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Anfahrventil für Dampfturbinen Bei Dampfturbinen werden die als Schnell.-schlußventile
ausgebildeten Anfahrventile häufig durch Flüssigkeitsdruck gehoben und offengehalten.
Sicherheitsorgane, wie Schnellschluß,regler u. dgl., öffnen bei ihrem Ansprechen
ein .Abflußloch von .genügender Größe, so da:ß unter dem Drück der Ventilfeder das
Ventil rasch geschlossen wird und die Turbine abgestellt wird. Das Anfahrventil
soll jedoch nicht nur in den beiden Stellungen »Zu« und »Offen«, sondern auch in
jeder beliebigen Zwischenlage festgehalten werden können. Für diesen Zweck wird
meist ein Handrad vorgesehen, welches entweder mit Gewalt gegen den Flüssigkeitsdruck
das Ventil zu schließen gestattet oder aber durch eine entsprechend angeordnete
Steuerkante, welche die Steuerflüssigkeit unter dem Kolben so, ,lange abströmen
läßt, bis die Ventilstellung der Lage des Handrades entspricht.
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Es muß jedoch verhindert werden, daß das Ventil beim Anfahren .seine
unbeabsichtigte und vom Maschinisten nicht zu beherrschende plötzliche Öffnungsbewegung,
macht. Zu diesem Zweck sind Einrichtungen vorg,eschlagen worden, welche es erforderlich
machen, daß vor dem Anfahren das Handrad, welches die Stellung des Ventils im Betrieb
beherrscht, bis in die der Stellung »Zu« entsprechende Lage gebracht wird.
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Die Einrichtungen dieser Art zeigen stets bewegliche Schaltorgane,
wie Kolben, Schieber u. dgl., welche seinerseits durch Öldruck, andererseits durch
Federkraft belastet sind. Bei solchen Organen muß stets damit gerechnet werden,
daß ihre Bewegungswiderstände durch Fremdkörper in der Druckflüssigkeit so groß
werden können, daß die Federkräfte nicht- mehr ausreichen, .um die vorgesehenen
Bewegungen zu erzwingen. In solchen. Fällen versagen die bisher bekannten Einrichtungen
in der Weise, daß dann entweder das Anfahren der Turbine aus dein Stillstand oder
das Abstellen derselben nicht mehr möglich ist, weil :einer der beweglichen Körper
in .seiner Führung so festsitzt, daß ihn die Feder nicht mehr bewegen kann.
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In manchen Fällen, beispielsweisse bei den Antriebsturbinen der Hilfsmaschinen
von Kriegsschiffen, muß verlangt werden, daß die
Turbine auch nach
längerem Stillstand sofort und schnell. mit absoluter Sicherheit auf volle Last
angefahren werden kann. Besonders, wenn für denselben Zweck zwei gleiche Maschinen
vorhanden sind, von denen immer nur die eine läuft, während die andere als Reserve
dient, muß die Reservemaschine schnell und sicher angefahren werden können, wenn
die andere durch feindliche Einwirkung plötzlich ausfällt. Das Versagen der bisher
bekannten Einrichtungen durch Unbeweglichwerden des Schaltorgans bei der Reservemaschine
hat somit in solchen Fällen den Stillstand der Hauptmaschine zur Folge und gefährdet
so die Sicherheit des ganzen Schiffes.
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Die Erfindung beseitigt diese Nachteile dadurch, daß im Innern des
Schneli:schlußkolbens ein Absperrorgan für die Steuerflüssigkeit angeordnet wird,
welches in der einen Richtung durch Federkraft, in der anderen Richtung sowohl durch
Öldruck als auch durch Handkraft verschoben werden kann. Die Zeichnung zeigt beispielsweise
eine Ausführung des Erfindungsgegenstandes in s c 'hematischer Darstellung e3 worin
i das Anfahr- und Schnellschlußventil, welches den Dampfzufluß zur Turbine absperrt,
2 den mit dem Kegel des Ventils i starr verbundenen Kolben und 3 die Schließfeder
bedeutet.
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Eine nabenartige Verlängerung des Kolbens 2 führt in einer Innenbohrung
den leicht beweglichen Schieber q., der durch die Feder 5 nach oben gegen das untere
Ende der Spindel 6 gedrückt wird, welche mit dem Handrad 7 fest verbunden und in
dem Gehäuse 3 verschraubbar ist.
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In der Zeichnung ist das Ventil i in geschlossener Stellung und das
Handrad 7 mit der Spindel 6 ebenfalls in der Stellung »Zu« dargestellt. In dieser
Stellung deckt die Kante 9 des Schiebers q, die in der Bohrung des Kolbens eingedrehte
Kante io. Wird durch die Leitung i i Druckflüssigkeit unter den Kolben 2 geführt,
so' kann bei der gezeichneten Stellung des Schiebers q. diese Flüssigkeit wohl durch
die Bohrung 12 bis an die Ausdrehung des Kolbens 2 gelangen, kann aber von dort
nicht abströmen, weil die Kanten 9 und i o einander überdecken.
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Die Druckflüssigkeit wird daher unter überwindung der Kraft der Feder
5 den Schieber ¢ nach unten bis an seinen Anschlag verschieben und ihn dort festhalten,
solange der Flüssigkeitsdruck größer ist als die Kraft der Feder 5. Brei weiterer
Steigerung des Steuerdruckes wird die Kraft auf dem Kolben 2 die Feder 3 überwinden,
den Kolben anheben und das Ventil i öffnen. Dabei nähert sich die Kante 13 alsbald
der Kante. 14 an der Spindel 6 und öffnet für die Druckflüssigkeit den Weg nach
oben und zum Ablauf. Der Kolben 2 kann sich daher nicht weiter heben, als der jeweiligen
Einstellung des Handrades 7 und damit der Steuerkante i q. entspricht. Wird nun
das Handrad 7 weiter nach oben geschraubt, so folgt der Kolben 2 und damit das Ventil
i genau der Spindel 6, ebenso bei nachherigem Niederschrauben. Der Kolben
2 wirkt als Flüssigkeitshilfsmotor und erteilt dem Ventil i genau die am Handrad
7 von Hand vorgegebenen Bewegungen.
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Dieser Anfahrvorgang ist nur möglich, wenn vorher das Handrad 7 in
die Stellung Zu« gebracht wurde. Ist dagegen zu Anfang das Handrad in einer höheren
Lage, welche einer gewissen üffnung des Ventils i entsprechen würde, so liegt auch
der Schieber q. zu Anfang entsprechend höher, weil er, solange kein Flüssigkeitsdruck
herrscht, durch die Feder 5 immer bis zum -Anschlag am unteren Ende der Spindel
6 gehoben wird. Die Kanten 9 und i o überdecken sich daher nicht, und es bleibt
für die durch die Bohrung 12 nach oben strömende Druckflüssigkeit der Weg über die
Kante io nach unten und durch das Ablaufloch 15 in den drucklosen Federraum
frei. Es kann sich daher in dem Raum unter dem Kolben 2 kein Flüssigkeitsdruck einstellen,
und das Ventil i wird nicht geöffnet. Der Maschinist ist daher gezwungen, zuerst
das Handrad 7 bis in die Stellung »Zu« herabzuschrauben. Es ist hierdurch vollkommen
ausgeschlossen, daß der Kolben 2 und das Ventil i irgendwelche unbeabsichtigte oder
vom Maschinisten nicht kontrollierte und gesteuerte öffnungsb:ewegungen ausführt.
Wenn während des Betriebes der Druck unter dem Kolben 2 sich vermindert oder ganz
verschwindet, beispielsweise nach dem Ansprechen der Schnell:schlußsicherung, dann
entspannt sich nicht nur die Feder 3, welche das Ventil i schließt, sondern auch
die Feder 5, und diese hebt den Schieber ¢ wieder bis zu seinem Anschlag an der
nun in ;einer höheren Lage stehenden Spindel 6. Sollte hierauf aus irgendeinem
Grunde durch die Leitung i i ,aufs neue Druckflüssigkeit unter den Kolben 2 gelangen,
so würde diese das Ventil, i doch nicht wieder zu öffnen vermögen, weil die Kanten
9 und io nicht mehr überdeckt sind. Die auf diese Weise abgestellte Turbine kann
daher unter keinen Umständen wieder anfahren, solange nicht der Maschinist das Handrad
aufs neue in die Stellung »Zu« tierabgeschraubt hat. »Es ist hierdurch also auch
ein unbeabsichtigtes Wlederanfahren der Turbine mit Sicherheit ausgeschlossen.
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Falls durch Verunreinigung die Feder 5 nicht mehr stark genug sein
sollte, um den Schieber 4 zu bewegen, kann die Turbine
trotzdem
angefahren und ,abgestellt werden. Es geht nur die Sicherung gegen zu rasches Öffnen
des Anfahrventils verloren. Der Bund 16 an der Spindel des Handrades ist
in seinem Durchmesser größer gehalten als die Steuerkante 14. Beim Niederschrauben
des Handrades kann er sich daher auf dien ,oberen Rand des Kolbens 2 setzen. Sollten
der Kolben 2 durch Verunreinigungen oder die Ventilspindel durch Festbrennen so
große Bewegungswiderstände erhalten, daß die Schließfeiler 3 nicht mehr genügt,
um das Ventil zu schließen, dann ist @es immer noch möglich, mit Handkraft über
den Bund 16 die Turbine abzustellen. Bevor der Bund 16 am Kolben 2 zum Anliegen
kommt, hat . die Kante i q. bereits den Ablauf des Öls aus dem Raum unter dem Kolben
2 freigegeben.
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Der erfindungsgemäße Zweck kann auch in mannigfacher anderer Weise
erreicht werden. l<Tnerläßlich ist jedoch ,ein Organ, welches in der einen Richtung
durch Federkraft, in der anderen Richtung durch Öldruck und Handkraft bewegt werden
kann.