DE288542C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 288542 KLASSE 47g. GRUPPE

Es sind bereits Rohrbruchventile bekannt, bei denen der Expansionsdruck in einer konisch sich erweiternden Düse bei Eintritt entsprechender Dampfentnahmen von einer bestimmten Stelle der Düse unter einen Kolben geleitet wird, der auf der anderen Seite durch den Hochdruck belastet ist. Diese Anordnung benötigte zur Aufhebung des so geschaffenen . Differenzdruckes einer Gewichts- bzw. Federbelastung zum Offenhalten des Ventils. Nach der vorliegenden Erfindung werden nun die eigenartigen mechanischen und physikalischen Wirkungen eines Dampfstromes in einer konisch sich erweiternden Düse derart ausgenutzt, daß alle besonderen Elemente, wie Federn, Gewichte u. dgl., in Fortfall kommen.

Dieser Vorteil wird dadurch erreicht, daß die sich in der konisch sich erweiternden Düse ergebenden Drücke sowohl an der engsten Stelle derselben wie in der konischen Erweiterung unter bzw. über den Kolben, der mit dem Absperrorgan verbunden ist, geleitet werden. Wenn nun durch die Düse Dampf strömt, so stellt sich an der engsten Stelle bei einer geringen Dampfentnahme ein niedrigerer Druck ein als in der konischen Erweiterung, da diese bis zu dem Moment, in dem an der engsten Stelle durch größere Dampfentnahme der Mündungsdruck erreicht wird, als Diffusor wirkt, also die Geschwindigkeiten des Dampfes an der engsten Stelle wieder in Druck umsetzt. Fällt dagegen der Druck in der Düse unter den Mündungsdruck, so wirkt die konische Erweiterung nicht mehr als Diffusor, also zur Umsetzung in Druck, sondern nach den bekannten physikalischen Gesetzen expandiert der Dampf weiter, so daß, wenn der Düse der Atmosphärendruck entgegensteht, in der Düse bekanntlich bis zu 8,7 m Vakuum erreicht werden. Nach vorstehenden Erläuterungen werden sich also die Drücke unter und über dem Kolben, der das die Düse abschließende Organ betätigt, je nach der Dampfentnahme bzw. der Geschwindigkeit an der engsten Stelle der Düse derart einstellen, daß bei geringerer Dampfentnahme in der konischen Erweiterung ein höherer Druck entsteht gegenüber dem Druck an der engsten Stelle, wodurch das Ventil mittels der Druckdifferenz an der engsten Stelle offen gehalten wird. Erst wenn, wie beschrieben, die Geschwindigkeiten bzw. Dampfentnahme ein gewisses Maß überschritten haben, tritt das umgekehrte Verhältnis ein, d. h. die auf den Kolben wirkenden Druckdifferenzen schließen das Ventil.

Die Erfindung ist auf der beiliegenden Zeichnung, auf welcher ein Rohrbruchventil in beispielsweiser Ausführung im Schnitt dargestellt ist, näher erläutert.

Es stellt α ein Gehäuse dar, in welchem eine konisch sich erweiternde Düse b eingebaut ist. Der bei Pfeil 1 eintretende Dampf

durchströmt die Düse b in Pfeilrichtung 2 und tritt bei Pfeil 3 aus. Der Dampf erreicht eine bestimmte Maximalgeschwindigkeit an der engsten Stelle der Düse b und diese wird in der konischen Erweiterung wieder in Druck umgesetzt. Der an der engsten Stelle der Düse herrschende Mündungsdruck wird nun durch das Rohr c über einen Kolben d geleitet, der mit einem Absperrorgan e starr verbunden ist. Der in der konischen Erweiterung der Düse normalerweise vorhandene Druck wird durch das Rohr f unter den Kolben d geführt. Da nun bekannterweise an der Stelle, wo das Rohr f mündet, der Druck höher ist als an der engsten Stelle der Düse, wird der Kolben d nach oben gedrückt und somit das Absperrorgan e von der Düse b abgedrückt, d. h. das Ventil wird bei normalem Betriebe offen gehalten. Findet nun eine größere Dampfentnahme, z. B. bei Rohrbruch, statt, so bleibt der Mündungsdruck an der engsten Stelle der Düse konstant 0,57 χ absoluter Dampfspannung; es wird aber jetzt der konische Teil derselben nicht mehr zur Umsetzung in Druck benutzt, sondern es tritt die bei Gasen und Dämpfen eigentümliche Erscheinung ein, daß trotz der Querschnittserweiterungen die Geschwindigkeiten weiter zunehmen, da eine sehr schnelle Expansion des Dampfes erfolgt und damit der Druck innerhalb der konischen Erweiterung herabsinkt.

Hierdurch wird der vorher durch das Rohr f unter den Kolben A geleitete Druck vernichtet und hier ein Unterdruck erzeugt, was zur Folge hat, daß der über dem Kolben d herrschende höhere Druck das Abschlußorgan herabdrückt, d. h. das Ventil schließt.

Erläuterung zu den Druckkurven

innerhalb der doppelt konischen

Dampfdüse.

Die drei Kurven lassen den Druckverlauf innerhalb der Düse bei verschiedenen Dampfgeschwindigkeiten erkennen, und zwar Kurve g und h bei einer Dampfgeschwindigkeit für normale und forcierte Betriebe, Kurve i bei einer maximalen Geschwindigkeit, die bei Rohrbrüchen eintritt.

Hierbei wird die physikalische Eigenschaft des Dampfes ausgenutzt. Der Dampf expandiert bekanntlich nach Erreichen des kritischen Mündungsdruckes (φ — 0,5774 pj im konisch erweiterten Teil bis unter den atmosphärischen Druck. Die Drücke k und I wirken im Betrieb über bzw. unter dem Ventilkolben d, infolgedessen wird das Ventil durch die Druckdifferenz 0 offen gehalten. Bei der durch einen Rohrbruch stark erhöhten Geschwindigkeit treten die Drücke?« und η in Wirkung und schließen das Ventil mit ihrer Druckdifferenz j>.

Claims (1)

1. Patent-An Spruch:

   Rohrbruchventil mit hinter dem Ventil angeordneter doppelt konischer Düse, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Seiten der mit dem Ventil verbundenen Steuerfläche mit zwei verschiedenen Stellen der konischen Düse verbunden sind, so daß die Bewegung des Abschlußkörpers unter Vermeidung jeglicher Federn oder Gewichte nur durch die Druckdifferenzen in der konischen Düse bei verschiedener Mengendurchströmung erfolgt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.