Titel: Ueber Rückschlagventile für Dampfkesselgruppen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1887, Band 264 (S. 358–364)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj264/ar264113

Ueber Rückschlagventile für Dampfkesselgruppen.

(Patentklasse 13. Fortsetzung des Berichtes Bd. 258 S. 484).

Mit Abbildungen auf Tafel 21.

Mittels Rundschreiben vom 15. Februar 1884 hat bereits der französische Minister der öffentlichen Arbeiten bei Dampfkesseln, von denen zwei oder mehrere ihren Dampf an einen gemeinsamen Behälter oder an ein gemeinschaftliches Ableitungsrohr abgeben, die Anbringung von Rückschlagventilen in den Verbindungsrohren der Kessel mit dem gemeinsamen Dampfsammler empfohlen. Diese Rückschlagventile sollen beim Bruche des Dampfsammlers oder des Ableitungsrohres die weitere Dampfabgabe seitens der Kessel oder bei der Explosion des einen derselben das Abblasen der übrigen selbstthätig verhüten und so namentlich den durch Verbrühungen hervorgerufenen Unfällen vorbeugen. Erst durch die am 10. November 1884 auf den Eisenhütten zu Eurville erfolgte Explosion (vgl. 1885 257 213) eines mit einer Gruppe von Kesseln zusammen arbeitenden Dampfkessels, wobei hauptsächlich durch den übrigen Kesseln entströmenden Dampf gegen 90 Personen verletzt wurden, erhielt die Construction solcher Rückschlagventile einen kräftigeren Anstoſs und in rascher Folge erschienen die Ventile von Artige und von L. Pasquier, dem Ingenieur der genannten Eisenhütten (vgl. 1885 258 * 484), von Farcot und von Belleville. Eine neuere, in ähnlicher Weise wie die von Eurville unglücklich verlaufene Explosion eines Dampfkessels zu Marnaval war ferner Ursache, |359| daſs das genannte französische Ministerium mittels Dekretes vom 29. Juni 1886 die gesetzliche Anbringung der Rückschlagventile bei Dampfkesselgruppen verfügte. Wenn dabei die 100 übersteigende Zahl der Wärmegrade, welche der Arbeitspannung in den Dampfkesseln entspricht, multiplizirt mit dem Gesammtinhalte derselben, ausgedrückt in Cubikmeter, ein Product über 1800 ergibt, so ist die Kesselgruppe in einzelne, in ihrer Dampfabgabe vollkommen getrennte Abtheilungen zu zerlegen, welche die gesetzliche Ziffer 1800 nicht überschreiten.1)Auf dieses Gesetz hin entwickelte sich nun, da nach demselben die Anbringung der Rückschlagventile binnen Jahresfrist zu erfolgen hatte2), eine rege Thätigkeit zur Construction solcher Ventile, wie solche nach französischen Fachblättern nachfolgend besprochen sind, da die allgemeinere Anbringung solcher richtig wirkender Ventile nur empfohlen werden kann.

Mit nur einer am Schlusse dieses Ueberblickes besprochenen Ausnahme ist bei Rückschlagventilen für Dampfkesselgruppen die Einrichtung so getroffen, daſs ein Ventil, welches in der Dampfleitung bei gewöhnlicher Geschwindigkeit des Dampfstromes nach einem geschlossenen Raume in der Ruhelage erhalten wird, von der Dampfströmung aber mitgerissen und geschlossen wird, sobald sich die Geschwindigkeit des Dampfes in Folge seines Entweichens ins Freie steigert.

Die Anordnung des beweglichen Ventiles in dem Ableitungsrohre eines Dampferzeugers kann nun eine zweifache sein: die Achse des Ventiles fällt entweder mit der Rohrachse zusammen, d.h. sie liegt in der Mittellinie des Dampfstromes, oder das Ventil liegt nicht in der Leitungsachse; im ersteren Falle trifft der Dampfstrom die Rückenfläche des Ventiles senkrecht, im letzteren Falle übt der Dampfstrom mehr eine ansaugende Wirkung auf das Ventil aus. In Färbereien und arideren Anstalten, in welchen mit Dampf gekocht wird, also mitunter plötzlich eine groſse Dampfentnahme vom Dampfkessel stattfindet, können solche Spannungsunterschiede eintreten, denen entsprechend das Ventil mit Gegenbelastung zu versehen ist, damit dasselbe für den gewöhnlichen Betrieb nicht schlieſst und die Dampfabführung sperrt; dieser Gegendruck auf das Ventil wird durch Federn oder Gewichtshebel (vgl. Artige bezieh. Pasquier 1885 258 * 484) hervorgebracht.

Wird nun das Ventil für Fälle, wo eine plötzliche gröſsere Dampfentnahme stattfindet, durch groſse Gegenbelastung so eingerichtet, daſs dasselbe bei niedrigen Gegenspannungen, welche auch schon durch rasches Oeffnen eines Dampfableitungsventiles nahezu erreicht werden können, nicht abschlieſst, so besteht die Gefahr, daſs dasselbe auch im Falle der Noth versagen könnte, da hierbei und bei plötzlicher Dampfentnahme während des Betriebes ein groſser Zustandsunterschied nicht mehr besteht. Will man aber die sichere Wirkung des Ventiles für den Nothfall erreichen, so darf dasselbe keine zu starke Gegenbelastung erhalten und dann kommt es vor, daſs das Ventil zuweilen abschlieſst und dadurch Unzuträglichkeiten in dem Betriebe der von den Dampfkesseln bedienten Apparaten verursacht. Das Rückschlagventil hat also gewissermaſsen zwei verschiedenartigen Bedingungen zu entsprechen und darin liegt der Grund, warum ein Ventil nicht für alle vorkommenden Fälle geeignet ist und nicht selten Beschränkungen im Betriebe durch Anbringung solcher Ventile entstehen, was begreiflicherweise Einwürfe und Eingaben gegen die französische Ministerialverfügung hervorgerufen hat.

Bei den Rückschlagventilen der zweiten Art, welche einer mehr saugenden Wirkung des Dampfstromes unterliegen und einer Gegenbelastung nicht bedürfen, |360| besteht der Nachtheil, namentlich gegenüber den Ventilen mit Gegengewichtshebeln, daſs sie nicht gut auf ihre sichere Wirkung geprüft und nicht so genau den verschiedenen Fällen angepaſst werden können, wenn sie auch manchen Uebelstand der ersten Ventilgruppe vermeiden.

Eine scharfe Trennung der beiden gekennzeichneten Ventilarten ist in der Praxis nicht zu machen, da verschiedene Ausführungen nach beiden Systemen eingerichtet sind; zunächst seien die Ventile mit Gegengewicht beschrieben.

Hat ein Rückschlagventil selbstthätig die Dampfableitung abgesperrt, so wird dasselbe durch den Hinterdampfdruck fest auf seinem Sitze erhalten. Um es ohne groſse Anstrengung wieder abzuheben, ist das Ventil mit einer feinen Durchbohrung versehen, welche die Wirkung des Ventiles nicht beeinträchtigt, durch die aber bei seinem Schlusse Dampf durchflieſst, ohne jedoch vermöge seiner geringen Menge einen Schaden anzurichten. Durch diese Dampfabströmung wird aber, wenn die vordere abgesperrte Seite des Ventiles wieder Dampf halten kann, der Druckunterschied beseitigt und öffnet sich dann das Ventil bei senkrechter Anordnung durch sein Eigengewicht oder seine Gegenbelastung schlieſslich von selbst. Für solche Fälle aber, in denen das Ausströmen noch so geringer Mengen Dampf wenigstens unbequem ist, hat L. Pasquier in Eurville in seinem Rückschlagventile noch ein kleines Ventil angeordnet, welches die Dampfdurchlaſsöffnung von auſsen abzusperren gestattet. Fig. 1 Taf. 21 zeigt die der früheren Anordnung ganz gleiche Einrichtung des Ventiles, Fig. 2 läſst die Führung und Abdichtung des Drehzapfens G des Gegengewichtshebels L erkennen, deren sorgfältige Ausführung noch als ein wunder Punkt der Rückschlagventile mit äuſserer Gegenbelastung anzusehen ist. Der Drehzapfen läuft einestheils in einer Hülse H und erhält auf der anderen Seite einen schräg abgedrehten Bund, welcher sich, durch eine Feder F angedrückt, d.h. nach auſsen gezogen, gegen die eingeschraubte Hülse H1 legt. Das die Bohrung K des Rückschlagventiles absperrende Ventil E hängt an der mittels Handrad zu verstellenden Gewindespindel I, deren Mutter durch eine Schraube J an ihrem Sitze gehalten wird. Das Ventil E wird in einer am Deckel des Ventilgehäuses A angegossenen Hülse geführt und in dem Ventile E selbst bewegt sich mit einem Zapfen B das eigentliche Rückschlagventil. Hat dasselbe gewirkt, so wird durch Niederschrauben von E die Dampfausströmung aus K geschlossen und diese dann erst eröffnet, wenn die Anlage wieder in betriebsfähigen Zustand gebracht ist, die Dampfabgabe also von neuem erfolgen soll. Das Pasquier'sche Rückschlagventil, welches von Broquin, Müller und Roger in Paris zur Ausführung gebracht wird, dient auch gleichzeitig als Absperrventil, indem beim Niederschrauben der Spindel I das kleine Ventil E das groſse Ventil zum Aufsitzen und folglich zum Schlusse bringt.

Die meisten Rückschlagventile sind übrigens gleichzeitig als Absperrventile verwendbar, um die besondere Einschaltung des letzteren |361| zu ersparen. Diese Einrichtung ist meist nicht schwer zu treffen und ändert auch gewöhnlich an der Eigenthümlichkeit des Ventiles nichts. So läſst sich auch das in Fig. 3 Taf. 21 dargestellte Rückschlagventil von Schäffer und Budenberg in Paris leicht durch Aufsetzung einer Gewindespindel als Absperrventil gebrauchen, wie diese Anordnung in der Revue industrielle, 1887 * S. 43 veröffentlicht ist Dieses Rückschlagventil weist die Eigenthümlichkeiten der Pasquier'schen Anordnung, Doppelventil und äuſseres Gegengewicht, auf. Das Hauptventil V findet seine untere Führung in der Durchgangsöffnung für den Dampf und wird oberhalb durch einen Kolben R geführt. Der mittlere, zum Spannungsausgleiche zwischen A und B dienende Dampfdurchlaſskanal a wird durch das Ventil v geschlossen, welches gleichzeitig den Bund für das Anhängen des Ventiles V an die Spindel S des Gegengewichtes G bildet. Der Dampf tritt durch Oeffnungen o in den Raum oberhalb des Führungskolbens R. Hat das Ventil V bei einem Rohrbruche oder einer Explosion in der Leitung nach A abgeschlossen, so läſst sich durch den Gewichtshebel das kleine Ventil v beliebig öffnen und schlieſsen.

Das von A. Lozai angegebene, nach der Revue industrielle, 1887 * S. 25 in Fig. 7 Taf. 21 veranschaulichte Rückschlagventil hat äuſseres Gegengewicht und kann als Absperrventil dienen; es wirkt jedoch – sowohl beim Absperren von auſsen, als in Folge einer Explosion – nicht die gleiche Sitzfläche abschlieſsend, d.h. das Ventil V besitzt nach beiden Seiten kegelförmige Sitzfläche, von welchen die untere beim Niederschrauben der Spindel I, die obere beim Rückschlage des Ventiles wirkt. Um das Ventil V in sein Gehäuse einzubringen, ist letzteres zwischen seinen beiden Sitzflächen getheilt.

Die bisher betrachteten Rückschlagventile wirken nur nach einer Seite, d.h. es ist bei denselben eine bestimmte Richtung des Dampfdurchganges vorausgesetzt; die beiden nächsten Anordnungen bedingen diese Beschränkung nicht und wirken bei ihrer Anbringung zwischen Dampfsammler und den einzelnen Dampferzeugern im Falle einer Explosion eines der Dampferzeuger auf Absperren des Dampfsammlers gegen die unterbrochene Dampfzuleitung, bei Explosion des Dampfsammlers auf Absperrung der einzelnen Kessel. Diese doppelseitige Wirkung ist indeſs nicht erforderlich, da ja bei einer Explosion eines Kessels der Gruppe die Rückschlagventile der übrigen Kessel die weitere Dampfabgabe an den Sammler verhindern; doch kann ein Ventil mit doppelseitiger Wirkung in gewissen Fällen Erleichterungen bei der Anbringung gewähren. Die beiden folgenden Ventile zeichnen sich auſserdem durch Verlegung der Gegenbelastung in die Rohrleitung aus und dadurch, daſs der Dampfdurchgang in gerader wagerechter, nicht gebrochener Richtung erfolgt.

Bei der Construction von E. Haffner ist nach L'Industrie textile, 1886 * S. 511 und 1887 * S. 65 auf einem wagerechten, in der Mitte des |362| Ventilgehäuses eingeschraubten Stifte E (Fig. 9 und 10 Taf. 21) ein Doppelsitzventil verschiebbar angebracht. Die beiden Sitzscheiben F und F1 sind durch einen Steg C verbunden, welcher dem Ventile einseitiges Uebergewicht gibt; die Führungshülse des Ventiles ist am Stege C angegossen. Diese Hülse hat einen schraubengangförmigen Ausschnitt, durch welchen der in der Mitte des Führungsstiftes E eingebohrte Querstift D reicht, so daſs das Ventil VV1 gezwungen wird, bei seiner Verschiebung auf dem Stifte E eine Vierteldrehung nach rechts oder links zu machen, wie in Fig. 10 punktirt angedeutet ist. Dabei muſs das Gewicht C gehoben werden und stellt letzteres also die Gegenbelastung des Rückschlagventils dar; das Gewicht C wirkt aber auch auf die Wiedereröffnung, des Ventiles nach seinem Schlusse, wenn durch die kleine Durchbohrung desselben der Spannungsunterschied zwischen A und B ausgeglichen ist. Um das Ventil in sein Gehäuse bringen zu können, ist der Sitz B mit dem Führungsstifte E besonders in das Gehäuse eingesetzt.

Die Rückschlagventile mit innerer Gegenbelastung haben aber den erst besprochenen Ventilen gegenüber den Nachtheil, daſs ihre Wirkung von auſsen nicht geprüft werden kann. Um dies bei der Haffner'schen Anordnung zu ermöglichen, hat Maschinenfabrikant Ch. Matter zu Mühlhausen i. E. eine aus Fig. 9 und 10 Taf. 21 mit ersichtliche Einrichtung getroffen. Das Doppelventil erhält nämlich in der Mitte zwischen den Sitzscheiben eine halbrunde Wulst, welche von dem Gabelhebel F umfaſst wird. Dieser Hebel reicht mittels eines abgedichteten Kugelgelenkes nach auſsen, gibt dort durch seine Stellung die Lage des Rückschlagventiles an und ermöglicht auch die Sperrung des Ventiles von auſsen, um dasselbe so auf seine Dichtheit zu prüfen.

Recht einfach erscheint das zweite doppelseitig wirkende Rückschlagventil mit innerer Gegenbelastung von L. Labeyrie, welches nach der Revue industrielle, 1886 * S. 485 von G. Dupuch in Paris ausgeführt wird. In die Rohrleitung wird nach Fig. 4 Taf. 21 eine schwere Kugel K eingelegt, welche für gewöhnlich dem Dampfe oberhalb die Abströmung gestattet, bei einem Spannungsunterschiede auf beiden Rohrseiten aber mitgenommen und zum Abschlusse der Leitung gehoben wird. Es wirkt also das Gewicht der Kugel als Gegenbelastung. Versuche, welche mit diesem Ventile in einer Leitung von 40mm lichter Weite vorgenommen worden sind, sollen günstig ausgefallen sein.

Die Grundconstruction eines Rückschlagventiles mit ansaugender Wirkung rührt von Lethuillier und Pinel in Rouen her. Fig. 5 Taf. 21. veranschaulicht dasselbe nach der gleichen Quelle * S. 383 in einfacher Anordnung und Fig. 6 in Verbindung mit einem Absperrventile. Auf der Dampfeinströmungsseite ist dem Ventilsitze gegenüber ein Stift S befestigt, auf welchem leicht verschiebbar die Ventilscheibe V sitzt; dieselbe ist mit einer Gegenscheibe A nach gleicher Art wie früher bei |363| ihrem Sicherheitsventil (vgl. 1886 261 * 3) versehen. Das Ventil liegt für gewöhnlich auſserhalb des Dampfstromes und nur, wenn der letztere eine durch Spannungsunterschiede hervorgerufene gröſsere Geschwindigkeit annimmt, tritt durch eine gewisse Ansaugung ein Erheben des Ventiles bis zum Schlusse desselben ein. Diese Wirkung ist durch eine Reihe von der Société industrielle de Ronen angestellter Versuche, über welche in deren Bulletin, 1886 * S. 679 bezieh. in Armengaud's Publication industrielle, 1886 Bd. 81 * S. 135 ausführlich berichtet wird, dargethan. Diese Versuche haben ergeben, daſs das Ventil durch eine plötzliche gröſsere Dampfentnahme und durch das rasche Oeffnen eines Dampfablaſsventiles, überhaupt, wenn der Dampf in einen von der Atmosphäre abgesperrten Raum entweicht, nicht zum Schlusse kommt und nur seine Wirkung beim Abströmen des Dampfes ins Freie äuſsert. Das Ventil dürfte sich deshalb, da ein unzeitiger Schluſs desselben nicht zu befürchten steht, namentlich für Färbereien, Papierfabriken u. dgl. eignen.

Die frühere oder spätere Wirkung dieses Ventiles, also auch seine Anpassung an die verschiedenen Bedürfnisse ist von der Entfernung zwischen der ruhenden Ventilscheibe und ihrem Sitze abhängig. Diese von auſsen regelbar zu machen, ist der Zweck der von Ch. Boivin zu Lille im Portefeuille des Machines, 1887 Bd. 12 * S. 13 angegebenen Construction, nach welcher vom Genannten selbst Rückschlagventile ausgeführt werden. Wie aus Fig. 8 Taf. 21 zu entnehmen ist, erhält das mit kegelförmiger Sitzfläche versehene, in seinem Sitze durch Flügelrippen geführte Ventil V einen Stift r, mit welchem dasselbe in der mit der Gewindespindel I verbundenen und dadurch stellbaren Hülse G ruht. Durch diese Einrichtung ist das Ventil V auch gleichzeitig zur Dampfabsperrung geeignet, indem durch genügend weites Einschrauben der Spindel I das Ventil auf seinen Sitz gepreſst wird. Dabei verschlieſst auch die Hülse G die zur Spannungsausgleichung vorgesehene Bohrung L, welche geöffnet wird, wenn die Dampfabgabe wieder beginnen soll.

A. Lozai hat auſser seinem oben erwähnten Rückschlagventile mit äuſserer Gegenbelastung ein solches ohne Gegenbelastung angegeben, welches ebenfalls in der Entfernung von seinem Sitze geregelt werden kann. Das Ventil V (Fig. 13 Taf. 21) ruht auf der Scheibe S einer stellbaren Gewindespindel I, deren Stellung auſsen durch die Nadel a sichtbar gemacht ist. Das Erheben und den Schluſs des Ventiles V bewirkt der Druck auf die durch die Scheibe S bestimmte freie Rückenringfläche. Ist dieselbe genügend klein, so kann das Ventil nur durch die ansaugende Wirkung geschlossen werden.

Abweichend von den bisherigen Einrichtungen sind die von. J. Farcot in der Revue industrielle 1886 * S. 196 angegebenen Rückschlagventile, welche mit Gegenkolben arbeiten; in Fig. 12 Taf. 21 dient eine Drosselklappe, in Fig. 11 ein Ringschieber zur Absperrung; herrscht auf der Seite C die gleiche Dampfspannung wie auf der Seite E, was beim gewöhnlichen |364| Betriebe der Fall ist, so hält der unter dem Kolben B wirkende Dampfdruck das auf den Schluſs der Klappe bezieh. des Schiebers A hinwirkende Kugelgewicht G im Gleichgewichte. Tritt aber, durch eine Explosion hervorgerufen, auf der Seite C eine Druck Verminderung ein, so kommt das Gewicht G zur Geltung, sperrt A und die weitere Abströmung des Dampfes ist unterbrochen.

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Gegen diese Grenzzahl wendet sich nach den Annales industrielles, 1887 Bd. 1 S. 552 eine Eingabe der Société de l'Industrie minérale du Nord an den Minister unter Betonung, daſs bei allen Kesseln ihres Bezirkes diese Zahl 1800 überschritten würde, also keine Kessel mehr in Gruppen angelegt werden könnten. Dabei wird überhaupt unter Anführung der geringen Zahl von 5 Verunglückten durch Explosion dreier von 636 überwachten Kesseln um Befreiung von der Gesetzesbestimmung der Rückschlagventile gebeten.

|359|

Diese Frist ist nach einem neueren Ministerialerlasse bis zum Ende des J. 1887 verlängert worden.

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