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Vorrichtung zur selbsttätigen Druckreglung von Gasen und Dämpfen in
Rohrleitungen Gegenstand der Erfindung bildet eine Vorrichtung zur selbsttätigen
Druckregelung von Gasen und Dämpfen in Rohrleitungen, in welchen es beispielsweise
darauf ankommt, den Hinterdruck des Gases oder Dampfes in der Leitung während des
Betriebes konstant zu halten.
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Bisher erfolgte die Druckregelung von Gasen und Dämpfen bei kleinen
Gas- oder Dampfdurchsätzen vermittels direkt wirkender Membranregler, während bei
großen Durchsätzen indirekt wirkende Regler angewendet werden mußten. Die ersteren
sind im Verwendungsbereich sehr stark begrenzt, weil die für die Verstellung großer,
d. h. schwerer Drosselorgane erforderlichen Verstellkräfte nicht mehr durch Membrankräfte
aufgebracht werden können. Aber auch in kleinen Leistungsbereichen haben die direkt
wirkenden Membranregler bei hohen Hinterdrücken (Gebrauchsdrücken) den Nachteil,
daß die Membranen hoch beansprucht werden und schnell verschleißen, so daß auch
von dieser Seite der Verwendungsbereich stark eingeschränkt ist. Auch sind die Membranen
der bekannten Regler ein stets sehr gefährdetes Element, das leicht unbrauchbar
werden kann.
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Infolge dieser Nachteile der direkt wirkenden Membranregler werden
in der Praxis indirekt wirkende Regler, d. h. solche mit Servomotoren, immer mehr
bevorzugt. Derartige hydraulische Regler
haben den Nachteil, daß
sie sehr teuer sind, da sie einer Drucköl- und Druckwasserpumpstation und zusätzlicher,
durchweg teurer elektrischer Energie bedürfen, um das Drucköl .bzw. Druckwasser
zu erzeugen, und da sie schließlich mit einer verwickelten Drucköl- oder Druckwassersteuerung
ausgerüstet werden müssen. Ferner bedürfen diese Regler einer besonders guten Wartung
durch geübte Feinmechaniker, da sie naturgemäß viele empfindliche Konstruktionselemente
haben.
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Alle diese Nachteile und Schwierigkeiten der bekannten direkt oder
indirekt wirkenden Regelvorrichtungen werden nach der Erfindung dadurch vermieden,
daß der Druckregelvorgang in einer oder mehreren Stufen durch den jeweiligen Differenzdruck
zwischen Vor- und Hinterdruck jeder Stufe unmittelbar bewirkt wird.
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Die Wirkung der Druckregelung kann erfindungsgemäß weiterhin noch
durch eine Druckvorabstufung des jeweiligen Vordruckes zusätzlich erhöht werden.
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Die Erfindung hat zunächst den Vorteil, daß sie eine Anwendung für
jeden beliebigen Durchsatz und jeden beliebigen Druck gestattet. Die Erfindung vermeidet
sowohl die Benutzung von Membrankräften mit ihren geschilderten Nachteilen als auch
die Benutzung von teuren Hilfskräften. Die Erfindung benutzt die im ungedrosselten
Gas oder Dampf vorhandene Energie zur Verstellung der Drosselorgane.
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Weiterhin wird gemäß der Erfindung nicht nur die Aufbringung zusätzlicher
teurer Energie erspart, sondern die bisher ungenutzte, in dem zu regelnden Gas oder
Dampf vorhandene Energie ausgenutzt.
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Mit der Erfindung wird auch der Vorteil erreicht, daß gegenüber den
bekannten Reglern der fallende oder steigende Hinterdruck das Druckregelorgan unmittelbar
beeinflußt, wodurch ein schnelles Ansprechen desselben gewährleistet ist.
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Auch besteht keine Gefahr des Überregelns, da der Anstieg des Hinterdruckes
sofort den gegenläufigen Regelvorgang einleitet. Weiterhin gestattet die Erfindung
eine Anwendung in beliebig vielen hintereinander folgenden Druckstufen, ohne in
jeder Stufe die bekannten einseitig hohen Membrandrücke durch Gegengewichte bzw.
die Momente der einseitigen hohen Membrandrücke durch entsprechende Gegenmomente
ausgleichen zu müssen, was bei den bekannten mehrstufigen Regelvorrichtungen die
getrennte Hintereinanderschaltung der Reglergehäuse und eine stufenweise Absicherung,
z. B. des Hochdruckreglers gegen den nachfolgenden Mitteldruckregler und des letzteren
gegen den Niederdruckregler, durch Sicherheitsventile bedingt, was bei der Erfindung
nicht erforderlich ist, weil sie nicht von Verstellkräfte bildenden, druckbegrenzten
Membranen abhängig ist.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung hat schließlich den Vorteil, daß
sie- die Ausnutzung von Membranverstellkräften nicht auszuschließen braucht, sondern
diese gegebenenfalls zusätzlich ausnutzen kann, und zwar durch die gleichzeitige
Anwendung der Vorschriften nach Anspruch i und 2, wobei die Membranen entgegen den
bekannten Ausführungen auf beiden Seiten von dem zu regelnden Gas oder Dampf beaufschlagt
werden, so daß Überbeanspruchungen der Membranen in jedem Falle ausgeschlossen sind.
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Eine Regelvorrichtung gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung in
Form zweier Ausführungsbeispiele dargestellt, und zwar zeigt Ab'b. i die schematische
Darstellung einer mehrstufigen Regelvorrichtung mit an Federn aufgehängten Ventilen
und Abb.2 eine einstufige Regelvorrichtung gemäß der Erfindung mit Druckvorabstufung
ebenfalls in schematischer Darstellung.
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Bei dem in Abb. i dargestellten Ausführungsbeispiel ist mit i das
Reglergebäuse bezeichnet, daß einen runden oder eckigen Querschnitt aufweisen kann.
Dasselbe ist durch zwei Querwände 2, 3 in drei Kammern 4 bis 6 unterteilt, von welchen
die Kammer ,4 als Eintrittskammer -und die Kammer 6 als Austrittskammer für das
zu regelnde Medium, Gas oder Dampf, dient. 7 ist der Eintritts- und 8 der Austrittsstutzen,
welche seitlich angeordnet sind; aber auch an irgendeiner anderen Stelle, beispielsweise
im Boden 9 bzw. im Deckel io des Gehäuses, angebracht sein können. Die Einrichtung
kann im letzten Falle so getroffen sein, daß die Regelvorrichtung im Bedarfsfalle
unmittelbar in eine senkrechte Rohrleitung eingebaut werden kann.
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Die -Querwände 2 und 3 sind mit mittleren Bohrungen 11, 12 versehen,
welche von den-Ventiltellern 13, 14 überlagert werden. Unterhalb der Ventilteller
13, 14 ist je ein rohrförmiger, nach unten offener Stutzen 15, 16 angebracht, von
welchen jeder durch drei Federn 17, 18 in Stellung gehalten wird.
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Die Ventilkörper i3, 15 und 14, 16 sind von unterschiedlicher Größe,
und zwar derart, daß der nachgeschaltete Ventilkörper größere Ausmaße als der vorgeschaltete
aufweist.
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Durch die Anordnung von zwei hintereinandergeschalteten Ventilkörpern
entstehen zwei Regelstufen. Statt dessen könnte die Regelvorrichtung mit einem oder
auch mehr als zwei Ventilkörpern ausgestattet werden, wodurch ein ein- oder mehrstufiges
Regelorgan erhalten wird.
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Die Betätigung der Ventilkörper erfolgt bei dem in Abb. i dargestellten
Ausführungsbeispiel lediglich, d. h. unmittelbar durch den vor und hinter dem Ventilkörper
sich ergebenden Differenzdruck, wobei dem Druckabfall in jeder nachfolgenden Stufe
beim Ausführungsbeispiel in der Mittelkammer 5 durch entsprechend größere Ventileinheiten
Rechnung getragen wird.
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Das Ausführungsbeispiel läßt ohne weiteres erkennen, daß im Gegensatz
zu den bekannten Reglern mit nicht vorher abgedrosseltem Vordruck gearbeitet wird.
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Das in Abb.2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von
dem vorgeschriebenen wesentlich dadurch, daß die Vorkammer durch
eine
den ganzen Querschnitt ausfüllende Membran icg unterteilt ist, in welche federnd
der Ventilstutzen 2o, der durch Federn 21 gehalten wird, mit Ventilteller 22 eingebunden
ist.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel sind in dem Ventilstutzen 20 zwischen
Membran i9 und Querwand 23 .Durchlässe 24 vorgesehen, die so bemessen sind, daß
eine Druckvorabstufung in dem Raum unterhalb der Querwand 23 entsteht. Hierdurch
wird es ermöglicht, sich von einem unerwünscht hohen Vordruck freizumachen.
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Das Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 zeigt einen einstufigen Regler.
Derselbe kann aber auch gewünschtenfalls als zwei- oder mehrstufiger Regler ausgebildet
sein, xvobei entweder sämtliche Stufen oder auch nur einzelne mit einer Vorabstufung
versehen sein können.