CH641540A5 - Dampf-drosselventil. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Dampf-Drosselventil mit bezüglich des Dampfes stromunterhalb des Drosselquerschnitts um die Ventilachse herum verteilt angeordneten Wassereinspritzkanälen. Um bei einem solchen Ventil eine gleichmässige Verteilung des eingespritzten Wassers im Dampf zu erzielen, ist es bekannt, in relativ dickwandigen Gehäuseteilen um die Ventilachse herum eine Vielzahl von Wassereinspritzkanälen vorzusehen. Setzt bei durch das Ventil strömendem Dampf die Wasserzufuhr durch diese Wassereinspritzkanäle plötzlich ein, so ergibt sich in dem Gehäuse- oder Deckelteil mit den Wassereinspritzkanälen lokal eine starke Temperaturabsenkung, was im Bereich dieser Kanäle zu hohen Wärmespannungen führen kann. Diese Spannungen führen, vor allem im Bereich der Mündungen der Kanäle, zu Rissen, die gegebenenfalls von Kanal zu Kanal verlaufen. Die Rissbildung ist besonders häufig, wenn in langen Wasserzufuhrleitungen das Einspritzwasser abgekühlt wird, bevor es ins Ventil tritt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, solche Wärmespannungsrisse auf konstruktiv einfache Art zu vermeiden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Wassereinspritzkanäle in einem die Ventilachse umgebenden oder in mehreren, zusammen die Ventilachse umgebenden, dünnwandigen Hohlkörper bzw. Hohlkörpern ausgebildet sind, der mit einem oder die mit je einem dünnwandigen Wasserzufuhrkanal in eine Bohrung des Ventilgehäuses eingesteckt ist bzw. sind. Durch die Verwendung eines dünnwandigen Hohlkörpers oder mehrerer dünnwandiger Hohlkörper treten an den Wassereinspritzkanälen praktisch keine Risse mehr infolge von Wärmespannungen auf. Ein weiterer Vorteil dieser Lösung liegt darin, dass Schäden durch Erosion im Bereich der Wassereinspritzkanäle durch Auswechseln des betreffenden Hohlkörpers leicht behoben werden können, ohne dass kostspielige Teile, wie Ventilgehäuse oder Ventildeckel, ersetzt werden müssten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert, die einen Axialschnitt durch ein Dampf-Drosselventil nach der Erfindung zeigt.

Das Dampf-Drosselventil 1 nach der Zeichnung weist ein Ventilgehäuse 2 mit einem Dampfeintrittstutzen 3, einem Dampfaustrittstutzen 4 und einem Ventilsitz 18 dazwischen, sowie einen abnehmbaren Deckel 6 auf. Der Deckel 6 ist durch mehrere über seinen Umfang verteilte Schrauben 10, von denen nur eine dargestellt ist und die gleichzeitig den Fussflansch 11 eines Ständers 12 für einen nicht gezeichneten Servomotor halten, dicht mit dem Ventilgehäuse 2 verbunden. Der Deckel 6 weist eine zentrale, hülsenförmige Verlängerung 13 auf, in der eine Ventilspindel 15 beweglich angeordnet ist. Die Ventilspindel 15 trägt einen Verschlusskörper 16, der mit dem durch eine Hartmetallschicht 17 geschützten Ventilsitz 18 im Ventilgehäuse 2 zusammenwirkt. Nahe dem oberen Ende des Deckels 6 ist eine Stopfbüchse 20 angeordnet, die den Spalt zwischen der Spindel 15 und der diese umgebenden Bohrung abdichtet.

An einer flanschartigen Schulter 27 des Deckels 6 ist das flanschartige obere Ende 40 eines etwa kreiszylindrischen Ventilkorbes 30 durch mehrere Schrauben 32 befestigt, von denen nur eine dargestellt ist. Das untere Ende 34 des Ventilkorbes 30 ist in einer Eindrehung 36 des Ventilgehäuses 2 seitlich geführt. Im mittleren Bereich ist über den Ventilkorb 30 verteilt eine Vielzahl von Bohrungen 38 für den das Ventil in Richtung der Pfeile 14 durchströmenden Dampf vorgesehen. Im Bereich der Flansche 27 und 40 ist zwischen diesen ein dünnwandiger Hohlkörper 5 von kreisringförmiger Gestalt angeordnet, der die Ventilspindel 15 und damit die Ventilachse umgibt. Der Hohlkörper 5 weist mehrere, über seinen Umfang verteilte und in den Raum zwischen der Verlängerung 13 und dem Ventilkorb 30, z.B. parallel zur Ventilachse, gerichtete Wassereinspritzkanäle 8 auf. Ausserdem weist er einen dünnwandigen Wasserzufuhrkanal 7 auf, der in eine entsprechend angeordnete, zur Ventilachse parallele Bohrung des Deckels 6 eingesteckt ist. Am oberen Ende dieser Bohrung schliesst sich eine dazu rechtwinklige, aus dem Deckel 6 herausführende Bohrung an, in die ebenfalls ein dünnwandiger Kanal 9 eingesteckt ist, der das Ende des Kanals 7 berühren kann. Das in der Zeichnung rechte Ende des Kanals 9 geht in einen Flansch 9' über, gegen den der Kopf 56 einer Wasserzufuhrleitung 58 mittels eines Querhauptes 60 und nicht gezeichneter Schrauben am Deckel 6 dicht angepresst wird. Der Hohlkörper 5 wird zwischen dem Ventildeckel 6 und dem Ventilkorb 30 gehalten, deren den Hohlkörper berührende Flächen zu diesem Zweck torus-förmig bearbeitet sind.

Im Betrieb strömt Dampf unter dem angehobenen Verschlusskörper 16 hindurch in den Raum innerhalb des Ventilkorbes 30, in dem eine starke Turbulenz herrscht. Über die Wassereinspritzkanäle 8 wird Wasser aus dem Hohlkörper 5 in den Dampf eingedüst, das dort zum grössten Teil verdampft und zum kleineren Teil vom Dampf in Form kleiner Tröpfchen durch die Bohrungen 38 mitgerissen und gegebenenfalls über den Austrittstutzen 4 mitgeschleppt wird.

Das Einspritzwasser wird über ein nicht gezeichnetes Ventil, die Leitung 58 und die Wasserzufuhrkanäle 9 und 7 dem Hohlkörper 5 zugeführt. Besonders während transienter Zustände weist es im Hohlkörper 5 eine erheblich tiefere Temperatur auf als der Dampf im Raum innerhalb des Ventilkorbes 30. Wegen der Dünnwandigkeit des Hohlkörpers 5 wirken sich diese Temperaturdifferenzen aber nicht zerstörend aus.

Um die Einspritzwasserstrahlen von der Verlängerung 13 weg gegen den Ventilkorb 30 zu richten, kann es auch zweckmässig sein, die Wassereinspritzkanäle 8 statt parallel zur Ventilachse, beispielsweise unter einem Winkel von 25°, windschief zu dieser Achse anzuordnen. Zum gleichen Zwecke können die Kanäle 8 auch auf Schraubenlinien gleicher Steigung liegend ausgebildet sein.

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Anstelle des einen, die Ventilachse umgebenden Hohlkörpers 5 können auch zwei oder mehrere dünnwandige Hohlkörper vorgesehen sein, die kreisringsektorförmig ausgebildet sind und zusammen ebenfalls die Ventilachse umschliessen. Jeder dieser Hohlkörper hat dann seinen 5

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eigenen, in eine Bohrung des Gehäuses oder Deckels eingesteckten Wasserzufuhrkanal.

In jeden Wassereinspritzkanal 8 kann ein düsenartiges Mundstück eingesetzt sein, das dem austretenden Wasserstrahl in Kanalrichtung eine verlängerte Führung gibt.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

641 540 PATENTANSPRÜCHE

1. Dampf-Drosselventil mit bezüglich des Dampfes strom-unterhalb des Drosselquerschnitts um die Ventilachse herum verteilt angeordneten Wassereinspritzkanälen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wassereinspritzkanäle in einem die Ventilachse umgebenden oder mehreren, zusammen die Ventilachse umgebenden, dünnwandigen Hohlkörper bzw. Hohlkörpern ausgebildet sind, der mit einem oder die mit je einem dünnwandigen Wasserzufuhrkanal in eine Bohrung des Ventilgehäuses eingesteckt ist bzw. sind.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Hohlkörper kreisring- bzw. kreisringsektorför-mige Gestalt aufweist bzw. aufweisen und zwischen zwei zusammengebauten Teilen des Ventils gehalten ist bzw. sind.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile einen Ventilgehäusedeckel und einen Ventilkorb bilden und der dünnwandige Wasserzufuhrkanal oder die dünnwandigen Wasserzufuhrkanäle in den Deckel des Ventilgehäuses eingesteckt ist bzw. sind.

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilgehäusedeckel und der Ventilkorb im Bereich des Hohlkörpers miteinander durch Schrauben verbunden sind.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wassereinspritzkanäle, vorzugsweise unter jeweils gleichem Winkel, windschief zur Ventilachse angeordnet sind.