DE815800C

DE815800C - High-lift safety valve that blows off in several lift stages

Info

Publication number: DE815800C
Application number: DEP14575D
Authority: DE
Inventors: Hans Richter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1946-07-01
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1951-10-04

Description

Hochhub-Sicherheitsventil, das in mehreren Hubstufen abbläst Beim Abblasen von Dampfkessel-Sicherheitsventilen, vor allem bei solchen, die mit vollem Hub öffnen (sog. Hochhub-Sicherheitsventile), tritt ein sehr starkes Geräusch auf, da die austretende Dampfmenge sehr groß ist. Bei einem Sicherheitsventil muß der Sitzquerschnitt so groß bemessen werden, daß ein Überschreiten des Kesseldrucks auch bei höchster Dampferzeugung und völligem Aufhören des Dampfverbrauchs unmöglich ist. Die entsprechend diesem großen Sitzquerschnitt und dem starken Druckgefälle ausblasende Dampfmenge führt sehr oft zu einem Überreißen von Wasser, so daß das Sicherheitsventil spuckt. Die mit dem Abblasen so großer Dampfmengen verbundene plötzliche Druckverringerung führt zu Temperatursenkungen, die wiederum Wärmespannungen zur Folge haben.High-lift safety valve that blows off in several lift stages Blowing off steam boiler safety valves, especially those with full Open stroke (so-called high-lift safety valves), there is a very loud noise, because the amount of steam escaping is very large. In the case of a safety valve, the Seat cross-section should be dimensioned so large that the boiler pressure is exceeded impossible even with maximum steam generation and complete cessation of steam consumption is. The corresponding to this large seat cross-section and the strong pressure gradient The amount of steam that is blown out very often leads to the water being torn over, so that the Safety valve spits. The one associated with blowing off such large amounts of steam A sudden decrease in pressure leads to a drop in temperature, which in turn leads to thermal stresses have as a consequence.

Wenngleich das Sicherheitsventil einen so großen Querschnitt aus den genannten Gründen haben muß, so ist doch in vielen Fällen der Überschuß an Dampferzeugung nicht so groß, daß zum Abblasen der übererzeugten Dampfmenge der volle Querschnitt des Sicherheitsventils erforderlich ist. Bei den bisher bekanntgewordenen Hochhub-Sicherheitsventilen öffnet sich aber beim Überschreiten des normalerweise zulässigen Kesseldrucks in jedem Falle das Sicherheitsventil mit volleng Querschnitt. Nur bei ganz geringer Überschreitung des normalen Kesseldrucks öffnen manche Hochhub-Sicherheitsventile zuerst mit ganz geringem Hub (sog. Vorblasen), da dann die ausströmende Dampfmenge noch nicht ausreicht, um die Hochhubeinrichtungen (Zusatzfläche oder Hochhubkammer) wirksam zu machen. Die bei diesem Vorblasen austretende Dampfmenge ist aber so klein, daB in den meisten Fällen, also auch bei verhältnismäßig geringer Dampfübererzeugung, der Kesseldruck weiter ansteigt und dann das Sicherheitsventil voll öffnet, wodurch die vorerwähnten Nachteile entstehen.Although the safety valve has such a large cross-section from the must have mentioned reasons, so in many cases there is an excess of steam generation not so large that the full cross-section is used to blow off the excess amount of steam of the safety valve is required. With the high-lift safety valves that have become known so far but opens when the normally permissible boiler pressure in is exceeded In any case, the safety valve with a fully narrow cross-section. Only at a very low level If the normal boiler pressure is exceeded, some high-lift safety valves open first with a very small stroke (so-called pre-blowing), because then the amount of steam flowing out not yet sufficient to accommodate the high-lift devices (additional surface or high-lift chamber) to make it effective. The amount of steam escaping during this pre-blowing is so small that that in most cases, i.e. also with relatively low steam overproduction, the boiler pressure continues to rise and then the safety valve is full opens, whereby the aforementioned disadvantages arise.

Durch die vorliegende Erfindung sollen nun die Schwierigkeiten beseitigt werden, die dadurch entstanden, daß auch bei geringer Dampfübererzeugung ein starkes Abblasen der Sicherheitsventile erfolgte. Erfindungsgemäß bläst das Sicherheitsventil nicht mehr plötzlich mit vollem Hub, sondern in zwei oder mehreren Hubstufen (außer der Vorblasstufe) ab. Wenn die Dampfübererzeugung nur gering ist, öffnet das Sicherheitsventil nur mit einem Bruchteil, beispielsweise nur mit '/2 oder '/4 des vollen Hubs, und erst bei steigender Dampfübererzeugung und entsprechend steigendem Kesseldruck mit größerem Hub. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die auf den Ventilkörper in Ventilschließrichtung wirkende Kraft während der Hauptöffnungsbewegung des Ventils, also auch abgesehen von einem gegebenenfalls vorgesehenen Vorblasestadium, absatzweise wächst. Vorzugsweise werden dem während des Hauptöffnens allmählich wachsenden Gegendruck bei ein oder mehreren vorbestimmten Hubhöhen zusätzliche Gegendrücke sprunghaft überlagert. Konstruktiv kann man dies beispielsweise dadurch erreichen, daß außer der normalen, den Öffnungsdruck des Sicherheitsventils bestimmenden Schließfeder oder dem Belastungsgewicht eine oder mehrere Zusatzfedern oder Zusatzbelastungsgewichte angeordnet sind, die aber so eingebaut sind, daß sie erst bei Erreichen eines gewissen Teils des Ventilhubs ihre Kraft direkt oder mittelbar auf den Ventilteller des Sicherheitsventils ausüben. Von der Hubstellung an, bei der die zusätzliche Feder oder das zusätzliche Gewicht wirksam wird, muß der ausströmende Dampf einen weiteren Druck überwinden, bevor das Ventil weiter öffnet. Zur Ausübung dieses höheren Drucks ist er bei richtiger Bemessung der zusätzlichen Belastungsfeder oder des Belastungsgewichts nicht in der Lage, bevor nicht eine zusätzliche Steigerung des Kesseldrucks stattgefunden hat. Diese zusätzliche Steigerung des Kesseldrucks kann aber erst dann eintreten, wenn die Dampfübererzeugung stärker ist als die Dampfmenge, die bereits durch das teilweise geöffnete Sicherheitsventil abbläst.The present invention is now intended to eliminate the difficulties which resulted from the fact that even with a low level of excess steam generation, a strong The safety valves were blown off. According to the invention, the safety valve blows no longer suddenly with full stroke, but in two or more stroke stages (except the pre-blowing stage). If the excess steam generation is only slight, the safety valve opens only with a fraction, for example only with '/ 2 or' / 4 of the full stroke, and only when the excess steam generation increases and the boiler pressure increases accordingly larger stroke. This is achieved according to the invention in that the on the valve body Force acting in the valve closing direction during the main opening movement of the valve, thus also apart from a possibly provided pre-blowing stage, intermittently grows. Preferably, the counter-pressure gradually increases during the main opening with one or more predetermined lift heights, additional counter pressures jump superimposed. In terms of construction, this can be achieved, for example, by the fact that besides the normal closing spring that determines the opening pressure of the safety valve or the loading weight one or more additional springs or additional loading weights are arranged, but are built in so that they only when reaching a certain Part of the valve lift applies their force directly or indirectly to the valve disk of the safety valve exercise. From the stroke position, in which the additional spring or the additional Weight becomes effective, the escaping steam must overcome a further pressure, before the valve opens further. He is right to exercise this higher pressure Dimensioning of the additional loading spring or loading weight not in before an additional increase in the boiler pressure has taken place Has. This additional increase in boiler pressure can only occur if the over-generation of steam is greater than the amount of steam already generated by the partially open safety valve blows off.

Das entsprechend der Erfindung gestaltete Sicherheitsventil öffnet also erst dann mit stärkerem oder vollem Hub, wenn tatsächlich eine so starke Dampfübererzeugung vorliegt, daß dieses starke Offnen des Sicherheitsventils erforderlich ist.The safety valve designed according to the invention opens so only then with a stronger or full stroke, when actually such a strong steam overproduction it is present that this strong opening of the safety valve is necessary.

In den meisten Fällen ist die Dampfübererzeugung nur gering und demzufolge öffnet das erfindungsgemäß ausgebildete Sicherheitsventil dann auch nur mit einem Teil seines Hubs. Es tritt dann auch nur ein Teil der Dampfmenge aus, die bei voller Öffnung des Sicherheitsventils entweichen würde. Dementsprechend ist das Abblasegeräusch gering. Auch das bei starkem Abblasen des Dampfes entstehende Mitreißen von Kesselwasser unterbleibt, ebenso die schroffe Drucksenkung und die damit verbundenen Temperatursenkungen, so daß der Dampfkessel geschont wird. Andererseits ist die Sicherheit des Kesselbetriebs gewährleistet, da das Sicherheitsventil bei genügendem Ansteigen des Dampfdrucks, also dann, wenn eine wirklich starke Dampfiibererzeugung vorliegt, wie jedes andere Sicherheitsventil mit vollem Hub öffnet.In most cases the overproduction of steam is only small and consequently The safety valve designed according to the invention then opens with only one Part of its hub. In this case, only part of the amount of steam that is emitted at full Opening of the safety valve would escape. The blow-off noise is accordingly small amount. Also the entrainment of boiler water that occurs when the steam is blown off heavily does not occur, as does the abrupt pressure drop and the associated temperature drop, so that the steam boiler is spared. On the other hand, there is the safety of the boiler operation guaranteed, as the safety valve, if the steam pressure rises sufficiently, that is, when there is really strong steam overproduction, like any other Safety valve opens with full stroke.

In Fig. i ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens dargestellt. In dem Ventilsitz a ist der Ventilteller b geführt, der über eine Kugel c und einen Federteller d durch die Hauptfeder e gegen die Dichtfläche des Sitzes a gedrückt wird. Die Spannung der Hauptfeder e wird über einen zweiten Federteller f durch eine Druckschraube g derart eingestellt, daß das Sicherheitsventil bei dem vorgeschriebenen Kesseldruck zu öffnen beginnt (Vorblasestellung). Gegen den gegenüber dem Durchmesser des Ventiltellers b größeren Federteller d (oder gegen einen Absatz am Ventilteller, je nach der gewählten Ausführung) strömt der Dampf und übt dabei bei ausreichend hohem Kesseldruck (nach Beendigung des Vorblasens) eine zusätzliche Kraft aus, die durch den Abstand der Wand lt von dem Rand des Federtellers d beliebig bemessen werden kann. Diese zusätzliche Kraft ist in der Lage, die beim Öffnen des Ventils zunehmende Federkraft zu überwinden, so daß die bekannte Hochhubwirkung eintritt. Außer der Hauptfeder e, die auch mehrteilig sein kann, ist eine Zusatzfeder k angeordnet, die nach unten gegen einen Federteller l drückt, der durch einen Ansatz yn und eine Bundmutter n in einem Führungsstück o so gehalten ist, daß der Ventilteller b sich um das Maß p heben kann, bevor sich die Kraft der Zusatzfeder k auf den Ventilteller b auswirkt. Bei weiterem Offnen des Sicherheitsventils über das Maß p hinaus muß also durch den Dampfdruck die Summe der Kräfte der Federn e und k überwunden werden.In Fig. I an embodiment of the inventive concept is shown. In the valve seat a, the valve plate b is guided, which is pressed via a ball c and a spring plate d by the main spring e against the sealing surface of the seat a. The tension of the main spring e is adjusted via a second spring plate f by a pressure screw g in such a way that the safety valve begins to open at the prescribed boiler pressure (pre-blow position). The steam flows against the spring plate d, which is larger than the diameter of the valve plate b (or against a shoulder on the valve plate, depending on the design selected) and, if the boiler pressure is high enough (after the pre-blowing has ended), it exerts an additional force due to the distance the wall lt can be dimensioned as desired from the edge of the spring plate d. This additional force is able to overcome the spring force, which increases when the valve is opened, so that the known high-lift effect occurs. In addition to the main spring e, which can also be made up of several parts, an additional spring k is arranged, which presses down against a spring plate l , which is held by a shoulder yn and a collar nut n in a guide piece o so that the valve plate b is around the Dimension p can be raised before the force of the additional spring k affects the valve disk b. If the safety valve is opened further beyond the dimension p, the sum of the forces of the springs e and k must be overcome by the steam pressure.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Führungsstück o mit einem Flansch q versehen, der zwischen den Federteller f und das obere Ende der Feder e geklemmt ist, so daß eine weitere Befestigung nicht erforderlich ist.In the illustrated embodiment, the guide piece is o provided with a flange q between the spring plate f and the upper end the spring e is clamped so that further fastening is not required.

Die Wirkungsweise geht aus dem schon in der Beschreibungseinleitung Gesagten hervor. Der Ventilteller b öffnet sich unter Einwirkung des Dampfdrucks auf den Ventilteller und auf die Hochhubzusatzfläche vorerst nur um das Maß p, da durch die Kraft der Feder k ein weiteres Offnen des Sicherheitsventils verhindert wird, wenn nicht der Kesseldruck weiter ansteigt, und zwar derart, daß er auch die Kraft der Feder k noch zusätzlich überwinden kann. Es entsteht also ein Öffnungsdiagramm, wie es in Fig. z gezeigt ist. Längs der Abszisse wächst in Richtung des Pfeiles K der Kesseldruck, längs der Ordinate in Richtung des Pfeiles H die Hubhöhe des Ventils. Auf das durch die Linie A-B gekennzeichnete Vorblasen (mit ganz geringem Hub) folgt der erste Teilhub nach der Linie B-C, woraufhin, wenn keine weitere Drucksteigerung im Kessel erfolgt, das Ventil nach der gestrichelten Linie C-G schließt.The mode of action is based on the introduction to the description Said. The valve disk b opens under the action of the steam pressure on the valve disc and on the additional high-lift surface initially only by the dimension p, da further opening of the safety valve is prevented by the force of the spring k is, if the boiler pressure does not continue to rise, in such a way that it also the Force of the spring k can also overcome. So the result is an opening diagram, as shown in Fig. z. Grows along the abscissa in the direction of the arrow K is the boiler pressure, along the ordinate in the direction of arrow H is the lifting height of the Valve. On the pre-blowing marked by the line A-B (with very little Stroke) the first partial stroke follows after the line B-C, whereupon, if there is no further pressure increase takes place in the boiler, the valve closes according to the dashed line C-G.

Steigt dagegen der Kesseldruck um den Be- ' trag C-D weiter an, so öffnet das Sicherheitsventil um den zweiten Teil des Hubs D-E und schließt, nachdem die übererzeugte Dampfmenge abgeblasen ist, gemäß der Linie E-F-G.If, on the other hand, the boiler pressure continues to rise by the amount C-D, so opens the safety valve by the second part of stroke D-E and closes, after this the excess amount of steam is blown off, according to the line E-F-G.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist nur eine einzige Zusatzfeder dargestellt. Es können auch zwei oder inelirere Zusatzfedern vorgesehen werden, wenn die Betriebsart des Dampfkessels dies erfordert. Im allgemeinen wird aber eine Zusatzfeder ausreichend sein.In this embodiment, only a single additional spring is shown. It is also possible to use two or more inelirere additional springs, if the operating mode of the steam boiler this requires. In general, however, an additional spring is sufficient be.

Fig.3 zeigt noch ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Hauptbelastungsfeder als Drehstabfeder ausgebildet ist, die Zusatzfeder dagegen als Spiralfeder. Die Wirkungsweise ist sinngemäß die gleiche wie die in Fig. i dargestellte Ausführung. An die Stelle der Drelistabfeder kann auch ein Belastungsgewicht treten, ebenso wie auch die Zusatzfeder durch ein Belastungsgewicht ersetzt werden kann.3 shows another embodiment in which the main loading spring is designed as a torsion bar, the additional spring, however, as a spiral spring. the The mode of operation is analogously the same as the embodiment shown in FIG. A loading weight can also take the place of the Drelistabfeder as well as the additional spring can be replaced by a loading weight.

Claims

PATENT CLAIMS: i. With or without pre-blowing high-lift safety valve, characterized in that the force acting on the valve body in the valve closing direction increases intermittently during the main opening movement of the valve, i.e. also apart from a possibly provided pre-blowing stage.

2. High-lift safety valve according to claim i, characterized in that gradually during the main opening growing counter pressure acting on the valve body at one or more predetermined ones Lifting heights additional counterpressures are suddenly superimposed.

3. High-lift safety valve according to Claim i, which blows off in several stroke stages, characterized in that besides the main load spring, if necessary consisting of several springs nested into one another or the main loading weight one or more additional loading springs or additional loading weights are provided, which are arranged so that they only apply their force to the valve disc of the safety valve when it has covered part of its stroke Has.

4. High-lift safety valve according to claim 3, characterized in that the Additional spring acts on a lower spring plate, which has an attachment in a guide piece slides with its upper flange-like part between the spring plate and the upper end of the main loading spring is arranged, the lower spring plate the additional spring carries a collar nut or other extension piece, which the Movement of the lower spring. plate of the additional spring limited downwards so that the valve disk of the safety valve or its intermediate elements only then against push the lower spring plate of the auxiliary spring if the valve plate already has a Has covered part of its stroke.

5. High-lift safety valve according to claim 3 and 4, characterized in that the main loading spring is a torsion bar spring and the additional spring are designed as a cylindrical spring.