DE37193C - Druckminderungsventil mit indirekter Schiebersteuerung - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 47: Maschinenelemente.

(Massachusetts, V. S. A.).

Patentirt im Deutschen Reiche vom 12. Januar 1886 ab.

Bei den bis jetzt bekannten Druckregulatoren wird das Hauptventil oder ein anderer, von demselben abhängiger, beweglicher Theil gewöhnlich durch den Unterschied zweier beinahe gleich grofsen Druckkräfte in Thätigkeit gesetzt, weshalb solche Regulatoren langsam und unsicher in ihrer Wirkung sind. Dagegen bleibt bei dem dargestellten Druckregulator das Hauptventil oder ein von demselben abhängiger Theil in der nämlichen Stellung, bis der Druck in der Niederdruckleitung eine gewisse vorgeschriebene Höhe erreicht hat, worauf das Hauptventil durch Druck der Hochdruckleitung schnell in die andere Stellung bewegt wird, und dieser Druck ist stark genug, die durch Reibung und andere Ursachen erzeugten Widerstände zu überwinden. Sobald der Druck in der Niederdruckleitung wieder unter jene Höhe gesunken ist, wird das Hauptventil schnell in die frühere Stellung bewegt. . Der Druckregulator besteht im wesentlichen aus zwei Theilen, erstens^dem aus zwei Kolben JL3-L, von verschiedener Gröfse zusammengesetzten Kolbeiisihieber, welcher mit dem zu bewegenden Schieber, der Drosselklappe u. s. w. verbünden sein kann, und dessen Stellung durch die Stellung eines Steuerventils bedingt ist, und zweitens dem Steuerventil g, dessen Stellung durch den Druck eineF"~Feder h oder eines Gewichtes h¹ bedingt ist. Wächst der Druck in der Niederdruckleitung bis zu einer gewissen Höhe, so wird das Steuerventil g entgegen der Spannung der Feder h oder dem Druck des Gewichtes h¹ geöffnet, der Druck der Hochdruckleitung auf den grofsen Kolben a^l geleitet und dadurch das Regulirventil rasch geschlossen. Wenn dann der Druck in der Niederdruckleitung wieder abnimmt und unter eine gewisse Grenze sinkt, so schliefst die Feder oder das Gewicht das Steuerventil g, und die Verbindung des grofsen Kolbens a¹ mit der Hochdruckleitung wird abgesperrt. Das Regulirventil öffnet sich infolge dessen, indem der Kolbenschieber dem einseitigen Druck auf den kleinen Kolben nachgiebt.

Die Figuren stellen verschiedene Abänderungen in der Bauart für verschiedene Anwendungen dar. Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch einen für ein Pumpwerk passenden Druckregulator, bei welchem der Zuflufs der treibenden Flüssigkeit zu der Maschine durch den Kolbenschieber selbst geregelt wird. Fig. 2 zeigt einen Druckregulator im senkrechten Schnitt, welcher sowohl den Druck in der Zuleitung, als auch unabhängig von diesem den Druck in der Ableitung regelt. In Fig. 3 ist die Verbindung eines Druckregulators mit einer Drosselklappe zum Zweck der Regulirung des Luftzuges einer Dampfkesselfeuerung durch die veränderliche Dampfspannung dargestellt. Der in Fig. 4 dargestellte Druckregulator ist für eine Dampfpumpe geeignet; der Kolbenschieber α a^x wird durch die von der Pumpe geförderte Flüssigkeit bewegt und ist mit einem den Zutritt des Dampfes oder einer anderen treibenden Flüssigkeit zu der Pumpe regulirenden Schieber c⁸ verbunden. Fig. 5 zeigt die Vorrichtung der Fig. 4 im Aufrifs und theilweise im

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senkrechten Schnitt mit einer zur Ebene der Fig. 4 rechtwinklig gelegten Ebene. Fig. 6 ist ein Querschnitt nach der Linie x-x der Fig. 4.

Die Fläche des Kolbens α beträgt etwa die Hälfte der Fläche des Kolbens a^l. Der Kolben α bewegt sich im Cylinder b, der Kolben a¹ im Cylinder b^l. Der kleine Kolben α ist ununterbrochen dem Hochdruck der Flüssigkeit ausgesetzt, während der Cylinder b^l durch einen Kanal e mit der Hochdruckseite verbunden werden kann. Diese Verbindung wird durch das Steuerventil g beherrscht, welches in der Kammer g² mit einem Kolben oder einer biegsamen Platte g^l in Verbindung steht und durch eine Feder h oder ein Gewicht /z¹ belastet ist, dessen Druck auf Schlufs des Ventils wirkt, während die Oeffnung desselben mittelst der durch den Kanal ζ in die Kammerg·² einströmenden Nieder3ftrck flüssigkeit bewirkt wird. Wenn der DTu"clT"3Teser Flüssigkeit nicht genügt, den Druck der Feder oder des Gewichtes zu überwinden, so bleibt g geschlossen, Fig. i, 3 und 4, so dafs die Hochdruckflüssigkeit nicht auf den grofsen Kolben a^l, sondern nur auf den kleinen Kolben α drückt. Mithin bewegt sich dann der Kolbenschieber α α^λ in der Richtung von dem kleinen nach dem grofsen Kolben hin und öffnet den Durchflufs. Sobald aber die Spannung der Niederdruckflüssigkeit hinreichend grofs geworden ist, um den Druck der Feder des Steuerventils g überwinden zu können, öffnet sich letzteres, und der Hochdruck wirkt nun auch auf den grofsen Kolben λ¹, worauf der Ueberdruck den Kolbenschieber α α¹ in der Richtung von dem grofsen nach dem kleinen Kolben hintreibt und den Durchflufs schliefst.

Nach Fig. 1 und 2 bildet der kleine Kolben a selbst das Regulirventil mit dem Sitz c im Ventilgehäuse c¹ mit den Ein- und Ausströmungsöffnungen c¹ und c³, welche durch die Wand c⁴ getrennt sind. Nach Fig. 3 bewegt der Kolbenschieber a a¹ die Drosselklappe c⁷ im Feuerungskanal C eines Dampfkessels, und zwar mittelst des Hebels c⁶ und der Stange c⁵. Die Einströmung der regulirenden Flüssigkeit, nämlich des Kesseldampfes, erfolgt durch den Kanal d in den Cylinder b des Kolbenschiebers und durch die Kanäle e i in den Raum g², so dafs der Dampf, wenn seine Spannung bis zu einem gewissen Grade gewachsen ist, das Steuerventil öffnet und durch Herabbewegung des Kolbenschiebers den Zug der Feuerung durch das Rohr C hemmt.

Bei der Anordnung nach Fig. 4 des für eine Dampfpumpe geeigneten Regulators ist der Kolbenschieber α α¹ durch die Stange c⁵ mit dem Schieber c⁸ verbunden, welcher durch seine Bewegung in dem geschlitzten Rohr c⁹ die Verbindung zwischen der Ein- und Ausströmung c² und c³ regelt oder ganz absperrt, wenn der Kolbenschieber seine höchste Stellung erreicht hat. Die Zuleitung der durch die Pumpe geförderten Flüssigkeit zu dem kleinen Kolben α geschieht durch den Kanal d^l, welcher mit dem Druckrohr der Dampfpumpe verbunden ist; die Geschwindigkeit des das Gehäuse c^l durchströmenden Dampfes wird durch den Schieber c⁸ geregelt. Auch kann der Kanal d¹ irgend eine andere Flüssigkeit aufnehmen, deren veränderlicher Druck auf die Vorrichtung wirken soll.

Bei den in Fig. 1 und 2 dargestellten Druckregulatoren steht der Kanal e des Steuerventils mit der Einströmung c² der Druckleitung,, bei dem Regulator Fig. 3 dagegen mit der Einströmung f des Kanals d in Verbindung, welcher den Dampf oder die Flüssigkeit, deren Druck geregelt werden soll, unter den kleinen Kolben leitet.

Bei dem Regulator Fig. 4 für Dampfpumpen verbindet der Kanal e die Cylinder b b¹ des Kolbenschiebers α α¹ an ihren entgegengesetzten Enden, wie aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich ist.

Bei den Regulatoren Fig. 1, 2 und 3 ist die Kammerg·² des Steuerventils getrennt von dem Cylinder b^l des grofsen Kolbens, während bei dem Regulator nach Fig. 4, 5 und 6 für Dampfpumpen diese Kammer nur eine Verlängerung des Cylinders b bildet.

In Fig. ι, 2 und 3 führt ein Kanal m aus dem Cylinder b^l nach der Stange des Ventils g und ein anderer Kanal m¹ nach der Ausströmung wz². Sobald das Steuerventil g geschlossen ist, steht der Cylinder Z?¹ durch die Kanäle 'mm¹ mit der Ausströmung in Verbindung, Fig. ι und 3, so dafs die in diesem Cylinder enthaltene Flüssigkeit entweichen kann, wenn der Regulator offen oder der Kolbenschieber gehoben ist. Ist dagegen das Nebenventil g geöffnet, Fig. 2, so ist die Verbindung zwischen den Kanälen nt und m^l durch die genannte Ventilstange abgesperrt.

Bei dem Regulator Fig. 1 wird das Steuerventil g durch eine bei i in die Kammer g² einströmende Flüssigkeit bewegt, welche verschieden ist von der auf den Kolbenschieber wirkenden. Bei den Druckregulatoren Fig. 2, 3 und 4 dagegen ist es die auf den kleinen Kolben des Kolbenschiebers drückende Flüssigkeit, welche durch den Kanal i auch die Hebung des Steuerventils g entgegen dem Druck der Feder h oder des Gewichts h^l bewirkt.

Nach Fig. 3 steht der Einströmungskanal i zur Kammer g^z mit dem Kanal e und der Einströmung/ in Verbindung, welche den Cylinder b¹ sowohl wie auch den Cylinder b mit Dampf versieht.

Bei dem Regulator Fig. 4 besteht das Steuerventil aus einer Büchse g^l, welche je nach ihrer Stellung die ringförmige Nuth e^l auf dem inneren Umfang des verlängerten Cylinders b^l

deckt oder freiläfst. In letzterem Falle ist die Verbindung des Kanals e¹ mit dem Kanal d¹ offen, und der Kolbenschieber wird dadurch in der Stellung Fig. 5 gehalten, sobald die Spannung des Dampfes eine gewisse Stärke erreicht hat. Anderenfalls ist die Nuth e¹ von dem Kanal e abgesperrt und der Kolbenschieber bleibt in der Stellung Fig. 4.

Wie aus letzterer Figur ersichtlich ist, werden bei diesem Regulator die Ausströmungskanäle Wi³Mi¹ von dem Cylinder b^} nicht wie bei den Regulatoren Fig. 1, 2 und 3 durch die Stange des Steuerventils abgesperrt, wenn der Regulator geschlossen ist, so dafs der auf den grofsen Kolben wirkende Druck sich auch in diese Kanäle m⁸ m^l fortpflanzen kann. Da der Querschnitt dieser Kanäle jedoch sehr klein ist im Verhältnifs zu der Einströmung e, so wird der Druck auf den Kolben a^] nur ganz unbedeutend durch die Ausströmung vermindert. Sobald das Steuerventil den Kanal e abgesperrt hat und der Kolbenschieber sich infolge des einseitigen Druckes auf den kleinen Kolben senkt, entweicht der im Cylinder b¹ befindliche Dampf rasch durch die Kanäle m^s m¹. Die Geschwindigkeit des ausströmenden Dampfes und mithin auch diejenige des Kolbenschiebers kann mittelst des von aufsen verstellbaren Ventils m⁸ geregelt werden.

Bei dem Regulator Fig. 3 wird die das Steuerventil schliefsende Kraft durch ein Gewicht h^l erzeugt, während bei den übrigen Figuren eine Feder h hierzu dient. Die Spannung dieser Feder kann durch eine Stellschraube verändert werden.

Bei dem Regulator Fig. 2 ist das Steuerventil g mit einer biegsamen Platte verbunden, auf welche von der einen Seite der Druck der Flüssigkeit, von der anderen Seite aber die Spannung der Feder wirkt. Bei allen übrigen Figuren dagegen sind die Federn in hohlen Kolben angeordnet, welche in cylindrische Ausbohrungen des oberen Endes · des Gehäuses passen und in denselben geführt sind.

Die Kammer g·² des Steuerventils ist mit einer Nüth m⁴ versehen, welche durch den Kanal m⁵ mit dem Auslafskanal m¹ verbunden ist, so dafs die zwischen dem Kolben g^l und der inneren Wand der Kammer g² hindurchrinnende Flüssigkeit durch m¹ einen Ausweg findet und die freie Bewegung des Steuerventils nicht hindert. Demselben Zweck entspricht die Nuth m⁶ des Cylinders b b¹ in Verbindung mit den Kanälen m⁷ m¹ bezüglich der freien Bewegung des grofsen Kolbens.

Bei dem Regulator Fig. 2 ist die Kammer des Steuerventils mit dem Abflufsrohr c³ durch den Kanal i verbunden; es wird mithin, sobald der Druck in dem Abflufsrohr eine solche Höhe erreicht hat, dafs das Steuerventil geöffnet wird, das Abflufsrohr durch den Kolbenschieber von der Zuleitung abgesperrt, so dafs der Druck in dem Abflufsrohr unabhängig von ■dem Druck in der Zuleitung nicht über eine gewisse Grenze wachsen kann. Die Oeffnungen i und m², Fig. 1, können auch in dem Gehäuse c¹ des Kolbenschiebers angebracht sein, ebenso wie die Oeffnungenyund w?² der Fig. 3, so dafs das Gehäuse, welches die Kammer des Steuerventils enthält, von dem Gehäuse des Kolbenschiebers abgenommen werden kann, ohne dafs die Rohrverbindungen der Vorrichtung deswegen gelöst zu werden brauchen, wie es bei der Anordnung Fig. 1 geschehen mufs, wenn der Kolbenschieber und die übrigen Theile der Vorrichtung nachgesehen und reparirt werden sollen.

Claims (1)

1. Pa tent-Anspruch:

   Ein Druckminderungsventil mit indirecter Schiebersteuerung, dadurch gekennzeichnet, dafs die Verschiebung eines mit dem Regulirventil in Verbindung stehenden oder selbst als Regulirventil dienenden _§ciiieii£kcdbens_ jriit^_zwei ungleich__grofsen Druckflächen ί^α¹ durch die selbsttätige ~öeffnung oder Schliefsung eines durch Feder o.der_GeÄicht__belasteten_Ventils_g· in der Weise bewirkt wird, dafs das letzt~ genannte Ventil geschlossen ist, so lange der Druck einer durch den Kanal i auf dieses Ventil wirkenden Flüssigkeit einen gewissen, der Feder oder dem Gewicht entsprechenden Druck nicht übersteigt, sich aber öffnet, sobald der Druck dieser Flüssigkeit über dieses Mafs wächst, so dafs die hochgespannte Flüssigkeit durch die Oeffnüng des Ventils und durch die Kanäle i und e auf die gröfsere Fläche a¹ des Kolbens geleitet wird und denselben in diejenige Stellung schiebt, in welcher die Druckminderung der Flüssigkeit und infolge dessen der Abschlufs des Ventils g bewirkt wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.