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Überdruckventil für Kesselspeiseleitungen, Zylinder- und Schieberkasten
und ähnliche Druckräume Die Erfindung betrifft ein Überdruckventil für Kesselspeiseleitungen,
Zylinder- und Schieberkasten und ähnliche Druckräume, bei welchem die Belastung
des Ventilkegels durch einen von einem Flüssigkeitsdruck belasteter. Kolben erfolgt.
Es ist bekannt, zur Druckbelastung des Kolbens einen mit Flüssigkeit oder mit Druckluft
gefüllten Windkessel anzuwenden, in; demselben den Belastungsdruck durch einen Luftverdichter
auf eine bestimmte Höhe zu treiben, die gleichbleiben soll, und dann den Windkessel
abzuschließen. Derartige Ventile können nicht zur Sicherung von Druckräumen mit
veränderlicher Druckhöhe verwendet werden und dienen meist als Sicherheitsventile
für Dampfkessel. Dabei besteht die Schwierigkeit, daß bei geringster Undichtheit
des Ventilkolbens oder des Hahnes für die Flüssigkeits- oder Drucklufteinleitung
-eine Störung eintritt, die eine neue Einstellung der Druckverhältnisse erfordert.
Eine notwendige Änderung des Belastungsdruckes des Kolbens kann bei solchen Ventilen
nur dadurch erfolgen, däß Druckflüssigkeit oder Druckluft nachgefüllt oder abgelassen
wird, so daß diese Ventile nicht als Überdruckventile für zu sichernde Druckleitungen
oder Druckräume mit wechselndem Druck angewendet werden können. Ferner ist es bekannt,
dem, Kolben eines Ventils von beiden Seiten mit dem gleichen Druckmittel zu belasten
und in; die Umleitung des Druckmittels für die äußere Kolbenseite einen: weiteren,
gewichtsbelasteten. Kolben einzubauen, den das Druckmittel bei normalem Druck umgeht,
bei überdruck jedoch anhebt und dadurch einen Abblasehahn öffnet. Abgesehen davon,
daß derartige gewichtsbelastete Kolben als Zwischenmittel für die Belastung des
Ventilkolbens weniger geeignet sind als Flüssigkeitspolster und das Ventil für unbefugte
Veränderungen zugänglich machen, so ist auch die Wirkungsweise mit Rücksicht auf
eintretende Undichtheiten am Kolben nicht hinreichend gesichert.
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Erfindungsgemäß ist das auf den Kolben wirkende Druckmittel im Behälter
einerseits mit einem gas- oder luftgefüllten Windkessel und anderseits über ein
Regelglied mit der unter dem Betriebsdruck stehenden Leitung verbunden, wobei die
Fläche des Kolbens größer ist als diejenige des Ventilkegels, um den gewünschten
überdruck über den Betriebsdruck zu erreichen. Dadurch wird ohne Anwendung irgendwelcher
Hilfsmittel, wie Luftverdichter oder Gewichtskolben, der Belastungsdruck des Kolbens
hergestellt. Ist dabei der Belastungsdruck von dem normaler,, z. B. dem Kesseldruck,
abgeleitet, so bleibt hierbei der zum Flüssigkeitspolster führende Hahn während
des Betriebs dauernd offen, und der Belastungsdruck regelt sich dadurch selbsttätig.
Ist der Belastungsdruck des Kolbens hingegen von dem Betriebsdruck abgeleitet,
der
auch auf den Ventilkegel wirkt, so wird der Hahn geschlossen gehalten. Fällt der
Belastungsdruck im letzteren Falle aus irgendeinem Grunde, so daß das Ventil abbläst,
oder soll das Ventil bei einem veränderten Betriebsdruck abblasen, so bedarf es
nur eines kurz andauernden öffnens des Hahnes, um den Belastungsdruck wieder auf
den herrschenden Druck zu bringen, der durch die größer gewählte Kolbenfläche den
Ventilkegel geschlossen hält.
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Auf der Zeichnung ist ein erfindungsgemäß ausgebildetes Überdruckventil
in einem Aus= führungsbeispiel dargestellt.
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Die Abb. i zeigt dasselbe im Längsschnitt, die Abb. z die Aufsicht
von der Anschlußseite des Ventilkegels und die Abb.3 eine Teilansicht von oben.
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Das Ventil besteht aus einem zylindrischen Gehäuse b mit einer. Anschlußmutter
d am offenen Ende, einem zu .einem Behälter erweiterten Teil g am anderen. Ende
und einem Anschlußstutzen i zwischen beiden Enden. Der Behälterteil g hat einen
Anschlußstutzen h mit Absperrhahn und einen Einfüllstutzen k. An den Stutzen! ist
ein Windkessel f mit einem Entlüftungsstutzen m angeschlossen; derselbe steht durch
eine Bohrung f mit dem Ventilgehäuse und dem Behälterteilg in Verbindung. Der Windkessel
f kann Luft oder Gas enthalten. Die Anschlußmutter rz hat eine Bohrung n zum Einleiten
des Druckmittels aus dem zu sichernden Druckraum oder Rohr in das Ventil und trägt
den lose eingesetzten Ventilkegel c, der die Bohrung der Anschlußmutter zuhält.
In den zylindrischen Teil des Ventilgehäuses b ist ein Kolben d verschiebbar eingesetzt,
der durch eine Kolbenstange, in eine Bohrung des Ventilkegels c hineinragt. Der
Querschnitt des Kolbens ist größer als derjenige des Ventilkegels. In den Behälter
g wird Wasser eingefüllt und durch den Absperrhahn bei h das Druckmittel eingeleitet,
welches das Wasser in den Windkessel t und gegen den Boden des Kolbens drückt.
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Die Wirkungsweise des Ventils ist folgende: Es soll beispielsweise
das Ventil für eine Kesselspeiseleitung angewendet werden. Das Ventil ist mittels
der Anschlußmutter a an die Speisewasserleitung angeschlossen, während der Absperrhahn
h des Wasserbehälters g durch eine Leitung mit dem Dampfkessel oder mit einer Dampfleitung
verbunden ist, die Dampf von Kesselspannung führt. Durch Öffnen des Hahnes bei h
wird nun das Wasser des Behälters g unter Druck gesetzt und dadurch entgegen dem
Druck der zusammengepreßten Luft im Windkessel f der Belastungsdruck für den Kolben
d bewirkt. Die anfänglich erfolgende Erwärmung des in kaltem Zustande eingefüllten
Wassers des Behälters g durch den eingeleiteten Dampf ist in wenigen Minuten wieder
verschwunden. Die Rohrleitung zum Behälter g ist kurz vor dem Hahn h mit einigen
Windungen versehen, in denen. der Dampf abkühlt und nach kurzer Zeit niedergeschlagen
wird. Dieses Kondensat bleibt im weiteren Verlauf des Betriebs ebenso wie das Wasser
im Behälter g auf gleicher Temperatur. Die Kesselspeisepumpe wird nun in Tätigkeit
gesetzt und dadurch der Speisewasserdruck zur Wirkung auf den Ventilkegel c gebracht.
Wenn der Druck in der Kesselspeiseleitung gegenüber dem auf den Kolbend wirkenden
Kesseldruck in einem Maße ansteigt, daß auch der durch das Querschnittsverhältnis
des Kolbens zum Ventilkegel - etwa 1,3 zu i - bewirkte Überdruck des Belastungsdruckes
überwunden. wird, so öffnet sich der Ventilkegel c, und das Wasser kann durch die
Löcher g des Ventilgehäuses b abblasen. In gleicher Weise wird das Ventil . auch
zur Sicherung des Vorwärmers und des Reinigers benutzt und bei Schieberkasten, Überhitzerkasten
und ähnlichen Druckräumen zur Anwendung gebracht.
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Wird an den Hahn des Wasserbehälters g bei h- der Betriebsdruck der
zu sichernden Leitung angeschlossen, der auch auf den Ventilkegel wirkt, so kann
der Hahn h während des Betriebs nicht offen gehalten werden, weil sonst der Betriebsdruck
und der Belastungsdruck in gleichem Verhältnis ansteigen oder fallen könnte. In
diesem Falle bleibt der Hahn h während des Betriebs geschlossen, und das Ventil
tritt in Tätigkeit, wenn der Betriebsdruck in der zu sichernden Leitung zu hoch
ansteigt. Soll aber das Ventil während des weiteren Betriebs für einen höhteren
Betriebsdruck, bei dem :ein Abblaset des Ventils stattgefunden hat, eingestellt
werden, so genügt es, den Hahn einen Augenblick zu öffnen, um den erhöhten Belastungsdruck
zu bewirken. Der Betrieb kann, alsdann ohne jede Unterbrechung fortgesetzt werden.
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Das beim Betrieb mit geschlossenem Hahn h in den Behälter g eingefüllte
Wasser darf nicht so heiß sein, daß nachträglich, nach dem Einleiten des Betriebsdruckmittels,
durch Abkühlung der Druck im Behälter g und damit der Belastungsdruck des Kolbens
wesentlich herabsinkt.
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Das Wesentliche dieser Bauart ist, daß bei dem beschriebenen Ventil
Undichtheiten des Ventilkegels oder des Kolbens die Wirkung des Ventils nicht beeinflussen
können.