Titel: Ueber Dampfdruck-Verminderungsventile, insbesondere über Gronemeyer's Apparat.
Autor: P. H. Rosenkranz
Fundstelle: Band 238, Jahrgang 1880, S. 117
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Ueber Dampfdruck-Verminderungsventile, insbesondere über Gronemeyer's Apparat. Mit Abbildungen auf Tafel 8. Rosenkranz, über Dampfdruck-Verminderungsventile. Die zuverlässige Druckverminderung directer Wasserdämpfe für eine bestimmte Druckhöhe, gleichviel ob im Druckerzeuger (Kessel) ein Wachsen oder Fallen des Druckes stattfindet (letzteres natürlich nur in so weit, als es der gewünschte verminderte Druck erlaubt), ist in der Praxis eine höchst wichtige Frage. Kessel, welche mit 4, 5 oder 6at im Betriebe sind, sollen oft nicht nur für diese Spannungen benutzt werden, sondern ihr Dampf wird für Heizzwecke für Trockencylinder, Kochapparate u. dgl. abgeführt, welche beträchtlich geringere Spannungen verlangen. Für solche Fälle werden dann die bekannten Druckreducirventile eingeschaltet. Diese bestehen meistens in einem mehr oder weniger entlasteten Ventil, welches mittels Stange an einer Membran (meist Gummi) befestigt ist, unter welch letzterer sich ein durch Feder oder Hebel und Gewicht belastbarer Kolben befindet. Der directe Dampf tritt zwischen beide Ventiltellern ein und bleibt, in so fern sie entlastet sind, auf Hebung oder Schluſs derselben wirkungslos. Der Ventilraum über und unter diesen Tellern, welche auf Sitzen dichten, steht mit den Räumen oder Apparaten in Verbindung, in welchen die Druckverminderung stattfinden soll. Der verminderte Druck wird benutzt, um auf die Membran oder den Kolben zu drücken, welcher von unten her der gewünschten Druckverminderung entsprechend belastet ist. Es wird sich also der verminderte Druck und der belastete Kolben das Gleichgewicht halten, d.h. das entlastete Ventil bleibt geschlossen, wenn der reducirte Druck um ein Geringes gröſser ist als die Belastung des Kolbens, und es erfolgt Oeffnung des Ventiles bezieh. Nachtreten des Dampfes, wenn die verminderte Spannung etwas gesunken ist und die Kolbenbelastung das Uebergewicht erhält. Auf diese Weise tritt immer so viel Dampf nach, daſs die gewünschte verminderte Spannung mit mäſsigen Schwankungen des Druckes constant bleibt. Diese Wirkung ist auch in der That vorhanden; nur ist die Dauer derselben von der Beschaffenheit des Kolbens, bezieh. von der der Gummimembran abhängig. Der Kolben mit Membran findet sich, wie noch besonders hervorgehoben sei, bei den meisten Apparaten im unteren Theile des Ventilkörpers, stets aber bisher so angeordnet, daſs die zu seiner Aufnahme erforderlichen Theile ein zusammenhängendes Stück mit dem Ventilgehäuse bilden. Kolben, welche nicht durch Membran geschützt sind, arbeiten bei öfterer Reinigung im ganzen gut; es ist aber eine beständige Controle erforderlich, wie denn auch das fortwährende Abflieſsen des Condensationswassers aus dem unteren Theil des Apparates neben dem Kolben, da letzterer der leichten Beweglichkeit halber nicht ganz dicht schlieſsen darf, als lästige Zugabe zu betrachten ist, abgesehen davon, daſs das Wasser den Kolben mit der Zeit rauh macht, auch wohl Schmutztheilchen mit sich führt, welche häufig sein Festklemmen veranlassen und die Wirkung der ganzen Apparate in Frage stellen. Man führte deshalb die schützende Gummimembran ein und es gibt leider kein anderes Material für diesen Zweck, welches ebenso elastisch als dicht ist. Die Dauer dieser Gummiplatte ist indeſs bei den bisherigen Anordnungen keine groſse; die beständige Wärme des ganzen Apparates, sowie die Einwirkung des Dampfes und des heiſsen Condensationswassers zerstören den Gummi sehr bald, indem sie ihn brüchig und steif machen, wodurch die Wirkung des Reductionsventiles mit einem Male gestört ist. Die Kolben sind auch, wie dies schon durch die Construction bedingt ist, für geringe verminderte Spannungen zu klein; andererseits ist es auch nicht zweckmäſsig, dem Kolben mit der Membran den verminderten Druck aus den Räumen des Ventilgehäuses zuzuführen, weil vielfache Versuche ergaben, daſs hier oft noch ganz andere Spannungen und gröſsere Schwankungen vorkommen, als es die beabsichtigte verminderte Spannung im Heizkörper u. dgl. erlaubt. Ferner ist die Belastung des Kolbens durch eine Federspirale zu tadeln. Diese Spiralen lassen nur einen ungenügenden Hub zu, weil im Augenblick ihrer Zusammenpressung die Spannung wächst. Ein gewöhnlicher Hebel mit Belastungsgewicht dagegen wirkt zu plötzlich bei Druckschwankungen und gibt Stösse. Alle diese Mängel sind auf geschickte Weise durch die Construction von H. Gronemeyer in Brackwede (* D. R. P. Kl. 47 Nr. 5545 vom 14. November 1878) überwunden, welche in Fig. 12 und 13 Taf. 8 dargestellt ist. Das oben beschriebene Princip ist zwar auch hier beibehalten, indem der Schluſs des Ventiles von dem verminderten Druck abhängig gemacht ist; das Ganze hat aber eine zweckmäſsigere Gestaltung erfahren. V ist das bekannte entlastete Ventil und steht dasselbe nach oben hin durch die Druckstange s mit einer Platte m in Verbindung, welche unter einer gewellten starken Gummiplatte P liegt. Diese Gummiplatte ist in einen sehr geräumigen runden Hohlkörper H eingeschlossen, welcher – dies ist eine der wesentlichsten Punkte des Patentes – auf zwei Säulen D so isolirt angebracht ist, daſs die Körperwärme des Ventiles ohne Einfluſs auf denselben bleibt. Der reducirte Dampf wird nicht, wie dies bisher üblich war, von dem Hohlraum des Ventilkörpers direct über die Membran geleitet, um hier auf Ventilschluſs zu wirken, sondern von dem Heizkörper, in welchem der verminderte Druck statthaben soll, durch ein besonderes Röhrchen r in den Raum über die Gummiplatte geführt, so daſs man ganz sicher ist, die wirklich verminderte Spannung zum Ventilschluſs zu benutzen – der zweite wesentliche Punkt des Patentes. Der groſse Hohlraum über der Gummiplatte füllt sich nun vollständig mit Condensationswasser und kühlt sich in der isolirten Lage sehr bald so ab, daſs er kaum handwarm bleibt und dem Gummi nicht den geringsten Schaden zufügt. Das Röhrchen r ist etwas geschwungen anzuordnen, damit auch das Manometer M zur Erkennung des verminderten Druckes als Schutz den nöthigen Wassersack erhält. Das Hähnchen h soll zur Untersuchung dienen, ob das Rohr r frei ist, ob sich Wasser gebildet hat, und nach Abstellung eines Hahnes zwischen Heizkörper und Rohr r zur schnellen Nullstellung behufs Controle der Richtigkeit des Manometers. Uebrigens empfiehlt es sich zum Schutz der Gummiplatte, den Hohlkörper H von vorn herein mit kaltem Wasser anzufüllen. Die bisher üblichen Druckregulatoren mit Kolben hatten bei geringen Spannungen verhältniſsmäſsig zu kleine Kolbendurchmesser und war letzterer durch die Verhältnisse des ganzen Ventiles und durch die Reibung begrenzt. Bei dem vorliegenden Apparate ist im Vergleich zum Ventil ein sehr groſser Durchmesser der Platte m, welche den Kolben vertritt, bezieh. der Gummimembran P gewählt, so daſs auch noch bei geringen Spannungen eine genügende Kraft auf Schluſs des Ventiles wirkt und diesem Drucke gegenüber die geringe Reibung der Stopfbüchse – die Druckstangen bestehen aus Stahl und sind möglichst dünn gehalten – und der Drehbolzen am Hebel auſser Betracht kommt. Während bei älteren Druckregulatoren die Kolbengröſse für 50mm Durchgang etwa 50mm beträgt, ist hier der Durchmesser der Gummiplatte 160mm, also der Druck zehn mal so wirksam. Da man nun blos mit der Differenz des Druckes oder dem Ueberschuſs der verminderten Spannung gegen die Hebelbelastung zu arbeiten hat, um den Ventilschluſs zu erzielen, so ist dieser Gröſsenunterschied von sehr groſsem Einfluſs. Setzen wir die Grenzen der erlaubten Schwankungen des Druckes auf ± 0k,1, so haben wir im ersten Falle bei 50mm Kolbendurchmesser nur 1k,9 Druck für den Schluſs übrig, während im letzten Falle bei 100mm Durchmesser 20k,1 Druck vorhanden sind. Geringe reducirte Spannungen sind daher mit der früheren Einrichtung schwer zu erreichen und die nicht ganz zu beseitigende Undichtigkeit und nicht vermeidbare unvollständige Entlastung des Doppelsitzventiles, welches nicht gut schlieſst, wenn es nicht mit einiger Kraft auf die Sitze gepreſst wird, treten daher bei der früheren Einrichtung bald sehr merkbar auf, d.h. der gewünschte verminderte Druck wächst zu sehr, wenn der Verbrauch an Dampf nachläſst, oder geringer wurde als die Undichtigkeit. Unstreitig liegt dies bei dem Gronemeyer'schen Ventil viel günstiger, wie auch die Anwendung bereits gelehrt hat. Es ist nun noch die Hebeleinrichtung zu erwähnen, durch welche die Grenze der Belastung bezieh. des gewünschten reducirten Druckes eingestellt wird. Um den Zapfen a dreht sich ein Hebel n, gabelartig neben den Säulen D liegend, und ist der Deutlichkeit halber der vordere Hebel weggelassen. In der Mitte der Hebel befindet sich ein Stift, welcher durch das geschlitzte längliche Stahlauge o der Druckstange s geht und daher vom Hebel senkrecht auf und ab mitgenommen wird, oder umgekehrt den Hebel zum Folgen zwingt. Bei x ist eine Kette umgehängt und an der Rolle R befestigt, an deren festen Achse der Hebel n1 sitzt, welcher das Belastungsgewicht g trägt. Es ist also eine doppelte Uebersetzung vorhanden; in Folge der Rollenanordnung erfolgt der Schluſs und die Oeffnung des Ventiles allmählich, weil sich während der Hebung der Ausschlagwinkel des Belastungsgewichtes ändert und der Hebelarm n1 mit dem Winkel wächst. Diese höchst zuverlässigen Druckverminderungsventile, von denen ein Exemplar auf der diesjährigen Gewerbeausstellung in Düsseldorf bei den Apparaten für Speisewasser-Reinigung von K. und Th. Möller zu Brackwede in Thätigkeit war, berechtigen, neben den sonstigen wichtigen Verwendungen, zu der Hoffnung, daſs sie dem oft gefühlten Bedürfniſs Abhilfe gewähren, wenn zwei Dampfkessel, welche mit verschiedenem Druck arbeiten, ihren Dampf vereinigt in ein Rohrnetz senden sollen. Die Herstellung dieser Gronemeyer'schen Patent-Dampfdruck-Verminderungsventile hat die Firma Dreyer, Rosenkranz und Droop, Fabrik von Armaturen für Dampfkessel und Maschinen in Hannover, übernommen und Verfasser hielt es für wichtig genug, die Druckregulatorfrage einmal näher zur Sprache zu bringen. P. H. Rosenkranz.

Tafeln

Tafel Tafel 8
Tafel 8