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Mehrstufige Regeldüse Die Erfindung bezieht sich auf mehrstufige Regeldüsen,
insbesondere zum Ableiten von Dampfwasser aus dampfgefüllten Räumen, bei denen jede
folgende Stufe der mehrstufigen Regeldüse einen größeren engsten Öffnungsquerschnitt
aufweist als die vorhergehende Stufe und wobei hinter dem engsten Öffnungsquerschnitt
einer jeden Stufe eine Erweiterung vorgesehen ist, deren Erweiterungswinkel im Vergleich
zur Lavaldüse groß sein kann und die einen größten Öffnungsquerschnitt aufweisen
kann, der um ein Mehrfaches größer ist als der engste Öffnungsquerschnitt der nachfolgenden
Stufe. Aufgabe der Erfindung ist die zweckmäßige Weiterentwicklung der Verwirklichung
dieser an sich bereits bekannten und sich als vorteilhaft erwiesenen Ausgestaltung
mehrstufiger Regeldüsen.
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Gemäß der Erfindung wird eine besonders vorteilhafte Weiterentwicklung
darin gesehen, daß hintereinandergeschaltete Platten vorgesehen sind, deren jede
eine Stufe darstellt, wobei die engsten Öffnungsquerschnitte einer jeden Stufe als
den Plattenboden durchdringende Bohrungen und die sich an den jeweiligen engsten
Öffnungsquerschnitt einer jeden Stufe anschließenden Erweiterungen als Kanäle von
innerhalb jeder Stufe gleichbleibender oder annähernd gleichbleibender Tiefe ausgebildet
sind. Die diese erfindungsgemäßen Merkmale aufweisenden mehrstufigen Regeldüsen
stellen ein Düsenband besonders kurzer, gedrungener Bauart dar, das alle diejenigen
Vorteile aufweist, die mehrstufige Regeldüsen vorbeschriebener Art auszeichnen,
und das besonders dort vorteilhaft zur Anwendung kommen kann, wo infolge Raum- und
Platzmangel nur eine Regeldüse kurzer, gedrungener Bauart untergebracht werden kann.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der vorbeschriebenen Art von
Regeldüsen betrifft mehrstufige Regeldüsen, die sich gegenüber dem vorstehend
bereits
beschriebenen Düsenband dadurch auszeichnen, daß ihre Leistung entsprechend den
jeweils vorliegenden Betriebsverhältnissen, und zwar auch während des Betriebes
einreguliert werden kann, und bei denen die einzelnen Stufen aus je einem ringförmigen
Außenkörper mit sich konisch in Durchflußrichtung erweiternder Bohrung und aus einer
axial verschiebbaren Düsennadel mit einem derart gestalteten Düsenkern für jede
Stufe bestehen, daß die engsten Öffnungsquerschnitte jeder Stufe und die Öffnungsquerschnitte
der anschließenden Erweiterungsräume Ringflächen bilden, die sich bei einer axialen
Verschiebung der Düsennadel in konstantem oder annähernd konstantem Verhältnis zueinander
vergrößern bzw. verkleinern, und wobei nun erfindungsgemäß vorgeschlagen wird, daß
auf jeden ringförmigen Außenkörper einer jeden Stufe eine an sich bekannte, beispielsweise
zylindrische Ringkammer folgt, die in an sich gleichfalls bekannter Weise in Durchmesser
und Länge mindestens so groß bemessen ist, daß in ihr bei ganz aus den ringförmigen
Außenkörpern herausgezogenen Düsenkernen keine Querschnittsverengung gegenüber dem
freien Öffnungsquerschnitt des vorhergehenden ringförmigen Außenkörpers entsteht.
Die diese erfindungsgemäß kombinierten Merkmale aufweisende mehrstufige Regeldüse
zeichnet sich ebenfalls durch alle die Vorteile aus, die mehrstufige Regeldüsen
kennzeichnen, bei denen jede folgende Stufe der Regeldüse einen größeren engsten
Öffnungsquerschnitt aufweist als die vorhergehende Stufe. Darüber hinaus gestattet
die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Regeldüse aber auch, und zwar .auch während
des Betriebes, eine haargenaue, einwandfreie Einregulierung auf die jeweils vorliegenden
Betriebsverhältnisse, ohne daß sich an den Querschnittsverhältnissen und damit an
der Regelfähigkeit der Düse an sich irgend etwas ändert.
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In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung mit
weiteren Verbesserungen und Vereinfachungen dargestellt. Es zeigt Abb. z einen Längsschnitt
durch eine mehrstufige Regeldüse, bei der die einzelnen Stufen aus mehreren hintereinandergeschalteten
und mit Bohrungen und Kanälen versehenen Platten bestehen, Abb. ä einen Querschnitt
durch die Regeldüse längs der Linie I-I der Abb. z, Abb. 3 einen Querschnitt durch
die Regeldüse längs der Linie II-II der Abb. z, Ab b. q. einen Längsschnitt durch
eine mehrstufige Regeldüse mit axial verschiebbarer Düsennadel, Abb. 5 einen Längsschnitt
durch eine andere Ausgestaltung einer mehrstufigen Regeldüse mit axial verschiebbarer
Düsennadel.
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In der Abb. r sind die jeweils eine Stufe der Regeldüse enthaltenden
Platten Al, A2, A3, A4 mittels eines Schraubenbolzens F, der zwecks leichter Ausrichtung
der einzelnen Platten Al bis A4 zweckmäßig als Vierkantbolzen ausgebildet ist, fest
aufeinander und auf die Abschlußwand B gepreßt, die mit einer Öffnung E für das
Abfließen des Dampfwassers versehen ist. Die den jeweiligen Boden der Platten Al,
A2, A3, A4 durchdringenden Bohrungen G1, G2, G3, G4 stellen jeweils die engsten
Öffnungsquerschnitte der einzelnen Stufen der mehrstufigen Regeldüse dar, wobei
der Durchmesser der einzelnen Bohrungen G1, G2, G3, G4 derart gewählt ist, daß derselbe
von Stufe zu Stufe größer ist. Die sich dem engsten Öffnungsquerschnitt G1, G2,
G3, G4 einer jeden einzelnen Stufe jeweils anschließende Erweiterung ist durch die
in die Platten Al bis. A4 eingearbeiteten Kanäle Hl, H2, H3 und H4 verwirklicht,
die im gezeichneten Beispiel in jeder Platte bzw. Stufe gleichbleibende Tiefe besitzen.
Eine besonders einfache Herstellung der Platten Al bis A4 selbst oder der für ihre
Herstellung' erforderlichen Gußmodelle oder Preßgesenke ergibt sich dadurch, daß
die seitlichen Begrenzungsflächen der Erweiterungskanäle Hl bis H4 im Querschnitt
j e zwei exzentrisch zueinander liegende Kreise darstellen, wie aus den Abb. 2 und
3 für die Platten Al und A2 ersichtlich, wobei der kleinste Abstand der beiden Kreise
einer jeden Stufe jeweils an der Stelle der den Plattenboden durchdringenden Bohrungen
G1 bis G4 liegt. Der Verlauf der .Düsenquerschnitte ist also folgender: Engster
Querschnitt der ersten Stufe ist die Bohrung G1, darauf folgt im Kanal Hl eine Gabelung
nach rechts und links mit infolge der Exzentrizität der beiden im Querschnitt durch
Kreise gekennzeichneten begrenzenden Flächen ständig zunehmendem Querschnitt. Darauf
folgt der in die zweite Platte A2 eingearbeitete engste Querschnitt G2 der zweiten
Stufe, auf dem wiederum eine Erweiterung im Ringkanal H2 folgt usf. Um bei gleichbleibenden
Außendurchmessern der vier Platten Al bis A4 den Querschnitt der Erweiterungskanäle
Hl bis H4 entsprechend der Zunahme der Querschnitte der Bohrungen G1 bis G4 zunehmen
lassen zu können, erhalten die Erweiterungskanäle H1 bis H4 von Stufe zu Stufe zunehmende
Tiefe und damit die Platten Al bis A4 bei zweckmäßig gleichbleibender Bodenstärke
zunehmende Gesamtstärke. Hierdurch ist eine besonders wirtschaftliche Fertigung
ermöglicht, weil entweder sämtliche Platten Al bis A4 aus einem völlig gleichen
Rohling lediglich durch verschieden starkes Abdrehen hergestellt werden können,
oder aber es können mit dem gleichen Preßwerkzeug bei Verwendung lediglich vier
verschiedener Stempel die Rohlinge der vier verschiedenen Platten Al bis A4 mit
deren richtigen Gesamtstärken und mit den richtigen Tiefen der Erweiterungskanäle
Hl bis H4 hergestellt werden.
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Abb. q. zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel eine mehrstufige, im
gewählten Beispiel für ein hohes Druckgefälle bestimmte sechsstufige Regeldüse,
bei der die Stufen aus je einem ringförmigen Außenkörper Il, T2, 1,31 141 1" bzw.
1s mit sich konisch in Durchflußrichtung erweiternder Bohrung bestehen und aus einer
axial verschiebbaren Düsennadel K mit je einem derart gestalteten Düsenkern K1 bis
K6 für jede Stufe, daß die engsten Querschnitte jeder Stufe und die Querschnitte
der
anschließenden Erweiterungsräume als Ringflächen entstehen,
die sich bei axialer Verschiebung der Düsennadel K in konstantem oder annähernd
konstantem Verhältnis zueinander vergrößern bzw. verkleinern. Das neue Merkmal ist,
daß auf jeden ringförmigen Außenkörper 11 bis JE einer Stufe eine beispielsweise
zylindrische Ringkammer L1 -bis L6 folgt, dlie in Durchmesser und Länge mimdestens
so groß bemessen ist, daß in ihr bei ganz aus den ringförmigen Außenkörpern J1 bis
J6 herausgezogenen Düsenkernen K1 bis K6 keine Querschnittsverengung gegenüber dem
freien Querschnitt des vorhergehenden ringförmigen Außenkiirpers J1 bis T6 entsteht.
Diese Bauart bietet einerseits die Möglichkeit, daß die Regeldüse durch mehr oder
weniger tiefes Hereinschrauben der Düsennadel K mit ihren Düsenkernen K1 bis K6
in den jeweiligen ringförmigen Außenkörper J1 bis J6 (in Abb. q. auf der rechten
Seite dargestellt) in weiten Grenzen dem jeweiligen Anfall von Dampfwasser angepaßt
werden kann. Bei ganz aus den ringförmigen Außenkörpern J1 bis J6 herausgeschraubten
Düsenkernen K1 bis KE (in Abb. q. auf der linken Seite dargestellt) können weiterhin
etwa beim Inbetriebsetzen einer kalten Dampfanlage anfallende, besonders große Dampfwassermengen
abgeleitet und die in die angeschlossenen Rohrleitungen und Apparate, z. B Wärmeaustauscher,
sowie insbesondere auch in die Ringquerschnitte der Stufendüse selbst etwa hineingeratene
Schmutz- oder Rostteilchen ausgeblasen werden. Die nicht gezeichnete Verlängerung
der Düsennadel K kann hierzu etwa wie bei einem Absperrventil mit Gewinde versehen,
durch eine Stopfbuchse aus dem in der Abbildung angedeuteten Gehäuse M herausgeführt,
mit einem Handrad und mit einer Anzeigevorrichtung versehen sein. Hierdurch ist
eine bequeme Bedienung und die Möglichkeit gegeben, von außen zu erkennen, in welcher
Lage sich die Düsennadel K befindet. Darüber hinaus kann die äußere Verlängerung
der Düsennadel K mit einem derart angeordneten verstellbaren Anschlag, etwa zwei
Gegenmuttern, ausgerüstet sein, daß die Düsennadel K immer ohne weiteres in Öffnungsrichtung
in die links gezeichnete Ausblasestellung geschraubt werden kann, in Schließrichtung
jedoch nur irreine einmal genau eingestellte, rechts . gezeichnete Betriebsstellung,
wodurch ein erneutes exaktes Einstellen nach jedem Ausblasen überflüssig wird.
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Abb. 5 zeigt ein weiteres, für geringere Betriebsverhältnisse gedachtes
und in der Fertigung einfaches Ausführungsbeispiel, beispielsweise eine dreistufige
Düse, wiederum mit einer axial verschiebbaren Düsennadel K, mit je einem Düsenkern
KI bis K3, mit je einem ringförmigen Außenkörper J, bis 1, und je einer dem
ringförmigen Außenkörper hintergeschalteten Ringkammer L1 bis L3 größeren Ouerschnittes
für jede Stufe. Der Unterschied gegenüber dem Beispiel nach Abb. a. besteht im wesentlichen
darin, daß die ringförmigen Außenkörper J1 bis J3 zylindrische Bohrungen aufweisen
und unter sich vollkommen gleich sind, wobei die Düsenkerne KI bis K, als Kegel
ausgebildet sind, deren größter Außendurchmesser mit dem Durchmesser der zylindrischen
Bohrungen der ringförmigen Außenkörper 1, bis 1, übereinstimmt und
deren Kegelneigung von Stufe zu Stufe zunimmt. Es ist offensichtlich, daß bei richtiger
Auswahl der Kegelneigungen der einzelnen Düsenkerne K1 bis K3 die geforderte Zunahme
der engsten Düsenquerschnitte von Stufe zu Stufe erreicht wird, und zwar in jeder
Stellung der Düsennadel K, solange sich deren Kerne K1 bis K3 im Bereich der ringförmigen
Außenkörper 1, bis 1, befinden (wie in Abb. 5 rechts gezeichnet) und
nicht etwa in der links gezeichneten Ausblasestellung. Diese Ausführung wird in
der Herstellung besonders billig einerseits durch die völlig gleiche und einfache
Gestalt der ringförmigen Außenkörper T1 bis 1, und weiterhin dadurch, daß die seitlichen
Begrenzungen der Ringkammern L1 bis L3 durch einfache Distanzrohre 01 bis
0" gebildet werden können. Damit die beiden Endlagen der Düsennadel K (ganz verschlossene
Stufendüse bzw. Ausblasestellung) von außen leicht festgestellt werden können, kann
zweckmäßig an der Düsennadel K ein scheibenförmiger Ansatz P angeordnet werden,
der sich in Schließstellung gegen den untersten ringförmigen Außenkörper 1i anlegt
und in Ausblasestellung gegen einen etwa im Gehäuse des Ableiters angeordneten Anschlag
Q. Eine einfache Bauart ergibt sich ferner dadurch, daß die ringförmigen Außenkörper
11 bis 1, und die Distanzrohre 0,
bis 03 über eine gegen Verdrehung
gesicherte Mutter R für das auf der Düsennadel K vorgesehene Spindelgewinde und
über die zur Abdichtung des nach außen führenden Endes der Düsennadel K dienende
Stopfbuchsenpackung S durch eine Stopfbuchsenbrille T aufeinandergepreßt werden.
Auf diese Weise wird für die Befestigung sämtlicher Teile lediglich eine einzige
Schrauben-Verbindung benötigt, nämlich die zum Anziehen der Stopfbuchsenbrille
T erforderlichen Schrauben U.
Das Herauf- und Herunterschrauben der
Düsennadel K kann wie beim Ventil durch ein nicht gezeichnetes Handrad erfolgen.
Um eine mißbräuchliche Verstellung zu verhindern, kann die Bedienung auch über einen
Steckschlüssel erfolgen, der beispielsweise auf einen am äußeren Düsennadelende
angebrachten Vierkant h, auf das geschlitzte oder sonst zweckentsprechend ausgebildete
Düsennadelende aufgesetzt werden kann, wobei an der Stopfbuchsenbrille T ein so
weit nach oben gezogener Kragen W mit QuerbohTumgen. X an-
gebracht
sein kann, daß durch diese über der Düsennadel K zur Verhinderung der mißbräuchlichen
Betätigung ein plombierter Draht od. dgl. gezogen werden kann.