CH390945A - Druckreduzier- und Kühleinrichtung zur Regelung von Druck und Temperatur eines gas- oder dampfförmigen Arbeitsmittels - Google Patents

Description

      Druckreduzier-    und Kühleinrichtung zur Regelung von Druck und Temperatur  eines gas- oder dampfförmigen     Arbeitsmittels       Die Erfindung bezieht sich auf eine     Vorrichtung     zur Regelung von Druck und Temperatur     eines        gas-          oder    dampfförmigen Arbeitsmittels durch Zuführung  eines Kühlmittels, beispielsweise Wasser, in eine Re  duzierstation mit einer durch einen Teilstrom des Ar  beitsmittels betätigten     Zerstäubervorrichtung.     



  Bekanntgewordene Ausführungsformen haben die  Einspritzstellen des Wassers oder des Kühlmittels im  Ventilsitz oder in unmittelbarer Nähe desselben, in  dem die Drosselung des Arbeitsmittels vor sich geht.  Es sind auch Dampfkühler bekannt, die eine     Ven-          turidüse    verwenden, um an der engsten Stelle dieser       Venturidüse    von aussen Wasser in den Dampfstrom  einzuführen. Dabei ist die engste Stelle der     Venturi-          düse    mit einem Ringkanal umgeben, der durch Lö  cher oder Schlitze mit der Düse des     Venturirohres     in Verbindung steht. Durch diesen Ringkanal wird  das Kühlwasser zugeführt und wird mit dem Dampf  vermischt.

   Es hat sich herausgestellt, dass alle die auf  gezeichneten Massnahmen nicht genügen, um eine  intensive     Zerstäubung    des Wassers bei den verschie  denen Belastungen zu gewährleisten. Es wurde auch  bereits vorgeschlagen, das Wasser nicht direkt in den  Dampfstrom einzuführen, sondern vorher durch einen  Teilstrom des Dampfes zu zerstäuben und dieses Ge  misch in den Hauptstrom des Dampfes gelangen zu  lassen. Dies erfordert aber eine zweite Absperrung  für die zur     Zerstäubung    abgezweigte Dampfmenge.  



  Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass  zwischen dem Ventilsitz und der     Zerstäubervorrich-          tung    ein oder mehrere Überleitungskanäle derart an  geordnet sind, dass der Hauptstrom und der für die       Zerstäubung    des Kühlmittels benötigte Teilstrom  durch das Drosselventil gemeinsam abgeschlossen  werden.

   Dies kann dadurch erreicht werden, dass  nach dem Drosselorgan des Ventils oder zwischen    diesem und     der.Zerstäubereinrichtung    unter Ausnut  zung des Druckgefälles dieser Drosselung     überlei-          tungskanäle    derart angeordnet sind, dass der Haupt  strom und der für die     Zerstäubung    des Wassers be  nötigte Teilstrom durch den dem Drosselorgan vor  geschalteten Absperrsitz des Ventils gemeinsam ab  geschlossen werden.  



  Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung  in einigen beispielsweisen     Ausführungsformen    sche  matisch im     Längsschnitt    und Querschnitt dargestellt.  



  Gemäss     Fig.    1 befindet sich im engsten Quer  schnitt eines     Venturirohres    1 eine     Zerstäubervorrich-          tung    2, 5. Dieser     Zerstäubervorrichtung    2, 5 wird  Wasser und Dampf zugeführt. Die Zuführung von  Wasser     erfolgt    durch die Wasserleitung 3 und die  Zuführung eines Teilstromes von Dampf durch eine  Überleitung 4, die zur     Zerstäubervorrichtung    2, 5  führt.

   Es läge nun nahe, den zur     Zerstäubung    des  Wassers benötigten Teilstrom des Arbeitsmittels vor  dem Ventil 6 durch die     überleitung    4 der     Zerstäu-          bungsvorrichtung    2, 5 zuzuführen. Diese Massnahme  bedingt aber eine zweite Absperrvorrichtung der       Überleitung    4, um 'bei geschlossenem     Reduzierven-          til    6 auch den für die     Zerstäubung    des Wassers  benötigten Teilstrom abzuschalten.

   Solche Anordnun  gen sind für den Betrieb kompliziert, erfordern meh  rere Absperrorgane und deren Regler, ausserdem sind  diese zu umfangreich und kostspielig. _  Um nun diese Massnahme sowohl betrieblich we  sentlich zu vereinfachen, als auch in der Herstellung  wesentlich zu     verbilligen    und wirtschaftlich zu gestal  ten, wird zwischen der     Zerstäubervorrichtung    2, 5  und dem Regelventil 6 eine Drosselstelle 7 vorgese  hen, um durch diese Drosselstelle 7 hinter dem     Ven.     til 6 und vor der     Zerstäubervorrichtung    2, 5 unter  teilte Druckzonen b und c zu schaffen.

   Durch diese      Massnahme wird der für die     Zerstäubung    des Was  sers benötigte Teilstrom aus der Druckzone b mit  höherem Druck der     Zerstäubervorrichtung    2, 5, die  in der Druckzone c niederen Druckes liegt, zugeführt.  Bei geschlossenem Regelventil 6 ist dann auch die  Zuführung des für die     Zerstäubung    benötigten Teil  stromes automatisch abgesperrt.  



  Es ist auch möglich, für eine sehr hohe Belastung  und vor allen Dingen einen sehr hohen Abkühlungs  grad des Hauptstromes in dem     Venturirohr    zusätz  lich von aussen direkt Wasser zuzuführen, wenn die  Gefahr besteht, dass man durch die     Zerstäubervor-          richtung    2, 5 bei maximaler Belastung nicht genügend  Wasser zuführen     kann.    .Zu diesem Zweck ist hinter       Zerstäubervorrichtung    2, 5 eine weitere ringförmige  Wasserzuleitung 8 vorgesehen.

   Da diese     zusätzliche     Wasserzuführung nur für allerhöchste     Belastungen    in  Frage kommt, wird auch an dieser Stelle eine gute       Zerstäubung    des zugeführten Wassers erreicht.  



  Es hat sich als     vorteilhaft    herausgestellt, nicht  nur das Ventil 6, sondern auch die Drosselstelle 7  regulierbar auszugestalten, damit man bei den ver  schiedenen Belastungen gleiches     Druckgefälle    zwi  schen den Zonen b und c erreichen kann. Man ver  bindet einen Regelkegel in der Drosselstelle 7 mit  dem     Reduzierventil    6, so dass automatisch     mit    dem  Drosselkegel des Ventils 6 auch die Drosselstelle 7       verändert    wird.  



  Gemäss dem in der     Fig.    2 und der-     Fig.    3 dar  gestellten Ausführungsbeispiel befindet sich im Ge  häuse ein Drosselkegel 9, der eine die Zerstäuber  düse 10 bildende Verlängerung hat. Der Ventilsitz 6  des     Verschlussstückes    mit dem Drosselkegel 9 und  der     Zerstäuberd'üse    10 sitzen an einer Hohlspindel 11.  



  Es können auch zwischen dem Ventilsitz 6 und  dem Drosselkegel 9 Überleitungskanäle 12 vorgesehen  werden, durch welche bei angehobenem Ventilsitz ein  Teil des     Hauptstromes    des Arbeitsmittels der     Zerstäu-          berdüse    10 zugeleitet wird. Hierbei ist der den Haupt  strom des Arbeitsmittels     regelnde    Drosselkegel 9 im  Bereiche der Überleitungskanäle 12 derart ausgestal  tet und angeordnet, dass der Hauptstrom des Arbeits  mittels und der für die     Zerstäubung    des Wassers be  nötigte Teilstrom beim Schliessen des Ventils gemein  sam abgeschlossen werden.  



  Zu diesem Zweck befindet sich unterhalb des  Ventilsitzes 6 eine     Einschnürung.    Von dieser Ein  schnürung leiten die Überleitungskanäle 12 den Teil  strom des Arbeitsmittels zur     Zerstäuberdüse    10. Die       Einschnürung    erweitert sich unterhalb der     überlei-          tungskanäle    12 bis zum Gehäuse derart zum eigent  lichen Regelkegel für den Hauptstrom, dass bei gerin  gem Anheben des Ventils der Durchgang des Haupt  stromes zunächst annähernd verschlossen bleibt und  nur ein Teilstrom des Arbeitsmittels durch die     über-          leitungskanäle    12 zur     Zerstäuberdüse    10 strömen  kann.  



  Bei dem auf den     Fig.    2 und 3 dargestellten Aus  führungsbeispiel wird das Wasser von der Zufüh-         rungsleitung    3 durch eine     Axialbohrung    13 in der  Spindel 11 der     Zerstäuberdüse    10 zugeführt. Vor der       Zerstäuberdüse    10 hat die Wasserzuführung eine von  einem Ringraum gebildete Dampfkammer 14, die  durch die Überleitungskanäle 12 mit der     Einschnü-          rung    in offener Verbindung steht.

   Der aus der Ein  schnürung durch die Überleitungskanäle 12 in die  Dampfkammer 14 geleitete Teilstrom strömt mit  hoher Geschwindigkeit durch die     Zerstäuberdüse    10  und reisst hierbei das durch die     Axialbohrung    13 ge  leitete Wasser mit sich fort, wobei das Wasser durch  entsprechende Formgebung der     Zerstäuberdüse        fein-          stens    zerstäubt und dem Hauptstrom in dem     Venturi-          rohr    beigemischt wird.  



  Es ist auch ohne weiteres möglich, auf das     Ven-          turirohr'    zu verzichten und das durch die Zerstäuber  düse feinverteilte Wasser in einer glatten Rohrleitung  dem Hauptstrom zuzuführen.  



  Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in     Fig.    4 dar  gestellt. In dieser Figur ist ein     Reduzierventil    gezeigt,  welches die Druckreduzierung durch einzelne Stufen       durchführt.    Solche Ventile werden dann verwendet,  wenn es sich um sehr hohe Druckdifferenzen handelt,  so dass die ganze Druckdifferenz in einzelne Teil  drücke aufgeteilt wird. In     Fig.    4 bedeutet 6 wieder  den abschliessenden Ventilsitz, während der Regel  kegel 9 der     Fig.    3 in Drosselscheiben 17 aufgeteilt  ist. Diese Drosselscheiben teilen den Dampfstrom in  gestaffelte Druckräume auf, und zwar die Druck  räume<I>d, e, f, g, h.</I> Es ist einleuchtend, dass in der  Kammer d ein ganz wesentlich höherer Druck  herrscht, als in der Kammer h.

   Diese Eigenart wird  dazu benutzt, um den Teilstrom zur     Zerstäubung    von       Einspritzwasser    einer der ersten Kammern zu ent  nehmen und durch den Zuführungskanal 4 der  eigentlichen     Zerstäubervorrichtung    18 zuzuführen.  



  Diese     Zerstäubervorrichtung    18 entspricht unge  fähr der     Zerstäubervorrichtung    2, 5 der     Fig.    1 und  wird in einen     venturiförmigen    Austritt des Ventils  eingebaut. Die Dampfzuführung zu der Zerstäuber  vorrichtung kann auch durch eine Bohrung der Spin  del, z. B. aus der Kammer<I>d</I> zur Kammer<I>h</I>     geführt     werden, während das Wasser von der entgegengesetz  ten Seite durch die     Spindelbohrung    entgegengesetzt       zugeführt    wird, ähnlich wie bei der     Fig.    2.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Vorrichtung zur Regelung von Druck und Tem peratur eines gas- oder dampfförmigen Arbeitsmit tels durch Zuführung eines Kühlmittels in eine Redu- zierstation mit einer durch einen Teilstrom des Ar beitsmittels betätigten Zerstäubervorrichtung, da durch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ventilsitz und der Zerstäubervorrichtung ein oder mehrere Überleitungskanäle derart angeordnet sind, dass der Hauptstrom und der für die Zerstäubung des Kühl mittels benötigte Teilstrom durch das Drosselventil gemeinsam abgeschlossen werden. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass zur Bildung unterschiedlicher Druckzonen eine oder mehrere Drosselvorrichtungen vorhanden sind, und dass durch entsprechend ange ordnete Überleitungskanäle der für die Zerstäubung des Kühlmittels benötigte Teilstrom aus der höheren Druckzone entnommen und einer Zerstäubervorrich- tung zugeführt wird, und dass durch die Zerstäuber vorrichtung das durch den Teilstrom zerstäubte Kühl mittel in einer Zone niederen Druckes dem Haupt strom zugeführt und mit diesem innig vermischt wird. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass Überleitungskanäle zur Zerstäuber düse zwischen dem Sitz des Ventils und dem sich daran anschliessenden Drosselkegel vorgesehen sind. 3.

   Vorrichtung nach Patentanspruch und Unter anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Sitzes des Ventils die Überleitungskanäle einen Teilstrom zur Zerstäuberdüse leiten, und dass bei ge ringem Anheben des Ventils ein Durchgang des Hauptstromes annähernd verschlossen bleibt und nur ein Teilstrom des Arbeitsmittels durch die überlei- tungskanäle zur Zerstäuberdüse strömen kann. 4. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass Wasser durch die Zentralbohrung der Spindel der Zerstäuberdüse zuführbar ist. 5.

   Vorrichtung nach Patentanspruch und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dros selvorrichtung durch eine Mehrzahl von Stufen in mehrere Druckräume unterteilt ist (Fig. 4). 6. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das Arbeitsmittel Heissdampf und das Kühlmittel Wasser ist.