DE4233592C2 - Ventil, insbesondere für eine Heißdampf-Umformation - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere für eine Heißdampf-Umformstation, mit einem Ein- und einem Auslaß, der durch ein in den Ein- oder Auslaß hineinreichendes Verschlußglied verschließbar ist, sowie mit einem Abzapf, über den ein Teilstrom des Dampfes als Treibdampf in Abhängigkeit von der Stellung des Verschlußgliedes aus der Ventilkammer des Ventilgehäuses abzapfbar ist. Der bei derartigen Ventilen angezapfte Treibdampfstrom wird insbesondere bei der Umformung von Heißdampf zur Verwirbelung von Wasser genutzt, das zum Herabsetzen der Temperatur des Dampfes in diesen eingespritzt wird.

Die Druckschrift DE 19 01 909 B2 zeigt und beschreibt ein Ventil zum Mischen eines Gases oder einer Flüssigkeit mit einem anderen gasförmigen oder flüssigen Medium, wobei in der für das Gas oder die Flüssigkeit vorgesehenen Leitung eine örtliche Verengung in Form eines ringförmigen Randes gebildet ist, dessen Stirnflächen etwa senkrecht zur Leitungswand angeordnet sind und dessen Innenwandung sich kegelförmig erweitert und wobei sich im Bereich dieser Verengung ein radialer ringförmiger Spalt befindet, in den die Zuleitung für das mit dem Gas oder der Flüssigkeit zu mischende gasförmige oder flüssige Medium mündet und der Spalt so ausgebildet ist, daß das Medium im wesentlichen senkrecht zur Achse der Gas- oder Flüssigkeitsströmung in die Leitung eingeführt wird.

Das Verschlußglied für die in dem Spalt befindliche Mündung der Zuleitung besteht aus Gummi oder einem ähnlichen elastischen Material, die durch ein federndes Druckorgan abdichtend gegen die Mündung gedrückt wird und durch Druckbeaufschlagung der Zuleitung in Richtung auf die Einströmseite der Verengung von der Mündung abhebbar ist (vergleiche die Ausführungen zu den Fig. 1 und 2 in dieser Auslegeschrift).

Ein gattungsgemäßes Ventil ist aus der deutschen Patentschrift DE 32 27 317 C2 bekannt. Die DE 32 27 317 C2 zeigt und beschreibt ein Ventil, insbesondere für eine Heißdampf-Umformstation, mit einem Einlaß und mit einem Auslaß (siehe Pfeil 13, der die Strömung des Dampfes kennzeichnet), der durch ein in den Einlaß oder in den Auslaß hineinreichendes Verschlußglied 2 verschließbar ist, sowie mit einem Abzapf, über den ein Teilstrom des Dampfes als Treibdampf in Abhängigkeit von der Stellung des Verschlußgliedes 20 aus der Ventilkammer 11 des Ventilgehäuses 10 abzapfbar ist.

Dieses bekannte Ventil weist ein in die Hauptleitung eingeschaltetes Ventil auf, das gleichzeitig die Entnahme einer Sprühdampfmenge ermöglichst, wenn es geöffnet wird. Zu diesem Zweck ist das Ventil so ausgebildet, daß das Verschlußglied mit mindestens einem Kanal 22 versehen ist, dessen Eintrittsöffnung durch den Ventilsitz abdeckbar ist und in Offenstellung des Ventils mit dem vor dem Ventilsitz liegenden Teil der Ventilkammer in Verbindung steht. Der Kanal geht in eine die Spindel axial durchsetzende Bohrung 15 über, so daß in Offenstellung des Ventils ein Teil der das Ventil durchsetzenden Dampfmenge durch diesen Kanal austritt.

Auch ist bei diesem Ventil der Kanal für die Entnahme einer Sprühdampfmenge bei geschlossenem Ventil durch die Dichtflächen 26 des Verschlußgliedes 20 gegenüber der Druckseite (P) des Ventils abgedichtet und erst mit dem ersten Anhaben des Verschlußgliedes 20 mit der Druckseite (P) des Ventils verbunden, während der Einlaß oder Auslaß noch nicht oder noch nicht vollständig geöffnet ist (vergleiche insbesondere die Ausführungen in der Spalte 3 Zeile 50 bis 61 dieser deutschen Patentschrift).

Der Vorzug des bekannten Ventils besteht darin, daß kein zusätzliches Ventil für das Abzapfen des Treibdampfes benötigt wird und daß jederzeit sichergestellt ist, daß mit dem Öffnen des Ventils gleichzeitig Treibdampf zur Verfügung steht.

Nachteilig ist bei dem bekannten Ventil jedoch, daß dazu ein erheblicher vorrichtungstechnischer Aufwand notwendig ist, der zu hohen Herstellkosten führt. Darüber hinaus hat sich im praktischen Einsatz des bekannten Ventils gezeigt, daß bei der Abzapfung des Treibdampfes Dichtigkeitsprobleme entstehen. Schließlich ist bei dem bekannten Ventil nicht gewährleistet, daß beim Öffnen des Ventils ein ausreichender Treibdampfvolumenstrom im Bereich der Wassereinspritzung zur Verfügung steht.

Der Fachmann konnte keinen Hinweis auf die spezielle Ausgestaltung der in dem Einlaß oder in dem Auslaß ausgebildeten Kammer, die mit einer in eine feststehende Wand der Kammer (Ventilgehäusewand) eingebrachten Abzapfbohrung für den Treibdampf verbunden ist, wobei die Kammer bei geschlossenem Ventil durch Dichtflächen des Verschlußgliedes gegenüber der Druckseite des Ventils abgedichtet mit dem ersten Anheben des Verschlußgliedes mit der Druckseite des Ventils verbunden ist, während der Ein- oder Auslaß noch nicht oder noch nicht vollständig geöffnet ist, dem aufgezeigten Stand der Technik entnehmen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, mit einfachen Mitteln ein kostengünstiges Ventil zu schaffen, dessen Herstellbarkeit vereinfacht ist und das bei einer verbesserten Funktionalität eine verbesserte Betriebssicherheit aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Ein- oder Auslaß mindestens eine Kammer ausgebildet ist, die mit einer in eine feststehende Wand der Kammer eingebrachten Abzapfbohrung für den Treibdampf verbunden ist, wobei die Kammer bei geschlossenem Ventil durch Dichtflächen des Verschlußgliedes gegenüber der Druckseite des Ventils abgedichtet und mit dem ersten Anheben des Verschlußgliedes mit der Druckseite des Ventils verbunden ist, während der Ein- oder Auslaß noch nicht oder noch nicht vollständig geöffnet ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Ventil ist unmittelbar benachbart zu der Ventilkammer im Bereich des Auslaß eine Kammer gebildet, die mit dem Abzapf für den Treibdampf verbunden ist. Sobald das Verschlußglied in dem Ein- oder Auslaß des Ventils einsitzt und das Ventil geschlossen ist, ist auch die Kammer gegenüber der Druckseite des Ventils abgedichtet. Somit werden sowohl der Hauptdampfstrom als auch der Treibdampfstrom gleichzeitig abgesperrt. Wird das Verschlußglied zum Öffnen des Ventils angehoben, so strömt der druckbeaufschlagte Dampf in die Kammer. Von dort fließt ein Teilstrom des hochgespannten Dampfes über die Abzapfbohrung als Treibdampf zu dem Abzapf, während der größere Teil des Dampfes erst nach dem weiteren Anheben des Verschlußgliedes über den Auslaß aus dem Ventil ausströmt bzw. in das Ventil über den Einlaß einströmt. Je nach Strömungsrichtung des Dampfes und nach Ausbildung des Verschlußgliedes ist die Kammer dem Ein- oder Auslaß zuzuordnen.

Wie beim Stand der Technik sind auch bei dem erfindungsgemäßen Ventil keine zusätzlichen Ventile zum Abzapfen des Treibdampfes erforderlich. Die Herstellbarkeit und die Betriebssicherheit des erfindungsgemäßen Ventils ist gegenüber dem bekannten Stand der Technik dadurch vereinfacht, daß keine bewegten Teile in der Abzapfleitung angeordnet sind.

So können die für die Abdichtung der Treibdampfleitung notwendigen Mittel auf ein Minimum reduziert werden. Da darüber hinaus der Treibdampf unmittelbar mit dem Öffnen des Verschlußgliedes mit hohem Druck zur Verfügung steht, während der Hauptdampfstrom erst zeitversetzt in oder aus dem Ventil strömt, ist jederzeit sichergestellt, daß das in dem Dampf nach dem Öffnen des Ventils eingespritzte Wasser durch einen ausreichenden Treibdampfvolumenstrom verwirbelt wird. So wird eine Überhitzung des Ventils während der Öffnungsphase des Ventils sicher vermieden.

Ein leicht herstellbares Ventil ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Wände der Kammer zum Öffnen der Kammer verschiebbar ist. Dies kann leicht dadurch verwirklicht werden, daß die Wände der Kammer zum einen von der Innenwand des Ein- oder Auslaß und zum anderen von der Außenwand des Verschlußgliedes gebildet sind. Die Herstellbarkeit des erfindungsgemäßen Ventils läßt sich dadurch noch zusätzlich vereinfachen, daß die Kammer ringförmig um den Ein- oder Auslaß umlaufend ausgebildet ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn zwei aneinandergrenzende Wände der Kammer durch die Innenwand des Ein- oder Auslaß gebildet sind, während die anderen seitlichen Wände durch die Außenwand des Verschlußgliedes gebildet sind.

Die Strömungseigenschaften des Ventils können dadurch verbessert werden, daß die obere Wand der Kammer durch die Außenwand des Verschlußgliedes gebildet und konkav ausgewölbt ist und bei geschlossenem Verschlußglied tangential an der äußeren seitlichen Wand der Kammer anliegt. Eine derartige Ausformung der Kammer erlaubt es darüber hinaus, den Dampfvolumenstrom, der durch den beim Öffnen des Ventils entstehenden Spalt austritt, in einem vorgegebenen Regelverhältnis ansteigen zu lassen.

Das Verschlußglied kann als Lochkäfig- oder als Parabolkegel ausgebildet sein. Besonders einfach herzustellende Dichtflächen ergeben sich, wenn das Verschlußglied einen umlaufenden Ansatz aufweist, an dem eine Dichtfläche ausgeformt ist, die bei geschlossenem Ventil auf einer der Ein- oder Auslaß umgebenden Dichtfläche aufsitzt. Eine weitere Vereinfachung der Herstellbarkeit des erfindungsgemäßen Ventils ergibt sich, wenn mindestens eine der Wände des Ein- oder Auslaß durch ein in den Ein- oder Auslaß eingesetztes Einsatzstück gebildet ist. Dabei ist es günstig, wenn die Kammer über Verbindungsbohrungen mit einer das Einsatzstück umgebenden Verteilungskammer verbunden ist, welche an die Abzapfleitung angeschlossen ist. Bei dieser Ausgestaltung des Ventils ergibt sich zudem ein besonders gleichmäßiger Treibdampfvolumenstrom.

Die Betriebssicherheit des Ventils kann zusätzlich dadurch verbessert werden, daß die durch die Außenwand des Verschlußgliedes gebildete seitliche Wand der Kammer entgegen der Hubrichtung des Verschlußgliedes über die untere Wand der Kammer hinaus verlängert ist. Dadurch wird der Auslaß des Ventils erst nach einer vorgegebenen Hubstrecke vollständig geöffnet, deren Maß durch die Länge des über die untere Wand der Kammer hinaus verlängerten Abschnitts der seitlichen Wand der Kammer vorgegeben ist. Die Kammer bleibt während des Anhebens des Verschlußgliedes gegenüber dem Ein- oder Auslaß solange im wesentlichen verschlossen, bis die untere Kante der seitlichen Wand die untere Wand der Kammer passiert hat. Währenddessen ist die Kammer mit druckbeaufschlagtem Dampf gefüllt, der in die Abzapfleitung einströmt. So ist eine zusätzliche Sicherheit dafür gegeben, daß bei langen Abzapfleitungen mit dem vollständigen Öffnen des Ventils ein ausreichender Treibdampfstrom im Bereich der Wassereinspritzung zur Verfügung steht.

Besonders günstige Strömungsverhältnisse ergeben sich, wenn die Wände des Auslaß von einer nach Art einer Venturi-Düse ausgeformten Ringkammer umgeben sind, die über die Abzapfbohrung mit der Kammer verbunden ist. Diese Ausgestaltung der Erfindung hat zum einen den Vorteil, daß bei einem kompakten Ventilgehäuse die Länge der Abzapfbohrung auf ein Minimum reduziert werden kann und keine fertigungstechnisch aufwendigen Bohrungen in das Ventilgehäuse eingebracht werden müssen. Zum anderen tritt der Treibdampfstrom im Bereich des Austrittsspalts der als Düse ausgeformten Ringkammer mit hoher Geschwindigkeit aus, so daß die gleichmäßige Verwirbelung des Wassers im Hauptdampfstrom zusätzlich verbessert ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Wassereinspritzung im Bereich des Austrittsspalt der Ringkammer selbst angeordnet ist. Eine derartige Ausgestaltung der Erfindung ist besonders geeignet für Turbinenbeipaß-Stationen, welche in einen Kondensator ableiten, weil durch optimale Zerstäubung und Vermischung des Wassers mit dem Hauptdampfstrom Erosionsschäden am Kondensator vermieden werden. Darüber hinaus ist bei einer derartigen Ausgestaltung der Erfindung nur ein sehr geringer Wasserüberschuß erforderlich. Dabei ist es möglich, große Wassermengen von niedriger Temperatur mit einem Druck einzuspritzen, der nur wenig höher ist als der Druck des das Ventil verlassenden Hauptdampfstroms.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, die ebenfalls ein Einspritzen des Wassers bei geringem Druck ermöglicht, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer eine Vielzahl von mit dem Ein- oder Auslaß verbundenen Durchlaßbohrungen aufweist, die durch einen vom dem Verschlußglied getragenen Regelkolben verschließbar sind.

Ein zusätzlicher Vorteil eines derartigen Ventils liegt darin, daß im Auslaß des Ventils auf einfache Weise eine mehrstufige und gleichzeitig geräuschgedämpfte Dampfdruck-Reduzierung durchgeführt werden kann. Dabei ist es günstig, wenn der Regelkolben mindestens eine Durchgangsbohrung aufweist, über die bei angehobenen Verschlußglied Treibdampf zu den Abzapfbohrungen strömt. Auf diese Weise ergibt sich ein besonders kompaktes Regelventil. Zudem ist so die Regelung des Hauptdampfstromes über einen weiten Regelbereich bei einem stets ausreichenden Treibdampfvolumenstrom sichergestellt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Regelventil in axialem Längsschnitt,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt A einer ersten Ausführung des Regelventils gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt einer alternativen Ausführung eines Regelventils mit gegenüber dem in Fig. 1 gezeigten Ventil umgekehrter Strömungsrichtung,

Fig. 4 eine alternative Ausführung eines Dampfregelventils in axialem Längsschnitt,

Fig. 5 eine weitere Ausführung eines Dampfregelventils in axialem Längsschnitt,

Fig. 6 ein Dampfregelventil mit nachgeschalteter Entspannungsstufe in axialem Längsschnitt,

Fig. 7 eine weitere Ausführung eines Dampfregelventils mit nachgeschalteter Entspannungsstufe in axialem Längsschnitt,

Fig. 8 einen vergrößerten Ausschnitt X des Dampfregelventils nach Fig. 7.

Jedes der in den Figuren gezeigten Regelventile weist einen Ventilgehäuse 1, eine in dem Ventilgehäuse 1 ausgebildete Ventilkammer 2, einen Einlaß 3 und einen Auslaß 4 auf, der durch jeweils ein Verschlußglied 5, 6, 7, 8, 9, 10 verschließbar ist. Die Verschlußglieder 5-10 sind jeweils an der Spitze einer axialverschiebbaren Kolbenstange 11 befestigt, deren gegenüberliegendes Ende mit jeweils einer Vorrichtung 12 zum Anheben und Absenken des Verschlußgliedes 5-10 verbunden ist.

Das dem Ventil nach den Fig. 1 und 2 eingesetzte Verschlußglied 5 ist als Lochkegel ausgebildet und weist an seinem oberen, der Ventilkammer 2 zugeordneten Ende einen umlaufenden Ansatz 5a auf, an dessen Unterseite eine umlaufende, geschliffene Dichtfläche 5b ausgeformt ist. Die Dichtfläche 5b liegt bei in den Auslaß 4 abgesenktem Verschlußglied 5 auf einer um die Auslaßöffnung der Ventilkammer 2 umlaufenden Dichtfläche 13a eines Einsatzstückes 13 auf und dichtet dabei die Ventilkammer 2 gegenüber dem Auslaß 4 ab.

Das Einsatzstück 13 ist formschlüssig in den Auslaß 4 des Ventils eingesetzt und durch eine Schweißnaht Ia gehalten. In dem der Ventilkammer 2 zugeordneten oberen Abschnitt 13b des Einsatzstücks 13 ist eine umlaufende Kehle eingeformt. Deren Wände bilden die äußere seitliche Wand 14a und die untere Wand 14b einer Kammer 14. Die innere seitliche Wand 14c sowie die obere Wand 14d der Kammer 14 sind durch die Außenwand 5c des Verschlußgliedes 5 gebildet. Dabei ist die obere Wand 14d konkav ausgewölbt und schmiegt sich bei in den Auslaß 4 abgesenktem Verschlußglied tangential an die äußere Seitenwand 14a der Kammer 14 an. Die obere Wand 14d der Kammer geht in eine in dem Ansatz 5a des Verschlußgliedes eingeformte Rille 5d über, deren äußerer Rand an die Dichtfläche 5a grenzt. Die innere seitliche Wand 14c ist über die Kante 14b, der unteren Wand 14b hinaus verlängert.

Die Kammer 14 ist über in das Einsatzstück 13 eingelassene Abzapfbohrungen 15 mit einer in das Ventilgehäuse 1 eingeformten und um das Einsatzstück 13 umlaufenden Ringkammer 16 verbunden, an die über weitere Bohrungen 16a zwei diametral gegenüberliegende Abzapfleitungen 17 für Treibdampf angeschlossen sind.

Bei in den Auslaß 4 abgesenktem Verschlußglied 5 ist die Ventilkammer 2 gegenüber der Kammer 1 und dem Auslaß 4 abgedichtet. Sobald das Verschlußglied 5 angehoben wird, strömt der auf der Druckseite P des Ventils in der Ventilkammer 2 anstehende Dampf durch den zwischen den Dichtflächen 5b und 13a entstehenden Spalt in die Kammer 14 ein. Durch die verlängerte innere Seitenwand 14c der Kammer 14 ist dabei sichergestellt, daß der Auslaß 4 erst nach einem der Länge des über die untere Wand 14b der Kammer hinaus verlängerten Abschnittes der inneren Wand 14c entsprechenden Hubweg freigegeben wird. Währenddessen strömt Treibdampf über die Abzapfbohrung 15 in die Ringkammer 16 und wird dort in die Abzapfleitungen 17 geleitet. Dabei ist die Zunahme des in die Kammer 14 einströmenden Dampfvolumenstroms durch die Formgebung der gewölbten oberen Wand 14d der Kammer 14 reguliert. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß mit Beginn des Öffnens des Auslasses eine ausreichende Menge des Treibdampfs zum Verwirbeln des in den aus den Auslaß strömenden Dampf eingespritzten Wassers zur Verfügung steht.

Bei dem Regelventil gemäß Fig. 3 ist die Strömungsrichtung S des Dampfes umgekehrt zu der in dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Ventils. Das Verschlußglied 6 ist als Parabolkegel ausgebildet und weist einen der Ventilkammer zugeordneten zylindrischen Ansatz 6a auf. In der Ventilkammer 2 ist ein gelochtes Schalldämpferelement 18 eingesetzt. Zwischen dem Ansatz 6a und der Spitze 6b des Verschlußgliedes 6 ist eine konisch angeschrägte Dichtfläche 6c ausgebildet. Diese Dichtfläche 6c sitzt bei in den Einlaß 3 abgesenktem Verschlußglied 6 auf einer ebenfalls konisch geformten Dichtfläche 19a eines in den Einlaß 3 eingesetzten Einsatzstückes 19 auf. In Strömungsrichtung S des Dampfes hinter der Dichtfläche 19a ist eine Ringnut eingeformt, deren Wände die obere, die untere und die äußere Seitenwand 20a, b, c einer Kammer 20 bilden. Die innere Seitenwand 20d der Kammer 20 ist durch die Außenwand des Ansatz 6a gebildet.

Wie bei dem Ventil nach Fig. 2 füllt sich nach dem Anheben des Verschlußgliedes 6 zunächst nur die Kammer 20 mit hochgespanntem Dampf. Dieser Dampf wird analog zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 über Abzapfbohrungen 15, eine Ringkammer 16 und von dort über Bohrungen 16a und eine Abzapfleitung 17 abgeführt. Erst nach dem die Dichtfläche 6a die Kante 19′ des Einsatzstückes 19 passiert hat, tritt der Hauptdampfstrom in die Ventilkammer 2 ein.

Ein dem Ventil gemäß Fig. 3 im wesentlichen entsprechendes Ventil ist in Fig. 4 gezeigt. Im Unterschied zu dem Ventil nach Fig. 3 sind bei diesem Ventil jedoch die seitliche Wand 20a und die untere Wand 20b einer Kammer 20 nicht durch die Wand eines Einsatzstückes sondern durch die Wand des Einlaß 3 des Ventilgehäuses 1 selbst gebildet. Darüber hinaus ist dem Einlaß 3 ein Schalldämpfer 21 nachgeschaltet, der ein geräuschgedämpftes Expandieren des Dampfes ermöglicht. Die Kammer 20 ist über eine Abzapfbohrung 22 mit der Abzapfleitung 17 verbunden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist die Kammer 14 wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ausgebildet. Die Abzapfbohrungen 15 münden jedoch in einer Ringkammer 23, die zwischen der Wand 24a eines zweiten in den Auslaß 4 des Ventils eingesetzten Einsatzstückes 24 und der Wand des Einsatzstückes 13 ausgebildet ist. Die Ringkammer 23 mündet in einem Spalt 23a im Auslaß 4 des Ventils. In diesem Mündungsbereich sind die Wände der beiden Einsatzstücke 13, 24 nach Art einer Venturi-Düse ausgeformt, so daß der mit hoher Geschwindigkeit aus der Ringkammer 23 ausströmende Treibdampf das Wasser, welches über in dem Mündungsbereich der Ringkammer 23 eingesetzte Einspritzdüse 25 eingespritzt wird, mit sich reißt und gleichmäßig in den Hauptdampfstrom verteilt.

Fig. 6 zeigt ein dem Ventil nach Fig. 5 in seiner Wirkungsweise ähnliches Regelventil. Zusätzlich zu dem Ventil nach Fig. 5 ist dieses Ventil jedoch mit einer nachgeschalteten Entspannungsstufe 26 versehen. Zwischen den äußeren Wänden 26a dieser Entspannungsstufe und den Wänden des Auslaß ist nach Art einer Venturi-Düse eine Ringkammer 27 ausgebildet. In diese Ringkammer 27 strömt Treibdampf, welcher nach dem Anheben des Verschlußgliedes 8 in die Kammer 14 und von dort über die Abzapfbohrungen 15, die Ringkammer 16 und Bohrungen 28 in die Ringkammer 27 geleitet wird. Die Wassereinspritzung erfolgt wiederum im Mündungsbereich 27a der Ringkammer 27. Dazu ist an dieser Stelle ein mit Einspritzbohrungen versehenes Einsatzstück 29a angeordnet, welches mit den Wänden des Auslaß 4 eine weitere Ringkammer 29 bildet, die an Druckwasseranschlüsse 30 angeschlossen ist.

Bei dem letzten Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 und 8 handelt es sich um ein in einer Umformstation niederdruckseitiger Wassereinspritzung eingesetztes Ventil. Der Dampfdruck wird darin in mehreren Stufen reduziert. Dies hat den Vorteil, daß die Entspannung des Dampfes geräuscharm durchgeführt werden kann. Zudem ist bei derartigen Umformstationen die Gefahr eines Thermoschocks und einer Erosion durch Wasserpartikel vermindert.

Das Ventil weist ein dem Verschlußglied nach Fig. 3 ähnelndes parabolkegelförmiges Verschlußglied 10 auf. Die konische Dichtfläche 10a dieses Verschlußgliedes liegt bei geschlossenem Ventil auf der Dichtfläche 31a eines in den Auslaß eingesetzten Einsatzstückes 31 auf. In Strömungsrichtung S des Dampfes schließt sich an das Einsatzstück 31 eine Schalldämpferkammer 32 an, deren Wand 32a in ihrem mittleren Abschnitt eine Vielzahl Bohrungen 33 aufweist und zusammen mit Schalldämpferelementen 34 bei geöffnetem Ventil einen Schalldämpfer bilden. Von der Schalldämpferkammer 32 ist in deren oberen Abschnitt durch einen auf der Kolbenstange 11 befestigten Regelkolben 35 eine Kammer 36 abgetrennt. Der Kolben 35 gibt in Abhängigkeit vom Hub des Verschlußgliedes 10 die Bohrungen 33 des Schalldämpfers 32 frei. Er weist zudem achsparallel zur Längsachse 11a der Kolbenstange 11 angeordnete Durchgangsbohrungen 35a auf, durch die die Kammer 34 mit der Schalldämpferkammer 32 verbunden ist. Die Kammer 34 ist zudem über Abzapfbohrungen 37 mit einer Ringkammer 38 verbunden, die nach Art einer Venturi-Düse ausgebildet ist und im Auslaß 4 des Ventils mündet. Im Mündungsbereich 38a der Ringkammer 38 wird über Einspritzbohrungen 39 Wasser eingespritzt, welches über in dem Ventilgehäuse 2 ausgeformte Druckleitungen 40 herangeführt wird.

Mit dem Anheben des Verschlußgliedes 10 dringt Dampf in die Schalldämpferkammer 32 ein. Da zu diesem Zeitpunkt die Bohrungen 33 noch verschlossen sind, strömt der Dampf über die Durchgangsbohrungen 35a in die Ringkammer 38, wo er als Treibdampf das eingedüste Wasser mit sich reißt. Durch weiteres Anheben des Verschlußgliedes 10 gibt der Regelkolben 35 stufenweise die Bohrungen 33 für den Hauptdampfstrom frei, bis das Ventil vollständig geöffnet ist.

Claims (16)

1. Ventil, insbesondere für eine Heißdampf-Umformstation, mit einem Ein- (3) und einem Auslaß (4), der durch ein in den Ein- (3) oder Auslaß (4) hineinreichendes Verschlußglied (5-10) verschließbar ist, sowie mit einem Abzapf, über den ein Teilstrom des Dampfes als Treibdampf in Abhängigkeit von der Stellung des Verschlußgliedes (5-10) aus der Ventilkammer (2) des Ventilgehäuses (1) abzapfbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ein- (3) oder Auslaß (4) mindestens eine Kammer (14, 20) ausgebildet ist, die mit einer in eine feststehende Wand (14a) der Kammer (14, 20) eingebrachten Abzapfbohrung (15) für den Treibdampf verbunden ist, wobei die Kammer (14, 20) bei geschlossenem Ventil durch Dichtflächen (5a) des Verschlußgliedes (5-10) gegenüber der Druckseite (P) des Ventils abgedichtet mit dem ersten Anheben des Verschlußgliedes (5) mit der Druckseite (P) des Ventils verbunden ist, während der Ein- (3) oder Auslaß (4) noch nicht oder noch nicht vollständig geöffnet ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Wände (14a-d) der Kammer (14) zum Öffnen der Kammer (14) verschiebbar ist.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (14a-d) der Kammer (14, 20) zum einen von der Innenwand des Ein- (3) oder Auslaß (4) und zum anderen von der Außenwand (5c) des Verschlußgliedes (5-10) gebildet sind.

4. Ventil nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (14, 20) ringförmig umlaufend ausgebildet ist.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei aneinander grenzende Wände (14a, b) durch die Innenwand des Ein- (3) oder Auslaß (4) gebildet sind, während die anderen Wände (14c, d) der Kammer (14) durch die Außenwand (5c) des Verschlußgliedes (5-10) gebildet sind.

6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Wand (14d) der Kammer (14) durch die Außenwand (5c) des Verschlußgliedes (5) gebildet und konkav ausgewölbt ist und bei geschlossenem Verschlußglied (5) tangential an der äußeren seitlichen Wand (14a) der Kammer (14) anliegt.

7. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußglied (5-10) einen umlaufenden Ansatz (5a) aufweist, an dem eine Dichtfläche (5b) ausgeformt ist, die bei geschlossenem Ventil auf eine den Ein- (3) oder Auslaß (4) umgebenden Dichtfläche (13a) aufsitzt.

8. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußglied (5) als Lochkäfigkegel ausgebildet ist.

9. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußglied (6) als Parabolkegel ausgebildet ist.

10. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Wände des Ein- (3) oder Auslaß (4) durch ein in den Ein- (3) oder Auslaß (4) eingesetztes Einsatzstück (13) gebildet ist.

11. Ventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (14, 20) über Verbindungsbohrungen (15) mit einer das Einsatzstück (13) umgebenden Verteilungskammer (16) verbunden ist, welche an die Abzapfleitung (17) angeschlossen ist.

12. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Außenwand (5c) des Verschlußgliedes (5) gebildete seitliche Wand (14c) der Kammer (14) entgegen der Hubrichtung des Verschlußgliedes über die untere Wand (14b) der Kammer (14) hinaus verlängert ist.

13. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ein- (3) oder Auslaß (4) von einer nach Art einer Venturi-Düse ausgeformten Ringkammer (23) umgeben ist, die über die Abzapfbohrung (15) mit der Kammer (14, 20) verbunden ist und in einen Austrittsspalt (23a) in dem Ein- (3) oder Auslaß (4) mündet.

14. Ventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Austrittsspalts (23a) der Ringkammer (23) eine Wassereinspritzung (25) angeordnet ist.

15. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (14-20) eine Vielzahl von mit dem Ein- (3) oder Auslaß (4) verbundenen Durchlaßbohrungen (33) aufweist, die durch einen von dem Verschlußglied (16) getragenen Regelkolben (35) verschließbar sind.

16. Ventil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkolben (35) mindestens eine Durchgangsbohrung (35a) aufweist, über die bei angehobenem Verschlußglied (10) Treibdampf zu den Abzapfbohrungen (37) strömt.