DE181553C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 47g. GRUPPE

WILHELM GIESEL in BERLIN.

Druckminderventil. Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. Dezember 1905 ab.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Druckminderventil mit frei beweglichem, auf der Hochdruckseite liegendem und nach dieser Seite sich öffnendem Kolbenkegel, dessen öffriungsbewegung in der Regel dadurch eingeleitet wird, daß durch ein nach Maßgabe des gewünschten Minderdruckes belastetes Hilfsventil aus dem der Niederdruckseite gegenüberliegenden Arbeitsraum des Kolbenkegeis Dampf abgeführt wird.

Die bisher bekannten Ventile dieser Art haben den Nachteil, daß sie unruhig gehen und daß namentlich beim Anlassen heftiges und gefährliches Hämmern des Kolbenkegels

ig eintritt, weil das Hilfsventil derart angeordnet ist, daß es bei Änderung des Dampfverbrauches oder des Dampfdruckes die Stellung des Hauptkegels sowohl bei der Öffnungs- als auch bei der Schließbewegung nur mittelbar beeinflußt, und weil infolgedessen es nicht vermieden werden kann, daß der freischwebende Hauptkegel, nachdem er einmal durch eine Änderung der Betriebsverhältnisse in seinem Beharrungszustande gestört worden ist, sofort energische Hubbewegungen bis zur äußersten öffnungs- oder Schlußstellung ausführt.

Dieser Übelstand, welcher der Verwendung dieser Art von Druckminderventilen in der Praxis bisher im Wege stand, wird nach vorliegender Erfindung vollständig beseitigt durch zweckmäßigere Anordnung und Ausbildung des Hilfsventiles, derart, daß dieses Organ selbst oder ein mit demselben zwangläufig verbundener Hebel in jeder Stellung während der Öffnungsperiode den bereits bekannten veränderlichen Anschlag für den dem jeweiligen Dampfdruck oder Dampfverbrauch entsprechenden Höchsthub des Hauptkegels bildet, gleichzeitig aber auch bei der meistens eintretenden Überschreitung der entsprechenden neuen Beharrungsstellung schon vor Erreichung des veränderlichen Ventilanschlages, und zwar nicht allein durch die entstehende Drosselung des Hilfsventildurchganges, sondem noch wirkungsvoller dadurch, daß kurz vor Abschluß des Hilfsventiles Frischdampf unmittelbar in den Raum über dem Hauptkolben tritt, eine energische Bremsung des Hauptkolbens erzielt wird. Diese Bremsung bezw. die Schlußbewegung des Hauptkolbens wirkt um so schneller und energischer, als sie unabhängig von dem langsamen Zuströmen des Hochdruckdampfes durch die Undichtigkeit des Kolbens vor sich geht, und ermöglicht es, den Kolben ruhig und genau in seine neue Beharrungsstellung zu bringen.

Das mit dem im Niederdruckräum angeordneten Steuerorgan (Kolben oder federnder Platte mit passender Übersetzung) verbundene und durch letzteres betätigte Hilfsventil wird zweckmäßig entlastet und kann seinen Sitz entweder im Hauptkolben haben oder in einem anderen mit dem Kolbenraüm in Verbindung stehenden Raum derart angeordnet sein, daß die Ventilbewegung mittels Hebel usw. den Hub bezw. Anschlag des Hauptkolbens proportional verändert und gleichzeitig kurz vor

Abschluß des Hilfsventiles Frischdampf .in den Raum über dem Kolben eingeleitet wird.

Der Erfindungsgegenstand ist auf der beiliegenden Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht.

Fig. ι zeigt in senkrechtem Längsschnitt ein Druckminderventil mit entlastetem Hilfsventil und Hauptkegel, dessen Kolben c

ίο größer ist als der Sitz d, derart, daß die entstehende, ständig durch den Hochdruck belastete Ringkolbenfläche im Sinne der öffnung des Ventiles wirkt.

Fig. 2 zeigt in derselben Darstellungsweise ein Ventil, bei dem der Kolben c des Hauptkegels gleich ■ ist dem Sitz d, der also gegen den Hochdruck entlastet und bei welchem die Ringkolbenfläche durch eine im Niederdruckraum liegende Feder ρ ersetzt ist.

Das in geeigneter Form gehaltene Ventilgehäuse besitzt zwei Anschlußstutzen α und b\ α ist der Einlaßstutzen für den Hochdruckdampf und b ist der Auslaßstutzen für den Niederdruckdampf.

Die beiden Räume sind durch den als Kolben c ausgebildeten Hauptkegel mit Ven-, tilsitz d voneinander absperrbar. Der Durchmesser des Kolbens c ist bei Fig. 1 größer gehalten als derjenige des Ventilsitzes, so daß der durch α einströmende Hochdruckdampf bestrebt ist, den Kolben zu öffnen. Der letztere spielt in dem Zylinder e, der am oberen Ende durch den Deckel f seinen Abschluß erhält. Ein in einem Zylinder h spielender Steuerkolben g befindet sich im Niederdruckraum unterhalb des Kolbenkegels c. Er wird von außen in bekannter Weise in der Richtung nach oben belastet, derart, daß die Belastung dem in der Niederdruckleitung b zu erzielenden Druck entspricht. Der Steuerkolben g ist im vorliegenden Fall durch eine Stange i unmittelbar mit dem Hilfskegel k verbunden, der seinen Sitz im Hauptkolben c hat. Zweckmäßig wird der Kegel k, wie in Fig. 1 veranschaulicht, entlastet und ist zu diesem Zweck nach oben hin kolbenartig verlängert und mit diesem Ende in einem oben abgeschlossenen Zylinder m geführt, während der Zylinderraum durch eine Bohrung in der Stange i mit dem Niederdruckraum in Verbindung steht. Durch diese Einrichtung wird eine Druckentlastung des Kegels k erreicht. Der Zylinder m ist durch Rippen η mit dem Inneren der Wand des Hauptkolbens c starr verbunden. Die kolbenartige Verlängerung des Hilfskegels k ist durch eine Eindrehung in zwei Teile geteilt, derart, daß der untere Teil an seiner oberen Kante 0 in Verbindung mit der unteren Kante des Führungszylinders m die Zuleitung des Hochdruckdampfes durch die Stege η zu dem Raum über dem Hauptkolben regelt, d. h. der untere Teil des Hilfskolbens wirkt als Steuerschieber. Die Lage der Kante ο bezw. des unteren Randes des Zylinders m ist so gewählt, daß kurz vor Abschluß des Hilfsventiles ein öffnen des Schiebers und dadurch ein Einströmen von Frischdampf in den Raum über dem Kolben c erfolgt.

Wie bereits in der Einleitung erwähnt, kann das Hilfsventil auch in irgend einem anderen Raum untergebracht sein. Bedingung bleibt aber immer, daß der Hauptkolben dem mechanischen Einfluß des Hilfsventiles nicht entgeht, sowie daß kurz vor Schluß des letzteren und während desselben Frischdampf unmittelbar in den Raum über dem Kolben geleitet wird.

Die Wirkungsweise des Ventiles ist folgende:

In der Darstellung nach Fig. 1 ist die Niederdruckleitung vom Hochdruck abgeschlossen; sinkt nun der Niederdruck unter eine durch die Belastung des Niederdruckkolbens g festgesetzte Grenze, so wird letzterer angehoben. Mit ihm geht die Stange 2 und der Kegel k des Hilfsventiles in die Höhe. Dadurch gibt der Kegel k den Sitz / des Hilfsventiles frei, so daß Dampf aus dem Raum über dem Kolben durch das Hilfsventil in den Niederdruckraum strömen kann. Der Zufluß des Frischdampfes, der, solange das Hilfsventil geschlossen war, frei in den Raum über dem Hauptkegel c. gelangen konnte, wird nun schon bei geringem Hub durch den Kolbenschieber mit der Kante 0 abgeschnitten, und es gelangt dann aus der Hochdruckleitung nur noch etwas Dampf zwischen Kolben und Zylinderwandung über den Hauptkolben c.

Zunächst wird also, wenn beim ersten Anhub des Kegels k, nach Abschluß des Frischdampfes, nur so wenig Querschnitt und Ventildurchgang freigegeben wird, daß der letztere kleiner als die Undichtigkeit ist, der Druck über dem Kolben sich noch nicht verändern; er wird sich aber vermindern, sobald der Kegel sich -noch etwas weiter hebt, und schließlich wird ein Zeitpunkt eintreten, in no welchem der Hauptkegel entlastet ist. Wenn nun der Kegel k sich noch weiter hebt, so gewinnt infolge der allmählich fortschreitenden Verminderung des Druckes über - dem Hauptkolben c der Hochdruck auf die Kolbenringfläche bei Fig. 1 oder der Druck der Feder ρ bei Fig. 2 das Übergewicht, und der Hauptkolben geht nach oben, aber nur soweit der Hilfskegel k ihm .. das gestattet, der ihm bisher vorangegangen ist, aber nunmehr zum Stehen gebracht wird, weil durch den j etzt. freigegebenen Sitz d der Hochdruck-

dampf nach der Niederdruckseite strömt und der auf dem Niederdrucksteuerkolben g lastende Dampfdruck steigt.

Der Hilfskegel k bildet also eine Hubbegrenzung für den in der Öffnungsbewegung begriffenen Hauptkegel c, der jedoch nicht bis zum Anschlag an den Hilfskegel kommen, sondern schon kurz vorher selbsttätig durch den rasch wieder entstehenden Überdruck

ίο über dem Hauptkegel gehemmt werden soll. Dieser Überdruck entsteht zwar schon, aber zu langsam und daher in ungenügender Weise, wenn der Hauptkegel sich so weit dem Hilfsventil genähert hat, daß der Durchgangsquerschnitt kleiner wird als die Undichtigkeit des Hauptkolbens, d. h. daß etwas mehr Dampf in den Raum über dem Kolben geleitet wird als abströmen kann; aber der Überdruck wird, erst dadurch schnell genug auf das für eine wirksame Bremsung nötige Maß gesteigert, daß der Hilfskolben k, der infolge des zu großen Dampfdurchganges am Hauptkegel bezw. zu schnellen- Anwachsens des Niederdruckes sich zu schließen beginnt, kurz vor Schluß, d. h. sobald die Kante ο vom Schieber freigegeben ist, Frischdampf unmittelbar in den Raum über dem Hauptkolben gelangen läßt. Erst mit Hilfe dieses Überdruckes wird der Hauptkegel und damit auch der Hilfskegel in eine dem jeweiligen Dampfverbrauch entsprechende Beharrungsstellung zurückgeführt.

Aus dieser Beschreibung der Wirkungsweise während der Öffriungsperiode ergibt sich ohne weiteres der Vorgang während der Schließbewegung, d. h. bei steigendem Niederdruck, der z. B. dadurch entstehen kann, daß der Verbrauch an Niederdruckdampf sich. verringert. Der Erhöhung des auf den Niederdrucksteuerkolben g wirkenden Druckes folgend, wird dieser Kolben und somit der Hilfskegel aus seiner Beharrungsstellung in die Schließbewegung eintreten, welche zunächst schon durch die Drosselung des Ventildurchganges eine geringe Vergrößerung des Druckes in dem Raum über dem Hauptkolben erzeugt, dann aber, sobald die Kante 0 freigegeben ist, durch unmittelbare ' Zulassung von Frischdampf in diesen Raum den Überdruck schnell steigert, derart, daß nunmehr auch der Hauptkolben sofort in die Schließbewegung eintreten und in seine der gewünschten Drosselung des Hauptventildurch-, ganges entsprechende neue Beharrungsstellung geführt werden kann. Falls das Hauptventil über diese Stellung hinausgehen sollte, so würde sofort die unmittelbare Zufuhr von Frischdampf in den Raum über dem Hauptkegel selbsttätig abgeschnitten werden und der Druck in demselben durch die entstehende Vergrößerung des Hilfsventildurchganges schnell sich so weit vermindern, daß der Hochdruck auf die Kolbenringfläche bei Fig. ι oder der Federdruck bei Fig. 2 das Übergewicht erhält und den Hauptkolben sofort wieder in seine Beharrungsstellung zurückbringt.

Der Umstand, daß der unmittelbare Weg des Frischdampfes in den Raum über dem Hauptkolben je nach Erfordernis selbsttätig geöffnet und geschlossen wird, hat also die sehr wertvolle Wirkung, daß bei allen notwendig werdenden Änderungen der Beharrungsstellung die Bewegungen des Hauptkolbens energischer und genauer ausgeführt werden und die neue Beharrungsstellung schneller und mit geringeren Eigenbewegungen und Schwankungen des Hauptkolbens sich einstellt, als dies bei den bisher bekannten Ventilen möglich war.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Druckminderventil mit frei beweglichem, auf der Hochdruckseite liegendem und sich nach dieser Seite hin öffnendem Kolbenkegel, dessen Hilfsventil vom Niederdruck beeinflußt wird und eine Begrenzung für den jeweiligen durch die Schwankungen des Dampfverbrauches bedingten größten Hub des Hauptkolbens bildet, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Niederdrucksteuerkolben (g) verbundene Hilfsventil (k) gleichzeitig als Steuerschieber ausgebildet ist, der kurz vor Abschluß des Hilfsventiles und währenddessen Frischdampf selbsttätig und unmittelbar in den Raum über dem Hauptkolben einströmen läßt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.