DE630265C - Sicherheitsventil mit Hilfssteuer- und Hauptventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsventil mit Hilfssteuer- und Hauptventil und über dem Hauptventil liegender Druckkammer. Diese Ventile arbeiten in der Weise, daß der Hauptkegel sofort auf den ganzen Hub Öffnet, nachdem das HilfsSteuerventil beim Erreichen des Kesselabblasedruckes sich geöffnet hat. Hieraus ergibt sich die unerwünschte Erscheinung, daß bei einer geringen Dampfmehrerzeugung, z. B. von wenigen Hundertteilen über der Dampf entnahme, bei dem starken Abblasen des Hauptventils der Kesseldruck schnell absinkt und infolgedessen das Hilfssteuerventil und das Hauptventil sich schnell wieder schließen, aber, da die Ursache der Dampfmehrerzeugung noch nicht beseitigt ist, sich alsbald wieder öffnen.

Um zu verhindern, daß zu große Dampf-

ao mengen, die in keinem Verhältnis zu der überschüssigen Dampferzeugung stehen, abblasen und damit das wiederholte Arbeiten des Sicherheitsventils zu vermeiden, ist nach der Erfindung das Hauptventil als Mehrfachventil mit in der Leitung zum Hilfssteuerventil hintereinandergeschalteten Druckkammern derart ausgebildet, daß die Ventilkegel nacheinander zum Abblasen gelangen. Es werden dann bei geringer Mehrerzeugung des Dampfes z. B. ein Hauptkegel, bei größerer Mehrerzeugung des Dampfes zwei Hauptkegel usw. geöffnet. Jeder Dampfmehrerzeugung entspricht also eine gewisse' Abblasemenge.

Es ist bekannt, mehrere Sicherheitsventile auf verschiedene Abblasedrucke einzustellen. Dies ist bei einfachen feder- oder gewichtsbelasteten Sicherheitsventilen ohne weiteres durchführbar, indem die Kegelbelastung der Sicherheitsventile auf verschiedenen Druck eingestellt wird. Bei dem Sicherheitsventil mit Hilfssteuerventil nach der Erfindung sind jedoch die hintereinandergeschalteten Hauptkegel durch den in der Druckkammer herrschenden Kesseldruck belastet, und ihr Öffnen ist davon abhängig, daß ein entsprechender Druckabfall in den Druckkammern eintritt. Je nach den verschieden großen Dampfmengen, die das geöffnete Hilfssteuerventil abblasen läßt, werden die zu den einzelnen Hauptventilen gehörenden Druckräume nacheinander druckentlastet und die Hauptventile dadurch staffelartig geöffnet.

Vorteilhaft wird der größere Teil der Belastung des Hilfssteuerventils durch ein Gewicht und der Rest der erforderlichen Belastung durch eine Feder mit beim Ventilhub geringer Änderung des Federdruckes bewirkt. Bei rein federbelastetem Sicherheitsventil entspricht jedem Überdruck über dem

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Friedrich Wempe und Karl Bischoff in Magdeburg-Buckau.

Abblasedruck theoretisch, ein bestimmter freier Ausblasequerschnitt des Ventils. Jedem Ventilhub entspricht daher ein errechenbarer Überdruck über dem normalen Abblasedrucjfc^ Es ist aber nicht erwünscht, hohe Drujfp steigerung bei voller Ausblasemenge zu habet Bei einem rein gewichtsbelasteten Ventil? öffnet der Ventilkegel theoretisch, wenn man den störenden Einfluß der Vorgänge in dem ίο Querschnitt zwischen Ventilsitz und Kegel vernachlässigt, auf den vollen Querschnitt. Durch eine Vereinigung beider Einrichtungen kann man daher ein Ventil schaffen, bei welchem die volle Ausblasedampfmenge bei verhältnismäßig geringem Dampfüberdruck über dem Abblasedruck erreicht wird. Hierzu muß man eine weiche Feder mit geringer Änderung des Federdruckes bei dem erforderlichen Federweg wählen. Der größere Teil der ,Ventilkegelbelastung, etwa 60 bis 90 o/_o, wird beispielsweise durch das Gewicht erzeugt, während der Rest der notwendigen Ventilkegelbelastung durch die weiche Schraubenfeder erzeugt wird. Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.

Abb. ι ist ein Längsschnitt durch das Hauptventü und das Hilfsventil. Abb. 2 ist ein Querschnitt durch ein Hauptventil nach Linie A-B der Abb. 1.

Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel sind drei Hauptventile I, II, III in einem gemeinsamen Gehäuse 4 angeordnet. In diesem Gehäuse sind durch Zwischenwände 5,6 die drei zu den Hauptventilen gehörigen Dampfräume abgeteilt. An der Seite, wo sich das Hauptventil I befindet, ist außerhalb des eigentlichen Gehäuses 4 das Gehäuse 7 des Hilfssteuerventils angeordnet. An der dem Hilfssteuerventil entgegengesetzten Seite des Gehäuses 4 ist die Steuerdampfleitung 8 angeschlossen, die in die Druckkammer über dem Hauptventilkegel III führt. Von dieser Kammer führt eine Bohrung 9 der Zwischenwand 6 zur Druckkammer über dem Ventilkegel II und von diesem eine Bohrung 10 in der Zwischenwand 5 zur Druckkammer über dem Ventilkegel I. Diese Druckkammer steht durch eine Bohrung 12 in der Wand des Gehäuses 4 mit einer Kammer 13 des Gehäuses 7 des Hilfssteuerventils in Verbindung. Die Durchflußquerschnitte der Bohrungen 9, 10 und 12 sind zunehmend größer. Von der Kammer 13 des Hilfssteuerventils führt eine Austrittsöffnung 14 ins Freie. Diese Öffnung ist in der Regel durch den Kegel 15 des Hilfssteuerventils abgeschlossen. Der am Rande der Öffnung angeordnete Sitz des Ventilkegels 15 ist mit 16 und ein mit dem Ventilkegel verbundener Steuer- und Ausgleichkolben mit 17 bezeichnet. Unter den Steuerkolben 17 führt eine ,.Leitung 18, die mit einer Stelle möglichst :-$pn Strömungen nicht beeinflußten Druckes *-cf§s Druckraumes des Kessels oder der zu .*s|ehernden Rohrleitung in Verbindung steht. -^η:ΐ Der Ventilkegel ist durch ein an einem Belastungshebel 19 angreifendes Gewicht 20 und zusätzlich durch eine weiche Schraubenfeder 21 belastet. Diese Feder 21 sitzt auf einer Spindel 22, die sich gegen den Ventilkegel 15 stützt und in einer Führung der Ventilhaube 23 verschiebbar ist. Die Feder 21 ist zwischen einem auf der' Spindel 22 befestigten Federteller 24 und einem an der Ventilhaube 23 einstellbar angeordneten Federteller 25 eingespannt. Die Belastung des Ventils durch das Gewicht 20 und die Feder 21 ist so gewählt, daß sie dem auf den .Steuerkolben 17 ausgeübten Dampfdruck das Gleichgewicht hält. Die nach der Kammer 13 zu gelegenen Flächen des Ventilkegels 15 und des Steuerkolbens 17 sind vollkommen gegeneinander entlastet, so daß das Hilfssteuerventil einerseits nur von dem Kesseldruck und andererseits nur von der Gewichts- und Federbelastung beeinflußt wird.

Jeder der drei Hauptventilkegel ist zwisehen einem Kesselstutzen 26 und einem Ausblasestutzen 27 angeordnet. Die Ventilkegel sind als topfförmige Stufenkolben 28 mit überstehendem Rand 29 ausgebildet. Um den Sitz 30 des Ventils 28 ist ein Rand 31 in der Weise hochgezogen, daß eine das Ventil umgebende Rille 32 entsteht, in der sich Niederschlagswasser ansammeln kann. Die Druckkammer 33 über dem Stufenkolben ist nach oben durch einen Deckel 34 abgeschlossen. Der zylindrische Mantel des Stufenkolbens 28 ist am Boden 35 und sein überstehender Rand 29 an der Wandung 36 der Kammer 33 geführt. Die Führung im Boden 35 kann so viel Spiel haben, daß Dampf von dem Kesselstutzen unter den Rand 29 des Stufenkolbens treten kann.

Die Durchmesser der Stufenkolben 28 der Hauptsteuerventile I, II, III sind z. B. verschieden groß, so daß sie beim Öffnen verschieden große Ausblasequerschnitte freigeben, und zwar das Ventil I den kleinsten, das Ventil II einen größeren Querschnitt usf. Entsprechend ist die Ausladung des vorstehenden Randes 29 des Stufenkolbens und damit die auf Öffnen wirkende Ringkolbenfläche bei dem ersten Ventil größer als bei dem folgenden usf. Diese Verschiedenheit der wirksamen Kolbenfläche wirkt sich so aus, daß der nach oben wirkende Überdruck, der durch Dampf von Kesselspannung gegen den über dem Kolben herrschenden kleineren

Druck hervorgerufen wird, beim Ventil I am größten und bei den Ventilen II und III staffelweise kleiner wird. Infolgedessen öffnet das Ventil I bereits bei einer geringeren Ent; spannung des Steuerdampfes über dem Körben als das Ventil II usw. Dadurch wirft*" das gewünschte staffelweise Öffnen der Hauptventilkegel und die Abstufung der Ausblasemenge entsprechend der jeweils vorliegenden Übererzeugung von Dampf gesichert.

An der Kammer 13 des HilfsSteuerventils ist eine Rohrleitung 37 vorgesehen, in welcher an beliebiger Stelle, z. B. am Heizerstand, ein Absperrventil eingebaut ist, um von einem beliebigen Standort aus den Druck in dem Raum 13 herabsetzen zu können.-Mittels dieser Vorrichtung kann das Hilfssteuerventil geöffnet und der Kessel zum Abblasen ge-

. bracht werden, auch wenn der Abblasedruck

ao nicht erreicht ist. Zweckmäßig gibt man der zu dem Entlastungsventil für die Fernbetätigung des Sicherheitsventils führenden Rohrleitung 37 einen so großen Rauminhalt, daß unter allen Umständen eine genügende Dämpfung der Ventilbewegung erreicht wird und ein Schlagen beim Öffnen und Schließen vermieden ist. Diese ferngesteuerte Vorrichtung könnte gegebenenfalls anstatt in Verbindung mit dem Hilfssteuerventil auch an dem Steuerdampfraum des Hauptventils angeordnet werden.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   ./,, ι. Sicherheitsventil mit Hilfssteuer- und \ "Hauptventil und über dem Hauptventil <_v. liegender Druckkammer, dadurch gekenn- *"'· zeichnet, daß das Hauptventil als Mehrfachventil (I, II, III) mit in der Leitung zum Hilfssteuerventil (7) hintereinandergeschalteten Druckkammern derart ausgebildet ist, daß die Ventilkegel (I, II, III) nacheinander zum Abblasen gelangen.
2. 2. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Öffnen wirkende Ringkolbenfläche des als Stufenkolben ausgebildeten, dem Hilfsventil (7) näher liegenden Hauptventils größer ist als die eines ferner liegenden.
3. 3. Sicherheitsventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Durchmesser (26) aller Stufenkolben gleich und der größtmögliche freie Ausblasequerschnitt (30) der einzelnen Hauptventile verschieden groß ist.
4. 4. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der größere Teil der Belastung des Hilfssteuerventils (15) durch ein Gewicht (20) und der Rest der erforderlichen Belastung durch eine Feder (21) mit beim Ventilhub geringer Änderung des Federdruckes bewirkt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen