Titel: Gruppierung der bekanntesten Selbstschlussventile auf Grund ihrer Eigenschaften.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1902, Band 317 (S. 202–206)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj317/ar317051

Gruppierung der bekanntesten Selbstschlussventile auf Grund ihrer Eigenschaften.

Von Hermann Haedicke in Siegen.

(Schluss von S. 186 d. Bd.)

XII. Losenhausen (Fig. 15).

Der in einem Gehäuse der üblichen Form befindliche Kegel V schliesst in der Richtung des Dampfstromes, ist unten und oben durch Flügel geführt und wird durch eine Spindel S bethätigt, welche dem Kegel einen gewissen Spielraum gestattet. Der Kegel ist durchbohrt und wird von unten her ebenfalls in der Richtung des Dampfstromes durch ein kleines Ventil u verschlossen, welches auf dem unteren Ende der Ventilspindel läuft. Die Endstellungen der Spindel sind mit I und III markiert und an einem Zeiger z zu erkennen. Auch ungefähr in der Mitte dieser Stellungen befindet sich eine Marke II.

Wird die Spindel ganz nach oben gedreht – Marke I –, so hebt sie mit Hilfe ihres unteren Bundes zunächst den |203| kleinen Ventilkegel u an, welcher sich an seinen Sitz legt und nunmehr den Hauptkegel V mitnimmt, bis auch dieser seinen Sitz gefunden hat. Das Ventil ist dann geschlossen. Dieser Zustand wird vom Dampf erhalten, auch wenn die Spindel etwas heruntergedreht wird, da beide Ventile durch den Dampf nach oben gepresst werden. Wird nunmehr die Spindel etwas heruntergedreht, so wird der kleine Kegel u frei, bleibt jedoch vermöge des Dampfdruckes geschlossen. Bei noch weiterem Niederschrauben der Spindel setzt sich das Ende derselben auf das kleine Ventil und öffnet dasselbe, so dass Dampf in die Leitung strömt. Alsdann legt sich der Körper V auf den Rand auf, während u noch eben in Berührung bleiben mag. Es ist dies die Mittelstellung II. In dieser Stellung wirkt der Apparat als Selbstschlussventil: Bei zu grosser Strömung reisst der Dampf beide Ventilkörper nach oben und schliesst den weiteren Durchgang ab. Der Maschinist kann nun entweder den Abschluss vollständig sichern, indem er die Spindel auf I stellt – nach oben schraubt – oder die Selbstschlussstellung wieder herstellen, indem er das kleine Ventil durch Niederschrauben öffnet, worauf sich die Leitung von neuem füllt; alsbald fällt der Körper V ab und ist zum abermaligen Selbstschluss bereit.

Textabbildung Bd. 317, S. 203

Wird die Spindel ganz heruntergeschraubt – auf III gestellt –, so setzt sich der obere Bund derselben auf den oberen Rand des Ventilkörpers Fund hält denselben in seiner unteren Lage fest, während ü zwar noch etwas Spiel behält, jedoch ebenfalls ausser Thätigkeit gesetzt ist. In dieser Lage ist das Ventil als gewöhnliches Absperrventil geöffnet.

Die Konstruktion erfüllt die unter 3, 4 und 7 angeführten Bedingungen.

XIII. Luckenheimer Company, Cincinnati (Fig. 16).

Das Gehäuse setzt sich in der Richtung der Ventilachse zu einem Cylinder fort, in welchem sich ein fest mit dem Ventil V verbundener Kolben bewegt. Die Verbindung dieser beiden Körper ist als Rohr ausgeführt, welches einen Verkehr zwischen dem Raum E unter dem Ventil und dem Raum C über dem Kolben herstellt, also als Umlauf wirkt. Zum Verschluss desselben dient ein Ventilkörper u, welcher sich auf der durchgehenden Stange a befindet, und von unten her durch eine Feder f bezw. den Dampf angedrückt und von oben her durch einen Hebel bethätigt wird.

Textabbildung Bd. 317, S. 203

Das Ventil wirkt zunächst als selbstthätiges Abschlussventil, da es durch den Dampf geschlossen gehalten wird. Durch Anziehen des Hebels h wird das Umlaufventil u geöffnet und es füllt sich der Raum C mit Dampf, welcher, da die Kolbenfläche grösser ist als die Ventilfläche, beide Körper nach unten drückt und das Ventil öffnet. Sobald der Raum A bezw. die Dampfleitung mit einer entsprechenden Spannung versehen ist, welche der in dem Raum C herrschenden das Gleichgewicht hält, wird das Ventil schweben bezw. von der Feder getragen werden und sich den in A wechselnden Spannungen gemäss leicht auf und nieder bewegen.

Der Hebel h muss angezogen bleiben. Die Spannung in C ergänzt sich in dieser Zeit durch die Nachströmung, welche die Undichtheit des Kolbens gestattet. Bei starker Dampfentnahme kämpft die Stromwirkung des Dampfes gegen die Spannungsdifferenz auf den Kolben K und das Ventil setzt sich auf, wenn erstere überwiegt. Nun muss aber auch der Hebel h frei gelassen werden, weil sich sonst der Raum C wieder mit Dampf füllt, der den Kolben niederdrückt, also das Ventil wieder öffnet.

Der Schluss des Ventils kann jederzeit erfolgen, wenn der Hebel h losgelassen wird.

Die Anordnung entspricht den Bedingungen 4, 5, 6, 7.

XIV. Louis Blanc, Paris (Fig. 17).

Der Apparat, durch das Ventil b vom Kessel absperrbar, besteht aus zwei getrennt angeordneten Gehäusen, welche durch Rohrleitungen miteinander verbunden sind: dem Fühler P und dem Schliesser Q. Der Fühler P ist auf die Rohr,eitung gesetzt und besteht aus einem cylindrischen Gehäuse mit zwei gleich grossen miteinander verbundenen Kolben k und k1, deren nach oben verlängerte Stange eine in ihrer Spannung regulierbare Feder r0 trägt. Diese Feder sucht die Kolben nach unten zu treiben, wird aber durch den in der Leitung befindlichen Dampfdruck zusammengepresst. Der untere Kolben h verschliesst alsdann die Oeffnung einer Rohrleitung l2- l, welche durch das Ventil m nach dem Dampfkessel führt, während der Raum zwischen den Kolben durch eine Leitung l1 bezw. das Ventil m mit dem oberen Raum des Sperrers Q und gleichzeitig durch die Oeffnungen j mit dem Freien verbunden ist.

Textabbildung Bd. 317, S. 203

Der Sperrer Q ist ein Ventil, dessen Körper oben zwei in abgestuften Cylindern laufende Kolben enthält, von deren Zwischenraum ein Ablassröhrchen t ins Freie führt. In den oberen Raum mündet das bereits besprochene Rohr l1. Die Kolbenstange geht durch den Ventildeckel und trägt einen Handgriff.

Zwischen dem Sperrer Q und dem Kessel befindet sich ein gewöhnliches Absperrventil b.

Der in der Hauptleitung a befindliche Dampf hält mittels des Kolbens k die Feder r0 in Spannung und ersteren in einer solchen Lage, dass er die zum Ventil m bezw. zur Leitung l führende Oeffnung verschliesst.

Nimmt die Spannung in der Leitung a ab, so bewegen sich beide Kolben nach unten. Der obere verschliesst die ins Freie führenden Oeffnungen j und der untere öffnet, wenn das Ventil m geöffnet ist, dem Dampf den Eintritt in den über ihm befindlichen Raum. Ist nun auch das linke Ventil geöffnet, so kann der Dampf durch die Leitung l1 über den Kolben des Sperrers Q gelangen und denselben mit einer der Flächendifferenz der Kolben entsprechenden Kraft nach unten treiben, wodurch das Ventil, unterstützt vom Dampfstrom, zum Schluss gelangt.

Der unter dem oberen Kolben befindliche Ablauf f dient zum Leerhalten des betreffenden Raumes, so dass der untere Kolben stets bereit zum Oeffnen, der obere zum Schliessen bleibt.

|204|

Der Maschinist hat beim Anlassen zuerst das Ventil Q in die Höhe zu ziehen und dann erst Dampf zu geben. Da der untere Kolben die Grösse des Ventilkegels hat, so findet eine selbstthätige Oeffnung nicht statt. Indessen ist hierdurch ein Zwang für den Maschinisten geschaffen, die Teile des Ventils Q zu bewegen, welches sich, stets offen, festsetzen und im geeigneten Moment versagen könnte. Die Ventile links und rechts von k sind stets offen zu halten. Der Fühler P hält sich durch die Thätigkeit der Feder r0 in ihrem Kampfe gegen den Dampf in der Leitung a stets selbst in Ordnung.

Der Fernschluss könnte leicht durch eine Leitung bewerkstelligt werden, welche Dampf in die Leitung l lässt, also eventuell durch Bethätigung des Ventils r1, ist aber als solcher nicht vorgesehen.

Durch die vorliegende Konstruktion werden die unter 1, 2, 3, 4 (6), 8 und (9) angegebenen Bedingungen erfüllt.

XV. Lincke I (D. R. P. Nr. 197346, Fig. 18).

Das Ventil ist als Gegenstromapparat eingerichtet und hat die Form einer gewissen Gattung der Speiseventile. Die durch den Deckel des Gehäuses gehende Ventilstange a greift mit ihrem Kopf h an einen sich um die Schwinge l drehenden Hebel mn, dessen anderes Ende einen Kolben K trägt. Der letztere läuft in einem Stutzen, der sich auf das Dampfleitungsrohr A setzt. Eine regulierbare Feder f zieht den Kolben K, dem Druck des Leitungsdampfes entgegen, nach unten. Die beiden Räume E (frischer Dampf) und A (Leitungsdampf) sind durch ein kleines Umlaufventil u verbunden. Das Ventilgehäuse trägt oben eine Spindel S mit Handrad, welche jedoch nicht mit dem Hebel mn oder dem Kopf h der Ventilstange in Verbindung steht, sondern sich nur lose auf letztere aufsetzt.

Textabbildung Bd. 317, S. 204

Das Ventil wird durch direkten Kesseldampf stets geschlossen gehalten und ist nicht ohne weiteres zu öffnen, da, wie bemerkt, die Spindel S nicht mit der Ventilspindel a verbunden, sondern nur zum Niederschrauben derselben zu verwenden ist. Der Maschinist muss also zuerst das Umlaufventil u öffnen, worauf sich die Leitung mit Dampf füllt und den Kolben A nach oben drückt; dadurch hebt sich der Kegel V von seinem Sitz und stellt die volle Verbindung zur Leitung her. Nun erst wird das Umlaufventil geschlossen.

Während des weiteren bleibt der Kegel V stets in Ruhe, da der Kopf h der Stange a durch den Kolben K gegen die Spindel S gepresst bleibt, bis die Spannung in A eine bestimmte Grenze unterschreitet.

Diese Grenze lässt sich mit Hilfe der Schraube s, welche ein für allemal eingestellt ist, regulieren. Sinkt indessen die Spannung unter das zulässige Mass, wie etwa bei einem Rohrbruch, so wirkt der Apparat in doppelter Weise. Zunächst reisst der Dampf den mit besonderer Vorsicht in seinen Strom gelegten Ventilkegel V nach unten, wobei er durch das Gewicht des eingeschliffenen und sehr leicht gehenden Kolbens nebst Hebels unterstützt wird. Ausserdem tritt die Feder f in Wirkung, welche nicht mehr durch den Dampfdruck der Leitung vermöge des Kolbens K gespannt wird.

Das Anstellen dieses Ventils unterscheidet sich also von dem eines gewöhnlichen Absperrventils durch nichts als durch die unumgänglich erforderliche Bethätigung des Umlaufventils u, ohne welche ein Anlassen nicht möglich ist. Sollte der Maschinist vergessen, dies Ventil zu schliessen, so hat das nur den Erfolg, dass nach dem Selbstschluss noch eine Dampfmenge, dem geringen Querschnitt des Umlaufventils entsprechend, ausströmt, was etwa der aus einem Ablasshahn entströmenden Dampfmenge gleichen, also völlig harmlos sein würde. Alle gangbaren Teile des Apparates treten bei jedem Anlassen und Abschliessen in Thätigkeit, bleiben also sicher läufig und liegen stets unter Augen. Die Notwendigkeit endlich, erst Dampf in die Leitung zu lassen und ruhig abzuwarten, bis sich das Ventil öffnet, sichert gegen die Gefahren des zu schnellen Oeffnens, wodurch oft, namentlich nach den Pausen bei stationären Maschinen, Explosionen hervorgerufen worden sind.

Um zu jeder Zeit einen Schluss bewirken zu können, ist der Hebel mn bei n mit einem Auge versehen, an welchen eine Zugschnur greift.

Der Apparat erfüllt die unter 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 8 angegebenen Bedingungen.

Ueber die Wirkung dieses seit längerer Zeit in Thätigkeit befindlichen Apparates liegt folgender amtlicher Bericht des Ingenieurs eines Kesselrevisionsvereins vor:

„Auf Veranlassung des Herrn... wohnte der Unterzeichnete am 11. August d. J. Versuchen bei, die mit einem von Herrn... konstruierten Selbstschlussventil zur Verhütung von Verbrühungen bei Dampfleitungsbrüchen ausgeführt wurden. Das Selbstschlussventil war auf dem. Betriebskessel montiert und diente für den täglichen Gebrauch als Absperrventil der Dampfleitung der Betriebsdampfmaschine. In die Dampfleitung hinter dem Ventil war eine Vorrichtung eingeschaltet, die gestattete, durch Abziehen eines Verschlusses ein plötzliches Ausströmen des Dampfes aus der Leitung zu veranlassen. Die Versuche wurden bei einem Dampfdruck im Kessel von 2,8, 3,2 und 5 at ausgeführt. Bei allen drei Versuchen strömte aus der geschaffenen Oeffnung nur so viel Dampf aus, als der Füllung der Dampfleitung entsprach; das Selbstschlussventil trat demnach sofort nach Oeffnen des Verschlusses in Thätigkeit und stellte einen dichten Abschluss gegen den Dampfkessel her.“

XVI. Lincke II (D. R. P. Nr. 197346, Fig. 19 und 20).

Die die Stromwirkung des Dampfes unterstützende Federkraft der vorigen Konstruktion (XV) ist durch Dampfkraft ersetzt worden. Der Cylinder ist oben abgeschlossen und durch ein Rohr l mit dem stets frischen Kesseldampf enthaltenden oberen Raum des Ventilgehäuses verbunden. Der Kohben K unterliegt also von unten her dem Druck des Dampfes in der Leitung, welcher auf seine volle Fläche presst, und von oben her der des frischen Kesseldampfes, dem er nur die Ringfläche darbietet; er wird also stets nach oben getrieben werden, so lange die Spannung in der Leitung über einer gewissen Grenze bleibt. Dieselbe kann reguliert werden, wenn auch hier eine Feder eingesetzt wird, wie in Fig. 18 angegeben.

Wird, wie bei einem Rohrbruch, die Leitungsspannung zu gering, so presst der in dem Raum r befindliche Dampf, eventuell im Verein mit der Feder f, den Kolben und damit das Ventil nach unten.

Auch diese Anordnung ist ausgeführt worden, worüber der nachfolgende amtliche Bericht eines Regierungsbaumeisters und langjährigen früheren Eisenbahningenieurs Auskunft gibt.

„Am 29. September d. J. nahm ich in der Werkstatt ... |205| Versuche mit einem Selbstschlussventil vor, das dem Zweck! dient, beim Bruche des Dampfleitungsrohrs im Betriebe den Kessel sofort selbstthätig abzustellen.

Das Ventil ist auf dem Betriebskessel der Werkstatt angebracht und so eingerichtet, dass vom Heizerstande aus die Wirkung eines Rohrbruches hervorgebracht und daher jederzeit auf seine Dienstbereitschaft geprüft werden kann.

Ich nahm vier Versuche bei Dampfspannungen von 2,7, 3,9, 4,3 und 6 at vor und stets wirkte das Ventil in unmittelbarster und schnellster Weise. Dabei ist die Bauart des Ventils einfach und zweckmassig. Die Wirkung erfolgt mit Hilfe eines Differentialkolbens mittels des Dampfdruckes ohne Feder u. dgl., so dass im Falle der Gefahr ein Versagen als völlig ausgeschlossen erscheint.“

Textabbildung Bd. 317, S. 205

Die Versuche über die Empfindlichkeit des Apparates ergaben, dass der Selbstschluss bei einer Oeffnung von 15 % des Rohr Querschnittes nicht mehr von selbst mit Sicherheit eintritt, jedoch dazu nur eines ganz leichten Anstosses mit der Hand bedarf. Bei etwa 50 % durfte das Umlaufventil offen sein, ohne den Abschluss zu stören. Durch Vergrösserung des ziemlich klein ausgeführten Kolbens K lässt sich die Empfindlichkeit nach Belieben erhöhen (vgl. Zeile 10 der Tabelle S. 206).

Endlich liegt noch das folgende Zeugnis eines königl. Gewerbeinspektors vor:

„Vor einigen Tagen fand ich Gelegenheit, das Rohrbruchventil in der ....'schen Fabrik in Augenschein zu nehmen. Die Absperrung des Kesseldampfes durch das Ventil erfolgte jedesmal unmittelbar beim Ziehen an dem Hebel des davor angebrachten Auslassventils und war die Wirkung, soweit ein Rohrbruch auf diese Weise überhaupt nachgeahmt werden kann, jedenfalls eine völlig befriedigende.“

Auch mit Auslösung lässt sich das Ventil leicht versehen.

Der Kolben K (Fig. 20) erhält eine Mulde m, welche über einen nach oben führenden Kanal läuft und, wenn unten stehend, denselben mit einer Oeffnung verbindet, welche zum frischen Dampf führt.

Bei einer die durch die Feder f regulierbare Grenze überschreitenden Spannungsabnahme in der Leitung verbindet die Mulde den Raum über dem Kolben mit dem Dampfraum. Der frische Dampf wirkt, wie bei der Anordnung Fig. 19, auf die obere ringförmige Kolbenfläche, treibt den Kolben nach unten und bringt damit das Ventil zum Schluss.

XVII. Vereinigung mehrerer Kessel und zentrale Absperrung derselben (Fig. 21).

Werden mehrere zusammenarbeitende Kessel, unmittelbar vor ihrem Anschluss, je mit einem gut arbeitenden Selbstschlussventil versehen, so werden bei einem Rohrbruch alle diejenigen Kessel automatisch abgesperrt werden, deren Leitung die plötzliche Spannungsdifferenz genügend empfindet. Es hängt also von der Einstellung der Ventile ab, ob eine beträchtliche und dem Personal gefährliche Ausströmung stattfinden kann. Immerhin ist der Fall denkbar, dass der Maschinist von seinem Stand aus die Leitung schleunigst abzusperren wünscht. Es handelt sich alsdann um eine Verbindung des Führerstandes oder auch zugleich mehrerer anderen Punkte mit den genannten Abzügen der Selbstschlussventile.

Es lässt sich dies bei verschiedenen Ventilen, so auch bei D. R. P. Nr. 197346 in einfacher Weise auf verschiedenen Wegen erreichen: elektrisch, durch Zugleinen, leichte Wellenleitungen, Pressluft, Dampf u.s.w.

Fig. 21 stellt eine Anlage mit Dampfdruck dar.

Das Ventilgehäuse erhält in der Verlängerung des zum Kolben K gehörenden Cylinders einen nicht dicht gehenden oder etwas durchlöcherten Kolben k, dessen Stange mit dem Kolben K verbunden ist. Der darunter befindliche Raum D steht durch eine Rohrleitung w mit einem Ventil R in Verbindung, welches sich am Maschinistenstand befindet und durch einen Griff leicht und schnell zu öffnen ist. In diese Leitung w werden die betreffenden Ableitungen der sämtlichen anderen Kessel geführt.

Nach dem Oeffnen des Umlaufventils U wird sich der Raum D unter dem Kolben k bald mit Dampf bezw. Kondenswasser füllen, so dass der letztere entlastet wird und keinerlei Wirkung auszuüben im stände ist. Wird indessen das Ventil am Maschinistenstand oder ein anderes gleichwertiges geöffnet, so schwindet der Druck in der Leitung w, der Kolben k tritt in Thätigkeit und reisst das Selbstschlussventil zu.

Es ist, wie soeben angedeutet, nichts im Wege, mehrere solcher Aufreissventile bezw. Sperrhebel 1, 2 u.s.w. einzuschalten, und zwar an beliebigen Stellen der Leitung w, welche, z.B. bei Dampfschiffen, von dem Heizraum aus und auch von Deck her bethätigt werden können.

Textabbildung Bd. 317, S. 205

Die Leitung w kann entweder stets m-t frischem Dampf erhalten werden, in welchem Falle sie mit einem Kondenstopf versehen werden muss, oder auch mit Kondenswasser gefüllt bleiben. Sie muss dann etwas weiter gehalten werden, damit sich der wenn auch kleine Raum D schnell entleert.

Auf diese Weise ist man in der Lage, ganz abgesehen von dem Selbstschluss, jederzeit den Abschluss sämtlicher Kessel von gewissen den Verhältnissen entsprechend gewählten Punkten aus zu bewirken. –

Die nachstehende Zusammenstellung gibt Aufschluss darüber, wie die verschiedenen Systeme die oben gestellten Anforderungen erfüllen.

|206|

C. Vergleichende Zusammenstellung der besprochenen Ventile.

Textabbildung Bd. 317, S. 206
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