Neuerungen an Sicherheitsventilen. Patentklasse 13. Mit Abbildungen auf Tafel 30. Neuerungen an Sicherheitsventilen. Die meisten Neuerungen an Sicherheitsventilen haben den Zweck, eine genügende Hubhöhe bezieh. einen genügend groſsen Ausströmungsquerschnitt zu erreichen und während des Ausströmens zu erhalten. Bekanntlich vermindert sich nach dem Oeffnen eines gewöhnlichen Tellerventiles der Druck auf dasselbe dadurch, daſs in der Nähe der Ausströmöffnung die Pressung sich allmählich in Geschwindigkeit umsetzt; in der Ausströmöffnung selbst ist die Pressung ja schon nahezu gleich dem äuſseren Atmosphärendruck. Je mehr das Ventil geöffnet wird, um so gröſsere Dampfmengen also entweichen, um so weiter muſs sich die Druckverminderung von der Ausströmöffnung aus verbreiten, um so geringer wird also der Gesammtdruck auf die Ventilfläche werden. Daher kommt es, daſs die gewöhnlichen Sicherheitsventile sich nur auſserordentlich wenig erheben. Aus diesem Grunde ist es auch möglich und kommt selbst bei verhältniſsmäſsig groſsen Ventilen häufig vor, daſs die Ventile nicht im Stande sind, eine Steigerung der Spannung während des Abblasens zu verhindern, so daſs sie ihren Zweck nur unvollkommen erfüllen. Namentlich gilt dies von den Ventilen mit Federbelastung, bei welchen die Belastung noch mit der Erhebung wächst. Unter den bisher vorgeschlagenen Einrichtungen zur Vermeidung des angeführten Uebelstandes ist wohl am bekanntesten die Anordnung von Meggenhofen bei welcher zwischen dem auf dem Ventil ruhenden Hebel und der Feder ein Winkelhebel eingeschaltet ist (vgl. z.B. 1878 228 * 291). Auſserdem sind verschiedene Ventilformen, rollende Belastungsgewichte (vgl. Renaudot 1881 241 * 14), Hilfsventile (vgl. Saint-Pierre 1881 241 * 14) u.a. in Vorschlag gebracht. Leider geht vielen der hierher gehörigen Anordnungen die nöthige Einfachheit ab. Recht zweckmäſsig dürfte das in Fig. 7 bis 9 Taf. 30 abgebildete Sicherheitsventil von A. Turnbull in Glasgow (* D. R. P. Nr. 2201 vom 6. Februar 1878) sein. Das Wesentlichste daran ist die hohlcylindrische Gestalt des Ventiles. Die bei der Hebung desselben wirksame, d. i. die zur Hubrichtung senkrechte Fläche ist hier von der Ausströmöffnung weit entfernt; die beim Abblasen eintretende Druckverminderung trifft nur die in der Hubrichtung liegende cylindrische Wandung, ist also ohne Einfluſs. Der wirksame Gesammtdruck kann daher beim Oeffnen des Ventiles nicht vermindert, sondern eher noch vermehrt werden, da nach dem Oeffnen noch ein (wenn auch sehr geringer) Druck auf die Abschluſsfläche hinzukommt. Das Ventil wird sich in Folge dessen bedeutend mehr erheben als gewöhnliche Sicherheitsventile, so daſs man bei Anwendung dieser Form auch mit kleineren Ventilen auskommt. Kleine Ventile sind aber hauptsächlich der geringeren Belastung wegen sehr vortheilhaft. Man kann bei nicht zu groſsen Kesseln für kleine Ventile eine directe Belastung verwenden und vermeidet dadurch alle Hebel und sonstigen beweglichen Theile. Auch bei dem in Fig. 7 und 8 gezeichneten Ventil von Turnbull ist eine directe Belastung in Form von aufgesetzten Gewichtsringen benutzt und zwar sind die Maſse so gewählt, daſs der mit der Ventilspindel verbundene Muff einer Spannung von 1at,4 (= 20 Pfund engl. für den Quadratzoll) das Gleichgewicht hält und jeder aufgesetzte Ring die Belastung um eine 0at,7 (= 10 Pfund engl. für den Quadratzoll) entsprechende Gröſse vermehrt. Die in Fig. 7 angenommene Belastung würde also z.B. für eine Spannung von 1,4 + 3 × 0,7 = 3at,5 passen. Mit Hilfe des Handgriffes H und eines daran befestigten Excenters kann man das Ventil lüften. Dasselbe wird dabei immer etwas auf seinem Sitze gedreht, was für das Dichthalten vortheilhaft sein wird. Für Schiffskessel wird eine directe Federbelastung (vgl. Fig. 9) benutzt. Dieses Ventil soll sich auf eine Höhe, welche gleich ein Viertel seines Durchmessers ist, erheben und zum Beweise seiner Wirksamkeit wird in Iron, 1882 Bd. 19 S. 98 folgender Versuch angeführt: Ein Zweiflammrohrkessel mit 18 Galloway-Röhren und 2qm,88 Rostfläche war mit 2 gewöhnlichen mittels Hebel belasteten Sicherheitsventilen von je 12cm,7 Durchmesser ausgerüstet. Die wirksame Druckfläche derselben betrug hiernach zusammen 253qc, d. i. 2½mal so viel, als von dem Board of Trade vorgeschrieben ist. Die Ventile fingen an sich zu heben bei 3at,23 und abzublasen bei 3at,3. Die Spannung stieg darauf allmählich bis auf 3at,86. Auf dem gleichen Kessel wurde ein Turnbull'sches Sicherheitsventil von nur 3cm,8 Durchmesser, also 11qc,4 wirksamer Druckfläche (d. i. 1/22 von der Druckfläche obiger Ventile) angebracht. Dasselbe fing an sich zu heben bei 3at,38. Die Spannung schwankte dann zwischen 3,46 und 3at,53, blieb aber immer unter 3at,53, obgleich man das Feuer möglichst lebhaft unterhielt. Das kleine Ventil war mithin wirksamer als die beiden groſsen zusammengenommen. In Fig. 10 Taf. 30 ist nach Engineering, 1882 Bd. 33 S. 531 ein Sicherheitsventil von Seaton und Cameron dargestellt, dessen Form ebenfalls für eine gröſsere Erhebung günstig, wenn auch nicht so gut wie die Form des vorigen Ventiles, erscheint. Der Ventilkörper ist unten ausgehöhlt und dichtet auf der Auſsenfläche des eine stumpfe ringförmige Schneide bildenden Ventilsitzes ab. Der Dampf wird in Folge dessen gezwungen, schräg nach unten auszutreten, wobei er einen Rückdruck nach oben auf das Ventil ausübt. Die Druckverminderung beim Oeffnen des Ventiles wird daher um so weniger auftreten, je mehr sich die Ausströmrichtung der Senkrechten nähert. Der Hauptzweck dieser Einrichtung scheint jedoch der Schutz der Feder zu sein. An dem Ventilkörper ist eine Hülse so befestigt, daſs zwischen beiden ein enger Ringspalt bleibt (vgl. Fig. 11). An diesem strömt der austretende Dampf vorbei und wirkt dabei saugend auf die in dem Federgehäuse enthaltene Luft. Durch Oeffnungen, welche oben in dem Gehäuse angebracht sind, kann die äuſsere Luft nachströmen und auf diese Weise wird bei der Oeffnung des Ventiles ein kühlender Luftstrom in dem Gehäuse erzeugt, welcher die Feder vor der Erhitzung schützt. Zugleich trägt die dabei auftretende Druckverminderung oberhalb des Ventiles in geringem Maſse zur Erhebung desselben bei. Dieses Ventil wird von Amos und Smith in Hüll angefertigt und ist schon auf vielen Dampfschiffen in Anwendung. Eine amerikanische, in Deutschland patentirte Construction zeigen Fig. 12 und 13 Taf. 30 in zwei Ausführungen. Patentinhaber ist H. G. Ashton in Sommerville, Mass. (* D. R. P. Nr. 13446 vom 3. October 1880). Bemerkenswerth an dieser Anordnung ist zunächst ein an dem Ventil befindlicher Rand, durch welchen auſser der gewöhnlichen noch eine zweite enge Durchströmöffnung hergestellt wird. Bei Fig. 13 hat dieser Rand die Gestalt einer ringförmigen Schneide, welche im geschlossenen Zustande des Ventiles auf der oberen ebenen Fläche des Ventilsitzes fast aufsteht; bei Fig. 12 bildet er eine Flansche, welche nahezu in Berührung kommt mit einem Vorsprunge in der Gehäusewand. Sobald nun das Ventil sich öffnet, wird zwischen dem inneren und dem äuſseren Spalt, welche der Dampf nach einander zu durchströmen hat, eine Spannung eintreten, welche zwischen der Kesselspannung und dem äuſseren Luftdruck liegt, sofern die Differenz zwischen der äuſseren und inneren Oeffnung sehr gering ist. Es wird hierdurch beim Oeffnen des Ventiles eine Vermehrung des auf Hebung desselben wirkenden Gesammtdruckes erreicht werden können. Bei Fig. 12 kann der Vorsprung des Gehäuses durch Auf- oder Niederschrauben des letzteren der Ventilflansche mehr oder weniger genähert werden. Die Klemmschraube x hält dann beide Theile in einer bestimmten Stellung zu einander fest. Die Belastungsfeder liegt zwischen zwei Platten, welche der Beweglichkeit halber durch Spitzen gestützt werden. Um die Feder vor dem Dampfe zu schützen, ist ferner an dem Ventil ein Hohlcylinder f angebracht, welcher in dem Gehäuse selbst (Fig. 12) oder in einem an dem Gehäusedeckel befindlichen Stutzen (Fig. 13) geführt wird und den Federraum gegen den Dampf abschlieſst. Ueber der Stellschraube F, durch welche die Spannung der Feder geregelt werden kann, ist bei Fig. 13 eine Kapsel J befestigt, welche ein unbefugtes Niederschrauben von F verhindert und selbst durch eine Plombe gesichert ist. Mehrfach ist schon der Versuch gemacht worden, den Dampf nicht direct durch das belastete Ventil ausströmen zu lassen, sondern ein zweites Abblaseventil anzuordnen, welches sich mit oder gleich nach dem belasteten Ventil öffnet und von der Druckverminderung beim Abblasen nicht beeinfluſst wird. Leider werden derartige Constructionen leicht zu vieltheilig und dadurch weniger zuverlässig. Hierher gehört das in Fig. 14 und 15 Taf. 30 abgebildete Sicherheitsventil von J. B. Helwig in Frankfurt a. M. (Erl. * D. R. P. Nr. 7149 vom 4. März 1879). Das mit dem Dampfkessel durch die Röhre r in Verbindung stehende Gehäuse A enthält das durch ein Gewicht G direct belastete Ventil v, welches sich öffnet, sobald die Kesselspannung das zulässige Maſs überschreitet. Da beim Heben dieses Ventiles durch den Schieber s die Röhre r3, welche ins Freie führt, abgesperrt wird, so wird dann die Kesselspannung auch auf den Kolben K übertragen, welcher sich in einem zweiten, mit A durch die Röhre r1 verbundenen Gehäuse B befindet, und durch diesen Kolben wird nun das verhältniſsmäſsig groſse Abblasventil v1 gehoben. Dasselbe ist in das weite Dampfrohr r2 eingeschaltet und öffnet sich, wie aus Fig. 14 ersichtlich, nach innen. Die Röhre r soll entweder sehr lang, oder mit einem weiten Rohrstück versehen sein, so daſs nur kaltes Wasser in das Gehäuse A bezieh. unter den Kolben K treten kann. Es ist also das Gehäuse A wie die Röhre r1 stets mit kaltem Wasser gefüllt zu denken. Ist die Kesselspannung genügend gefallen, so wird sich das Ventilchen v wieder schlieſsen und zugleich der Schieber s die Mündung der Röhre r3 öffnen. Die Spannung unterhalb des Kolbens K sinkt dann auf den äuſseren Luftdruck, der Kolben wird durch sein Eigengewicht und eine auf ihm ruhende Feder in die gezeichnete tiefste Lage zurückgeführt, wobei das überschüssige Wasser durch r3 entweicht, und das Ausströmventil v1 wird sich darauf gleichfalls wieder schlieſsen. Solange das Ventilchen v geöffnet und die Röhre r3 abgesperrt ist, wird auch das Abblasventil in seiner höchsten Lage bleiben. Die Druckverminderung beim Oeffnen wird aber hier das Ventilchen v treffen, gleichviel ob Dampf oder Wasser durch dasselbe austritt. Es wird deshalb schon eines bedeutenden Ueberdruckes bedürfen, um das Ventilchen so hoch zu heben, daſs der Schieber die Röhre r3 vollständig abschlieſst. Die Hauptübelstände der Vorrichtung werden die nicht unbedeutenden Reibungen (des Schiebers, des Kolbens u.s.w.) sein und längere Zeit wird sich dieselbe kaum in Stand halten lassen. E. Codron in Lille, Frankreich (* D. R. P. Nr. 16703 vom 12. Juli 1881) benutzt als Ausströmorgan ein Doppelventil oder auch einen Gitterschieber. Beides wird unbrauchbar sein, da ersteres schwer dicht zu halten ist und die Schieber zu groſse Reibung bei der Bewegung verursachen. Das die Belastung aufnehmende Ventil E (Fig. 16 Taf. 30) ist mit einem kolbenartigen, doch nicht genau dichtenden Ansatz F versehen und mit dem Doppelsitzventil fest verbunden. Hierdurch wird ein dichter Abschluſs noch mehr erschwert. Der Dampf gelangt durch die Höhlung des Doppelsitzventiles über dasselbe und unter den Kolben F. Wird letzterer durch übermäſsigen Druck gehoben, so wird auch das Doppelsitzventil mitgenommen, so daſs dem Dampf eine groſse Ausströmöffnung geboten wird. Eine geringe Dampfmenge wird auch neben dem Kolben F und durch das Ventil E entweichen, doch kann der Druck auf den Kolben hierdurch nicht vermindert werden. Auſserdem wird von dem glockenartigen Aufsatz H des Ventiles E, welcher den hier austretenden Dampf nach unten ablenkt, nach Oeffnung des Ventiles ein geringer Druck aufgenommen. Ferner ist, um die Ventile schnell und genügend hoch zu heben, noch eine Einrichtung getroffen, durch welche die Belastung bei dem Heben der Ventile vermindert wird. Der Belastungshebel L ist nämlich an den einen Arm Z eines Winkelhebels gehängt, dessen anderer Arm Y sich auf einen seitlichen Vorsprung der Ventilspindel stützt. In Folge dessen wird beim Heben des Ventiles der Hebelstützpunkt verschoben und das Hebelverhältniſs im Sinne der Entlastung des Ventiles verändert werden. Endlich kann auch noch das Belastungsgewicht, aus einer Scheibe W und zwei daran hängenden Kugeln bestehend, zwischen bestimmten Grenzen auf dem Hebel L frei beweglich angeordnet werden, wie bei dem schon oben erwähnten Ventil von Renaudot. Mit Hilfe dieser Vorkehrungen würde man erreichen, daſs nicht nur das Ausströmventil weit geöffnet wird, sondern auch, daſs das Schlieſsen des Ventiles bei einer viel geringeren Spannung stattfindet als das Oeffnen desselben, was unter Umständen erwünscht sein kann. Die Verminderung der Belastung durch Aenderung des Hebelverhältnisses bezieh. durch Vorrollen der Scheibe W kann jedoch erst eintreten, wenn das Ventil E sich schon merklich gehoben hat. Whg.