DE660077C

DE660077C - Check valve for the pressure line of centrifugal pumps, especially for boiler feeding

Info

Publication number: DE660077C
Application number: DEK140423D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wilhelm Ruediger
Original assignee: Schanzlin & Becker Akt Ges
Current assignee: Schanzlin & Becker Akt Ges
Priority date: 1935-12-20
Filing date: 1935-12-20
Publication date: 1938-05-17

Description

Bei Kreiselpumpen, die mit hohem Druck arbeiten und ihre Betriebsflüssigkeit bei verhältnismäßig hohen Temperaturen fördern sollen, ist es notwendig, daß bei ständig angetriebener Pumpe diese auch dann einen gewissen Hundertsatz des normalen Wasserumlaufes fördert, wenn das Kesselspeiseventil geschlossen ist. Es wird damit verhindert, daß die Flüssigkeit durch das Arbeiten gegenFor centrifugal pumps that work at high pressure and their operating fluid at a relatively high level To promote high temperatures, it is necessary that when continuously driven Pump this also promotes a certain percentage of the normal water circulation when the boiler feed valve closed is. This prevents the liquid from working against it

to den geschlossenen Schieber eine unerwünschte, die Gefahr der Dampfbildung mit sich bringende Erwärmung erfährt, die Pumpe trocken arbeitet und schwere Schädigungen durch Fressen usw. eintreten können.to the closed slide an undesired, bringing with it the risk of steam formation Warming up, the pump works dry and severe damage Eating etc. can occur.

Es sind verschiedentlich Versuche gemacht worden, die Forderung nach einem beschränkten, doch für die Betriebssicherheit genügenden Wasserumlauf bei geschlossenem Kesselspeiseventil dadurch zu erfüllen, daß man in die Druckleitung einen Kolbenschieber eingebaut hat, der durch Verschieben oder Verdrehen in unmittelbarer mechanischer Abhängigkeit von der Stellung des Kesselspeiseventils eine im Nebenschluß liegende Umlaufleitung freigibt bzw. absperrt.Various attempts have been made to meet the requirement for a limited, but sufficient water circulation for operational safety when the boiler feed valve is closed to meet in that one has built a piston valve in the pressure line, which by moving or turning in direct mechanical dependence on the position of the boiler feed valve releases or shuts off a bypass line.

Die Schwierigkeit dieser Anordnung und die Gründe ihres Versagens liegen nun darin, daß es nicht möglich ist, den Kolben so einzupassen, daß er gleichzeitig dicht und leichtgängig gemacht werden kann. Bei allzu scharfem Einpassen des Kolbenschiebers werden die Reibungsverhältnisse ungünstig, und beim Einsetzen mit schon etwas zu reichlichem Spiel ergibt sich insbesondere bei kleinen Pumpenanlagen ein unzulässig großer dauernder Verlust der Gesamtfördermenge.The difficulty of this arrangement and the reasons for its failure now lie in that it is not possible to fit the piston so that it is tight and smooth at the same time can be made. If the piston valve is fitted too sharply, the friction conditions become unfavorable, and when starting with a little too much play, especially with small ones Pump systems an inadmissibly large permanent loss of the total flow rate.

Weiterhin wurde vorgeschlagen, ein Umführungsventil für den Flüssigkeitsumlauf bei geschlossenem Kesselspeiseventil mittels Rückschlagklappen in Tätigkeit zu setzen. Derartige Anordnungen haben den großen Nachteil, daß ihre Betätigung gegen Federoder Gewichtswirkung erfolgt, d. h. die Pumpe muß auf hydraulischem Wege in vollem Umfange die Widerstände überwinden, was, wie im erstgenannten Fall, bei Verwendung von Kolbenschiebern zu einer unzulässigen Verminderung des Gesamtwirkungsgrades führt.It was also proposed to use a bypass valve for the liquid circulation closed boiler feed valve by means of non-return valves. Such arrangements have the major disadvantage that their operation against spring or Weight effect takes place, d. H. the pump must fully overcome the resistances by hydraulic means, which, as in the first-mentioned case, results in an impermissible when using piston valves Reduction of the overall efficiency leads.

Es ist ferner vorgeschlagen worden, in die Druckleitung von Kompressoren und Ventilatoren ein Rückschlagventil einzubauen, welches beim Aufhören der Gasströmung durch das Eigengewicht des Ventiltellers die Druckleitung schließt und dabei kurz vor dem völligen Abschluß ein Entlastungsventil über eine quer zur Strömungsrichtung angeordnete Stoßstange öffnet.It has also been proposed in the pressure line of compressors and fans to install a non-return valve which, when the gas flow stops, the pressure line is opened by the weight of the valve disk closes and shortly before the complete conclusion over a relief valve a bumper arranged transversely to the direction of flow opens.

Diese Vorrichtung vermeidet die Nachteile der erwähnten Entlastungseinrichtungen jedoch nur zum Teil, denn die Bauweise dieser Ventilanordnung bedingt ein mehrfachesHowever, this device avoids the disadvantages of the relief devices mentioned only in part, because the design of this valve arrangement requires a multiple

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Dipl.-Ing. Wilhelm Rüdiger in Halle, Saale.Dipl.-Ing. Wilhelm Rüdiger in Halle, Saale.

scharfes Umlenken des Druckgasstromes beim Durchtritt durch das Rückschlagventil. Die damit verbundenen sehr beträchtlichen Strömungsverluste, welche bei Druckluftanlagen unter Umständen noch hingenommen werden können, sind für die Druckleitung von Flüssigkeitskreiselpumpen nicht zulässig. sharp deflection of the flow of pressurized gas as it passes through the check valve. the associated very considerable flow losses, which may still be accepted in compressed air systems are not permitted for the pressure line of centrifugal liquid pumps.

Außerdem ist es mit dieser bekannten Ventilanordnung nicht möglich, das öffnen desIt is also with this known valve arrangement not possible to open the

ίο Entlastungsventils in dem Augenblick erfolgen zu lassen, in welchem das Rückschlagventil schließt. Es muß dort immer das Entlastungsventil früher öffnen, als das Rückschlagventil schließt, was unter Umständen unerwünscht sein kann.ίο relief valve take place at the moment to let, in which the check valve closes. The relief valve must always be there open earlier than the check valve closes, which may be can be undesirable.

Die Erfindung vermeidet Strömungsverluste dadurch, daß die Achsen der beiden Ventile, nämlich des Rückschlagventils und des Entlastungsventils, in die Achse der Druckleitung gelegt werden. Dies wird dadurch ermöglicht, daß das Entlastungsventil in dem Rückschlagventil untergebracht ist, wobei die Entlastungsleitung durch den Führungszapfen des Rückschlagventils hindurchgeführt ist.The invention avoids flow losses in that the axes of the two Valves, namely the check valve and the relief valve, in the axis of the Pressure line are laid. This is made possible by the relief valve is housed in the check valve, the relief line through the guide pin of the check valve is passed.

Um den Zeitunterschied zwischen dem Schließen des Rückschlagventils und dem öffnen des Entlastungsventils einstellen zu können, trägt das Rückschlagventil eine den Sitz überragende kolbenartige Verlängerung, und der Hub des Entlastungsventils ist einstellbar, so daß je nach Einstellung das Entlastungsventil gleichzeitig, früher oder später öffnet, als das Rückschlagventil schließt.About the time difference between the closing of the check valve and the opening To be able to adjust the relief valve, the check valve carries the seat superior piston-like extension, and the stroke of the relief valve is adjustable, so that, depending on the setting, the relief valve at the same time, earlier or later opens when the check valve closes.

Fig. ι bis 3 stellen beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dar, die im folgenden näher erläutert werden.FIGS. 1 to 3 represent embodiments, for example of the subject matter of the invention, which are explained in more detail below.

In der Fig. 1 ist ein selbsttätig arbeitendes Absperrventil gezeigt, das in die Druckleitung einer Kesselspeisepumpe vor einem Kesselspeiseventil (nicht dargestellt) eingebaut ist. Der Ventilteller 1 ist mittels eines Bolzens 2, der über ein Haltekreuz 3 fest mit dem Ventilgehäuse verbunden ist, geführt. Der Führungsbolzen 2 besitzt eine zentrische Bohrung 4, die mit der Bohrung 5 durch einen der Arme des Haltekreuzes und über eine Leitung mit einem (nicht dargestellten) Speisewasserbehälter in Verbindung steht. Die Bohrung 4 des Führungsbolzens ist an dessen unterem Ende erweitert und nimmt ein kegelförmiges Rückschlagventil 6 auf. In diesem ■ Rückschlagventil 6 ist eine Bohrung 7 vorgesehen, die durch ein Ventil 8 abgeschlossen werden kann. Mittels einer Feder 9, die sich in einem Verschlußstück 10 des Ventiltellers 1 abstützt, wird das Bolzenventil 8 gegen den Rückschlagventilkörper 6 angedrückt. Der Hub des Bolzenventils ist durch eine Kappe 13 begrenzt, die mit dem Rückschlagventil 6 zusammen eine Kammer bildet, welche den Kegel des Entlastungsventils umschließt. Sobald der Kegel des Ventils 8 sich an den ; Boden der Kappe 13 anlegt, wird diese mit- \,genommen und dadurch das Rückschlagventil geöffnet. An seinem unteren Ende trägt das "^durch das Verschlußstück 10 durchgeführte .' Öolzenventil 8 ein Gewinde, mit dem dieser Bolzen durch Muttern in seiner Stellung zum Ventilteller ι eingestellt werden und damit der Öffnungszeitpunkt des Ventils 8 festgelegt werden kann.In Fig. 1 is an automatically working Shut-off valve shown in the pressure line of a boiler feed pump in front of a boiler feed valve (not shown) is installed. The valve disk 1 is by means of a bolt 2, which is fixed to the valve housing via a retaining cross 3 connected, led. The guide pin 2 has a central bore 4, which with the bore 5 through one of the Arms of the holding cross and a line with a feed water tank (not shown) communicates. The hole 4 of the guide pin is at the bottom The end expands and receives a conical check valve 6. In this ■ check valve 6 a bore 7 is provided which can be closed by a valve 8. By means of a spring 9, which is in a closure piece 10 of the valve plate 1 is supported, the pin valve 8 is against the Check valve body 6 pressed on. The stroke of the pin valve is through a cap 13 limited, which together with the check valve 6 forms a chamber which the The cone of the relief valve encloses. As soon as the cone of the valve 8 reaches the ; The bottom of the cap 13, this is \, taken and thereby opened the check valve. At its lower end carries that "^ carried out through the locking piece 10 . ' Öolzenventil 8 has a thread with which this bolt by nuts in its position for Valve plate ι are set and thus the opening time of valve 8 is determined can be.

Besonders zweckmäßig ist es, das Rückschlagventil Ί, 21 mit einer den Sitz überragenden kolbenartigen Verlängerung 14, 35 zu versehen, während der Hub des Rückschlagventils 6, 8, 24 einstellbar ist, so daß je nach Einstellung das Entlastungsventil gleichzeitig früher oder später öffnet, als das Rückschlagventil schließt.It is particularly useful to have the check valve Ί, 21 with a protruding seat piston-like extension 14, 35 to be provided during the stroke of the check valve 6, 8, 24 is adjustable so that, depending on the setting, the relief valve at the same time opens earlier or later than the check valve closes.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: The mode of operation of the arrangement is as follows:

Sobald durch Schließen des Kesselspeiseventils, was in bekannter Weise selbsttätig oder von Hand erfolgen kann, die Wasserströmung in der Druckleitung Null wird, wird der Ventilteller 1 durch sein Gewicht allein oder mit Unterstützung der Feder ι ΐ auf seinen Sitz gedrückt und nimmt bei seiner Abwärtsbewegung das Bodenventil· 8 in einem durch seine Einstellung bedingten Zeitpunkt mit. Durch die Bohrung 12 in dem Verschlußstück 10 stehen die Räume α, die untereinander durch Öffnungen verbunden sind, mit der Druckleitung der Pumpe in Verbindung. Durch die Abwärtsbewegung des Ventiltellers 1 öffnet sich das Ventil 8; die Flüssigkeit strömt in den Raum b. Bei weiterem Abwärtsbewegen des Tellers 1 wird durch das Ventil 8 auch das einen größeren Querschnitt freigebende Rückschlagventil 6 geöffnet, unterstützt durch den in dem Raum b entstehenden Druckanstieg zuzüglich des im Raum α entstehenden Druckabfalls. Damit wird der Umlauf der Betriebsfmssigkeit bei geschlossenem Kesselspeiseventil in gewünschter Weise erreicht.As soon as the water flow in the pressure line becomes zero by closing the boiler feed valve, which can be done automatically or by hand in a known manner, the valve plate 1 is pressed onto its seat by its weight alone or with the support of the spring ι ΐ and takes the during its downward movement Bottom valve 8 at a point in time determined by its setting. The spaces α, which are connected to one another by openings, are in communication with the pressure line of the pump through the bore 12 in the closure piece 10. The valve 8 opens as a result of the downward movement of the valve disk 1; the liquid flows into the space b. With further downward movement of the plate 1, the valve 8 also opens the check valve 6, which releases a larger cross section, supported by the pressure increase occurring in the space b plus the pressure drop occurring in the space α. In this way, the circulation of the operating fluid is achieved in the desired manner when the boiler feed valve is closed.

Ein besonderer Vorteil dieser Anordnung ist es nun, daß diese Schaltvorgänge zum Freigeben der Umlaufleitungen vollselbsttätig bewirkt werden und zu ihrer Bedienung keine größeren Kräfte benötigen. Die Federn dienen mehr oder weniger nur zur Gewährleistung einer größeren Sicherheit und Genauigkeit des Arbeitsganges, irgendwelche nennenswerte Kräfte brauchen nicht von ihnen ausgeübt zu werden. So wird sich beispielsweise der Ventilteller 1 beim Aufhören der Flüssigkeitsströmung schon in den meisten Fällen allein durch sein Eigengewicht auf seinen Sitz setzen können; die Federung 11 kann in diesem Fall dann ganz entbehrt werden.A particular advantage of this arrangement is that these switching operations to Release of the circulation lines are effected fully automatically and to operate them do not need any major forces. The springs are more or less just a guarantee a greater safety and accuracy of the work process, any significant forces do not need from to be exercised to them. For example, the valve disk 1 will turn when you stop the liquid flow in most cases due to its own weight alone be able to sit down; the suspension 11 can then be dispensed with entirely in this case.

Die Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab die die Umlaufleitung bedienenden Ventile und deren Steuerung. Die Bezeichnungsweise ist die gleiche wie in Fig. 1. Im Gegensatz zu Fig. ι ist hier die Umlaufleitung geschlossen. Der Teller 1 des Rückschlagventils ist also geöffnet.FIG. 2 shows, on an enlarged scale, the valves which operate the circulation line and their control. The notation is the same as in Fig. 1. In contrast To Fig. ι the circulation line is closed here. The plate 1 of the check valve is so open.

In der Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform des Erfindungsgedankens gezeigt, die In Fig. 3, a further embodiment of the inventive concept is shown, the

ίο bezüglich der Einfachheit ihrer Wirkungsweise und Zuverlässigkeit einen weiteren Schritt gegenüber der Ausführung der Fig. 1 darstellt und eine vollständig hydraulische Entlastung der Steuerglieder ermöglicht.ίο regarding the simplicity of their mode of operation and reliability a further step compared to the embodiment of FIG. 1 represents and enables a completely hydraulic relief of the control members.

In der Druckleitung 20 ist in gleicher Weise wie in Fig. 1 ein selbsttätig arbeitendes Rückschlagventil mit seinem Teller 21 auf einem Bolzen 22 geführt, der auch hier mit einer Bohrung 23 versehen ist, die durch ein in gleicher Weise wie in Fig. 1 einstellbares Ventil 24 verschließbar ist. Die Bohrung 23 steht über eine Leitung 25 mit dem unteren Teil eines Zylinders 26 in Verbindung. Ein beweglicher Kolben zj trennt den Zylinder 26 in einen oberen und einen unteren Zylinderraum, wobei der untere über die bereits erwähnte Leitung 25, die Bohrung 23 mit dem Druckleitungsraum vor dem Rückschlagventil 21 in Verbindung steht, während der' obere Teil mit dem hinter dem Rückschlagventil befindlichen Druckleitungsteil durch eine Leitung 33 verbunden ist. Auf seiner oberen Seite ist der Kolben 27 mit dem oberen Deckel 28 des Zylinders 26 durch ein beiderseits angelötetes Federrohr 29 verbunden. An seiner unteren Seite trägt der Kolben 27 ein Ventil 30, welches bei Bewegung des Kolbens nach abwärts die in dem unteren Zylinderdeckel 31 angebrachte Bohrung 32 verschließt und das Ablaßrohr absperrt, durch das das Wasser entweder unmittelbar oder über einen Zwischenvorratsbehälter der Pumpe wieder zugeführt werden kann.In the pressure line 20, in the same way as in FIG. 1, an automatically operating check valve with its plate 21 is guided on a bolt 22, which is also provided here with a bore 23, which is provided by a valve that can be adjusted in the same way as in FIG 24 is lockable. The bore 23 is connected to the lower part of a cylinder 26 via a line 25. A movable piston zj separates the cylinder 26 into an upper and a lower cylinder chamber, the lower one being connected to the pressure line chamber in front of the check valve 21 via the already mentioned line 25, the bore 23, while the upper part is connected to the one behind the check valve located pressure line part is connected by a line 33. On its upper side, the piston 27 is connected to the upper cover 28 of the cylinder 26 by a spring tube 29 soldered on both sides. On its lower side the piston 27 carries a valve 30 which, when the piston moves downwards, closes the bore 32 in the lower cylinder cover 31 and shuts off the drain pipe through which the water can be fed back to the pump either directly or via an intermediate storage tank .

Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende:The mode of operation of this arrangement is as follows:

Wird das Kesselspeiseventil in bekannter Weise selbsttätig oder auch von Hand geschlossen, so bewegt sich infolge Aufhörens der Strömung der Teller 21 des Rückschlagabsperrventils durch sein Eigengewicht allein oder mit Unterstützung der Feder 34 auf seinen Sitz zu und öffnet in der gleichen Weise wie bei der früher beschriebenen Anordnung durch Mitnahme des Ventilbolzens 24 die Umlaufleitung 25. Diese Umlaufleitung steht mit dem unteren Raum des Zylinders 26 in Verbindung, so daß in diesem Raum der gleiche Druck wie in der Druckleitung 20 der Pumpe herrscht. Der Kolben 27 besitzt eine Differentialwirkung, d. h. die untere Seite des Kolbens weist eine größere wirksame Fläche auf als dessen obere Seite. Durch die bei Stillstand oder bei langsamer Bewegung des Kolbens immer vorhandenen Undichtigkeiten wird erreicht, daß ein genügender Druckausgleich zwischen den durch den Kolben getrennten Zylinder räumen möglich ist. Wirkt sich nun der Pumpendruck bei geöffnetem Ventil 24 über die Bohrung 23 und die Leitung 25 auf die untere Hälfte des Kolbens 27 aus, so wird, trotzdem der ungefähr gleiche Druck, der von dem Druckraum oberhalb des Rückschlagventils über die Leitung 33 auf die obere Kolbenseite wirksam ist, dieser Kolben nach oben bewegt und damit das Ventil 30 geöffnet, welches die Ablaßöffnung 32 im unteren Zylinderdeckel freigibt. Ein ständiger Umlauf der Betriebsflüssigkeit ist damit bei geschlossenem Kesselspeiseventil erreicht. Sobald nun das Kesselspeiseventil wieder geöffnet wird, öffnet sich auch das. Rückschlagventil 21; das Ventil 24 schließt die öffnung 23; der Raum unterhalb des Kolbens entleert sich, da kein Zulauf mehr vorhanden ist. Der auf der oberen Kolbenseite sich voll auswirkende Leitungsdruck bewegt den Kolben nach unten und schließt damit das Ventil 30. Durch die Lässigkeit der Kolbenringe wird erreicht, daß in dem Raum unterhalb des Kolbens der Druck langsam ansteigt bis zu einer beliebig einstellbaren Höhe, wobei die gewünschte Druckhöhe konstruktiv durch eine entsprechende Wahl der Kolbenflächen erreicht wird. Der dieser Druckerhöhung entsprechende Druck wirkt durch die Leitung 25, 23 auf den Ventilteller 21 zurück.If the boiler feed valve is closed automatically or manually in a known manner, so, as a result of the cessation of the flow, the plate 21 of the check valve moves by its own weight alone or with the support of the spring 34 to its seat and opens in the same way as in the arrangement described earlier by entrainment of the valve pin 24 Circulation line 25. This circulation line communicates with the lower space of the cylinder 26 in Connection so that in this space the same pressure as in the pressure line 20 of the Pump prevails. The piston 27 has a differential action; H. the lower side of the Piston has a larger effective area than its upper side. Through the at Standstill or, if the piston moves slowly, there are always leaks it is achieved that a sufficient pressure equalization between the separated by the piston Cylinder clearing is possible. Does the pump pressure now have an effect when the Valve 24 via the bore 23 and the line 25 to the lower half of the piston 27 off, the pressure is still approximately the same as that of the pressure chamber above the Check valve is effective via line 33 on the upper side of the piston, this piston moved upwards and thus the valve 30 opened, which the drain opening 32 in the lower Cylinder cover releases. A constant circulation of the operating fluid is thus with closed boiler feed valve. As soon as the boiler feed valve is opened again the check valve 21; the valve 24 closes the opening 23; the space below the piston is emptied because there is no longer any inflow. The one that takes full effect on the upper side of the piston Line pressure moves the piston downwards and thus closes valve 30. Due to the permeability of the piston rings reaches that in the space below the piston the pressure increases slowly up to an arbitrarily adjustable height, whereby the desired pressure height by constructive a corresponding choice of the piston surfaces is achieved. That pressure increase The corresponding pressure acts back on the valve disk 21 through the line 25, 23.

Diese hierdurch erreichte nahezu völlige hydraulische Entlastung macht den Kraftaufwand für die Betätigung der den Umlauf bewirkenden Ventile verschwindend gering. Eine Verringerung des Gesamtwirkungsgrades wird vermieden.This almost complete hydraulic relief achieved in this way makes the effort required for the actuation of the valves causing the circulation negligibly small. A reduction in overall efficiency is avoided.

Claims

Patent claims:

i. Check valve for the pressure line of centrifugal pumps, in particular for feeding the boiler, which automatically releases a relief valve during the closing movement opens, whereby the relief of the pressure line part between centrifugal pump and check valve after the feed tank of the centrifugal pump, characterized in that the axes of the two valves with the axis the pressure line coincide and the relief valve (6,8,24) in the Check valve (1,21) is housed, whereby the relief line (4, 5, 23) through the guide pin (2, 3, 22) of the Check valve (i, 21) is passed.

2. Check valve according to claim i, characterized in that the check valve (i, 21) a piston-like extension (14, 35) and the stroke of the relief valve (6,8,24) is adjustable so that each after setting the relief valve opens earlier or later than the check valve closes.

3. Check valve according to claim 1, characterized in that in the through the relief valve (6, 8, 24) controlled relief line (25) a second valve is switched on, which with the stepped piston (27) is connected, its large piston area with the relief line and its small piston area with the Pressure line behind the check valve (1, 21) is in communication.

4. Check valve according to claim 3, characterized in that the control piston (27) in the cylinder (26) is not inserted completely sealingly, so that a delayed pressure equalization occurs between the cylinder chambers separated by the piston.

1 sheet of drawings