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Selbsttätiges, doppeltwirkendes Schutzventil in Speiseleitungen für
Dampfkessel. Die Erfindung betrifft ein selbsttätiges, doppeltwirkendes Schutzventil
in Speiseleitungen für Dampfkessel, insbesondere Lokomotiven mit Vorwärmer und sonstige
Dampffahrzeuge. Ein eintretendes Versagen der Kolben- oder der Dampistrahlpumpe
ist meist auf die Undichtigkeit des Kesselrückschlagventils zurückzuführen. Denn
eine Dampfstrahlpumpe saugt bei Undichtigkeit des.Rückschlagventils in der Speiseleitung
schwer oder überhaupt nicht an, weil das infolge der Undichtigkeit rückströmende
heiße Wasser durch das Pumpengehäuse zum Überlaufrohr dringt und die Strahlpurnpe
erwärmt. Auch muß beim Anziehen der Strahlpumpe die gegenwirkende Strömung überwunden
werden. Erfolgt die Speisung durch eine Kolbenpumpe (bei Lokomotiven die Fahrpumpe),
so ist diese der schädlichen Einwirkung des undichten Rückschlagventils noch mehr
ausgesetzt. In diesem Falle kann diese Undichtigkeit zerstörend wirken, da durch
das rückströmende heiße Kesselwasser Speiseleitung, Vorwärmer und Pumpe dem Kesseldruck
ausgesetzt sind. Über diesen Übelstand hilft auch das Einbauen eines zweiten Rückschiagventils
nicht hinweg. Denn bei undichtem ersten Rückschlagventil füllt das durchströmende
Kesselwasser den Raum zwischen beiden Ventilen aus, so daß das erste Ventil nicht
mehr vom Kesseldruck auf seinen Sitz gepreßt wird. Übernimmt jetzt das Zusatzventil
die Rolle des Rückschlagventils, so tritt bei dessen Undichtwerden wieder die oben
angegebene schädliche Einwirkung auf.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Ventil, welches trotz der Undichtigkeit
des Kesselrückschlagventils ein Versagen der Dampfstrahlpumpe ausschließt und bei
Speisung mit einer Kolbenpumpe diese vor der schädlichen Einwirkung des undichten
Rückschlagventils schützt, indem es das rückströmende Kesselwasser ins Freie abblasen
läßt. Die Erfindung besteht darin, daß innerhalb der Speisedruckleitung zwischen
Kolbenpumpe oder Injektor und Rückschlagventil in einer senkrechten Mittelachse
übereinander zwei entgegengesetzt unter Zwischenschaltung einer Feder wirkende Ventilkegel
angeordnet sind, mit versenktem Sitz des unteren, unter dem Leitungsdruck sich öffnenden
Ventilkegels, dessen oberer Teil als Kolbenventil ausgebildet ist, das in einer
mit Durchströmungsöffnungen versehenen Hülse geführt wird, wobei die Ventilstangen
so ineinander geführt sind, daß bei einem kleinen Hub des unteren Kegels der obere,
einen Auslaß ins Freie steuernde Ventilkegel geschlossen wird, worauf nach Zusammenpressen
der Feder ein vollständiges Öffnen des unteren Kegels und des Kolbenventils erfolgt,
während beim Schließen des unteren Kegels dieser den oberen Kegel von seinem Sitz
abzieht.
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Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeigt Fig. a einen. Längsschnitt durch das Gehäuse des Schutzventils
mit den beiden Ventilkegeln in Ansicht, Fig. 2 einen Querschnitt nach A-B der Fig.
x und Fig. 3 das untere Kolbenventil mit Hülse und 'Stange im Schnitt in vergrößertem
Maßstab.
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Das Schutzventil, welches in der. Speiseleitung
unmittelbar
am Gehäuse des Kesselrückschlagventils in senkrechter Lage angebracht wird, besteht
aus dem Ventilgehäuse a mit den beiden Anschlußflanschen b und c und dem aufgeschraubten
Deckel d. Am Flansch c sitzt das Kesselrückschlagventil. In dem unteren Teil des
Gehäuses ist eine Rotgußhülse e mit Ventilsitz f angeordnet. Die Hülse
trägt oben einen erweiterten zylindrischen Teil-e" welcher sechs kreisförmige, in
gleicher Ebene liegende Öffnungen f1 aufweist. Auf dem Sitze f ruht der Ventilteller
g mit den in der Hülse e geführten Rippen k. Der obere Teil des Ventilkegels ist
als Ventilkolben g1 mit zwei federnden Kolbenringen g2 ausgebildet. Dieser Ventilkolben
wird bei seiner Auf- und Abwärtsbewegung in der Hülse e1 geführt und trägt an seinem
oberen Teil einen zylindrischen Ansatz i mit Ventilstange k, welche den Längsschlitz
t besitzt. In dem Deckel d ist ein zweiter Ventilkegel n mittels der Rippen
o in der zylindrischen Hülse P, deren untere Fläche als Ventilsitz dient, geführt.
An dem oberen Teil der Hülse-p ist eine Anschlußmutter t angeordnet, welche das
Abblasrohr a4 trägt. Die Hülse besitzt Außengewinde und' ist mit Hilfe -der Dichtungsmutter
q und der Gegenmutter ql in dem Deckel d in senkrechter Richtung verstellbar. Der
Ventilkegel n trägt unten die Ventilstange y, welche die zylindrische Ausbohrung
s aufweist, in die die Ventilstange k des Ventils g hineingreift und darin geführt
wird. In der Ventilstange y ist ein Stift v befestigt, der durch den Längsschlitz
l hindurchgeht. Um die Ventilstangen k und y ist eine Schraubenfeder w angeordnet,
die sich mit ihrem unteren Ende um den Ansatz i des Ventilkegels g und mit ihrem
oberen Ende gegen den Ventilkegel n legt.
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Das Schutzventil arbeitet in folgender Weise: Beim Beginn des Arbeitens
der Speisepumpe wird der Ventilkegel g von seinem Sitz f gehoben, und es schließt
das obere Ventil n, welches auf der Feder w ruht, schon nach einer kleinen Aufwärtsbewegung.
In dieser Stellung hat der obere als Kolbenventil ausgebildete Teil g1 des Ventils
g sich um einen bestimmten Betrag gehoben, jedoch ist ein Durchströmen von Speisewasser
durch die Öffnungen f1 noch nicht möglich, da der untere Kolbenring gl die Unterkante
der Öffnungen f1 noch nicht überschritten hat. Beim weiteren Durchstoßen des Speisewassers
zum Kessel und vollständigem Öffnen des Ventilkegels g werden die Öffnungen f1 freigegeben,
so daß das Wasser frei durchströmen kann. Der Schlitz l in der Ventilstange k gestattet
dem Ventil g die vollständige Öffnung, welche erreicht ist, wenn der Ansatz i an
die untere Fläche der Ventilstange r anstößt. Bei einer Kolbenpumpe erfolgt das
Durchströmen des Speisewassers stoßweise, und bei jedem Kolbenhub der Pumpe öffnet
sich das Ventil g vollständig, wobei die Feder w sowohl bei Speisung durch eine
Kolbenpumpe als auch durch eine Dampfstrahlpumpe den oberen Ventilteller n dauernd
fest geschlossen hält. Ein Aufschlagen auf seinen Sitz bei jedem Kolbenhub hat wohl
das Rückschlagventil, nicht aber der Sitz des Ventils g auszuhalten, denn nach jedesmaligem
Zuschlagen des Rückschlagventils und Absperren des Kesseldruckes hat derselbe seine
Einwirkung auf das Schutzventil zum größten Teil verloren. Ventil g wird also während
der ganzen Arbeitsdauer der Pumpe in der Schwebe gehalten und leicht spielen, während
der Ventilteller n ständig geschlossen gehalten wird.
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Beim Abstellen der Pumpe drückt die Feder w das Kolbenventil g1 bis
unter die Öffnungen fl. Hierdurch wird die Speiseleitung in zwei Räume geteilt,
einen größeren von der Pumpe bis zum Schutzventil (einschließlich des Vorwärmers
bei Lokomotivfahrpumpen) und in einen kleineren vom Ventilkolben gl des Schutzventils
bis zum Kesselrückschlagventil. Durch Umdichtigkeit des Rückschlagventils steigt
der Druck in dem kleineren Raum der Leitung sehr schnell und hat den Druck in der
größeren Kammer im Augenblick überstiegen. Außerdem tritt beim Stillstand der Pumpe
naturgemäß eine Druckminderung in der größeren Kammer ein. Infolge des Überdruckes
in der kleineren Kammer wird nunmehr das Kolbenventil g1 bis auf seinen Sitz f gedrückt
und zieht das kleine Ventil x mittels des Stiftes v von seinem Sitze
ab. Die Feder w hält dann den Ventilteller za in der in Fig. z dargestellten Endstellung.
Das für die Pumpen schädliche, aus dem undichten Rückschlagventil herrührende heiße
Kesselwasser kann nun durch den Anschlußstutzen t und das Abblasrohr et sichtbar
ins Freie entweichen.