DE1088305B - Full-lift safety valve with an adjusting spring - Google Patents

Description

DEUTSCHESGERMAN

Es hat sich gezeigt, daß Vollhüb-Sieherheitsventile mit Federbelastung, insbesondere solche für sehr hohe Drücke, in modernen Kesselanlagen als Sicherungsorgane für Kesseltrommeln u. dgl. erst nach einem gewissen Druckabfall schließen.· Beispielsweise blasen bei einem Trommelkessel die Trommelventile viel zu lange ab, obwohl das Überhitzer-Sicherheitsventil, das meistens als hilfsgesteuertes Ventil ausgeführt ist, schon längst geschlossen hat. Eine verläßliche Abhilfe bringen auch die bekannten Einstellringe nicht, denn wie festgestellt wurde, kann durch sie nicht immer oder nur unter ganz bestimmten Voraussetzungen ein früherer Schluß des Ventilkegels erreicht werden.It has been shown that full stroke safety valves with spring loading, especially those for very high pressures, as safety devices in modern boiler systems for boiler drums etc. do not close until after a certain pressure drop. · For example In a drum boiler, the drum valves blow off for far too long, although the superheater safety valve which is usually designed as a pilot operated valve, has long since closed. A reliable one The well-known setting rings do not help either, because, as has been determined, they can be used not always or only under very specific conditions an earlier closure of the valve cone can be achieved.

Zur Vermeidung dieses Nachteiles wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Ventilkegel bzw. die Ventilstange nach einem durch einen Anschlag begrenzten Ventilhub an einer zusätzlichen Dämpfungsfeder angreifen zu lassen. Dadurch kann die bisher viel zu große Schließdruckdifrerenz erheblich herabgesetzt werden, weil nunmehr durch die Dämpfungseinrichtung genügend Kräfte in der oberen Lage des Ventilkegels wirksam sind, um den Ventilkegel nach Druckabsenkung so schnell als möglich wieder zu schließen. Damit die Dämpfungsfeder und die mit ihr zusammenwirkenden Teile während des Betriebes auch in der Nähe des Abblasedruckes aus- und eingebaut werden können, sind sie außerhalb und oberhalb des Gehäuses für die Einstellfeder angeordnet. Die Dämpfungsfeder befindet sich dieserhalb in einer Ummantelung mit einer abnehmbaren Kappe.To avoid this disadvantage, it is proposed according to the invention that the valve cone or the valve rod be limited by a stop Attack the valve stroke on an additional damping spring allow. As a result, the previously much too large closing pressure difference can be reduced considerably because there are now enough forces in the upper position of the valve cone due to the damping device are effective to close the valve cone again as quickly as possible after the pressure has been reduced. So that the damping spring and the parts interacting with it during operation also in can be removed and installed close to the blow-off pressure, they are outside and above the housing arranged for the adjustment spring. The damping spring is therefore in a casing with a removable cap.

Vorteilhaft ist es, die Schließdruckdifferenz je nach Bedarf größer oder kleiner machen zu können. Das ist mitunter erwünscht, damit das Ventil sich nach dem Abblasen dicht aufsetzen kann und nicht sofort wieder zum Ansprechen kommt. Erreicht wird dies dadurch, daß die Federkraft der Zusatz- und Dämpfungsfeder geändert werden kann. Zu diesem Zweck ist sie in ihrer Länge veränderlich. Dies geschieht beispielsweise durch eine Stellmutter.It is advantageous to be able to make the closing pressure difference larger or smaller as required. That is sometimes desirable so that the valve can sit tightly after blowing off and not immediately again comes to respond. This is achieved in that the spring force of the additional and damping spring can be changed. For this purpose it can be changed in length. This happens for example by an adjusting nut.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen!, welche ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutern. Es zeigt Fig. 1 deö Aufbau des Ventils schematisch,Further details of the invention can be found in the description and the drawing !, which a Explain embodiment of the invention. It shows Fig. 1 the structure of the valve schematically,

Fig. 2 die zugehörigen Federdiagramme undFig. 2 the associated spring diagrams and

Fig. 3 einen Ausschnitt aus einem der in der Fig. 2 dargestellten Diagramme in vergrößertem Maßstab.3 shows a detail from one of the diagrams shown in FIG. 2 on an enlarged scale.

Auf dem Unterteil 1 des Ventils sitzt in an sich bekannter Weise in der Schließstellung der Ventilkegel 2 auf, welcher mit einer Ventilstange 3 verbunden ist. Eine auf den Abblasedruck eingestellte Feder 4 befindet sich innerhalb des Gehäuses 5 und steht mit der Ventilstange 3 in Verbindung. Die Einstellung der Feder 4 erfolgt durch eine Druckschraube 6.The valve cone sits on the lower part 1 of the valve in a manner known per se in the closed position 2, which is connected to a valve rod 3. A spring adjusted to the blow-off pressure 4 is located inside the housing 5 and is in connection with the valve rod 3. The setting of the Spring 4 is carried out by a pressure screw 6.

Vollhub-Sicherheitsventil
mit einer EinstellfederFull-lift safety valve
with an adjusting spring

Anmelder:Applicant:

Bopp & Reuther G.m.b.H.,
Mannheim -Waldhof, Carl-Reuther-Str. 1Bopp & Reuther GmbH,
Mannheim -Waldhof, Carl-Reuther-Str. 1

Karl Bischoff, Mannheim,
ist als Erfinder genannt wordenKarl Bischoff, Mannheim,
has been named as the inventor

Die Ventilstange 3 trägt an ihrem oberen Ende eine Platte 7, welche in der Schließstellung des Ventils in einem Abstand 8 zum unteren Ende 17 der erfindungsgemäß zusätzlich angeordneten Dämpfungsfeder 9 steht. Vorteilhaft ist die Dämpfungsfeder 9 als Tellerfedernsäule ausgebildet, weil eine solche Schwingungen des Ventilkegels während des Abblasens infolge ihrer inneren Reibung unterbindet und eventuell aufgetretene schnell abbaut.The valve rod 3 carries at its upper end a plate 7, which in the closed position of the valve at a distance 8 from the lower end 17 of the damping spring 9 additionally arranged according to the invention stands. The damping spring 9 is advantageously designed as a disc spring column because such vibrations of the valve cone during the blow-off as a result of their internal friction and any degrades quickly.

Auf die Dämpfungsfeder 9 wirkt von oben her eine Einstellschraube 10 ein, so daß der Abstand 8 zwischen der Platte 7 und dem Ende 17 der Tellerfedernsäule verändert werden kann, auch während des Betriebes. Mit einer auf der Führungsstange 11 für die Feder 9 drehbaren Mutter 12 kann die Spannung der Dämpfungsfeder beliebig verändert werden.An adjusting screw 10 acts on the damping spring 9 from above, so that the distance 8 between the plate 7 and the end 17 of the disc spring column can be changed, even during operation. With a nut 12 rotatable on the guide rod 11 for the spring 9, the tension of the damping spring can be changed at will.

Das Gehäuse 13 für die Dämpfungseinrichtung 9 ist oben durch eine abnehmbare Haube 14 verschlossen, in welcher die Einstellschraube 10 geführt ist. Abnehmbar ist die Haube 14 deshalb, damit die Dämpfungsfeder 9 während des Betriebes, sogar bis kurz vor dem Abblasedruck herausnehmbar ist, um die Tellerfedern 9 entsprechend neu schichten, auswechseln oder sonstige Änderungen an dieser Einrichtung vornehmen zu können.The housing 13 for the damping device 9 is closed at the top by a removable hood 14, in which the adjusting screw 10 is guided. The hood 14 is removable so that the Damping spring 9 can be removed during operation, even until shortly before the blow-off pressure the disc springs 9 accordingly re-layer, replace or other changes to this device to be able to make.

15 ist ein Anschlag an der Druckstange 3 des Ventilkegels, der zur Anlüftung des letzteren mittels eines Hebels 16 dient.15 is a stop on the push rod 3 of the valve cone, which is used to lift the latter by means of a lever 16.

Das Sicherheitsventil beginnt anzusprechen, sobald der unter dem Kegel 2 wirksame Dampfdruck die Federkraft 4 überschreitet. Erfahrungsgemäß wird bei dem ersten und kleinsten Hubweg-die Umlenkkraft des Dampfes als Hubmittel noch nicht wirksam. Vielmehr soll das Vollhubventil unmittelbar am Ansprechpunkt nur einige Millimeter Hub als Weg durchlaufen, bis die Druckstange 3 den Zwischenraum 8 durchlau-The safety valve starts to respond as soon as the steam pressure effective under cone 2 is the Spring force exceeds 4. Experience has shown that the deflection force becomes the first and smallest stroke path of the steam is not yet effective as a lifting means. Rather, the full-lift valve should be directly at the response point only travel a few millimeters of stroke until the push rod 3 passes through the space 8

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fen hat und gegen das untere Ende die Dämpfungsfeder zum Anliegen kommt. Zunächst wird dadurch die Druckstange 3 in ihrer weiteren Bewegung gehemmt oder zumindest verlangsamt. Die Dämpfungsfeder setzt nun der weiteren Kegelöffnung genügend Widerstand entgegen, so daß keine plötzliche Öffnung mit einem entsprechenden Dampfstoß auftreten kann. Das Ventil geht vielmehr zügig auf volle öffnung.fen and the damping spring comes to rest against the lower end. First of all, through this the push rod 3 is inhibited in its further movement or at least slowed down. The damping spring now sets the further cone opening enough Resistance, so that no sudden opening with a corresponding burst of steam can occur. Rather, the valve opens quickly.

Es ist auch durchaus möglich, durch besondere Federcharakteristik der Dämpfungsfeder 9 gewisse Zwischenstellungen je nach Drucküberschreitung zu erreichen. Auf dem Federdiagramm (Fig. 2) ist ihr Kräfteverlauf graphisch dargestellt. Wenn die Dämpfungsfeder 9 eine gewisse Vorspannung durch die Einstellmutter 12 erhält, muß die Druckstange 3 erst eine *5 zusätzlich wirkende Kraft überwinden, um sich weiter heben zu können. Es ist dadurch auch möglich, die Dämpfungsfeder 9 mit einer gekrümmten Kennlinie zu versehen, eine Maßnahme, die sich besonders vorteilhaft auswirken kann, je nachdem, wie es die Be- a° obachtungen bei den Abblaseproben ergeben.It is also entirely possible, through the special spring characteristics of the damping spring 9, to achieve certain values Intermediate positions can be achieved depending on the excess pressure. On the spring diagram (Fig. 2) is yours Force curve shown graphically. When the damper spring 9 receives a certain preload from the adjusting nut 12, the push rod 3 must first have a * 5 Overcome additional force in order to be able to lift yourself further. It is also possible to use the Providing damping spring 9 with a curved characteristic curve, a measure which is particularly advantageous can have an effect, depending on how the observations a ° show during the blow-off samples.

Bei zu der Erfindung führenden Versuchen mit einer einzigen weichen Feder zeigte sich deren Charakteristik durch die in der Fig. 2 angegebene strichpunktierte Linie. Das Ventil sprach bei 80atü zu- <*5 nächst mit kleiner Leistung an und öffnete bei 81 atü bis zum vollen Hub. Es blieb bis 66 atü voll geöffnet und schloß dann plötzlich bei 65,8. Diese Arbeitsweise erklärt sich daraus, daß die Hubkräfte gegenüber der Schließfeder zu groß waren, so daß erst ein merklicher 3<> Druckabfall unter dem Ventilkegel eintreten mußte, um der Feder die Möglichkeit zu geben, den Kegel wieder zu schließen.In experiments with a single soft spring leading to the invention, its characteristic was shown by the dash-dotted line shown in FIG. The valve spoke at 80atü to-<* 5 next at low power and opened at 81 atmospheres to full stroke. It stayed fully open to 66 atm and then suddenly closed at 65.8. This mode of operation is explained by the fact that the lifting forces compared to the closing spring were too great, so that a noticeable 3 <> pressure drop had to occur under the valve cone in order to allow the spring to close the cone again.

Um die aufgetretenen Fehler erkennen zu lassen, wurde eine wesentlich härtere Feder eingebaut. Das Diagramm dieser härteren Feder ist in der Fig. 2 durch gestrichelte Linien veranschaulicht. Der Druckanstieg bis zum vollen öffnen konnte zwar aus betrieblichen und gesetzlichen Gründen bei diesem Versuch nicht bis auf 90 atü zugelassen werden, der Druckanstieg ging nur bis auf 87 atü, aber es ließ sich doch aus dem ganzen Verhalten des Ventils darauf schließen, daß 90 atü nötig gewesen wären, um das Ventil voll öffnen zu lassen. Mit Rücksicht auf den Betrieb mußte also der Versuch bei 87 atü, das ist beim Punkt C, abgebrochen werden. Anschließend machte der Ventilkegel sofort eine rückläufige Bewegung. Nach einem geringen Druckabfall bis auf 78 atü hatte er wieder geschlossen. Die sich aus den Versuchen ergebende Aufgabe war, daß das Ventil mit einem Mittel versehen werden mußte, welches einerseits den zu hohen Druckanstieg verhinderte und andererseits wieder für ein rechtzeitiges Schließen des Ventils sorgte. Als Lösung wurde hierzu die Anordnung, wie sie durch die Erfindung gekennzeichnet ist, gefunden.In order to show the errors that have occurred, a much harder spring was installed. The diagram of this harder spring is illustrated in FIG. 2 by dashed lines. For operational and legal reasons, the pressure increase to full opening could not be allowed up to 90 atmospheres in this experiment, the pressure increase only went up to 87 atmospheres, but from the entire behavior of the valve it could be concluded that 90 atmospheres would have been necessary to allow the valve to open fully. With regard to the operation, the experiment at 87 atm, that is at point C, had to be terminated. The valve cone then immediately started to reverse. After a slight drop in pressure to 78 atmospheres, it closed again. The task that emerged from the experiments was that the valve had to be provided with a means which, on the one hand, prevented the excessively high pressure increase and, on the other hand, ensured that the valve was closed again in good time. As a solution to this, the arrangement as characterized by the invention was found.

Die Auswirkung der erfindungsgemäßen Lösung ist in der Fig. 2 aus dem Diagramm mit voll ausgezogenen Linien zu erkennen. Beim Punkt A kam die Anschlagfeder zum Einsatz, und hier zeigte sich deutlich ein kurzer Stillstand in der Ventilbewegung, d. h., bei etwa 80 atü wurde die Kegelbewegung kurzzeitig gebremst, um dann entsprechend der eingezeichneten Kurve langsam weiterzugehen. Vergrößert ist dieser Vorgang in der Fig. 3 dargestellt. Die Schließfeder und die Anschlagfeder des Ventils setzten nun dem Kegel so viel Widerstand entgegen, daß die Öffnungsund Schließkräfte gegeneinander etwa ausgewogen waren. Daher trat schon nach einem Druckabfall von nur 3 atü eine rückläufige Bewegung des Kegels ein, und das Ventil war bei 77 atü wieder geschlossen. Dieses Verhalten entspricht auch den betrieblichen Forderungen.The effect of the solution according to the invention can be seen in FIG. 2 from the diagram with solid lines. The stop spring was used at point A , and here the valve movement clearly came to a standstill, ie at around 80 atmospheres the cone movement was braked briefly and then slowly continued according to the curve drawn. This process is shown enlarged in FIG. The closing spring and the stop spring of the valve now offered so much resistance to the cone that the opening and closing forces were roughly balanced against each other. Therefore, after a pressure drop of only 3 atmospheres, the cone began to move backwards and the valve was closed again at 77 atmospheres. This behavior also corresponds to the operational requirements.

Der Abstand zwischen dem steigenden und dem fallenden Ast, sowohl bei dem ausgezogenen als auch bei dem gestrichelt gezeichneten Diagramm, erklärt sich einerseits aus einem geringen Kraftüberschuß der Öffnungskraft und andererseits aus den Reibungswiderständen in den Führungen der Kegelstange und des Ventilkegels.The distance between the rising and falling branch, for both the extended and the the dashed diagram is explained on the one hand by a small excess of force Opening force and on the other hand from the frictional resistance in the guides of the plug stem and of the valve cone.

Zusätzlich ist noch zu erwähnen, daß bei der erfindungsgemäßen Ausführung außer der bereits angeführten Verstellmöglichkeit der Federkraft noch der Vorteil unterschiedlicher Schwingungszahlen zwischen Schließ- und Anschlagfeder besteht. Daher liegen Ventile mit dieser Anschlagfeder verhältnismäßig sicher in der Stabilität, weshalb die Kegel nicht flattern.In addition, it should be mentioned that in the embodiment according to the invention, in addition to the one already mentioned Adjustment of the spring force still has the advantage of different numbers of vibrations between There is a closing and stop spring. Therefore, valves with this stop spring are proportionate secure in stability, which is why the cones do not flutter.

Claims (5)

Patentansprüche·.Claims ·. 1. Vollhub-Sichertieitsventil mit einer Einstellfeder, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkegel (2) bzw. die Ventilstange (3) nach einem durch einen Anschlag begrenzten Ventilhub (8) an einer zusätzlichen Dämpfungsfeder (9) angreift.1. Full-lift safety valve with an adjusting spring, characterized in that the valve cone (2) or the valve rod (3) after a a stop limited valve stroke (8) engages an additional damping spring (9). 2. Vollhub-Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsfeder (9) außerhalb und oberhalb des Gehäuses (5) für die Ventilfeder (4) angeordnet ist2. Full-lift safety valve according to claim 1, characterized in that the damping spring (9) is arranged outside and above the housing (5) for the valve spring (4) 3. Vollhub-Sicherheitsventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (17) bzw. der Abstand (8) von außen einstellbar ist.3. Full-lift safety valve according to claims 1 and 2, characterized in that the Stop (17) or the distance (8) can be adjusted from the outside. 4. Vollhub-Sicherheitsventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der zusätzlichen Dämpfungsfeder (9) von außen verstellbar ist.4. Full-lift safety valve according to claims 1 to 3, characterized in that the Tension of the additional damping spring (9) is adjustable from the outside. 5. Vollhüb-Sicherheitsventil nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsfeder (9) als Tellerfedernsäule ausgebildet ist.5. Vollhüb safety valve according to claims 1 to 4, characterized in that the The damping spring (9) is designed as a disc spring column. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 754 938, 899 887.Considered publications:
German patent specifications No. 754 938, 899 887. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings ©009 589/26* 8.60© 009 589/26 * 8.60