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Einrichtung zur Begrenzung des Querschnittes der Entladeleitung von
Hochdruckspeichern '
Bei Dampfspeicheranlagen ist es bekannt, die dem Speicher
entnommene Dampfmenge durch eine Lavaldüse, die in- der Entladeleitung angeordnet
ist, derart zu begrenzen, daß der Ouerschnitt der Lavaldüse in Ab-
hängigkeit
vom Speicherdruck verändert wird. Bei Speicheranlagen mit hohen Drülzken, die beispielsweise
zwischen 6o und 2,oo atü liegen können, ist eine derartige Einrichtung wegen des
hohen Speicherdruckes und weg-en des großen Druckgefälles nicht verwendbar.
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Es ist ferner bekannt, das Entladeventil des Speichers in Abhängigkeit
von dem Druck der an den Speicher angeschlossenen Verbraucher derart zu steuern,
'daß der Druck in der Verbraucherleitung konstant ist. Für den vorliegenden Fall
eignet sich eine solche Einrichtung nicht, da sie unabhängig von der dem Speicher
entnommenen Dampfmen-ge ist. Sie kann also die entnommene Dampfmenge nicht begrenzen,
wenn diese zu groß wird.
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Gegenstand der Erfindung ist eine neue Einrichtung, durch welche der
Querschnitt der Entladeleitung von Hochdruckspeichern in einfacher und wirksamer
Weise begrenzt wird. Erfindungsgemäß wird die Begrenzungseinricht-dng durch einen
Differenzdruckregler in Abhängigkeit vom Druckabfall zwischen zwei genügend weit
auseinanderliegenden Punkten der Speicherdampfleitung derart gesteuert, daß die
Begrenzungseinrichtung den Durchgangsquerschnitt verringert oder abschließt, sobald
der Druckabfall ein bestimmtes Maß übersteigt. Der Druck in der Speicherdampfleitung
wird durch eine an sich bekannte Drosseleinrichtunu (Druckminderventil o. dgl.)
annähernd konstant gehalten. Der Druchabfall zwischen den vorerwähnten beiden Punkten
ist daher unmittelbar ein Maß
für die durch die Leituno# strömende
Dampf-Menge, Von, dieser Erscheinung macht die Erfindung Gebrauch und verwendet
diesen Druckabfall als Impuls für die Steuerung der Zweckmäßigerweise werden die
beiden Punkte, zwischen denen der Druckabfall in der Leitung bestimmt wird, derart
gewählt, claß ein Punkt vor dem Überhitzer des Speichers und der andere Punkt hinter
dem Überhitzer liegt. Der Überliitzer besitzt in der Regel einen gewissen Strömungswiderstand,
der einen ausreichenden und gut meßbaren Druckabfall ergibt.
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Zur Begrenzung des Durcligangsquerschnittes kann entweder in Weiterbildun-
der Er-Findurig eine besondere Vorrichtung in der Speicherdanipfleitung vor dem
Entladeventil der Speicheranlage vorgesehen werden oder die Steuerung des Druckminderventils
kann so ausbildet sein, daß durch das Druckiniii.derventil selbst erforderlichenfalls
der Durchgangsquerschnitt begrenzt wird. Im letzteren Falle wird der Difierenzdruckregler
mit dem Impulsgeber des Druckminderventils d,-rart in Wirkungsverbindung, gebracht,
daß der Differenzdruck als Grenzimpuls neben dein Dinckminderimpuls derart auf das
Entladeventil einwirkt, daß dieses teilweise oder vollständig geschlossen wird,
sobald der Differenzdruck ein bestimmtes Maß übersteigt.
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Es ist ferner zweckmäßig, in weiterer Ausbildulig der Erfindung an
den Servomotorzylinder ein Überströmventil anzuschließen, das auf einen höheren
Druck als den normalen Förderdruck der Ülpumpe eingestellt ist und durch das bei
Aufliebung der Entlastung des Druckminderventils infolge übermäßiger Dampfentnahme
ans dem Dampfspeicher das im Servornotorzvlinder befindlich#e Drucköl herausgepreßt
wird. Der normale Förderdruck der Ülpumpe wird durch ein an sich bekanntes Cberströliiventil
aufrechterhalten.
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In Fi '-. i ist eine Ausführung des Erfindungsgedankens dargestellt,
bei welcher die Be-renzun- der Lieferinen-e unabhängig vom Druckininderventil erfolgt.
Es bezeichnet i den Speicher, 2 das Druckminderventil, 12 die Speicherlieferleitung'
Durch die Leitungen io und ii wird der Druckunterschied zwisehen den Punkten
b und c der Lieferl-eitung unmittelbar auf ein durch einen Federkolben 13
betätigtes Regelorgan 14 übertragen, welel Z,
ches bei Üb-.rschreiten des
zulässigen Druckabfalles in der Leitung 12 unabhängig vom z# 23 Druckminderventil
2, welches beliebiger Bauart sein kann, die Dampflieferung entsprechend drosselt.
Das RegelOrgan 14 kann als vollständig entlastetes Doppelsitzventil, als Kolbenschieber
oder Drehschieber usw. ausgeführt werden, da es nicht dichthalten muß. Es ist normalerweise
immer geöffnet und drosselt nur bei zu starker Dampfentnahme aus dem Speicher. In
diesem Falle ist aber jede Undichtheit ohne Belang.
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In Fig. :2 ist eine weitere Ausführungsform des Erfindungsgedankens
dargestellt. Es bedeuten: i und i' den Hochdruckspeicher, der hier schaltbildlich
mit zwei Behältern gezeichnet ist, 2 das mittels Druckflüssigkeit durch den Regler
3, die Leitung 4 und den Servornotor 5 betätigte Druckminderventil,
6 die Druckpumpe für das Regelaggregat. Durch die Impulsleitung
7 regelt der Druck des Dampfverteilers 8 die Liefermenge des Hochdruckspeichers.
Sinkt der Druck bei Punkt a unter das zulässige Maß, so öffnet unter der Einwirkung
des Reglers 3 das Druckminderventil 2, und der Speicher liefert Dampf durch
die Leitung 12 und durch den Überhitzer 9 in den Verteiler 8. Dabei
stellt sich zwischen den Punkten b und c der Lieferleitung 12 ein der Durchtrittsmenge
entsprechender Druckunterschied ein. Übersteigt dieser Druckunterschied und damit
die durchfließende Menge den zulässigen Wert, so wird durch die Impulsleitungen
io und ii der Regler 3 zusätzlich derart beeinflußt, daß das Druckminderventil
2 höchstens die zulässige Dampfmenge durchtreten läßt.
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In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens
dargestellt. Es bedeutet 21 das Druckminderventil, vereinigt mit Entlastungskolben
und Spindel, 22 den Ventilsitz, vereinigt mit Führungsbüchse für den Entlast-ungskolben,
wobei die Büchse nach der Seite des verminderten Druckes zu als Diffusor ausgebildet
ist, um möglichst geringen Durchtritts-,viderstand zu erhalten. Die Büchse ist in
dem Gehäuse 23
derart eingesetzt, daß sie nach Abnahme des Kopfes 24 ausgebaut
werden kann.
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Der höhere Druck wird bei e angeschlossen, der Dampf von vermindertem
Druck bei f entnommen.
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Die gezeichnete Ausführung stellt ein Ventil für höhere Drücke und
einen Druckunterschied zwischen z. B. i 5o und 3o Atm. dar.
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Das Entlastungsventil 25 sitzt in dem GehäUSe 26, welches
auch ohne weiteres mit dem Gehäuse 23 vereinigt werden kann. Die Leitung
27 verbindet den Raum über dem Entlastungskolben des DruckminderventilS 21
Mit dem Raum über dem Entlastungsventil 25.
Die Leitung 28 verbindet
den Raum hinter dem Druckminderventil mit dem Raum unter dem Entlastungsventil
25. Bei geschlossenem Entlastungsventil stellt sich über dem geschlossenen
Druckminderventil 21 der volle Speicherdruck ein, so daß das Ventil 21 sicher schließt
und gut dichtet. Durch Öffnen des EntlastungsventilS 25 wird über dem Entlastungskolben
ein
Druck eingestellt, der nahe dem des Dampfes von vermindertem Druck liegt, wobei
dieserDruck durch entsprechende Bemessung der Labyrinthe und Leitungen sowie des
Durchmessers des Entlastungsventils beliebig gehalten werden kann. Das Druck-minderventil.2i
wird durch den Öl-
kolben 29 geöffnet und durch die Feder 30 geschlossen
gehalten. Das Betätigungsmittel tritt bei 9 ein. Zur Handbetätigung dient
die Spindel 3 1, die in der Hülse 32 mit einem Tot-,ang entsprechend
dem Ventilhub eingesetzt wird. Das Entlastungsventil 25 besitzt den Druckkolben
33 und die Schließfeder 34 und kann ebenfalls eine Handbetätigungg erhalten.
Das Druckmittel wird bei L zugeführt.
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In die Leitung 28 ist das Regelorgan 35
eingebaut, welches
durch den Druckunterschied zwischen dem Raum hinter dem Druckminderventil bei
k und einem Punkte der Lieferleitung, vorzugsweise hinter dem Überhitzer,
mittels des Federkolbens derart beeinflußt wird, daß es bei Überschreiten der zulässigen
Liefermenge des Speichers die Dampfströmung in der Leitung:27 und 2-8
drosselt.
Dadurch wird die Entlastung des Druckminderventils teilweise oder ganz aufgehoben,
und der Kolben 21 schließt durch den großen Überdruck gegen den Druck des ServomotorkolbenS
29 das Druckminderventil so weit, daß die zulässige Liefernienge nicht überschritten
wird.
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Um ein unzulässiges Ansteigen des Öl-
druckes unter dem Servomotorkolben
9 zu vermeiden, wird mit Vorteil durch ein Überströmveritil 36 die
überschüssige Ohnenge bei i abgeführt.
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In Fig. 4 ist ein anderes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens
dargestellt. Diese Ausführungsart stellt ebenfalls wie Fig- 3 eine Ausführungsart
für hohe Drücke dar. Es bezeichnen: 4o den Ventilkegel des Druckminderventils, in
einem Stück irät dem Entlastungskolben 41 ausgeführt, 42 den Servomotorkolben, 43
die Schließfeder, 44 das Entlastungsventil. Die Entlastung erfolgt bei dieser Autsführungsart
dadurch, daß bei m dem Kolben des Entlastungsventils die Druckflüssigkeit zu-geführt
wird. Hierdurch wird das Ventil geöffnet, und es stellt sich infolgedessen unter
dem Entlastungskolben 41 ein annähernd gleicher Druck ein wie über dem Ventilkegel,4o.
Das bei m unter dein Servomotorkolben eintretendeDruckmittelbetätigt dann das in
dieser Weise entlastete Ventil. Die Begrenzung der Durchflußmenge wird dadurch erreicht,
daß der durch die Leitungen io und ii zugeführte Differenzdruck auf den Federkolben
45 einwirkt und bei überschreiten des zulässigen Wertes das Ab-
sperrorgan
46 teilweise oder ganz öffnet, wodurch der Druck unter dem Servomotorkolben so weit
absinkt und damit das Ventil 40 so weit geschlossen wird, daß nur die zulässige
Dampfmenge durch das Druckminderventil strömen kann. Der Eintritt des Dampfes in
das Druckminderventil erfolgt bei e, der Austritt bei f.
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Diese Ausführungsart kann selbstverständlich bei jedem mittels Servoniotors
betätigten Druckminderventil angewendet werden. Es ist hierbei vorteilhaft, in der
Druchmittelzuleitung des Servomotorkolbens, beispielsweise bei ii, eine Drosselstelle
bzw. einen ölkatarakt zur Vermeidung von Schwingungen anzuordnen.
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Es sind noch verschiedene andere Ausführungsfc>rrnen des Erfindungsgedankens
möglich, so kann z. B. ein unmittelbar wirkendes Druckm.inderventil unmittelbar
mittels eines Kolbens zwecks Begrenzung der Liefermenge beeinflußt werden, wobei
ober- und unterhalb dieses Kolbens die Impulsleitungen io und i i nach Fig. 2 angeschlossen
sind.