AT103123B - Verfahren und Vorrichtung, um bei Ventilen mit Entlastungsvorrichtungen die Schwingungen des Hauptventils zu verhindern. - Google Patents

Description

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  Verfahren und Vorrichtung, um bei Ventilen mit Entlastungsvorrichtungen die   Schwingungen   des Hauptventils zu verhindern. 



   Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil, welches zum Zwecke der leichten und schnellen   Eröffnung   mit Entlastungsvorriehtungen versehen ist, welche aus einer vom Ventilgehäuse und dem Hauptventil gebildeten Entlastungskammer und einem im Hauptventil angeordneten Hilfsventil bestehen. 



   Diese Ventile haben bekanntlich den Nachteil, dass das Druckmittel beim Öffnen des Hauptventils immer noch mit starkem   Überdruck   unter das Hauptventil gelangt. Infolgedessen wird das Hauptventil mit grosser Gewalt nach aufwärts gegen das Hilfsventil geschleudert und hämmert dann dauernd gegen dasselbe. 



   Zur Beseitigung dieses Nachteiles hat man bisher zwei Wege eingeschlagen, deren gemeinsames Kennzeichen ein Entlastungskolben am Hauptventil von solcher Ausbildung ist, dass er bei den Bewegungen des Hauptventils in der Entlastungskammer Kompressionswirkungen zu erzeugen vermag. Im übrigen unterscheiden sich die beiden Wege aber dadurch voneinander, dass beim Öffnen des Hauptventils das eine Mal ein Drosselkörper am Hilfsventil die   Druekmittelabflussöffnung   der Entlastungskammer allmählich zunehmend drosselt, während die Druckmittelzuflussöffnung in die Entlastungskammer unverändert bleibt, und dass dann das andere Mal ein Drosselkörper am Hilfsventil die Druckmittelzuflussöffnung in die Entlastungskammer allmählich zunehmend entdrosselt,

   während der Durchflussquerschnitt der   Abflussöffnung der Entlastungskammer unverändert   bleibt. 



   Das auf den beiden Wegen verfolgte Ziel ist die Erzeugung eines so starken Überdruckes in der Entlastungskammer während des   Eröffnungshubes   des Hauptventils, dass dadurch ein Aufprallen des aufwärts fliegenden Hauptventils auf das Hilfsventil verhindert wird. Um nun die Bedienung des Ventils aber nicht zu erschweren, darf immer nur so viel Druckmittel als Beihilfe zur Erzeugung dieses Überdruckes aus dem   Druckmittelerzeugungsraum   in die Entlastungskammer einströmen, dass es beim Gegenhube des Hauptventils auch durch eine verhältnismässig kleine Hilfsventilöffnung wieder in der gleichen Zeit aus der   Entlastungskammer   abströmen kann.

   Da der von einer so geringen Druckmittelmenge erzeugte Überdruck selbstverständlich auch nur klein sein kann, so muss der weitaus grösste Teil des erforderlichen Überdruckes daher immer durch die Kompressionswirkung des Entlastungskolbens erzeugt werden. Da nun ein grosser Kompressionshub die Bedienung der Ventile ebenfalls wieder erschweren würde, so muss das Hauptventil infolgedessen stets mit einem grossen Entlastungskolben versehen werden. Dadurch werden die Ventile aber gross und schwer und erfordern deshalb auch erheblich grössere Her-   qtellungskosten   als Ventile mit   kolb < 'nlosen Hauptventilen   von der gleichen lichten Weite. 



   Die Erfindung bezweckt nun, bei den Ventilen mit Entlastungsvorrichtungen die Schwingungen des Hauptventils ohne die Mitwirkung eines Entlastungskolbens am Hauptventil zu verhindern, welcher bei der Bewegung Kompressionswirkungen in der Entlastungskammer erzeugt. 



   Der Erfindungszweck wird durch das Verfahren erreicht, das Hauptventil der Wirkung zweier Drosselvorrichtungen auszusetzen, von denen eine Vorrichtung den Druckmittelzufluss aus dem Druckmittelerzeugungsraum in die Entlastungskammer und die andere Vorrichtung den Druckmittelabfluss aus dem Druckmittelerzeugungsraum in dem Raum unter dem Hauptventil regelt. 



   Zur Erläuterung der Erfindung dienen die Ausführungsbeispiele in den Fig. 1 und 2, welche beide ein Dampfventil im senkrechten Schnitt darstellen. Die Fig. 3 zeigt den   Grundriss   des   ; n beiden Fällen   verwendeten Hauptventils. 

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   In den Figuren bezeichnet 1 das   Ventilgehäuse,   2 den Deckel des Ventilgehäuses, 3 das Hauptventil,   4   das zwischen Rippen 8 geführte   Hilfsventil und' ?   die Entlastungskammer, deren Abfluss- öffnung vom Hilfsventil 4 verschlossen gehalten wird. In dem Hauptventil 3 ist der Körper, welcher die Druckmittelkammer   9 umschliesst,   so angeordnet, dass er sich auf den Ring stützt, welcher an den Rippen 8 vorgesehen ist und dass er in dieser Lage durch Rohre 12 festgehalten wird, 
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 den Ringspalt 11 in die   Eutlastungskammar   5 gelangt und sie mit Druckmittel von der gleichen Spannung wie im Druckmittelerzeugungsraum anfüllt.

   Die   den Ringspalt 11 umschliessende Fläche   6 des Körpers soll nun als Drosselkörper am Hauptventil dienen, welcher bei den Relativbewegungen des Hauptventils und des Hilfsventils mit einem an der Ventilspindel 7 vorgesehenen Drosselkörper zusammen den Ausfluss des Druckmittels aus der Druckmittelkammer 9 in die Entlastungskammer 5 regeln soll. Dieser Drosselkörper besteht aus einem   Bunde. M   an der Ventilspindel 7, dessen oberer Rand so ausgebildet ist, dass er zu dem Drosselkörper 6 passt und mit ihm zusammen den Druckmitteldurchfluss durch den Ringspalt 11 zu regeln vermag. In der Fig. 1 hat der Drosselkörper 14 einen kleineren Durchmesser als der Ringspalt 11 und in der Fig. 2 ist sein Durchmesser grösser als der Ringspaltdurchmesser.

   Die Drosselvorrichtung zum Regeln des   Druckmittelabflusses   aus dem Druckmittelerzeugungsraum 13 in den Raum 15 unter dem Hauptventil 3 besteht in einem engen und zweckentsprechend langen Spalt zwischen der Innenwand des Ventilgehäuses 1 und der Aussenwand des Hauptventils 3. Der obere Rand des Drosselkörpers 14 ist auf der Ventilspindel 7 in solcher Entfernung von dem Drosselkörper 6 angeordnet, dass bei dem Eröffnungshube der Ventilspindel 7 die Drosselung des Druckmittelabflusses aus der Druckmittelka, mmer erst dann beginnt, wenn der Eröffnungshub des Hilfsventil schon grösser als ein Viertel des Durchmessers der   Hilfsventilöffnung   geworden ist. 



   Beim   Eröffmmgshube   der Ventilspindel 7 gibt das Hilfsventil4 die bis dahin verschlossen gehaltene Abflussöffnung im Hauptventil für den Druckausgleich zwischen der Entlastungskammer 5 und dem   Raum. M unter   dem Hauptventil 3 frei. Da die einander zugekehrten Flächen der beiden Drosselkörper 6 und 9 aber weiter als ein Viertel des Durchmessers der Hilfsventilöffnung von einander entfernt angeordnet sind, so wird das Hauptventil auch trotz der Freigabe der Abflussöffnung durch das Hilfsventil zunächst noch nicht entlastet.

   Vom   Beginn   der   Hilfsventileröffnung   an strömt vielmehr der Dampf in bis   zum Höchstwert   zunehmender Menge. aus dem Druekmittelerzeugungsraum 13 durch die Kanäle 12 und den Ringspalt 11 in die Entlastungskammer 5 und aus dieser durch die Abflussöffnung im Hauptventil in den Raum 15. Das Hauptventil wird daher erst dann entlastet, wenn beim weiteren Eröffnungs-   hube   der Ventilspindel 7 der obere Rand des Drosselkörpers 14 bis an den unteren Rand des Drosselkörpers 6 gelangt ist und den Ausfluss des Druckmittels durch den Ringspalt 11 in die Entlastungskammer 5 abgedrosselt hat. Gleichzeitig hiemit legt sich bei dem Beispiel Fig. 1 die Rückseite des Hilfsventils   4   als Widerlager gegen die Unterseite der Platte 10.

   Bei dem Beispiel Fig. 2 bildet der Drosselkörper 14 gleichzeitig auch das Widerlager. Bei der Fortsetzung ihres Eröffnungshubes hebt die Ventilspindel 7 dann mittels dieser Widerlager, das entlastete Hauptventil aus seiner   Absehlusslage nach     aufwärts. Durch   den Drosselspalt zwischen dem Hauptventil und dem   Ventilgehäuse   strömt das Druckmittel beim Öffnen des Hauptventils zunächst nur in einer so geringen Menge aus dem Druckmittelerzeugungsraum in den Raum 15 unterhalb des Hauptventils ein, dass die Bildung eines   Überdruckes   hier ausgeschlossen ist. Die   Eröffnung   des Ventils vollzieht sich daher so ruhig, dass das Hauptventil dabei seine Rast auf dem Widerlager nicht verlässt.

   Da die Entdrosselung des aus dem Druekmittel-   erzeugungsraum 13   abfliessenden Druckmittels bei dem weiteren Eröffnungshube des Hauptventils immer nur langsamer zunimmt als die Erweiterung der Durchflussöffnung zwischen den Abdichtungflächen am Hauptventil und der an dem Ventilgehäuse, so verlässt das Hauptventil bei dem 
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 Raum 15 keine   hin und herwogenden Druekmittelwellen auftreten. Solche   Wellen entstehen nun aber immer, wenn die   Dl1lckmittelentnahme   aus dem Raum 15 ruckweise erfolgt, wie es z. B. beim Betriebe von Kolbendampfmaschinen der Fall ist.

   Jede anschwellende   Druckmittelwelle   erzeugt aber unter dem Hauptventil einen   Überdruck, welcher   das Bestreben hat, das Hauptventil von seiner Rast auf dem Widerlager abzuheben, und ebenso erzeugt auch jede abebbende Welle dort wieder einen Unterdruck, welcher dann bestrebt ist, das Hauptventil auf seine Rast   zurüekzureissen.   



  Da die Druckmittelwellen jedoch immer nur allmählich an-und abschwellen, so setzt sich das Hauptventil auch nur langsam aus seiner Rast nach aufwärts in Bewegung. Dabei entfernt sich aber der Drosselkörper 6 vom   Drosselkörper     M,   und das Druckmittel strömt infolgedessen wieder sofort in schnell zu-   nehmender Wenge durch den Ringspalt 11 in die Entlastungskammer 5. Es entsteht daher in der Kammer. 5   fast augenblicklich ein   Überdruck, welcher ausreicht,   um das Hauptventil schon wieder auf seine Rast   zuriickzuzwingen,   bevor die abebbende Druckmittelwelle noch überhaupt darauf einwirken kann. 

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   Infolgedessen verlaufen diese Schwingungen des Hauptventils immer so sanft, dass sie weder durch das Gefühl noch durch das Gehör wahrnehmbar sind. Sollen diese geringen Schwingungen des   Haup*-   ventils aber auch noch beseitigt werden, dann muss die   Druckmittelkammer   9 nach dem Ausführungbeispiel der Fig. 2 gestaltet werden. Bei diesem Beispiel ist die   Bodenfläche   der Kammer 9 nämlich um die   Ringspaltfläche   grösser als die   Deckenfläche 6. Infolgedessen   wird das Hauptventil vom Augenblick seiner Eröffnung an immer durch den nach abwärts gerichteten Flächendruck belastet, welchen der in der Druckmittelkammer 9 vorhandene   Druckmittelüberdruck   auf die   überschiessende Fläche   des Kammerbodens 10 ausübt.

   Durch diese Belastung wird das Hauptventil. 3 aber so stark gegen den   Drosselkörper 14   gepresst, dass selbst stärkere Überdruckbelastungen seiner Unterseite es nicht mehr von ihm zu trennen vermögen. 



   Zum Zwecke einer noch leichteren Eröffnung kann man das Hauptventil nach dem Beispiel Fig. 2 auch noch mit einem kleinen   Differentialentlastungskolben   versehen. Das Verhalten des geöffneten Hauptventils bleibt aber genau so, wie es vorstehend erläutert wurde. 



   Beim Senken der Ventilspindel bewegt sich auch das Hauptventil wenigstens in Fig. 1 unter dem Einfluss seines Eigengewichtes sofort nach abwärts. Sollte seine Geschwindigkeit aber hiebei aus irgendeinem Grunde einmal hinter der Senkgeschwindigkeit der Ventilspindel   zurückbleiben,   dann strömt natürlich sofort wieder Frischdampf in zunehmender Menge in die Entlastungskammer ein, welcher die Geschwindigkeit beider Körper wieder augenblicklich ausgleicht. 



   Bei dem Beispiel Fig. 2 ist das Hauptventil 3 durch den   Flächenüberdruck   in der Druckmittelkammer 9 mit der Ventilspindel 7 gekuppelt und da diese Kraft bei der Abschlussbewegung der Ventilspindel auch noch durch das Eigengewicht des Hauptventils verstärkt wird, so bewegt sich das Haupt- 
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1.

   Verfahren, um bei Ventilen mit Entlastungsvorrichtungen die Schwingungen des Hauptventils zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptventil   (3)   der Wirkung zweier Drosselvorrichtungen ausgesetzt wird, von welchen eine Vorrichtung den Druckmittelzufluss aus dem Druckmittelerzeugungs- raum (13) in die   Entlastungskammer     (5)   und die andere Vorrichtung den   Druckmittelabfluss aus   dem
Druckmittelerzeugungsraum (13) in den   Raum (15)   unter dem Hauptventil regelt.

Claims (1)

1. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselvorrichtung für die Regelung des Druckmittelzuflusses in die Entlastungskammer (5) aus einem Drosselkiirper am H. uptventil und einem dazu passenden Drosselkörper an der Ventilspindel besteht, welche bei den Relativbewegungen zwischen dem Hauptventil (. 3) und dem Hilfsventil (4) derart zusammenwirken, dass sie den Druckmittelzufluss aus dem Druekmittelerzeugungsraum in die Entlastungskammer (5) drosseln, wenn die Entfernung zwischen den beiden Ventilen (3, d) grösser wird, und ihn entdrosseln, wenn jene Entfernung sich verringert.

   3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch], dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselvorrichtung für den Druckmittelabfluss in den Raum (15) unter dem Hauptventil aus einem engen Spalt zwischen der Innenwand des Ventilgehäuses (1) und dem unteren Teil der Aussenwand des Hauptventils (3) besteht, durch welchen das Druckmittel aus dem Druckmittelerzeugungsraum (13) in mit dem Hauptventilhube zunehmender Menge in den Raum (15) unter dem Hauptventil abfliesst.

   4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmittel aus dem Druckmittelerzeugungsraum (13) durch Kanäle im Hauptventil (3) in eine Druckmittel- kammer (9) einströmt, welche im Hauptventil angeordnet und durch einen Ringspalt (11) um die Ventilspindel (7) herum mit der Entlastungskammer verbunden ist.

   5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittel- kammer (9) den Hohlraum eines Körpers bildet, welcher von den Rohrstücken (12) getragen wird, die durch seine Wandung und die Wandung des Hauptventils (3) hindurchragen und den Druckmittel- erzeugungsraum (13) dadurch mit der Druckmittelkammer verbinden.

   6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Drosselkörper am Hauptventil (3) die Platte (6) benutzt wird, welche mit der Ventilspindel zusammen den Ringspalt (11) bildet, durch welchen die Druckmittelkammer (9) mit der Entlastungskammer (5) in Verbindung steht.

   7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden der Druck- mittelkammer (9). aus einer auswechselbaren Platte (10) besteht, welche in dem die Druekmittelkammer umschliessenden Körper geführt wird und auf einem ringförmigen Auflager im Hauptventil ruht. EMI3.2 <Desc/Clms Page number 4> grösser als ein Viertel des Durchmessers der Hilfsventilöffnung ist, bevor die Drosselung des Ringspaltes (11) durch die beiden Drosselkörper beginnt.

   10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Drosselkörpers (14) an der Ventilspindel' ?', Fig. 1) kleiner als der Durchmesser des Ringspaltes (11) um die Ventilspindel herum ist und sich das geöffnete Hauptventil mittels einer Platte (10) gegen die Rückseite des Hilfsventils (4) abstützt. EMI4.1

   12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenfläche der Druckmittelkammer. (9) um die Ringspaltfläche (11) grösser ist als die Deckenfläche.

   13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselspalt zwischen der Innenwand des Ventilgehäuses (1) und der Aussenwand des Hauptventils (3) so ausgebildet ist, dass die Druckmittelmenge, welche aus dem Druckmittelerzeugungsraum (13) während des ersten EMI4.2 EMI4.3