DE1750803B2 - Druckreduzier und enthitzventil - Google Patents

Description

Signale können hydraulischer, pneumatischer, elek- den Einlaß mit im wesentlichen dem gleichen Druck

frischer oder anderer geeigneter Art sein. ein, den der druckreduzierte entspannte Dampf auf-

Auf die Spindel S ist das eigentliche Ventil 7 auf- weist. Es wird daher nicht in den Dampf eingespritzt, gesetzt, welches ein mit einer einzigen profilierten sondern wird von dem durch den zwischen dem Sitz-Sitzfläche versehenes Drosselorgan 8 und einen Aus- s ring 12 und dem Drosselorgan 8 liegenden ringförmigleichskolben 9 von im wesentlichen gleichen Durch- gen Durchlaß mit hoher Geschwindigkeit strömenden messer wie die Sitzfläche des Drosselorgans 8 auf- Dampf aufgenommen. Die Wirkung ist ähnlich einem weist. Dadurch wird sichergestellt, daß der durch den üblichen Injektor. Das ankommende Wasser wird bis Einlaß 2 eintretende Hochdruckdampf auf die Unter- zu einem gewissen Grad durch Berührung mit dem seite des Drosselorgans 8 und auf die Oberseite des io Sitzring 12 und dem Bauteil 14 erhitzt, und infolge Kolbens 9 wirkt, wodurch sich die Druckwirkung ge- der hohen Geschwindigkeit des Dampfes am Drosselgenseitig ausgleicht. Der Niederdruckdampf wirkt auf punkt ist der Wärnieübergangskoeffizient zwischen die obere Seite des Drosselorgans 8 und über eine Dampf und Wasser ebenfalls hoch, wodurch eine durch die Mitte des Drosselorgans und des Kolbens schnelle Wärmeaufnahme des Wassers aus dem verlaufende Axialbohrung 10 und über an der Unter- 15 Dampf möglich wird Im Anschluß an den Abschnitt seite des Kolbens angeordnete radiale Bohrungen 11 hoher Dampfgeschwindigkeit befindet sich, da der auf die Unterseite des Kolbens 9. Die Druckkräfte Dampf hinter dem Drosselorgan 8 expandiert, eine am Ventil sind also, abgesehen von den geringfügi- Zone 13 hoher Turbulenz, und dies verlängert den gen, durch die Breite des Drosselorgansitzes und von den Wassertröpfchen jeweils zurückgelegten Weg durch die Spindel an deren Durchtrittsstelle durch 20 erheblich, wodurch den Tröpfchen genügend Zeit zur die Stopfbüchse hervorgerufenen Unausgeglichenhei- Verfügung steht, weiter aufgeheizt zu werden und auf ten ausgeglichen. Grund der Turbulenz ihre Größe schnell zu verrin-

Das profilierte Drosselorgan 8 arbe'tet mit einem gern. Es ist natürlich hekannt, daß für eine bestimmfesten Sitzring 12 zusammen, um zwischen dem Ein- te Wassermenge der Wärmeübergang zwischen laß 2 und dem Auslaß 3 einen Dampfdurchlaß ver- 25 Dampf und Wasser um so größer ist, je kleiner die änderlichen Querschnitts für den mit hoher Ge- Tropfengröße des Wassers ist. Alles nicht unmittelschwindigkeit strömenden Dampf zu schaffen. Hinter bar vom Dampf aufgenommene Wasser bleibt irdem Drosselorgan 8 kann der Dampf in eine von gendwo in der turbulenten Zone In Schwebe, bis es einem am Sitzring 12 angeschweißten napfförmigen nach Aufnahme von genügend Wärme verdampft Bauteil 14 gebildete Turbulenzzone 13 expandieren. 30 und dann mit dem Dampfstrom abgeführt wird.
Zwischen dem Sitzring 12 und dem napfförmigen Das dargestellte Ventil vermindert die Kosten und Bauteil 14 ist eine mit dem Wassereinlaß 4 verbünde- den Ausrüstungsaufwand für snne Dampfdruckredune Ringkammer 15 vorgesehen, die zu einem koaxial zier- und Enthitzstation wesentlich, besonders, wenn mit dem Drosselorgan und dem Sitzring 12 angeord- hohe Druck- und Temperatarverminderung zwischen neten ringförmigen Durchlaß 16 führt, welcher am 35 Einlaßdampf und Abdampf verlangt wird. Das Venhinteren Ende des Strömungsweges des mit hoher til kann in einer Vielzahl von Größen hergestellt wer-Geschwindigkeit strömenden Dampfes und unmittel- den, um bei einer großen Zahl unterschiedlicher Arbar vor der turbulenten Zone 13 angeordnet ist. beitsbedingungen eingesetzt zu werden. Es hat sich

Die dem Ventil zugeführte Wassermenge wird von als besonders genau und schnell auf Änderungen im einem Kühlwasserregelventil (nicht gezeigt) gesteuert, 40 Dampfstrom oder im Einlaßdruck oder der Tempewelches von einem durch einen Temperaturwächter, ratur ansprechend erwiesen, so daß über den ganzen dessen Temperaturimpuls an einer hinter dem darge- Einstellbereich, der etwa 50:1 beträgt, der Ausstellten Ventil angeordneten Stelle entnommen wird, gangsdampfdruck und die Temperatur dauernd sehr erzeugten Signal verstellt wird. Das Wasser tritt in genau aufrechterhalten werden können.

Hierzu ί Blatt Zeichnungen

Claims (2)

ι 2 werden, daß das dem Ventil zugeführte Kühlwasser Patentansprüche: restlos verdampft und so eine optimale Kühlwirkung erreicht wird.

1. Dmckreduzier- und Enthitzventil, bei dem Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gezur Schaffung eines veränderlichen Dampf durch- 5 löst, daß die V/assereinlaßeinrichtung an dem in laßquerschnittes durch eine Drosselzone ein Dampfströmungiirichtung hinteren, bereits erheblich Drosselorgan mit einem festen Bauteil zusam- entspannten Dampf führenden Ende der Drosselzone menwirkt und bei dem eine Wasserspeiseleitung vorgesehen ist und daß der Dampfstrom durch die zu einer um die DrosselzGne herum angeordneten Drosselzone im wesentlichen senkrecht aufwärts bis Wassereinlaßeinrichtung führt, über die Kühlwas- iq zu der Stelle verläuft, an der das Wasser dem Dampfser zugeführt wird, und bei dem eine turbulente strom zugemischt wird und an dieser Stelle unmittel-Expansionszone vorgesehen ist, dadurch ge- bar in die turbulente Expansionszone übergeht, in k e η η ζ e i c h η e t, daß die Wassereinlaßeinrich- der die Wassertröpfchen während ihrer Erhitzung rung (15 16) an dem in Dampfströmungsrichtung und Verdampfung im Dampf in der Schwebe gehalhinteren, bereits erheblich entspannten Dampf 15 ten werden. Durch die Einführung des Wassers an führenden Ende der Drosselzone vorgesehen ist einer Stelle turbulenter Strömung und niedrigen und daß der Dampfstrom durch die Drosselzone Drucks hinter der Drosselzone wird eine Kühlwasserim wesentlichen senkrecht aufwärts bis zu der einspritzpumpe gegebenenfalls überflüssig, weil die Stelle (16) verläuft, an der das Wasser dem Wasseraufnahme im Dampf durch eine Art Injektor-Dampfstrom zugemischt wird und an dieser Stelle 20 wirkung erfolgt. Die vollständige Verdampfung der unmittelbar in die turbulente Expansionszone in den Dampf eingeführten Was^rertröpfchen wird daübergeht, in der die Wassertröpfchen während ih- bei durch die Führung des Dampfstroms von unten rer Erhitzung und Verdampfung im Dampf in der nach oben sichergestellt. Solange die Wassertröpf-Schwebe gehalten werden. chen eine merkliche Größe haben, werden sie durch

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 35 die der Schwerkraft entgegenwirkende Strömungsfühzeichnet, daß die Wassereinlaßeinrichtung eine rung des Dampfes in der Schwebe gehalten. Erst um die Drosselzone herum angeordnete Ring- dann, wenn die Tröpfchen so klein geworden sind, kammer (15) aufweis* unr* in einen koaxial zum daß die auf sie wirkende Schwerkraft nicht mehr aus-Drosselorgan (8) und der Drosselzone angeordne- reicht, sie entgegen der Dampfströmung in Schwebe ten ringförmigen Durchlaß (16) ausläuft. 30 zu halten, werden sie in den Dampfstrom mitgenommen. Dann sind sie aber auch bereits so gut wie vollkommen verdampft bzw. werden im nächsten Augen-

blick verdampft, so daß ai" unerwünschte Abscheidung von Wasser im niederdruckseitigen Leitungssy-35 stem mit Sicherheit vermieden ist, auch wenn die

Die Erfindung betrifft ein Druckreduziei · und Dampfströmung nicht mehr senkrecht geführt wird. Enthitzventil, bei dem zur Schaffung eines veränder- Gleichzeitig wird hierdurch erreicht, daß mit minilichen Dampfdurchlaßquerschnitts durch eine Dros- malen Kühlwassermengen maximale Dampfabkühselzone ein Drosselorgan mit einem festen Bauteil zu- lung erreicht wird, weil das Wasser restlos verdampft sarnmenwirkt und bei dem eine Wasserspeiseleitung 40 wird.

zu einer um die Drosselzone herum angeordneten Die bei derartigen Ventilen mit abwärts genchte-

Wassereinlaßeinrichtung führt, über die Kühlwasser tem Dampfstrom und Kühlwassereinspritzung in die

zugeführt wird, und bei dem eine turbulente Expan- Drosselzone bekannte Ausgestaltung der Wasserein-

sionszone vorgesehen ist. Ventile dieser Art dienen laßeinrichtung, die eine um die Drosselzone herum

zur Entspannung und gleichzeitigen Kühlung von 45 angeordnete Ringkammer aufweist und in einem ko-

Uberhitztem Dampf durch Einspeisen von Kühlwas- axial zum Drosselorgan und der Drosselzone angeord-

ser in den Heißdampf. neten ringförmigen Durchlaß ausläuft, kann auch

Bisher wurde das Kühlwasser dem Heißdampf beim erfindungsgemäßen Ventil mit Vorteil ange-

vor- oder im Bereich der Drosselzone zugemischt, wo wendet werden, da hierdurch eine Vorkühlung der

der Heißdampf einen erheblichen Druck aufweist, so Drosselzone bzw. Vorwärmung des Kühlwassers und

der Einspritzpumpen für das Kühlwasser erforderlich eine gleichmäßige Kühlwassereinführung in den

macht, die einen oberhalb des an der Einspritzstelle Heißdampfstrom erreicht wird,

herrschenden Dampfdrucks liegenden Einspritzdruck Die Erfindung wird im folgenden an Hand der

erzeugen müssen. Bei einem bekannten Ventil dieser Zeichnung, die einen Teilschnitt einer bevorzugten

Art durchströmt der Dampf dabei die Drosselstrecke 55 Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils

von oben nach unten, wobei die restlose Verdamp- zeigt, beschrieben.

fung des Kühlwassers durch einen hinter der Drossel- Das dargestellte Ventil ist zum Einbau in der ge* strecke erfolgenden Entspannungsstoß angestrebt zeigten senkrechten Stellung bestimmt und weist ein wird. Sei einem solchen Ventil muß das Kühlwasser Gehäuse 1 mit einem Flansch versehenen Hochin einen Bereich eingespritzt werden, dessen Druck 60 druckdampfeinlaß 2, einen mit einem Flansch versenoch erheblich übef dem Druck des entspannten henen Auslaß 3 für den druckreduzierten und ertt-Danipfes liegt, um sicherzustellen, daß der Entspatt- hitzlen Dampf und einen mit einem Flansch versehenungsstoß zu einer restlosen Verdampfung des Kühl- nen Wassereinlaß 4 auf, Eine Ventilspindel S erwassefsführt. streckt sich axial durch das Gehäuse! und tritt

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe 65 durch eine Stopfbuchse 6 nach außen aus. Das äuße-

zugrundc, ein Ventil der eingangs erwähnten Art so re Ende der Spindel 5 ist an ein nicht gezeigtes Beta-

auszugestalten, daß auf eine Druckeinspritzung ver- tigungsorgan angeschlossen, das von Signalen von

ziehtet werden kann. Gleichzeitig soll sichergestellt einem Dampfdruckkontrollorgan gesteuert wird. Die