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Sicherheitsventil für Dampfkessel Die Erfindung bezieht sich auf Sicherheitsventile
für Dampfkessel, deren Ventilteller eine kleinere wirksame Oberfläche hat als der
auf der Ventilspindel sitzende Steuerkolben, der eine nach dem Ventilteller hin
offene Drucl&ammer gleitend abschließt, deren zum Innern des Dampfkessels führende
Verbindungsleitung durch ein federbelastetes Hilfsventil gesteuert ist, das starr
mit einem den Austritt der Druckkammer ins Freie steuernden Hilfsventil derart verbunden
ist, daß die geöffnete Stellung des einen Hilfsventils der geschlossenen Stellung
des anderen entspricht und die Sitze beider durch einen Raum miteinander verbundenen
Hilfsventile in der Wandung der Druckkammer angeordnet sind. Derartige Sicherheitsventile
sind an sich bekannt.
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Bei dieser Art von Sicherheitsventilen ist das die beiden Hilfsventile
enthaltende Gehäuse mit der Drucldkammer durch Kanäle von nicht vernachlässigbarem
Rauminhalt verbunden, wobei diese Kanäle, die oft krummlinig verlaufen, die Unterdrucksetzung
oder Unterunterdrucksetzung der Kammer verzögern und dadurch auch das Arbeiten des
Sicherheitsventils verzögern.
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Mit der Bauart nach der Erfindung soll dieser Mangel behoben werden.
Erfindungsgemäß mündet jedes Hilfsventil unmittelbar in die Druckkammer, so daß
der Hauptteil des die Hilfsventile verbindenden Raumes von der Druckkammer selbst
gebildet wird.
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Auf der Zeichnung ist die Bauart nach der Erfindung beispielsweise
dargestellt.
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F ig. r zeigt das Sicherheitsventil im Längenschnitt, Fig. 2 im Querschnitt
nach II-II der Fig. r; Fig.3 zeigt eine weitere Ausbildung des erfindungsgemäßen
Ventils und Fig. q. eine dritte Ausführungsform.
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Das Ventil 3, das auf Fig. r und 2 dargestellt ist, ist in
einem Gehäuse r untergebracht, welches durch seine Öffnung 2 unmittelbar
mit
dem Kessel in Verbindung steht. Um das Ventil 3 zu steuern, ist auf seine Spindel
6 ein Kolben 7 aufgesetzt, der sich: abhängig von dem in der Kammer 8 heil . schenden
Druck verschiebt. Die Einströmt113- " in diese Kammer 8 wird durch zwei HilfS steuerventile
9, 1o (vgl. Fig. 2) gesteuert, die auf einer einzigen Spindel i i sitzen. Die Länge
der Spindel i i ist derart gewählt, daß das eine Ventil, z. B. 9, geöffnet ist,
wenn das andere, z. B. i o, geschlossen ist. Dieser Verteiler setzt die Kammer 8
entweder mit dem Kessel durch den Kanal 12 oder mit der Atmosphäre durch den Kanal
rq. in Verbindung (vgl. Fig. 2). Der Kanal 1q. stellt in unmittelbarer Verbindung
mit der Awsströmkammer 5.
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In der in Fig. i und 2 gezeigten Stellung ruht das Ventil io auf seinem
Sitz Letter der Einwirkung der Feder 15, und das Ventil g läßt den aus dem
Kessel durch den Kanal 12 kommenden Dampf in den Druckraum 8 hineinströmen. Der
Druck des in dem Druckraum 8 wirkenden Dampfes drückt den Kolben 7 nach links (vgl.
Fig. i), so daß der Ventilteller 3 auf seinen Sitz gedrückt wird. Diese Wirkung
ergibt sich daraus, daß der Querschnitt des Kolbens 7 größer als der Querschnitt
der dem Kesselinnern zugekehrten Fläche des Ventiltellers 3 ist.
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Wenn der Druck im Kessel den festgelegten Grenzwert überschreitet,
so drückt der Dampfdruck das Ventil io nach rechts (Fig.2) unter Zusammenpressung
der Feder 15, die durch Betätigung der Einstellmutter 16 passend gespannt wird.
Bei dieser Bewegung öffnet sich das Ventil i o, während sich das Ventil g schließt.
Der Druckraum 8 wird auf diese Weise in Verbindung mit der Atmosphäre gebracht.
Dabei fällt sofort der Druck im Druckraum 8, und der Dampfdruck, der. auf die dem
Kesselinnern zugekehrte Fläche des Ventils 3 wirkt, stößt dieses Ventil nach rechts
zurück, wobei der Dampf durch die öffnungen q. und die Ausströmkammer.5 ins Freie
entweicht.
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Wenn der Druck im Kessel auf seinen festgesetzten Höchstwert gesunken
ist, führt die Feder 15 die Ventile 9 und i o in die auf Fig.2 dargestellte
Lage zurück. Der Dampfdruck wird dabei durch den Kanal 12 auf den Druckraum 8 übertragen
und stößt den Kolben 7 nach links unter Schließung des Ventils 3 zurück (Fig. i).
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Die Feder 17 von verhältnismäßig geringer Stärke ist lediglich
dazu bestimmt, für die Schließung des Ventils 3 beim Ingangsetzen zu sorgen, wenn
der Druck im Kessel nicht ausreicht, um den Kolben 7 zu betätigen.
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Der Augenblick, in dem dieses Ventil wirksam wird oder zu spielen
beginnt, wird durch die Stärke der Feder 15 bedingt. Die Stärke dieser Feder
ist verhältnismäßig klein und kann leicht verändert werden. Ferner ist diese Feder
vor zu starken Erhitzungen geschütit. Das öffnen und Schließen des, Ven--ü@s 3 erfolgt
rasch, vollständig stoßfrei, ohne =Jrschütterung und ohne Flatterbewegung.
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Das Sicherheitsventil nach der Erfindung ist äußerst empfindlich,
da die Hilfsventile 9, io, die in dem Druckraum 8 untergebracht sind, augenblicklich
wirken. Dies ist darauf zurückzuführen, daß keine gekrümmten Leitungen vorhanden
sind, die diese Wirkung zu bremsen vermögen. Die rasche Wirkungsweise wird noch
infolge des sehrhleinen Rauminhalts des Druckraumes 8 beschleunigt, der in sehr
kurzer Zeit entleert oder gefüllt wird.
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Die Anordnung der Hilfsventile 9, i o in der erfindungsgemäßen Weise
bietet außerdem den Vorteil, daß der Dampf im wesentlichen in gerader Richtung;
d. h. unmittelbar rings um das Ventil und den Ventilkörper, entweichen kann, ohne
durch irgendein Kniestück oder eine sonstige Krümmung strömen zu müssen. Dadurch
kann man eine bessere Ausströmung und einen stärkeren Durch-Ruß sowie ein rascheres
Abheben des Kolbens 7 erzielen, der gut zentriert ohne Gefahr einer Verklemmung
nach oben gedrückt wird und auf diese Weise zur Beschleunigung der Ventilöffnung
beiträgt.
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Das in Fig. 3 _ gezeigte Ventil: unterscheidet sich von dem in Fig.
i und 2 dargestellten Ventil durch die Zuordnung der Leitung 3o, die den Druckraum
8 mit der Atmosphäre verbindet, und eines Hahnes 3 i, mit dem die Leitung
30 geschlossen werden kann und der von Hand betätigt wird. Indem man den
Hahn 3-1 in die in Fig. 3 gezeigte Lage bringt, kann man so jederzeit den Druckraum
8 mit der Atmosphäre in Verbindung setzen, also auch dann, wenn der in dem Druckraum
8 herrschende Druck nicht ausreicht, um das Ventil io entgegen der Wirkung der Feder
15 von seinem Sitz abzuheben und den Druckraum 8 mit der Atmosphäre in Verbindung
zu setzen.
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Das in Fig. q. dargestellte Ventil unterscheidet sich von dem Ventil
gemäß Fig.3 durch Zuordnung einer Ventilsitzbuchse ¢3. Durch die Anordnung nach
Fig. 4. wird die Ventilgruppe 9, io, i i* gleichsam verdoppelt und eine zusätzliche
Sicherheit gewährleistet sowie eine Fernüberwachung des Arbeitens des Sicherheitsventils
.ermöglicht. Die Ventilbuchse 43 mündet in zwei Kammern 42 und 45. Die Kammer ¢2
steht in unmittelbarer Verbindung mit der Atmosphäre. Die Kammer 45 steht mit der
Druckmittelquelle in Verbindung, deren Ausflußmenge durch das
auf
Fig. i gezeigte Ventil 3 geregelt wird. Die beiden Kammern 42, 45 sind durch den
Kolben 46 getrennt, der dicht in der Ventilbuchse 43 verschoben werden kann. Zwei
Ventilteller 48 und 5o bilden mit"-diesem Kolben 46 einen einzigen Körper,, der-unter
der Einwirkung der Feder 49 steht. 'Die Ventile 48, 5o sind derart angeordnet, daß,
falls das eine Ventil sich in seiner öffnungsstellung befindet, das andere Ventil
geschlossen ist. Das Venti15o unterbricht die Verbindung zwischen der Kammer 45
und der Kammer B. Das Ventil 48 unterbricht die Verbindung zwischen dieser Kammer
8 und der mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Kammer 42. Ein Manometer p
i gestattet die Messung des Druckes in der Kammer 45. Beim öffnen des Ventils 48
sinkt der angezeigte Druck während eines kurzen Augenblicks; es treten Schwingungen
der Zeigernadel auf, die von außen das Arbeiten des Sicherheitsventils .sichtbar
machen.
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Die Ventile 48 und 5o sowie die Feder 49 spielen entsprechende Rollen
wie die Ventile i o und 9 sowie die Feder 15 der Ausführungsform gemäß Fig. i und
z.
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Wenn der Druck in der Kammer 45 einen im voraus festgelegten Wert
überschreitet, so öffnet sich das Ventil 48, wobei das Ventil 5o sich schließt und
die Kammer 8 über die Kammer 42 mit der Atmosphäre in Verbindung gesetzt wird.
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Wenn man das Ventil 3 durch einen Druck öffnen will, der kleiner als
derjenige Druck ist, für den die Feder 15 oder 49 berechnet wurde, so braucht man
nur den Hahn 31 in Pfeilrichtung um eine Vierteldrehung zu drehen. Man kann auf
diese Weise aus der Ferne die Wirkung des Ventils 3 steuern und seine öffnung auf
Wunsch bewirken.