-
Sicherheitsventil für bewegliche Dampfkessel Durch die Erfindung soll
ein Sicherheitsventil für bewegliche Dampfkessel geschaffen werden, das niedrige.Bauhöhe
hat und bei dem die Belastung, die auf den Ventilkegel wirkt, auch bei größerem
Kegelhub gleichbleibt.
-
Bei federbelasteten Sicherheitsventilen normaler Bauart nehmen während
des Offnens des Ventilkegels die Federspannung und da= durch die Kraft, die auf
den Kegel im schließenden Sinne wirkt, stark zu. Die Folge davon ist, daß der Ventilkegel
im allgemeinen nur um ein geringes Maß geöffnet wird und der Ouerschnitt des Ventils
so groß gewählt werden muß, daß auch bei geringer Öffnung eine unzulässige Drucksteigerung
im Kessel vermieden wird.
-
Man hat schon versucht, besondere Hochhubventil.e zu entwickeln, bei
denen durch zusätzliche Einrichtungen ein Vollhub des Ventilkegels trotz der zunehmenden
Federspannung innerhalb der zulässigen Grenze der Kesseldruckerhöhung erreicht wird.
Ent-,veder bringt man über dem Ventilkegel einen Kolben arl, aus dessen Zylinderraum
beim Ausströmen des Dampfes die Luft abgesaugt wird, so daß ein Unterdruck entsteht,
der die Öffnungskraft des Kegels erhöht, oder man bringt über der Dichtungsfläche
des Kegels nach außen eine radförmig vergrößerte Fläche an, auf die der ausströmende
Dampf einen Druck ausübt.
-
Es ist ,auch bereits eine Bauart bekanntgeworden, bei der die Feder
auf den Scheitelpunkt eines in der Längsachse des Ventiltellers angeordneten Kniehebelpaares
wirkt. dessen Übersetzungswirkung bei zunehmender Ausknickung des Kniehebels infolge
Offnens des Ventiltellers abnimmt, so daß der auf dem Ventilkegel lastende Dampfdruck
die bei der Hubbewegung eintretende Steigerung der Federspannung überwinden kann.
-
Bei den beiden zuerst beschriebenen Einrichtungen tritt jedoch die
tatsächliche Hochhubwirkung nicht immer zuverlässig ein, sei es, weil sich die bewegten
Teile klemmen oder die Verschiedenheit der ausströmenden Dampfmenge die Öffnungskraft
ungünstig beeinflußt. Bei der zuletzt erwähnten Bauart ist eine besonders große
Blauhöhe notwendig,
die die Anwendung bei beschränkten Raumverhältnissen,
wie sie vor allem bei beweglichen Dampfkesseln (z. B. Lokomotiven mit Rücksicht
auf das Brückenprofil) vorliegen, nicht immer möglich machen. Außerdem bedingt die
Benutzung eines Kniehebels eine besonders große Anzahl von Gelenkstellen zur Übertragung
der Federkraft, wobei als be-e sonderer Nachteil eine starke Veränderung des auf
den Ventilteller wirkenden Schließdruckes bei geringster Abnutzung der Gelenkstellen
in Erscheinung tritt. Während also in der Schlußstellung des Sicherheitsventils
der Kniehebel nahezu geradegestreckt ist, bewirkt jede Abnutzung der Gelenkstellen
eine sehr starke Änderung der Schließkraft, so daß nach einiger Benutzungszeit bei
einem solchen Ventil die Gefahr besteht, daß der höchst zulässige Abblasedruck wesentlich
überschritten wird.
-
Diese Nachteile der bisher bekannten Bauarten sollen durch die sich
auf Sicherheitsventile für beweglicheDampfkessel .beziehende Erfindung vermieden
werden. Ähnlich wie bei der zuletzt erwähnten bekannten Bauart, bei der die Feder
durch ein Kniehebelsystem auf den Kegel wirkt, ist beim Gegenstand der Erfindung
die Schließfeder etwa senkrecht zur Mittelachse des Ventilkegels angeordnet, aber
nicht durch einen Kniehebel, sondern durch einen in nachstehend beschriebener Weise
besonders geformten Winkelhebel mit dem Ventilkegel verbunden. Durch eine im Verhältnis
zur Hauptfeder sehr schwache Zusatzfeder kann außerdem erreicht werden, daß bei
geringer Überschreitung des Druckes im Kessel der Ventilkegel nur wenig öffnet,
während bei .größerer Überschreitung des Kesseldruckes (z. B. um die zulässigen
io°/o des Kesseldruckes) der Vollhub des Ventilkegels sicher in Tätigkeit tritt.
Mit dem Erfindungsgegenstand soll bei geringer Bauhöhe des ganzen Ventils erreicht
werden, daß bei der Hubbewegung des Ventilkegels der Hebel, mit dem die Federkraft
auf den Winkelhebel wirkt, bei sich öffnendem Ventil annähernd in dem gleichen Verhältnis
verkürzt wird, in dem die FedersPannung infolge der Zusammenpressung der Feder zunimmt.
-
In Abb. i ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Der
Ventilkegel a wird unter Zwischenschaltung eines Druckstößels b durch einen Winkelhebel
C gegen seinen Sitze gepreßt. Der Winkelhebel ist durch eine Feder f belastet, deren
Spannung durch eine Schraube ä eingestellt werden kann. Die Feder f, deren Längsachse
etwa senkrecht zur Mittelachse des Ventilkegels liegt, ist an der.Regelungsschraubeg
kugelig oder auf Schneide in einem Gelenk h gelagert. Die Lagerung, durch welche
die Kraft der Feder auf den Winkelhebel an der Stelle i übertragen wird, ist ebenfalls
kugelig ausgebildet. Der eine Arm k des Winkelhebels c schwingt mit -seiner Mittelachse
um das gleiche Maß von der durch die Mitte der Lagerung gehenden Waagerechte nach
unten und nach oben, so daß der Kreisbogenausschlag in der Achsenrichtung des Ventilkegels
nur gering ist (Maß k i). Der Winkel a (Abb. i") zwischen den Armen
l und k des Hebels c sowie der Winkel, den die Längsachse der Feder
mit dem an der Feder angreifenden Hebelarm l bildet und der Winkel, den die Achse
des Ventilkegels .mit dem ihn beeinflussenden Hebelarm k bildet, sind erfindungsgemäß
so groß bemessen, daß der Gelenkpunkt i beim Öffnen des Ventilkegels a ein schräg
nach unten zur Längsachse der Feder geneigtes Kreisbogenstück il .beschreibt.
-
Dadurch greift die Federkraft bei vollgeöffnetem Ventilkegel (Abb.
2) an einem wesentlich verkürzten Hebelarm in, (Abb. i") an, bei geschlossenem Kegel
dagegen an dem größeren Kegelarm yrt.. Hierdurch wird erreicht, daß die Änderungen
des Wirkhebel die durch die Zusammenpressung der Feder entstehende Spannungsänderung
ausgleicht, so daß also auch bei größerem Ventilhub die auf den Ventilkegel wirkende
Schließkraft gleichbleibt. Der Dampfdruck, der von unten gegen den Ventilkegel wirkt,
ist dadurch in der Lage, den Ventilkegel voll zu öffnen.
-
In Abb. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem
über dem Ventiikegel erfindungsgemäß eine Zusatzfeder n angeordnet ist, deren Spannungszustand
(Vorspannung) durch ein Schließen derselben so eingestellt werden kann, daß zwischen
der Auflagefläche p des Hebels k und dem Druckbolzen q ein Zwischenraum
r entsteht. Beim Öffnen des Ventilkegels a durch den Kesseldruck wirkt die
Kegelkraft zunächst nur gegen den Hebel k, nach Öffnen des Kegels um das Maß r aber
auch ;gegen den Druckbolzen q.
Wenn der Kesselüberdruck nur gering ist, kommt
dadurch die Bewegung des Ventilkegels a zum Stehen. Ist der Überdruck aber hoch
(also die Dampfentwicklung sehr stark), so wird die Kraft der Feder n überwunden
und der Ventilkegel voll geöffnet.