DE190540C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 47g. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. April 1906 ab.

Vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen Absperren des Kesseldampfes bei auftretendem Rohrbruch, bei der zwischen Kessel und Hauptrohrleitung ein Ab-Sperrventil eingeschaltet ist, das mit zwei unter Kesseldruck stehenden Kolben fest verbunden ist.

Gemäß der Erfindung ist in der von dem Wasserraum des Kessels zu dem einen Kolben

ίο führenden Rohrleitung ein Windkessel angeordnet. Fällt bei einem Rohrbruch der Dampfdruck im.Kessel, so wird mittels eines Rückschlagventils der Windkessel von dem Dampfkessel abgeschlossen, so daß der volle Druck nach wie vor auf dem einen der mit dem Absperrventilkörper verbundenen Kolben lastet, während der auf dem anderen Kolben lastende Druck mit dem Kesseldruck sinkt. Durch den entstehenden Druckunterschied wird das Ab-Sperrventil geschlossen.

Auf der beiliegenden Zeichnung zeigt Fig. 1 die- neue Vorrichtung beispielsweise im senkrechten Schnitt, Fig. 2 in der Seitenansicht. Fig. 3 und 4 zeigen Einzelheiten.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist an· der Hinterseite des Kessels 1 ein Windkessel 2 angebracht, der durch Rohr 3 mit dem Wasserraum des Kessels 1 in Verbindung steht, so daß das Kesselwasser nach Anheben des Rückschlagventils 4 in den Windkessel 2 eintreten kann.

Der Windkessel- besitzt ein unten offenes

Mittelrohr 5, das nahe bis zum unteren Boden reicht, durch den oberen Boden hindurchführt, bis zum oberen · Teile des Kessels geht, dann nach vorn abgebogen und quer zu der vorderen Kesselwand geführt ist. Von diesem wagerechten Teile des Rohres 5 sind die Rohre 6 und 7 abgezweigt, von denen jedes unter Vermittlung eines Dreiweghahns 6', 7' in ein Absperrventil 8, 9 dicht unter dem Ventildeckel mündet. Diese Absperrventile 8, 9 sind dem Dampfauslaßstutzen. 10 einander gegenüberstehend angeschlossen, da bei vorliegendem Beispiel außer dem Hauptdampf rohr 11, das zu den Antriebsmaschinen eines Schiffes führt, noch eine besondere Rohrleitung 12 zum Speisen der Lichtmaschinen vorgesehen ist. Ist dies nicht der Fall, so ist auch nur ein Absperrventil 8 für das Hauptdampfrohr erforderlich.

Dieses Absperrventil· enthält einen frei spielenden Doppelkolben, dessen unterer, mit Dichtungsringen versehener Kolben 13 gleichzeitig als Ventil ausgebildet und durch die Spindel 14 mit dem Kolben 15 starr verbunden ist, der in dem zylindrisch ausgebildeten oberen Teile des Ventilgehäuses, durch Kolbenringe abgedichtet, gleiten kann. In dieses Ventilgehäuse, und zwar oberhalb des Kolbens 15 des Absperrventils 8, mündet das enge Dampfrohr 16, während das enge Dampfrohr 17 den Dampf in gleicher Weise in das dem Ventil 8 gleichende Ventil 9 leitet.

Dieser Dampf wird aber nicht dem Kessel unmittelbar, sondern dem Hauptdampfrohr 11 65 (bzw. dem dieses mit dem Absperrventil 8 verbindenden Kniestutzen) auf dem Umwege durch ein Regelungsventil 18 entnommen und durch

Rohr 21' in das enge Rohr 21 geleitet, von demsich die nach den Absperrventilen 8, 9 führende Röhren 16,17 abzweigen. Von dem Rohr 21 kann ein durch Hahn 23 geschlossenes Rohr 22 nach einer beliebigen Stelle geführt werden, von der aus eine Absperrung des Kesseldampfes unter Umständen erforderlich sein kann. Werden mehrere solcher Stellen verlangt, so wird Rohr 22 dementsprechend weiter geführt bzw. verzweigt und an jeder der gewünschten Stellen ein Hahn in die Leitung eingeschaltet.

Bei regelrechtem Betrieb haben die Doppelkolben der Absperrventile 8, 9 die in Fig. 1 gezeichnete Stellung. Der Kesseldampf wird durch Ventil 24 (Fig. 2), das dem Zuleitungsstutzen des Absperrventils 8 angeschlossen ist, dem oberen Teile des letzteren mittels des Röhrchens 25 zugeführt, so daß über und unter dem oberen Kolben 15 der gleiche Dampfdruck herrscht.

, Der Kesseldampf drückt von oben auf Kolben 13, und da das Kesselwasser aus dem Windkessel 2 durch Rohr 5 und Abzweigung 7 von unten her den Kolben 13 belastet, so ist der Druck auf beiden Endflächen des Doppelkolbens 13.. 15 der gleiche, so daß der Kolben während des regelrechten Betriebs seine Stellung beibehält. Hierbei wird seine Lage durch die Pressung der Dichtungsringe derart gesichert, daß ihn auch die vorkommenden Erschütterungen nicht verschieben können.

Bei einem Rohrbruch fällt der Dampfdruck im Kessel und in dem nicht verletzten Teile der Anschlußleitung schnell, so daß dementsprechend auch der Druck auf die beiden Endflächen des Doppelkolbens 13,15 gleichmäßig fallen würde, wenn nicht der Windkessel 2 unter dem vollen Druck bleiben würde, dadurch, daß beim raschen Sinken des Kesseldrucks die gepreßte Luft im Windkessel 2 das Rückschlagventil 4 durch das darüber stehende Wasser zudrückt. Bei fallendem Druck des Kesseldampfes sinkt daher nur der Druck auf der oberen Fläche des Kolbens 15, während der volle Druck unter dem Kolben 13 bestehen bleibt. Daher wird der Doppelkolben 13, 15 durch das von der sich ausdehnenden Luft des Windkessels in das Rohr 5 gedrückte Wasser nach oben bewegt und schließt das Hauptdampfrohr 11 ab.

Da das Absperrventil 9 dem Absperrventil 8 gleich ist und ebenfalls unter Einwirkung des Behälters 2 steht, so wird auch die zu den Lichtmaschinen führende Dampfleitung 12 sofort von dem Kessel abgesperrt.

Es ist natürlich unter diesen Umständen gleichgültig, ob der Rohrbruch in der Rohrleitung 11 oder 12 erfolgt, denn stets werden beide Absperrventile 8, 9 selbsttätig geschlossen. Da durch den Abschluß der Rohrleitungen von dem Kessel die Feuerung nicht beeinflußt wird, so liegt die Gefahr vor, daß der Dampf in dem Kessel eine gefährliche Spannung annimmt, da das gewöhnliche Sicherheitsventil nicht darauf berechnet ist, den Kessel in'solchem Falle genügend zu entlasten. Dieser Gefahr ist dadurch vorgebeugt, daß an dem Dampfauslaßstutzen 10 des Kessels 1 ein Sicherheitsventil 26 angeordnet ist, welches so berechnet ist, daß es erst in Wirkung tritt, wenn das gewöhnliche Sicherheitsventil nicht mehr ausreicht. Mit der Hauptdampfleitung ist also bei eintretendem Rohrbruch auch die zu den Lichtmaschinen führende Rohrleitung abgesperrt, so daß das Schiff bis zur Ausbesserung der beschädigten Hauptleitung ohne Licht sein würde. Andererseits würde bei einem Bruch der Dampfleitung für die Lichtmaschinen das Schiff ohne bewegende Kraft sein. Dieser Übelstand wird dadurch vermieden bzw. auf das geringste Maß hinabgedrückt, daß der Absperrkolben jedes Ventils 8,9 durch Hand in seiner Schlußlage festgestellt werden kann.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wirkt auf den Kolben 13 eine durch Handrad 27 drehbare Schraubenspindel 28. Eine gleiche Spindel wirkt auch auf den Doppelkolben des Ventils 9. Haben nun diese Doppelkolben ihre Verschlußlage angenommen und hat man sich überzeugt, welche Dampfleitung geplatzt ist, so schraubt man die betreffende Schraubenspindel wieder bis a.uf den Doppelkolben nieder und drückt dadurch letzteren auf seinen Sitz unverrückbar an.

Hierauf schließt man das Ventil 24. Damit dies in kürzester Zeit geschehen kann, ist das das Ventil 24 bewegende Handrad 29 mit dem nötigen Spielraum für die Hände dicht über dem Handrad 27 auf dem Rohr 30 befestigt, das den glatten Teil der Spindel 28 umgibt.

Das Rohr 30 trägt ein Zahnrad 31 (Fig. 2), welches mit dem Zahnrad 32 kämmt, in dem sich die Ventilspindel 33 in bekannter Weise so führt, daß sie bei der Drehung des Zahnrads 32 auf oder nieder geschoben wird und hierdurch das Ventil 24 öffnet oder schließt.

Die Doppelkolben der Absperrventile 8, 9 sind also durch die Spindeln 28 festgestellt und der Dampfzutritt über diese Doppelkolben ist abgesperrt.

Hat man sich überzeugt, welche der Leitungen undicht geworden oder geplatzt ist, und hat sich dies z. B. bei dem zu den Lichtmaschinen führenden Rohr 12 herausgestellt, so öffnet man zuerst den Dreiweghahn 7', so daß das unter dem Kolben 13 stehende Kesselwasser abfließen kann, schraubt die Spindel 28 des Absperrventils 8 zurück und öffnet durch Drehen des Handrades 27, wie beschrieben, das Ventil 24. Der Kesseldampf tritt dann aus dem Auslaßstutzen 10 in das offene Ventil 24, von dort durch Rohr 25 über- den Kolben 15

des Doppelkolbens und schiebt diesen so weit nieder, bis er sich mit seinem unteren Kolben 13 gegen die zurückgeschraubte Schraubenspindel 28 legt, so daß wieder die aus Fig. 1 ersichtliehe Offenstellung eintritt. Darauf schließt man den Dreiweghahn 7' wieder, so daß das durch Rohr 7 unter den Kolben 13 gedrückte Kesselwasser keinen Abfluß hat, also wieder mit dem Dampfdruck des Kessels wirkt.

Da man in kürzester Zeit ermitteln kann, welche der beiden Rohrleitungen 11, 12, oder welche ihrer Nebenleitungen geplatzt ist, und das Wiederinbetriebsetzen der mit der geplatzten abgesperrten Leitung verbundenen unbeschädigten Leitung noch kürzere Zeit erfordert, so ist die letztere Leitung nur ganz geringe Zeit außer Betrieb.

Es wurde bereits erwähnt, daß durch öffnen des Hahnes 23 die Absperrung des Kessels auch durch Hand erfolgen kann, wenn eine plötzliche Absperrung des Kesseldampfes erforderlich wird, ohne daß ein Rohr geplatzt ist. Dies kann infolge eines Maschinenschadens, eines Unglücksfalles, oder bei Schiffen bei drohendem Zusammenstoß mit einem anderen Schiffe notwendig werden.

Ist Hahn 23 geöffnet, so entweicht aus dem Rohre 22 der Dampf, der auf dem Umwege durch Rohr 21 und Rohr 16 aus dem Ventilraum oberhalb des Doppelkolbens 15, 13 entnommen wird. Hierdurch wird wiederum der Druck über dem Doppelkolben verringert, so daß das unter der vollen Dampfspannung stehende, den Raum unter dem Doppelkolben anfüllende Kesselwasser den erster en in seine Schlußlage bringt, also den Dampf unmittelbar am Kessel absperrt.

Ist dann die Gefahr beseitigt, so genügt das Schließen des Hahnes 23 und öffnen des Dreiweghahns 6' bzw. 7', um das Absperrventil 9 bzw. 8 wieder zu öffnen, da dann der Dampfdruck über dem oberen Kolben 15 des Doppelkolbens bis auf den vollen Druck des Kesseldampfes steigt und der Doppelkolben 13, 15 wieder niedergeschoben wird.

Wie schon erwähnt, führt von dem Rohr 21, das mit dem Dampfraum über den Kolben 15 in Verbindung steht, das Rohr 21' nach dem Ventil 18, dessen Ventilkegel 18', wie Fig. 3 zeigt, so unter der Einwirkung einer Schraubenfeder 19 steht, daß man den Widerstand, welchen der Ventilkegel dem öffnen durch den auf ihn wirkenden Dampfdruck entgegensetzt, mit Hilfe der Schraubenspindel 20 so regeln kann, daß schon ein geringer Druckunterschied zwischen dem Druck im Hauptdampf rohr 11 und dem den Raum über dem Kolben 15 speisenden' Dampfrohr 21 genügt, um den Ventilkegel i8' zu 'heben und so den Druck im Rohr 21 über Kolben 15 rasch zu verringern, so daß, wie vor-• beschrieben, der Schluß des-Ventils 8 sofort herbeigeführt wird, wenn etwa der Bruch eines Dampfrohrs diesen Druckunterschied herbeiführt.

Der Ventilkegel i8' ist durchbohrt, so daß bei regelrechtem Betrieb fortwährend Dampf hindurchgeht und im Rohr 21 den gleichen Druck wie im Kessel erhält.

Während des Anfeuerns und Dampfmachens liegt der Doppelkolben 13,15 auf dem Ventilsitz durch die Spindel 28 fest geschraubt, Ventil 24 ist durch die Spindel 30 geschlossen und der Dreiweghahn 6' bzw. 7' mit Hilfe des Gestänges 40 und Schlüssels 41 geöffnet, so daß sich unter dem Kolben 13 kein. Kesselwasser befindet.

Will man nun die Dampfleitung anwärmen, also Dampf in sie hineinlassen, so öffnet man das Ventil 24 durch Drehen des Handrads 29. Der im Kessel entwickelte Dampf tritt durch Rohr 25 über den Kolben 15, von hier durch das Röhrchen 16 in das Rohr 21 und von hier durch das Rohr 17 über den oberen Kolben des Ventils 9, das dieselbe Einrichtung wie Ventil 8 zeigt. Gleichzeitig strömt aber der Dampf auch vom Rohr 21 in das Rohr 21', hebt den durchbohrten Ventilkegel 18' und gelangt in das Hauptrohr 11. Der gleiche Vorgang findet bei dem zweiten Dampfrohr 12 statt.

Während nun der Druck in den Hauptrohren 11 und 12 allmählich zunimmt, wird der Doppelkolben 13, 15 des Ventils 8 und ebenso der des Ventils 9 durch den auf den Kolben 15 drückenden Dampf niedergeschoben, wenn man Spindel 28 vorsichtig niederschraubt, so daß die Ventile 8 und 9 die Offenstellung einnehmen. Jetzt schließt man die Dreiweghähne 6' und 7', so daß dem Kessel wasser unter dem Kolben 13 und unter dem diesem entsprechenden Kolben des Ventils 9 der Austritt verschlossen wird. Schließt man auch Ventil 24, so ist die Einrichtung zum Arbeiten bei eintretendem Rohrbruch bereit. Ventil 18 ist nicht unbedingt erforderlich, da es zum Arbeiten bei Rohrbruch genügt, das Hauptdampfrohr 11 durch Rohr 21' mit dem Rohr 21 zu verbinden. Aus diesem Grunde ist auch Ventil 9, durch das die Leitung 12 für die Lichtmaschinen gespeist wird, nicht mit einem Ventil 18 versehen. Hat ein plötzlicher Abschluß durch den Doppelkolben 13, 15 stattgefunden, und- will man von neuem Dampf zulassen, so öffnet man die Dreiweghähne 6' bzw. f und Ventil 24, wie bereits beschrieben.

Um durch das Fallen des. Dampf es bei regelrechtem Betriebe keine Störungen herbeizuführen, ist das Ventil 35 neben dem Windkessel 2 so angeordnet, daß es eine Verbindung mit dem unteren Teile dieses Behälters und dem Kessel (Fig. 1) herstellt.

Der Doppelkegel 37 (Fig. 4) dieses Ventils, ist mit einer federnden Platte verbunden und mit einem gewölbten Deckel 38 überdeckt, dessen Hohlraum durch Rohr 39 mit dem Dampfrohr 11 verbunden ist (Fig. 1).

Fällt nun bei regelrechtem Betrieb der Druck im Rohr 11, so nimmt auch der auf der federnden Platte lastende Druck ab, und das bisher geschlossene Doppelventil $y (Fig. 4) wird etwas angehoben, so daß die im Windkessel 2 eingeschlossene Luft sich ausdehnen und so viel Wasser aus dem Behälter 2 auf dem Umweg durch Ventil 35 und Anschlußrohr 36 in den Kessel 1 zurückdrängen kann, daß ein Druckausgleich der Luft im Windkessel 2 mit der Kesseldampfspannung stattfindet. Der Druck des Kesselwassers auf den Kolben 15 des Ventils 8 hat dann auch nur die gleiche Höhe, wie die von oben auf Kolben 15 wirkende Dampfspannung, so daß ein unbeabsichtigtes Absperren nicht eintreten kann.

Tritt dagegen ein Rohrbruch, also eine plötzliche starke Druckverminderung im Rohr 11 ein, so wird auch die biegsame Platte des Ventils 35 plötzlich stark entlastet, und das aus dem Windkessel 2 in das Ventil 35 gedrückte Wasser hebt den Doppelkegel 37 so weit, daß nunmehr seine untere Ventilfläche abschließt. Es kann also aus dem Windkessel 2 nur während des Ventilhubes Wasser in den Kessel 1 zurücktreten, und da dieser Hub sehr rasch erfolgt, so ist der Wasseraustritt aus dem Windkessel 2 und damit eine Verringerung des Druckes der gepreßten Luft äußerst gering. Dem auf den Kolben 13 wirkenden Wasser bleibt also der Drucküberschuß erhalten und der Abschluß des Kesseldampfes erfolgt in der bereits geschilderten Weise.

Claims (2)

Pate NT-A NSPRÜ che:

1. Vorrichtung zum selbsttätigen Absperren des Kesseldampfes bei auftretendem Rohrbruch, deren Absperrventilkörper mit zwei unter Kesseldruck stehenden Kolben fest verbunden ist, gekennzeichnet durch einen Windkessel (2), der durch ein mit einem Rückschlagventil (4) versehenes Zuleitungsrohr (3) mit dem Wasserraum des Kessels in Verbindung steht, während sein Ableitungsrohr (5) das Wasser gegen einen der Kolben (13) des Ventilkörpers leitet, so daß bei fallendem Dampfdruck im Kessel das Ventil (8) durch den im Windkessel bestehen bleibenden Druck mittels des KoI-bens (13) geschlossen wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sicherung des regelrechten Betriebs der Windkessel (2) außer durch die Leitung (3) noch durch -eine Leitung (36) mit dem Wasserraum des Dampfkessels in Verbindung steht, wobei in der Leitung (36) ein Doppelventil (35) angeordnet ist, das bei geringen Druckschwankungen im Kessel die Verbindung zwischen letzterem und dem Windkessel herstellt, bei stärkerem Druckabfall dagegen wieder absperrt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.