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Als Ventil ausgebildete Vorrichtung zum Überhitzen und Trocknen von
Dampf. Dias Hauptpatent betrifft als Ventil ausgebildete Vorrichtungen zum Überhitzen
und Trocknen von Dampf durch Zerteilung desselben und Aufleitung auf heiße Metallmassen
von großer Oberfläche, welche die der Zerteilung entgangenen Wassertröpfchen verdampfen.
Bei diesen Vorrichtungen sind Düsen mit konvergiere den und darauf divergierenden
Durchgangsöffnungen in dem Ventilgehäuse angeordnet. Der Dampf, der diese Düsen
durchströmen muß, verdichtet sich. darin zunächst, indem er eine erhöhte Geschwindigkeit
annimmt, alsdann entspannt er sich, wodurch die Überhitzung und Trocknung des Dampfes
gesichert wird.
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Das Hauptpatent erstreckt sich auch auf verschiedene Düsenanordnungen
für den Dampfdurchgang, insbesondere auf die Allordnung der verschiedenen Düsen
in einer Schraubenlinie auf dein Ventilgehäuse (Abb.2 des Hauptpatentes) und auf
die Anordnung (]er Düsen in der Wand des Ventilgehäuses selbst, wie dies in Abb.
4 des Hauptpatentes dargestellt ist. Die Erfindung gemäß dem Hauptpatent bezieht
sich ferner auf verschiedene Düsenformen und insbesondere auf Düsen mit einer indttleren
durchbohrten Scheidewand gemäß Abb. B.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf verschiedene Verbesserungen,
die an den obenerwähnten Vorrichtungen vorgesehen sind, und insbesondere auf die
in dem Hauptpatent beschriebenen Düsen für den Dampfdurchgang.
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Die Erfindung- erstreckt sich zunächst auf eine Dampfdüse, die durch
einen Dacnpfzerteilungskörper, beispielsweise eine Scheibe gekennzeichnet ist, auf
deren entgegengesetzten Seiten Nuten mit einem nach außen hin erweiterten Profil
eingeschnitten sind, so daß diese Nuten an ihren Schnittpunkten eine Dampfdurchgangsöffnung
von konvergierenddivergierendem Profil entstehen lassen, der Zerteilungskörper besitzt
eine dünne Wandstärke und sichert eine Art Zerstäubung und infolgedessen eine vollkommene
Gleichartigkeit des Dampfes.
D:e Erfindung bezieht sich auch auf
ein gemäß dein Hauptpatent ausgebildetes Ve atil, dessen Dampfdurchgangsöffnungen
in dem zylindrischen Ventilgehäuse durch das Schneiden von Längsnuten, die in Richtung
der Erzeugenden des Ventilgehäuses verlaufen, und von senkrecht zu diesen Erzeugenden
verlaufenden oder nach einer Schraubenlinie auf dem Ventilgehäuse verlaufenden Nuten
entstehen.
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Die Erfindung betrifft schließlich auch andere weiter unten 1:eschriebene
Merkmale und ihre verschiedenen Kombinationen.
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Verschiedene Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung sind
beispielsweise auf den Zeichnungen dargestellt.
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Abb. i ist ein senkrechter Achsialsclinitt durch ein Ventil entsprechend
der Abb. 4 des Hauptpatentes; dieses Ventil ist mit Düsen gemäß der vorliegenden
Erfindung versehen; Abb.2 ist ein Schnitt in vergrößertem Maßstab durch eine der
Düsen des Ventils nach Abb. i ; Abb. 3 ist ein Grundriß des mit Öffnungen versehenen
Zerteilungskörpers dieser Düse; Abb. 4. ist ein Querschnitt einer abgeänderten Ausführungsform
des Zerteilungskör perl; Abb. 5 ist ein Schnitt durch eine andere Ausführungsform
der Düse; Abb. 6 ist ein Grundriß durch einen anderen Zerteilungskörper für die
Düsen gemäß einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung; Abb. 7 ist ein Grundriß
eines anderen Zerteilungskörpers gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
Abb. 8 ist ein teilweiser Querschnitt eines anderen Ventilgehäuses gemäß der Erfindung,
wobei dieser Schnitt längs einer Krensmit des Ventilgehäuses verläuft; Abb.9 ist
ein Längsschnitt des Ventilkörpers nach der Linie 9-9 in Abb. 8; Abb. 1o ist ein
teilweiser Querschnitt des Venbilgehäuses nach Linie io-iö in Abb. 9; Abb. i i ist
ein Längsschnitt des Ventilgehäuses nach Linie i i -i i in Abb. io; Abb. 12 ist
ein Querschnitt eines anderen Ventilgehäuses gemäß der Erfindung, wobei der Schnitt
längs einer kreisförmigen Nut geführt eist; Abb. 13 ist ein Längsschnitt des Ventilgehäuses
gemäß Abb. 12 nach Linie 13-13 dieser Abb. ; Abb. 14 ist ein Querschnitt des Ventilgehäuses
nach Linie 1q.-14 in Abb. 13; Abb. 15 ist ein Längsschnitt des Ventilgehäuses nach
Linie 15-15 in Abb. 14; Abb. 16 ist ein Querschnitt eines anderen Ventilgehäuses
gemäß der Erfindung; Abb. 17 ist ein Längsschnitt dieses Ventilgehäuses nach Linie
17-17 in Abb. 16; Abb. 18 ist ein O_uerschnitt eines anderen Ventilgehäuses gemäß
der Erfindung; Abb. ig ist ein Längsschnitt des Ventilgehäuses nach Linie ig-rg
in Abb. 18; Abb.2o ist ein Querschnitt eines anderen Ventilgehäuses gemäß der Erfindung;
Abb. 21 ist ein Längsschnitt dieses Ventilgehäuses nach I inie 21-21 in Abb. 2o;
Abb. 22 ist eine Außenansicht dieses Ventilgehäuses; Abb. 23 und 24 sind zwei teilweise
Querschnitte von Abänderungen der Anordnungen gemäß Abb. 20 und 2i.
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Das in Abb. i dargestellte Ventil zeigt dieselbe Gesamtanordnung wie
das Ventil gemäß Abb. 4. des Hauptpatentes. Dieses Ventil besitzt einen Bügel Ja,
der zur Einstellung dient Lind finit dem Kolben c durch ein Kugelgelenk i verbunden
ist. Letzteres ist durch einen Flansch mit einem Entlastungsventil L vereinigt.
Diesem Ventil l wird durch die Kanäle in der Dampf zugeführt, von dem die ganze
Vorrichtung umspült wird. Düsen f in Gestalt von konvergierend-divergierenden Kanälen
sind in der Wandung selbst des Zylinders oder Gehäuses des Ventils d angeordnet.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt jede dieser Düsen feine mit
Öffnungen versehene Scheibe i. Diese Scheibe- ruht auf dein Rand 1o der Wandung
i i des Ventilgehäuse. Das Metall dieser Wandung ist bei 12 leicht verstemmt, um
die Scheibe i in ihrer Stellung festzuhalten (Abb.2).
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Drei Nuten 41, 42, 43 (Abb. 3) sind in die obere Fläche dieser Scheibe
i eingeschnitten, so daß sie ein gleichseitiges Dreieck bilden; drei Nuten 4-1,
45, 4° sind in die untere Seite der Scheibe eingeschnitten, so @daß sie ebenfalls
ein gleichseitiges Dreieck bilden, welches aber um 6o° ,gegenüber dem :gleichseitigen
Dreieck 41, 42, 43 versetzt ist.
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Jede Nut 41. . . 4° besitzt auf ihrer ganzen Länge eine genau gleichbleibende
Tiefe und ein nach der Außenseite der Scheibe i hin sich erweiterndes Profil. Infolgedessen
lassen diese verschiedenen 'Nuten -an ihren Schnittpunkten Öffnungen 131, 132 .
. . i33 entstehen, die an den Ecken eines regelmäßigen Sechsecks liegen. Jede dieser
Öffnungen besitzt infolge der erweiterten Form der Nuten 41 . . .4' die Form eines
konvergierend-divergierenden Kanals, wie dies aus Abb. 2 ersichtlich ist.
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Die vorstehend beschriebene Vorrichtung bietet zahlreiche Vorteile.
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Zunächst ist der Dampf, der die Düse in Richtung des Pfeiles 14 (Abt.
2) durchströmt, gezwungen, durch die konvergierend-divergierenden Kanäle 13 zu fließen.
Der Dampf erleidet zunächst eine geringe Kompression in dem konvergierenden Teil
dieser Kanäle, alsdann entspannt er sich plötzlich in dem divergierenden
Teil.
Man erhält auf diese Weise eine regelmäßige Entspannung des Dampfes und eine wirksame
Überhitzung desselben. Überdies erleichtert die konvergierend-divergierende Gestalt
der Durchgangsöffnungen 131... 13s den Dampfdurchgang, da sie bei einem Mindestmaß
an Druckverlust die kleineu Adern oder Ströme des Dampfstrahles leitet, welche die
Öffnungen durchfließen.
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Die Nuten .Il ... 4.6 besitzen auf ihrer ganzen Länge eine gleichbleibende
Tiefe und bilden daher Führungskanäle, die den Dampf nach den Öffnungen 131
... 13s leiten und so den Durchgang des Dampfes durch die Vorrichtung und
seine Zerteilung erleichtern.
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Schließlich gestattet die teso:idere iilung der Nuten in praktischer
und einfacher Weise Durchgangsöffnungen 131 ... 138 zu erhalten, die auf der Scheibe
i regelmäßig verteilt sind.
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Man kann natürlich zahlreiche Al änderungen an der vorstehend beispielsweise
beschriebenen Vorrichtung vornehmen.
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Insbesondere kann man, anstatt den öffnangen 131 . . . 13s ein teilweise
konvergierendes oder teilweise divergiere-des Profil zu geben, wie dies in Abb.
2 dargestellt ist, den Nuten 41...46 ein solches Profil geben, daß die Öffnungen
13" ... 136 einen konvergierenden Teil 15 und einen divergierenden Teil 16
besitzen, die miteinander flurch einen zvlin-<Irischen Teil 17 verbunden sind
(A1)b. 4). Man erreicht mit dieser Anordnung ähnliche Ergebnisse wie bei den Vorrichtungen
gemäß Abb. 2 und 3.
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Anstatt der Eintrittsöffnung 18 des Dampfes eine Kegelform zti geien,
wie dies in Abb. 2 dargestellt ist, kann man ihr eine Z@--linderforni i9 gemäß Abb.
5 geben. Indessen erleichtert die Kegelform offenbar den Eintritt des Dampfes und
vermindert seine Druckverluste.
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Anstatt die Nuten 41 ... 46 derart anzuordnen, daß sie zwei
gleichseitige Dreiecke bilden, die gegeneinander versetzt sind, kann man sie allgemein
derart anordnen, daß sie auf den entgegengesetzten -Seiten des Zerstäubumgs-und
Mischkörpers, z. B. einer Scheibe 1, zwei regelmäßige Vielecke bilden, wobei letztere
gegeneinander um einen geeigneten Winkel versetzt sind, so daß die Schnittpunkte
der Seiten dieser Vielecke und infolgedessen die Durchgangsöffnungen für .las Druckmittel
an den Ecken eines regelmäßigen Vielecks liegen.
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Um diese Anordnung im allgemeinen darzustellen, ist in Abb. 6 eine
Scheibe i gezeigt, auf deren beiden Oberflächen die Nuten 41, 42, 4.3, 44 und 42,
46, .4', 4$ eingeschnitten sind; diese Nuten bilden so zwei Quadrate, die um 45°
gegeneinander versetzt sind. Man erhält acht Durchgangsöffnungen 13' . .
. 138 für das Druckmittel, die an den Ecken -eines - regelmäßigen Achtecks liegen.
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Man .kann auch die Durchgangsöffnungen für den Dampf in dem Ventil
in der Weise a:il=ringen, daß man auf der einen Seite der Scheibe i eine gewisse
Anzahl von Nuten 41,. .. 41 anordnet, die von dem Mittelpunkt dieser Scheibe derart
ausgehen, daß sie einen regelmäßigen Stern, beispielsweise mit 8 Armen, bilden (,-'#£bb.
7).
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Man schneidet andererseits auf der anderen Oberfläche der Scheibe
eine kreisförinige Nut 2o ein, die zu der Scheibe konzentrisch liegt. Diese kreisförmige
Nut 2o schneidet die radialen Nuten 41 . . . 4' in den Punkten 131 . . . 138, wodurch
an diesen Stellen Durchgangsc:ffnungen für .den Dampf entstehen.
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Man kann offenbar die kreisförmige Nut 20 der Abb. 7 durch ein regelmäßiges
Vieleck ersetzen, welches konzentrisch zu der Scheibe i liegt.
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Die in den Abb. 8 bis i g dargestellten Ventilgehäuse sind dadurch
gekennzeichnet, daß -lie Dampfdurchgangsöffnungen durch das Schneiden von Längsnuten,
die gemäß den Erzeugenden .des Ventilgehäu.se#; verlaufen, und von senkrecht hierzu
angeordneten oder in Schrautenform auf dem Ventilgehäuse verlaufenden Nuten gebildet
werden.
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Bei der Ausführungsform der Abb. 8 bis i i sind Längsnuten 2i1, 212,
213 ... mit trapezförmigem Querschnitt in bestimmten Abständen voneinander
in der Außenoberfläche des Ventilgehäuses parallel zu -dessen Achse angeordnet.
Quernuten 221, 222 von ebenfalls trapezförmigem Querschnitt sind in gewissen Abständen
in der Innenoberfläche des Ventilgehäuses vorgesehen.
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Die Längsnuten 211, 212, 213 ... und die Quernuten 221, 222,
223 ... schneiden einander und bilden an ihren Schnittpunkten Durchfür den
gangsöffnungen 13", U', 133 ...
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Dampf. Diese Öffnungen werden in Richtung der Pfeile 14 von dem zu
zerteilenden Dampf durchströmt, von welchem das Ventilgehäuse umgeben ist.
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Anstatt den Nuten 211, 212, 213 ... 221, 22'", 22°
... einen trapezförmigen Querschnitt zu geben (Abb.8 bis i i), können diese
Nuten quadratischen oder rechteckigen Querschnitt haben, wie dies in Abb.12 bis
15 dargestellt ist. Indessen erleichtert die Trapezforin der Durchgangsöffnungen
für den Dampf die Verdichtung und alsdann die Entspannung des Dampfes.
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In den vorstehend beschriebenen Beispielen (Abb. 8 bis 15) ist angenommen,
daß die beiden Nutenreihen 211, 212...22, 222... die gleiche Höhe haben; diese Höhe
ist gleich der Hälfte der Wandstärke der Ventilgehäuse. Man kann aber auch, wie
dies in den Abb. 16
und 17 dargestellt ist, .den Längsnuten 2i1,
212, 213. .. eine größere Tiefe als die Hälfte der Wandstärke des Ventilgehäuses
und den Quernuten 221, 222, 223 ... eine geringere Tiefe als die Hälfte der
Wandstärke geben.
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Umgekehrt zeigen die Abb. 18 und i9 ein Ventilgehäuse, in welchem
die Quernuten 221, 222, 323 ... eine viel größere Tiefe haben als die Längsnuten
2i1, 212, 2i3 ....
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Man kann auch nach Belieben das Profil der \uten 211 ... 221
... abändern und dem rechteckigen Querschnitt dieser Nuten eine mehr oder
minder sich erweiternde Form geben.
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Man kann die Tiefe der Nuten 2i1. . . 221... derart regeln, daß die
Nuten an der Stelle, wo sie einander schneiden, Durchgangsöffnungen von mehr oder
minder großen Querschnitten für den Dampf bilden. Man sieht beispielsweise, daß
die öffnun.gen 131, 132 ...
der Ventilgehäuse der Abb.8 bis 15 viel größer
sind als die entsprechenden Öffnungen der A .bb. 16 bis i9. Man kann auch die kreisförmigen
Nuten 221, 222 ... entweder innen oder außen am Ventilgehäuse anordnen, je
nachdem der Ventilkolben selbst innerhalb oder außerhalb des Gehäuses liegt. Alle
vorhergehenden Beispiele (Abh. 8 bis i9) zeigen, daß durch die Vereinigung von Quernuten
221, 222... und von Längsnuten 211, 212... Durchgangskanäle für den Dampf hervorgebracht
werden können, denen man beliebig verschiedene Formen :geben kann.
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Die Erfindung erstreckt sich auch auf eine andere Ausführungsform
der Düsen (Abb. 2o bis 22), bei der die Düsen dadurch entstanden sind, daß Längsnuten
211, 212 ... in den Ventilkörper eingeschnitten und in dem Boden dieser Nuten
kleine kreisförmige Öffnungen 25 für den Dampf eingebohrt sind.
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Man kann den Längsnuten 211, 212 ... einen rechteckigen oder
quadratischen Querschnitt geben (Abb. 2o) oder auch einen nach außen hin sich erweiternden
Querschnitt (Abb. 23).
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Die achsiale Ebene jeder Längsnut 2i1, 212 kann auch senkrecht zu
der zylindrischen Oberfläche des Ventilgehäuses stehen und durch die Achse dieses
Zylinders hindurchgehen (Abb. 20 und 23),y oder sie kann irn Gegenteil quer zu dieser
Oberfläche verlaufen und an der Zylinderachse vorbeigehen (Abb. :24) .