated will.

Es ist bekannt, daß die gewöhnlichen Ventile das Ansteigen des Druckes im KesselIt is known that the ordinary valves increase the pressure in the boiler

ίο nicht verhindern und, wenn sie einmal geöffnet sind, sich erst bei einem geringeren Druck als dem vorgeschriebenen schließen. Ferner ist der Öffnungsgrad der gebräuchlichen Ventile ein sehr geringer, kaum mehr als Y₂ mm überschreitender, und z\var infolge der Druckverminderung, welche unter dem Ventil eintritt, sobald es sich öffnet.ίο Do not prevent and, once they are opened, do not close until the pressure is lower than that prescribed. Furthermore, the degree of opening of the conventional valves is very small, hardly exceeding Y ₂ mm, and is due to the pressure reduction which occurs under the valve as soon as it opens.

Der Ablaß des Dampfes ist also ungenügend, und das Ventil spielt nur die Rolle einer Anzeigevorrichtung.So the steam vent is insufficient and the valve only plays the role a display device.

Man hat schon versucht, die Abnahme des Druckes in einem gewissen Maße aufzuheben, indem man die Stoßwirkung des entweichenden Dampfes benutzt. Man hat auch versucht, den Ausgleich durch das Spiel von Hebeln herbeizuführen, aber diese letztgenannten Vorrichtungen haben den Übelstand, daß sie _tdas Niederlassen des Ventils beschleunigen.Attempts have already been made to offset the decrease in pressure to a certain extent by using the impact of the escaping steam. It has also tried to settle by the play of levers, but these latter devices have accelerate the drawback that they _t settling down of the valve.

Die vorliegende Erfindung gestattet nun infolge des Ausgleichs der Druckabnahme die Herbeiführung eines bedeutenden Öffnungsgrades, ohne daß ein vorzeitiges Schließen zu befürchten wäre.The present invention now allows for the pressure decrease as a result of offsetting bringing about a significant degree of opening without fear of premature closing.

In der Zeichnung ist das neue Sicherheitsventil dargestellt, und zwar zeigtIn the drawing, the new safety valve is shown, namely shows

Fig. ι eine schematische Darstellung des Erfindungsgedankens.Fig. Ι a schematic representation of the inventive concept.

Fig. 2 ist ein Schnitt durch das Ventil nach Linie 1-1 der Fig. 3 undFig. 2 is a section through the valve along line 1-1 of Figs

Fig. 3 ein Längsschnitt nach Linie 2-2 von Fig. 2.FIG. 3 is a longitudinal section along line 2-2 of FIG. 2.

Fig. 4 und 5 zeigen eine vereinfachte Ausführungsform. Figs. 4 and 5 show a simplified embodiment.

Fig. 6 und 7 zeigen die Anordnung des Ventils an Lokomotivkesseln und6 and 7 show the arrangement of the valve on locomotive boilers and

Fig. 8 und 9 die Anordnung an Schiffskesseln. 8 and 9 show the arrangement on ship boilers.

Die Vorrichtung besteht, wie aus Fig. 1 ersichtlich, aus zwei Lenkern α und b, die unter einem Winkel zueinander stehen. Der eine dieser Lenker stützt sich auf eine mit dem Ventil verbundene Stange c, der andere auf einen festen Punkt d. An ihrem Verbindungspunkt stehen beide Lenker unter der Wirkung einer Feder e, die in Richtung der Winkelhalbierenden des durch die beiden Lenker gebildeten Winkels angeordnet ist und das Ventil beständig auf seinen Sitz zu drücken sucht. Die Feder e wirkt also mittelbar auf das Ventil. Infolge des großen Winkels, der durch die Lenker gebildet wird, genügt eine geringe Kraft der Feder.As can be seen from FIG. 1, the device consists of two links α and b which are at an angle to one another. One of these links rests on a rod c connected to the valve, the other on a fixed point d. At their connection point, both links are under the action of a spring e, which is arranged in the direction of the bisector of the angle formed by the two links and constantly seeks to press the valve onto its seat. The spring e thus acts indirectly on the valve. As a result of the large angle formed by the link, a small force of the spring is sufficient.

Infolgedessen kann man den Druck der Feder vermindern, so daß er 8 bis 10 mal geringer sein kann als der einer unmittelbar auf das Ventil drückenden Feder.As a result, you can reduce the pressure of the spring so that it is 8 to 10 times can be less than that of a spring pressing directly on the valve.

In der Stellung Fig. 1, in der angenommenIn the position of Fig. 1, in which assumed

ist, daß das Ventil geschlossen ist, befindet sich die Feder in zusammengedrücktem Zustande. Die Belastung reicht aus, um im Augenblick des öffnens des Ventils das Gleichgewicht zu halten. Diese Belastung mag beispielsweise 20 kg betragen.is that the valve is closed, the spring is in a compressed state. The load is sufficient for the moment the valve is opened Keep balance. This load may be 20 kg, for example.

Es sei vorausgesetzt, daß sich das Ventil bis zur Grenze des Öffnungsgrades öffnet und sich beispielsweise 10 mm anheben läßt, wobei die Lenker die in Fig. 1 punktiert gezeichnete Stellung einnehmen.It is assumed that the valve opens to the limit of the degree of opening and can be raised, for example, 10 mm, the handlebars drawn in Fig. 1 in dotted lines Take a stand.

In dieser neuen Stellung ist die Feder noch \veiter zusammengedrückt und übt beispielsweise einen Druck von 32 kg aus. Die Belastung der Feder vermehrt sich also beim öffnen des Ventils von 20 kg nach und nach auf 32 kg. Wenn man also eine Feder wählt, welche bei einer Längenverminderung, die einer Bewegung des Ventils um 10 mm entspricht, nach und nach die Belastungen von 20 bis 32 kg durchmacht, so wird in allen Zwischenstellungen der Lenker Gleichgewicht herrschen, wie groß auch der Öffnungsgrad des Ventils ist. Es ist nun aber leicht, eine Feder herzustellen, welche den genannten Bedingungen entspricht.In this new position the spring is compressed even more and exercises, for example a pressure of 32 kg. The load on the spring increases gradually when the valve is opened by 20 kg to 32 kg. So if you choose a spring that, with a reduction in length, will allow the valve to move by 10 mm corresponds to gradually going through the loads of 20 to 32 kg, then in All intermediate positions of the handlebars are in balance, as is the degree of opening of the valve is. But it is now easy to make a spring which has the aforementioned Conditions.

Aber angenommen, daß die Feder bei der zweiten punktiert gezeichneten Stellung der Lenker anstatt eines Druckes von 32 kg nur den von 30 kg ausübt, so würde natürlich der Druck auf das Ventil um ein bestimmtes Maß geringer sein als im ersten Falle.But suppose that the spring in the second dotted position of the The handlebar only exerts a pressure of 30 kg instead of a pressure of 32 kg, of course the pressure on the valve can be a certain amount less than in the first case.

Diese Verringerung der Belastung des Ventils wird aber einen Ausgleich für die Druckverminderung unter dem Ventile bilden. Verteilt man die Differenz der Ventilbelastungen auf die 10 mm des Ventilweges, so ergibt sich, daß auf 1 mm Hub 200 g Entlastung kommen, auf 2 mm Hub 400 g.However, this reduction in the load on the valve will compensate for that Form pressure reduction under the valves. If you distribute the difference in valve loads on the 10 mm of the valve travel, the result is that for a 1 mm stroke 200 g Relief come, on 2 mm stroke 400 g.

Man erhält also Ventilbelastungen, welche nach und nach dem Hube des Ventils entsprechen. So one obtains valve loads which gradually correspond to the stroke of the valve.

Das einzige, was in jedem einzelnen Fall zu bestimmen ist, ist die Kraft der Feder,The only thing to be determined in each individual case is the force of the spring,

d. h. die Belastung, welche man für jeden Punkt des Ventilweges anzuwenden hat und die sich nach den Abmessungen des Ventils und dem zulässigen Druck richtet. Die Rechnung ist eine einfache mechanische Aufgabe.d. H. the load that has to be applied for each point of the valve travel and which depends on the dimensions of the valve and the permissible pressure. The statement is a simple mechanical task.

Die vorliegende Anordnung gestattet also einen dem Druck entsprechenden allmählichen Hub und einen Ausgleich der Druckverminderung. Praktisch kann das Sicherheitsventil so konstruiert sein, wie aus Fig. 2 hervorgeht. Wie oben erwähnt, enthält es zwei Lenker α und b von rechteckigem Querschnitt, deren Enden als Schneiden ausgebildet sind. Der Lenker α stützt sich auf ein Zwischenglied c, welches auf das Ventil wirkt. Der Lenker b stützt sich gegen eine Pfanne d, die am Gehäuse g sitzt. Die beiden anderen Enden der Lenker stützen sich unter einem Winkel auf eine Muffe h, welche die Verbindung der Lenker bildet und auf die durch nachstehend beschriebene Anordnung der Druck der Feder e übertragen wird.The present arrangement thus allows a gradual stroke corresponding to the pressure and a compensation for the pressure reduction. In practice, the safety valve can be constructed as shown in FIG. As mentioned above, it contains two links α and b of rectangular cross-section, the ends of which are designed as cutting edges. The link α is based on an intermediate member c, which acts on the valve. The handlebar b is supported against a socket d, which sits on the housing g. The two other ends of the handlebars are supported at an angle on a sleeve h which forms the connection between the handlebars and to which the pressure of the spring e is transmitted by the arrangement described below.

Die Muffe besitzt einen Arm i, an dessen Ende bei j ein mit Schraubengewinde versehener Hebel k, welcher Kompensationshebel genannt werden soll, angelenkt ist. Auf diesem sitzt eine Buchse /, die mit einem auf einer Bahn η laufenden Röllchen m und einem über einer Skala I₂ gleitenden Zeiger I₁ versehen ist. Die Teilstriche dieser Skala zeigen, wie dies noch auseinandergesetzt werden wird, den Grad des Ausgleichs der Druckminderung an.The sleeve has an arm i, at the end of which at j a screw-threaded lever k, which is to be called a compensation lever, is articulated. On this sits a socket / which is provided with a roller m running on a track η and a pointer I ₁ sliding over a scale I ₂ . The graduation marks on this scale indicate, as will be explained later, the degree of compensation for the pressure reduction.

Auf den Hebel k stützt sich das zu einer Schneide ausgebildete Ende des in dem hohlen Bolzen ρ frei gleitenden Zapfens 0. Der hohle Bolzen p, welcher mit einem Bund p_y versehen ist, endigt ebenfalls in einer Schneide, die in einer am Gehäuse sitzenden Pfanne q liegt. Auf dem Zapfen 0, welcher auf einem Teile seiner Länge Schraubengewinde besitzt, läßt sich die Schraubenmutter r verstellen. . K to the lever supporting the to a cutting shaped end of ρ in the hollow bolt freely sliding pin 0. The hollow bolts p, which with a collar p _y is provided, also terminates in a cutting edge in a seated at the housing pan q lies. The screw nut r can be adjusted on the pin 0, which has screw threads over part of its length. .

Das eine Ende der Feder e legt sich gegen den Bund P₁ , welcher einen festen Stützpunkt bildet, das andere Ende der Feder unter Zwischenschaltung einer Unterlagscheibe r₁ gegen die Schraubenmutter r. One end of the spring e lies against the collar P ₁ , which forms a fixed support point, the other end of the spring with the interposition of a washer r ₁ against the screw nut r.

An dem Arm i befindet sich eine Verlängerung Z₁, an welche gelenkig eine einen Zöiger t beeinflussende Schubstange s angeschlossen ist. Der Zeiger t spielt über einer Skala u, deren Teilstriche den Öffnungsgrad des Ventils anzeigen.On the arm i there is an extension Z ₁ , to which a push rod s influencing a Zöiger t is connected in an articulated manner. The pointer t plays over a scale u, the graduation marks of which indicate the degree of opening of the valve.

Das nach Art eines Stempels ausgebildete ^; kurze Zwischenglied c überträgt die Belastung vermittels eines kleinen, an beiden Enden mit Schneiden versehenen Verbindungsgliedes auf das Ventil v. Infolge dieser Anordnung ist jedes Festsitzen oder Hängenbleiben des Ventils vermieden. Das Gehäuse g, welches die beweglichen Teile umschließt, kann durch eine mit einer Glasscheibe versehene Tür abgeschlossen werden.The one formed in the manner of a stamp ^; short intermediate link c transfers the load to valve v by means of a small connecting link provided with cutting edges at both ends. As a result of this arrangement, any sticking or snagging of the valve is avoided. The housing g, which encloses the moving parts, can be closed off by a door provided with a glass pane.

Die Wirkungsweise des Sicherheitsventils ist folgende:The function of the safety valve is as follows:

Das Ventil, welches auf einen Hub von IO mm eingestellt ist, wird angehoben, die Lenker α und b drücken unter einem Winkel auf die Muffe h in Richtung nach dem festen Punkt q. Dieser Druck äußert sich in einer Resultierenden längs der Bolzen 0 und p. Das Gelenk j, welches an der Muffe sitzt, folgt dieser Bewegung. Die Pfanne k₁ des Hebels k, in welcher das Ende des Zapfens 0 liegt, folgt jedoch erst nach und nach der Bewegung des Gelenkes j, und die Größe der Bewegung der Pfanne ist je nach der Stellung des Röllchens mehr oder wenigerThe valve, which is set to a stroke of 10 mm, is raised, the links α and b press at an angle on the sleeve h in the direction towards the fixed point q. This pressure is expressed in a resultant along the bolts 0 and p. The joint j, which sits on the sleeve, follows this movement. The pan k _{1 of} the lever k, in which the end of the pin 0 lies, follows, however, only gradually the movement of the joint j, and the size of the movement of the pan is more or less depending on the position of the roller

umfangreich. Es folgt daraus, daß die Feder e mehr oder weniger zusammengedrückt wird, daß man also den Grad der Entlastung verändern kann, und zwar erzielt man die Entlastung, wenn man, wie oben erwähnt, die Belastung der Feder für einen bestimmten Ventilhub vermindert. Wenn man das Röllchen dem Punkt U_x nähert, so vermehrt man die Entlastung, entfernt man es, so vermindert man sie. Die Regelung der Entlastung erfolgt durch Drehen an der Mutter L₆, wobei die Buchse I auf dem Hebel k in dem einen oder anderen Sinne verschoben wird, bis der Zeiger Z₁ auf dem Teilstrich der Skala L₂ steht, der dem gewünschten Entlastungsgrade entspricht.extensive. It follows from this that the spring e is more or less compressed, so that the degree of relief can be changed, and that relief is achieved if, as mentioned above, the load on the spring is reduced for a certain valve lift. If the roller approaches the point U _x , the relief is increased; if it is removed, it is reduced. The relief is regulated by turning the nut L ₆ , whereby the socket I on the lever k is moved in one direction or the other until the pointer Z _{1 is} on the graduation of the scale L ₂ that corresponds to the desired degree of relief.

Man kann also in jedem einzelnen Falle mit der Hand durch Versuche die Aufhebung der Druckminderung herbeiführen.In each individual case, therefore, one can attempt to cancel it by hand bring about the pressure reduction.

Der Öffnungsgrad des Ventils wird selbsttätig durch den Zeiger t angezeigt. Man kann also von weitem die Wirkungsweise des Ventils verfolgen, über die man sonst keine Gewißheit erlangen konnte, da der Dampf in verhältnismäßig sehr kurzer Zeit abbläst.The degree of opening of the valve is automatically indicated by the pointer t . So one can follow the operation of the valve from a distance, about which one otherwise could not be certain, since the steam blows off in a comparatively very short time.

Wenn das Gehäuse durch eine ganz aus Metall bestehende Tür abgeschlossen werden soll, so wird man zweckmäßig Fenster anbringen, durch die die Skalen gesehen werden können. Diese Einzelheiten, nämlich die Skala und der Kompensationshebel /, sind jedoch nicht unumgänglich nötig, da es zur Erreichung der Entlastung genügt, wenn die Feder e im voraus passend eingestellt ist.If the case is to be closed off by a door made entirely of metal, it will be expedient to install windows through which the scales can be seen. However, these details, namely the scale and the compensation lever /, are not absolutely necessary, since it is sufficient to achieve the relief if the spring e is appropriately adjusted in advance.

Die Fig. 4 und S zeigen eine solche vereinfachte Ventilanordnung, die für stationäre Kessel bestimmt ist. ¹^FIGS. 4 and 5 show such a simplified valve arrangement which is intended for stationary boilers. ¹ ^

Die Fig. 6 und 7 zeigen die Anwendung bei Lokomotivkesseln, wobei aus Fig. 7 ersichtlich ist, wie man zwei Ventile in ein und demselben Gehäuse unterbringen kann. Die Fig. 8 und 9 zeigen eine Ventilanordnung für Schiffskessel und die Nebeneinanderanordnung von zwei Ventilen.FIGS. 6 and 7 show the application in locomotive boilers, which can be seen from FIG is how to put two valves in one and the same housing. Figures 8 and 9 show a valve arrangement for ship boilers and the side-by-side arrangement of two valves.

Bei Lokomotiv- und Schiffskesseln verwendet man noch heute Ventile mit direkt auf das Ventil drückender Feder. Bei einer solchen Anordnung vermehrt sich der Druck auf das Ventil in dem Maße, wie letzteres angehoben wird, ein Übelstand, der noch zu der Druckverminderung hinzukommt und das Anheben des Ventils verhindert.Valves with direct are still used today in locomotive and ship boilers spring pressing on the valve. With such an arrangement, the pressure increases on the valve to the extent that the latter is raised, an evil that is still too the pressure reduction is added and prevents the valve from lifting.

Durch die vorliegende Anordnung wird dieser Übelstand vermieden und zugleich ein Aufheben der Druckverminderung herbeigeführt. This drawback is avoided and at the same time a Cancellation of the pressure reduction brought about.

Die wesentlichsten Vorteile sind also folgende: So the main advantages are as follows:

Das Ventil hebt sich allmählich entsprechend der herauszulassenden Dampfmenge an, und die Druckverminderung wird aufgehoben. Es sind weder Hebel noch Gegengewichte vorhanden, und das Ganze ist in ein Gehäuse eingeschlossen. Das Ventil ist so gut wie direkt belastet, und das Schließen vollzieht sich ohne Gefahr. Infolge des großen Öffnungsgrades findet starker Dampfablaß statt, weshalb der Austrittsquerschnitt und damit der Ventilkegel verkleinert werden kann, und zwar bis auf die Hälfte des amt-Hch vorgeschriebenen Wertes. Der Dampfablaß ist genügend, um die Spannung immer in der Nähe des vorgeschriebenen Wertes zu halten. Das Ventil schließt sich sogleich, wenn der Druck im Dampfkessel das normale Maß erreicht hat, ohne daß ein Spannungsabfall eintritt. Endlich gestattet die Skala, den Öffnungsgrad von weitem zu beobachten. The valve will rise gradually according to the amount of steam to be released on and the pressure reduction is canceled. There are neither levers nor counterweights present, and the whole is enclosed in a housing. The valve is practically directly loaded, and the closing takes place without danger. As a result of the With a large degree of opening, there is strong steam discharge, which is why the outlet cross-section and so that the valve cone can be reduced in size, down to half of the amt-Hch prescribed value. The steam vent is sufficient to keep the voltage close to the prescribed value keep. The valve closes immediately when the pressure in the boiler is normal Level has been reached without a voltage drop occurring. Finally, the scale allows you to observe the degree of opening from a distance.

Claims

Patent claim:

Safety valve for steam boilers with a gradual lift corresponding to the steam pressure and equalization of the pressure reduction under the valve when opening, characterized in that two control arms (ab) arranged at an angle to one another, one of which (b) sit on a fixed pan on the housing (d), while the other (a) rests on the valve (c) , can be influenced at their connection points by a spring (e) pressing the valve onto its seat, which either by itself or with the interposition of an adjustable lever (k) cancels it the pressure reduction acting on the handlebars.

1 sheet of drawings.