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Regelbares Ventil.
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Mittels einer der vorliegenden Erfindung entsprechenden Ventils wird es möglich, den Dampfverbrauch für jeden Dampfverbraucher der erwünschten Menge genau anzupassen. Dies ist von grossem
Vorteil in allen Fällen, wo Dampf zum Trocknen und Kochen verwendet wird, weil man dadurch eine gleichförmigere und bessere Qualität der hergestellten Ware erhält.
Bei solchen Fabrikationsprozessen, wo der Druck in Dampfverbrauchern mit der Dampfzufuhr steigt, wird es möglich, die gewünschte Dampfmenge unabhängig vom Gegendruck einzustellen und diese Dampfmenge konstant zu halten, ohne dass irgendwelche Regelung des Ventils trotz des steigenden Gegen- druckes vorgenommen zu werden braucht.
Wie sich aus diesen Darlegungen ergibt, trifft es fast immer zu, dass, wenn der Dampf verbrauch eines Dampfverbrauchers gesteigert bzw. herabgesetzt wird, der Betrieb aller anderen an dieselbe Leitung angeschlossenen Dampfverbraucher sehr beträchtlich gestört wird, wenn gewöhnliche Absperr- ventile verwandt werden. Die3er Übelstand wird aber durch Verwendung der Ventile gemäss vorliegender Erfindung gänzlich vermieden.
Um den Erfindungsgedanken noch klarer darzulegen, sind in Fig. 2 einerseits die durch ein gewöhnliches Absperrventil gehenden Dampfmenge und anderseits die durch ein gemäss der Erfindung angeordnetes Ventil gehenden Dampfmenge als Funktion des Druckverhältnisses vor und hinter den Ventilen abgetragen. Die Ordinaten bezeichnen die in der Stunde durchströmende Dampfmenge in Kilogramm, wenn der Druck vor dem Ventile und hinter demselben ist ; die Abszissen im Diagramm stellen das
Verhältnis P2 : P1 dar.
Die Kurve I zeigt somit, wie die durch ein gewöhnliches Absperrventil, z. B. ein Tellerventil, strömende Dampfmenge von dem Drucke vor und hinter demselben vollständig abhängig ist, und stark schwankt, bis ein so grosser Druckfall in dem Ventile erreicht ist, dass das Verhältnis zwischen dem Drucke vor und hinter dem Ventile auf 0'57 bzw. 0'53 gesunken ist, wenn der Dampf gesättigt bzw. überhitzt ist, und wie die Dampfmenge erst nach diesem Wert konstant wird.
In allen in der Praxis vorkommenden Fällen, wo man im Ventil möglichst wenig drosseln will, gelangt nur der rechte Teil der Kurve I zur Verwendung, d. h. der Zweig, in dem die Dampfmenge in hohem Grade von dem Druckfall abhängig ist, was die bei einem Absperrventil von gewöhnlicher Konstruktion eintretenden, bereits erwähnten Schwierigkeiten klar nachweist.
Die Kurve II derselben Figur zeigt die durch ein Düsenventil gemäss vorliegender Erfindung strömende Dampfmenge. Wie ersichtlich, ist die Dampfmenge konstant, bis das Verhältnis zwischen den Drucken hinter und vor dem Ventile (P2 : p) die Grösse 0.97 erreicht hat. Aus der Abbildung ist ferner ersichtlich, dass es hiedurch möglich wird, ein Ventil herzustellen, bei dem die Dampfmenge vollkommen konstant ist, auch wenn der Druckunterschied zwischen dem Druck vor dem Ventile und hinter dem Ventile höchst beträchtlich schwankt.
Die Erfindung soll an Hand beigefÜgter Abbildungen, die als Beispiele angeführte Ausführungsformen darstellen, näher beschrieben werden. In den Fig. 3-5 sind einige Ausführungsformen nicht entlasteter Ventile, in den Fig. 6-10 solche entlasteter Ventile gemäss der Erfindung gezeigt.
In Fig. 3 bezeichnet 7 den Ablauf des Ventils, welcher zusammen mit einem auf der Spindel 9 befestigten Dorn 8 so geformt ist, dass der Ventildurchgang die Form einer Lavaldüse hat. Mittels der Ventilspindel 9 ist eine Verstellung des Dornes 8 möglich, ohne jedoch hiebei die Lavaldüsenform des Ventildurchganges oder die Düsenwirkung des Ventils zu verändern. Durch diese Verstellung kann der kleinste Durchströmquerschnitt des Ventils verändert werden, wodurch die Einstellung der erwünschten Dampfmenge möglich wird.
Da die durch das Ventil strömende Dampfmenge, wie bemerkt, dem Drucke vor demselben und dem Durchströmungsquerschnitt proportional ist, und da Druckschwankungen vor dem Ventile die Dampfmenge nur wenig beeinflussen, so wird also diese praktisch nur dem Durchströmungsquerschnitt, d. h. den verschiedenen Stellungen des Dornes 8 proportional. Um das Ablesen des Durchströmungsquerschnittes bzw. der Dampfmenge zu ermöglichen, ist die Spindel 9 mit einer Skala 10 versehen, die
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oder mittelbar ablesen kann.
Das Ventil wird wie gewöhnlich mittels eines Handrades 11 betätigt. Für vollständige Abdichtung ist ein Ventilteller 12 vorhanden, der in der Schlusslage gegen den Sitz 13 abdichtet.
Das beschriebene Ventil entspricht, wie aus der Fig. 3 ersichtlich, einem Durchgangsventil.
In Fig. 4 ist ein Eckventil dargestellt. Die Ablesevorrichtung ist in diesem Falle als eine auf der Spindel 9 befestigte Scheibe 14 ausgeführt, die sich in einer an einem Schieber 16 vorgesehenen Nut 15 bewegt und beim Drehen des Handrades 11 den Schieber 16 mitnimmt. Indem sowohl die Scheibe 14 als auch der Schieber 16 in Grade eingeteilt werden, kann man eine sehr genaue Einstellung der Lage der Spindel bzw. des Dornes oder, was dasselbe ist, des Durchströmungsquerschnittes erreichen ; hiedurch wird es möglich, die durch das Ventil strömende Dampfmenge sehr genau einstellen bzw. ablesen zu können.
In Fig. 5 ist eine Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht, wobei die Ventilsitze so ausgebildet sind, dass eine Düsenwirkung entsteht..
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Die Ventile gemäss obiger Ausführungsformen sind jedoch nicht entlastet, weshalb folglich bei Betätigung derselben Schwierigkeiten auftreten, besonders bei hohem Druck und grossen Ventilabmessungen. Soll beispielsweise ein solches Ventil als ein von einem Geschwindigkeitsregler od. dgl. beeinflusstes Regelorgan Verwendung finden, so ist dies oft nicht möglich, weil das Ventil nicht entlastet ist.
Es sollen im folgenden einige solcher Ausführungsformen der Erfindung beschrieben werden, bei welchen die erwähnten Übelstände vermieden worden sind.
In Fig. 6 ist in das Ventilgehäuse ein mit radial angeordneten, als Lavaldüsen ausgebildeten Durchströmöffnungen versehenes Einsatzstück 17 angeordnet. In diesem Einsatzstück 17 bewegt sich ein verschiebbarer Kolben, Schieber od. dgl. 18, der mit der Ventilspindel 9 verbunden ist, um das Ventil einstellen zu können. Diese Einstellung geschieht mittels des Handrades 11 und der im Einsatzstück 17 gelagerten Mutter 19. Die Durchströmmengen bzw. die Grösse der Durchströmöffnungen kann an der Skala 10 abgelesen werden. Im Einsatzstück 17 ist ausserdem eine Packbüchse 20 vorhanden.
Ein Ventil gemäss dieser Ausführungsform ist-wie ohne weiteres ersichtlich-in allen Lagen vollkommen entlastet ; durch Auf-oder Abwärtsbewegung des Kolbens 18 wird eine Anzahl der eventuell in Spiralen angeordneten Durchströmöffnungen freigemacht oder verschlossen, wobei der Durchströmquerschnitt für die in Richtung der Pfeile strömende Dampf-, bzw. Gasmenge verändert wird. Irgend welche Schwierigkeiten für die Betätigung eines solchen Ventils sind nicht vorhanden, so dass man das Ventil als ein Regulierorgan anordnen kann, indem man einen Regler auf die eine oder andere Weise die Spindel 9 beeinflussen lässt.
Eine sehr genaue Regulierung erhält man, wenn man bei Verschiebung des Steuerschiebers in die eine oder andere Richtung denselben gleichzeitig etwas dreht, wobei bei einem gewissen Drehungswinkel ein an der Unterkante des Steuerschiebers angeordneter Ansatz die im Einsatzstück 17 in Spiralen angeordneten Durchströmöffnungen je nach der Drehrichtung öffnet oder schliesst.
In Fig. 7 wird eine derartige Ausführungsform veranschaulicht. Die in dem Teil 17 angeordneten, als Lavaldüsen ausgebildeten Durchströmöffnungen sind, wie oben erwähnt, in einer Schraubenlinie mit gleicher Steigung wie die Spindel 19 angeordnet. Wenn also das Rad 11 gedreht wird, so wird unter gleichzeitiger Drehung der Kolben 18 verschoben, wobei der Ansatz 21 allmählich die Durchströmöffnungen eine nach der anderen je nach der Drehrichtung öffnet oder schliesst.
Die Fig. 8 und 9 zeigen eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher das Absperrorgan nicht mehr als auf-und abwärts bewegbarer Kolben, sondern als drehbarer Schieber 22 ausgebildet ist.
Durch die Drehung dieses Schiebers wird eine grössere oder kleinere Anzahl der im Einsatzstück 17 befindlichen Lavaldüsen geschlossen oder geöffnet.
Fig. 10 zeigt schliesslich eine Ausführungsform der Erfindung mit zwei Ventiltellern 12 und 12', die nebst den Ventilsitzen 13 und 13'so geformt sind, dass die Wirkung einer Düse entsteht. Die Abmessungen der Ventilteller sind so gewählt, dass das Ventil vollkommen entlastet ist.
Ausser den hier beschriebenen Ausführungsformen sind natürlich auch andere derartige denkbar.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Regelbares Ventil, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventildurchgang die Form einer de Lavaldüse hat, zu dem Zwecke, dass in allen Stellungen die durch das Ventil strömende Gas-und Dampfmenge unabhängig wird von dem Unterschied des Druckes vor und des Druckes hinter dem Ventil.