Bei Ventilen für hohe Drücke und Temperaturen werden die Sitzringe üblicherweise
aus hartem Stahl, beispielsweise Vanadiumstahl, ausgebildet, um Anfressungen zu widerstehen;
infolge der Wärmeverziehungen ist dabei jedoch nie absolute Dichtigkeit erreichbar,
und die bestehenden geringen Anfangsundichtigkeiten werden dann durch den sich hindurchzwängenden Dampf schnell erweitert.In valves for high pressures and temperatures, the seat rings are commonly used
formed from hard steel, such as vanadium steel, to resist pitting;
due to the heat distortion, however, absolute tightness can never be achieved,
and the existing small initial leaks are then quickly expanded by the steam forced through.
ίο Bei Wasserventilen und auch bei Ventilen
für kalte Hochdruckgase sind demgegenüber Sitzanordtlungen bekannt in Gestalt eines
glatten, flachen Ringes aus Blei oder ähnlichem Weichmetall und eines daran abdichtenden,
ebenfalls glatten und flachen Gegenringes aus dem Gehäusebaustoff, wie Messing oder Gußeisen, oder bei Hochdruckgasflaschen
auch aus gewöhnlichem Stahl. Für Hochtemperaturventile sind diese Einrichtungen nicht brauchbar, da die Weichmetalle dabei
schmelzen oder mindestens im Gebrauch spröde werden. Bei der Übertragung dieser Sitzanordnung auf Hochtemperaturventile hat
man dann vielfach ein weniger weiches Metall, wie etwa Messing (dem auch übliches
Handelskupfer gleichsteht), für den einen Sitz verwendet und den Gegensitz schneidenförmig
oder rinnenförmig ausgestaltet, um dieses Metall mit genügend hoher Flächenpressung
zti erfassen; hierbei wird jedoch das ohnehin bei höheren Temperaturen korrodierende und
spröde werdende Weichmetall durch die Schneide des Gegensitzes an der Oberfläche
zerstört, und es läßt sich dann keine einwandfreie Abdichtung erreichen. Auch die Anwendung
eines Drosselkörpers, der den Durchgangsquerschnitt erst nach einem bestimmten Hub des Ventils freigibt, nutzt
bei diesen Ventilen nichts, weil schon geringe Anfangsundichtigkeiten der Sitze dann doch
wieder durch die vom Drosselkörper nicht zu verhindernde Hindurchzwängung des Dampfes
bald erweitert werden.ίο With water valves and also with valves
for cold high-pressure gases, in contrast, seat arrangements are known in the form of a
smooth, flat ring made of lead or similar soft metal and a sealing,
also smooth and flat counter-ring made of the housing material, such as brass or cast iron, or with high-pressure gas cylinders
also made of ordinary steel. These devices cannot be used for high-temperature valves because the soft metals are involved
melt or at least become brittle in use. When transferring this seat arrangement to high temperature valves has
you then often use a less soft metal, such as brass (which is also common
Commercial copper is the same), for which one seat is used and the opposing seat is knife-edge
or designed in the shape of a channel, around this metal with a sufficiently high surface pressure
zti capture; however, this becomes corrosive and at higher temperatures anyway
soft metal becoming brittle through the cutting edge of the counter seat on the surface
destroyed, and a perfect seal can then not be achieved. Also the application
a throttle body that only releases the passage cross-section after a certain stroke of the valve
Nothing with these valves, because even minor initial leaks in the seats
again by forcing the steam through, which cannot be prevented by the throttle body
to be expanded soon.
Die Erfindung besteht darin, daß die bei kalten Hochdruckgasen bekannte Abdich- *5
tungsart für hochgespannten Heißdampf tauglich gemacht wird, indem die Abdichtung
einen Ring aus besonders hartem Metall, wie hochwertigem Spezialstahl, und einen Gegenring
aus einem noch bei Heißdampftemperatüren widerstandsfähigen, plastischen Metall
umfaßt und hiermit eine den Durchgangsquerschnitt erst nach einem bestimmten Hub
freigebende Drosselvorrichtung kombiniert ist. Für den plastischen Ring muß hierbei
reines Kupfer (zweckmäßig als Elektrolytkupfer') oder ähnliches auch korrosionsfestes
Metall verwendet wrerden und für den anderen Ring ein hochwertig korrosionsfester
Stahl, wie Chromnickelstahl. So ergibt sich trotz der Wärmeverziehungen eine vollkommene
Abdichtung, da der plastische und in seiner Fassung auf drei Seiten völlig umschlossene
Metallsitz durch die glatte, tragende Fläche des harten Stahlsitzes zu völlig
dichtem Passen zurechtgepreßt wird. Der Drosselkörper sorgt dann dafür, daß auch
beim Öffnen und Schließen des Ventils oderThe invention consists in making the sealing type known for cold high-pressure gases suitable for high-pressure superheated steam, in that the seal comprises a ring made of particularly hard metal, such as high-quality special steel, and a counter ring made of a plastic metal that is still resistant to superheated steam temperatures and a throttle device that releases the passage cross-section only after a certain stroke is combined with this. For the plastic ring in this case, pure copper must w ith (useful as electrolytic copper ') r, or the like, corrosion-resistant metal is used and for the other ring, a high quality corrosion resistant steel, such as stainless steel. This results in a perfect seal in spite of the heat distortion, since the plastic metal seat, which is completely enclosed in its frame on three sides, is pressed into a completely tight fit by the smooth, load-bearing surface of the hard steel seat. The throttle body then ensures that even when opening and closing the valve or
beim Offenhalten in stark drosselnden Stellungen nie derart hohe Strömungsgeschwindigkeiten
an den Sitzen entstehen, daß deren glatte, tragende Fläche merklich angegriffen
würde. Infolgedessen ergibt sich dann selbst nach langem Betrieb immer wieder ein völlig
dichter Abschluß zwischen dem harten Stahlsitz und dem plastischen Metall. Hierdurch
erhalten diese Ventile eine außergewöhnlich ίο hohe Lebensdauer selbst unter schwierigen
Betriebsbedingungen.never such high flow velocities when holding open in strongly throttling positions
on the seats arise that their smooth, load-bearing surface is noticeably attacked
would. As a result, even after a long period of operation, the result will always be complete
tight seal between the hard steel seat and the plastic metal. Through this
These valves get an exceptionally long service life even under difficult conditions
Operating conditions.
Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung am Ausführungsbeispiele eines Kolbensitzventils
nebst Einzelheiten, und zwar in Gestalt eines Schnittes durch den Hauptteil dieses Ventils.The drawing illustrates the invention using exemplary embodiments of a piston seat valve
together with details, namely in the form of a section through the main part of this valve.
Ein Ventilkolben enthält vertieft eingelegt einen massiven Sitzring 2 aus plastischem
und unelastischem Metall, beispielsweise aus reinem Kupfer oder aus anderen plastischen
Metallen, die den hohen Temperaturen standhalten, und zwar ist dieser Sitzring in den
mit Unterschnitt ausgedrehten Kolben 1 in schwalbenschwanzähnlichen Querschnitt eingestemmt.
In der Ventilbrücke 3 ist ein harter Sitzring 4, beispielsweise aus Chromnickelstahl,
so eingesetzt, daß er mit seiner Abdichtungsfläche in die Ringrille des Kolbens
ι eingreift und sich in dieser auf den plastischen Metallring 2 aufsetzt. Rings um
den Sitzring 4 und tim den Kolben 1 herum ist an der Ventilbrücke 3 ein Drosselring 5
so angebracht, daß er den Kolben 1 mit einem geringen Abstand 6 bis zu einer gewissen
Höhe 7 umschließt. Die Abmessungen sind bei kleinen bis großen Ventilen etwa folgende:
Spaltbreite 6 0,2 bis 0,3 mm, vertiefte Lage des plastischen Metallringes 2 1 bis 3,5 mm,
Höhe 7 des Drosselringes 5 etwa 8 bis 15 mm. Wird das Ventil um eine kleine Strecke
geöffnet, so ist zunächst nur ein Ringspalt am Drosselring 5 freigegeben, und hohe
Durchflußgeschwindigkeit entsteht nur in diesem, während an dem Abdichtungsteil 2,4
eine viel* geringere Durchflußgeschwindigkeit entsteht. Damit ist die Abnutzung vom Sitz
nach der Kante des Drosselkörpers 5 verlegt, wo sie unschädlich ist. Insbesondere erhält
der plastische Metallring 2 dadurch größte Lebensdauer und Betriebssicherheit. Auch
bei weiterem Öffnen bleibt immer die Strömungsgeschwindigkeit an der Abdichtungsstelle verhältnismäßig gering. Ein" Verziehen
der Teile, etwa infolge hoher Temperaturen, bleibt auch noch unschädlich, weil sich das
plastische Metall dem harten Sitzring anpaßt. Die dargestellte Anordnung des harten
Stahlsitzes in der Ventilbrücke ist vorteilhaft, weil dabei der eingesetzte Sitzring gleichzeitig
den Ventildurchgang bildet und somit kl einstmöglichen Durchmesser erhält; der Drosselring kann statt an der Ventilbrücke
auch am Ventilkolben angebracht sein, und zwar dann zweckmäßig als innen in den Stahlring hineinpassender Drosselkörper; die
vorteilhafteste Anordnung ist jedoch die dargestellte, weil dann der· Drosselring mit der
Fassung des plastischen Sitzringes zusammenwirkt und somit die Drosselströmung völlig
von den Sitzen ferngehalten ist.A valve piston contains a solid seat ring 2 made of plastic, recessed
and inelastic metal, for example pure copper or other plastic ones
Metals that can withstand the high temperatures, namely this seat ring is in the
with undercut turned piston 1 in a dovetail-like cross-section.
In the valve bridge 3 is a hard seat ring 4, for example made of chrome-nickel steel,
inserted so that it is with its sealing surface in the annular groove of the piston
ι engages and sits on the plastic metal ring 2 in this. All around
the seat ring 4 and around the piston 1 is a throttle ring 5 on the valve bridge 3
mounted so that he the piston 1 with a small distance 6 to a certain
Height 7 encloses. The dimensions for small to large valves are approximately as follows:
Gap width 6 0.2 to 0.3 mm, recessed position of the plastic metal ring 2 1 to 3.5 mm,
Height 7 of the throttle ring 5 about 8 to 15 mm. Will open the valve a little way
open, only an annular gap on the throttle ring 5 is initially released, and high
Flow rate occurs only in this, while at the sealing part 2.4
there is a much lower flow rate. With that the wear and tear of the seat
moved to the edge of the throttle body 5, where it is harmless. In particular, receives
the plastic metal ring 2 thereby the greatest service life and operational reliability. Even
with further opening, the flow velocity at the sealing point always remains relatively low. A "warping."
of the parts, for example as a result of high temperatures, also remains harmless because the
plastic metal adapts to the hard seat ring. The illustrated arrangement of the hard
The steel seat in the valve bridge is advantageous because the seat ring used is at the same time
forms the valve passage and thus has the smallest possible diameter; the throttle ring can be used instead of on the valve bridge
also be attached to the valve piston, in fact then expediently as a throttle body that fits inside the steel ring; the
The most advantageous arrangement, however, is the one shown, because then the throttle ring with the
Version of the plastic seat ring interacts and thus the throttle flow completely
is kept away from the seats.