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Durch ein Hilfsventil gesteuertes Sicherheitsventil . Die Erfindung
betrifft ein durch ein Hilfsventil gesteuertes Sicherheitsventil mit in Richtung
des Dampfstromies vor den Dichtflächen des Hauptventilkegels angeordneten Ringflächen,
die bei geöffnetem Ventil einen Drosselspalt bilden.
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Es hat sich gezeigt, daß gesteuerte Sicherheitsventile trotz Verwendung
einer Ölbremse zum Schlagen neigen und beim öffnen heftige ' Geräusche verursachen.
Die Erfindung vermeidet die unerwünschten Erscheüzungen, die durch das plötzliche
Aufschleudern des Hauptventilkegels veranlaßt werden, dadurch, daß radial außerhalb
der Dichtflächen des Hauptventilkegels liegende Teile des Ventilkegels und des Gehäuses
den schon bei Beginn der öffnungsbewegung des Ventils offenen Drosselspalt für den
in Richtung zum Ventil strömenden Dämpf bilden. In dem Raum zwischen der Drosselkante
und dem Ventilsitz herrscht im geschlossenen Zustand des Hauptventils der volle
Kesseldruck,- Wenn das Hauptventil öffnet, strömt zunächst der Dampf aus diesem
Zwischenraum ab, während aus dem Abblaseraum nur gedrosselter Dampf zuströmen kann.
Die von ihm im- Sinne des öffnens ausgeübte Kraft ist also zunächst gering. Die
Drosselung wird mit zunehmender Öffnung des Ventils kleiner, entsprechend nimmt
die öffnungskraft allmählich zu. Der Ventilkegel wird deshalb zunächst langsam geöffnet
und in seiner öffnungslage allmählich beschleunigt.
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Bei einem bekannten Sicherheitsventil mit Hilfssteuerventil ist in
Richtung der Dampfströmung vor den Dichtflächen des Ventils 'eine Abschirmvorrichtung
vorgesehen, die aus einem mit Durchbrechüngen versehenen hülsenförmigen
Ansatz
des Ventilkegels und einem vor der Dichtfläche des Ventilsitzes angeordneten Kragen
besteht. Durch diese Anordnung wird bezweckt, die Sitzflächen des Ventils vor Beschädigungen
zu schützen, die, der mit großer Geschwindigkeit durch den beim Öffnen zunächst
noch engen Veaitilspalt strömende Dampf verursachen könnte. Eine solche Schutzwirkung
wird auch durch die Erfindung erreicht, da bei geringer Ventilöffnung die großen
Strömungsgeschwindigkeiten nicht zwischen den Dichtflächen des Ventils; sondern
im Drosselspalt auftreten.
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Der wichtige Vorteil der Erfindung, daß sich das Hauptventil zunächst
langsam und dann erst beschleunigt öffnet, ist aber beidem vorbekannten Ventil nicht
vorhanden. Bei diesem kann der Dampf .erst abströmen, nachdem das Ventil bereits
eine große Spaltöffnung freigegeben hat. In diesem Augenblick wird die Kolbenfläche,
auf -die der Dampf einwirkt, um ein sehr großes Maß vergrößert, so däß das unerwünschte
plötzliche Aufschlagen des Ventils eintritt. Im Gegensatz dazu öffnet das Ventil
nach der Erfindung in der üblichen Weise, indem sofort ein Durchfiußspalt freigegeben
wird. Infolge des vorgeschalteten Drosselspaltes ' wirkt auf die zusätzlich freigegebene
Ventilfläche zunächst nur ein geringerer Dampfdruck ein, der sich erst beim weiteren
Anheben des Ventils allmählich erhöht. Dadurch ist das unerwünschte Hochschleudern
des Hauptventilkegels vermieden.
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Erwähnt sei noch, daßbei einem bekannten, unmittelbar beaufschlagten,
also nicht durch Einwirkung eines Hilfssteuerventiis geöffneten Sicherheitsventil
außerhalb der Dichtungsflächen, des Ventilkegels eine Zusatzringflache angeordnet
ist. Diese Zusatzfläche liegt in der Richtung der Dampfströmung hinter der Dichtfläche
des Ventilkegels und soll nach Art einer Hochhubplatte wirken.
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Bei einem ferner bekannten Sicherheitsventil ohne Hilfssteuerventil
ist axial zum Ventilkegel und in einem gewissen Abstande unter diesem eine Prallplatte
angeordnet.. In der Tiefstlage des Ventils bleibt - zwischen der Prallplatte und
dem Ventilgehäuse nur ein enger Ringspalt. Da sich das Ventilgehäuse oberhalb dieser
Stelle erweitert, entsteht beim Anheben des Ventils rasch ein verhältnismäßig großer
Druckunterschied zwischen der Ober- und Unterseite der Prallplatte, der erst beim
weiteren Hub der Prallplatte allmählich kleiner wird. Dadurch soll bei dieser vorbekannten
Bauart die Empfindlichkeit und Schnelligkeit des Hubes erhöht werden.
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Auf der Zeichnung zeigt Abb. i als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
ein gesteuertes Sicherheitsventil mit einem kolbenförmigen Hauptventilkegel, und
zwar das Hauptventil. im senkrechten Mittelschnitt und das Steuerventil in Ansicht.
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Abb. 2 zeigt in größerem Maßstab die Anör@dnung des Drosselspaltes
vor den Dichtflachen des Ventils.
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Abb.3 zeigt einen senkrechten Mittelschnitt eines Sicherheitsventils,
auf dessen Hilfskraftkolben ein am Steuerventil erzeugter Staudruck einwirkt, und
Abb. q. in größerem Maßstabe die Anordnung des Drässelspältes.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i und 2 ist der Ventilsitz des
Hauptventils in üblicher Weise in einer zwischen dem Eintrittsstutzen i und dem
Austrittsstutzen 2 gelegenen Zwischenwand 3 angeordnet. Der Sitzring des Hauptventils
ist gemäß Abb.2 mit q. und der die Gegendiehtfläche bildende Ring des Ventilkegels
mit 5 bezeichnet. Dieser Ring 5 ist in dem Kolbenkörper 6 befestigt. über dem als
Kraftkolben wirkenden Kolben 6 befindet sich die Druckkammer die durch eine Leitung
8 mit dem seitlich angeordneten Steuerventil in Verbindung steht. Bei geschlossenem
Steuerventil strömt Leckdampf durch die Leitung 8 zur Druckkammer 7, und bei geöffnetem
Steuerventil strömt Dampf aus der Druckkammer zum Steuerventil und durch dessen
bei 9. angeschlossene Ausblaseleitung ab. Infolgedessen sinkt -der Druck in der
Kammer 7 sehr schnell, und das Hauptventil wird durch den von unten auf den Kraftkolben
6 einwirkenden Dampfdruck geöffnet. Dabei bewirkt, wie dies eingangs erläutert ist,
der Drosselspalt io, der vor den Dichtringen q., 5 des Ventils durch eine vorstehende
Kante 12 des Kolbenkörpers 6 gebildet wird, daß das Hauptventil ohne Schlagen sich.
allmählich öffnet.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Abb. 3 und q. ist der Ventilsitz
12 in einer Zwischenwand 13 angeordnet, welche den mit dem Kessel verbundenen Dampfeintrittsraum
1q. von dem Dampfaustrittsraum. 15 trennt. Der Kegel 16 des Hauptventils trägt den
Dichtring 17 und ist außerhalb des. Dichtringes 17 mit einer Ringkante
18 versehen, die mit der gegenüberliegenden Fläche der Wand 13 einen Drosselspalt
i9 bildet. Der Ventilkegel 16 ist durch eine Spindel 20 mit dem Kraftkolben
21 verbunden, der in einem Zylinder 22 geführt ist. An eine im Zylinderdecke123
vorgesehene, in den Zylinderraum führende Bohrung 24 schließt sich die vom Staudruckraum
des Steuerventils kommende Leitung an. Sobald sich das Steuerventil öffnet und der
Staudruck entsteht; wird das Hauptventil durch die Einwirkung des Staudrucken auf
den Hiifskraftkolben 2 1 geöffnet.
Der vom Dampfeintritt zum Hauptventil
strömende Dampf wird an der Kante i ä gedrosselt. " .