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Thermostatisch gesteuertes Entwässerungsventil zur automatischen Ableitung des Kondensates der Dampfheizung von Eisenbahnfahrzeugen
Die Erfindung bezieht sich auf ein thermostatisch gesteuertes Entwässerungsventil zur automatischen.
Ableitung des Kondensates der Dampfheizung von Eisenbahnfahrzeugen mit einem auf den Ventilkörper wirkenden, aus wenigstens einem Bimetall-Ausdehnungskörper bestehenden Dehnungselement. Solche Bimetall-Ausdehnungskörper sind an sich wegen ihrer Betriebssicherheit und der grossen Steuerkräfte vorteilhaft. Bei Entwässerungsventilen treten im allgemeinen keine besonderen Schwierigkeiten bezüglich der Korrosion der Bimetalle auf, solange das anfallende Kondensat pH-Werte zwischen 8 und 11 aufweist, d. h. schwach alkalisch ist. Kommen jedoch niedrigere pH-Werte vor, fällt also saures Kondensat an, so wirkt dieses als Elektrolyt zwischen dem Bimetall und sonstigen Teilen des Entwässerungsventils, insbesondere dem Gehäuse.
Es tritt eine Elementbildung ein, wodurch das in der elektrolytischen Spannungsreihe niedriger liegende Metall abgebaut (korrodiert) und der aus diesem Metall bestehende Teil zerstört wird. In stationären Anlagen ist es noch möglich, die schädlichen Folgen dieser Korrosionswirkung in engen Grenzen zu halten, indem man das Gehäuse der Entwässerungseinrichtung aus Eisen ausführt. Das Gehäuse ist dann der durch Korrosion angegriffene Teil, doch kann man es mit so grosser Wandstärke ausbilden, dass die auftretende Korrosion keinen besonderen Schaden stiftet.
Bei Entwässerungsventilen für die Heizanlage von Eisenbahnfahrzeugen bestehen jedoch Konstruktions-und Betriebsbedingungen, insbesondere Platzmangel und erhöhte Rostgefahr, die zur Anwendung von Kupferlegierungen (meist Kupfer-Zinn-Zinklegierungen, sogenanntem Rotguss) für einzelne Teile des Entwässerungsventils, insbesondere auch für das Gehäuse oder Teile desselben, zwingen. Während durch diese Massnahme die Gefahr des Verrostens des Entwässerungsventils verringert bzw. beseitigt wird, wird durch Elementbildung der in der elektrolytischen Spannungsreihe niedriger liegende Teil des Bimetalls (meist Nickelstahl) rasch zerstört und das Ventil funktionsuntüchtig.
Die Erfindung bezieht sich im besonderen auf solche Entwässerungsventile mit einem von BimetallAusdehnungskörpern gebildeten Dehnungselement, bei welchem Teile des Ventils, zumindest das Gehäuse, aus einer Kupferlegierung bestehen. Die Erfindung- zielt darauf ab, diese Nachteile zu beseitigen und besteht im wesentlichen darin, dass das Dehnungselement nach Art eines Mantels durch eine dehnbare Hülle, beispielsweise durch einen Metallbalg oder einen elastischen Schlauch, insbesondere aus Kunststoff, gegenüber dem Kondensat dicht abgeschlossen ist. Solche dehnbaren Hüllen wurden bisher bei Thermostatventilen mit einer Dehnflüssigkeit gefüllt und bildeten zusammen mit dieser Flüssigkeit das Dehnungselement.
Durch die Erfindung wird somit ein Bimetall-Entwässerungsventil dadurch für die Erfordernisse des Eisenbahnbetriebes brauchbar gemacht, dass durch Trennung des Bimetalls vom Elektrolyt (Kondenswasser) eine Elementbildung auf jeden Fall verhindert wird. Solche erfindungsgemässe. Entwässerungsventile sind sowohl rostsicher als auch korrosionssicher. Die Hülle ist gemäss einer bevorzugten Ausfihrungsform der Erfindung als Federelement, vorzugsweise als vorgespannter Faltenbalg, ausgebildet und unter Zugspannung an den Enden des von in an sich bekannter Weise einem Stapel von Bimetallplättchen gebildeten Dehnungselementes festgelegt, so dass sie den Stapel zusammenhält.
Bei den bekannten, von einem Stapel von Bimetallplättchen gebildeten Dehnungselementen sind die Plättchen gelocht und auf eine Stange aufgefädelt. Gemäss der Erfindung jedoch sind die gestapelten Bi-
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metallplättchen vorzugsweise in einem Führungsrohr geführt, welches von der Hülle umschlossen ist. Dies hat den Vorteil, dass die Krümmung und damit der erzielbare Hub das grösstmögliche Mass errejchen, da die Plättchen keine Bohrungen aufweisen.
Die Hülle kann in beliebiger Weise mit den. Abschlussteilen des Dehnungselementes, beispielsweise mit dem Ventilkörper, dicht verbunden sein. Eine Verlötung des Metallbalges bietet Schwierigkeiten. Eine Weichlötung bringt die Gefahr einer Kontaktelementebildung mit sich, wodurch die Lötstelle zerstört wird, während die Verwendung eines höherwertigen Lötmaterials, wie beispielsweise Silberlot, die Herstellung erschwert und verteuert.'Die. Hülle wird daher zweckmässig durch Schraubringe mit den Abschlussteilen des Dehnungselementes verbunden.
Der Raum zwischen Hülle und Dehnungselement kann mit einem geeigneten wärmeleitfähigen Medium gefüllt sein. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Füllung dieses Raumes mit einer Flüssigkeit im Interesse einer guten Wärmeübertragung erwiesen. Dabei wird eine Flüssigkeit gewählt, die ihr Volumen bei Temperaturänderungen nicht oder nur wenig verändert, und die sich chemisch neutral verhält. Um der Volumenänderung der Hülle beim Arbeiten des Dehnungselementes Rechnung zu tragen, ist es hiebei zweckmässig, die Hülle unvollständig bzw. unter Beibehaltung einer Luftblase mit Flüssigkeit zu fül- len.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles schematisch erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Doppelsitz-Entwässerungsventil im Axialschnitt.
Im Gehäuse 1, welches aus einer Kupferlegierung besteht, sind zwei Ventilsitze 2 eingesetzt. Die Kanäle 3 führen zu dem zu entwässernden System und 15 stellt den Abfluss dar. Um eine vollständige Entwässerung zu erreichen, ist dieser Abfluss 15 unten angeordnet, wogegen die Achse der beiden Ventilsitze 2 horizontal liegt. Mit den Ventilsitzen 2 wirken zwei Ventilkugeln 4 zusammen, welche in Kugelfassungen 5 gefasst sind. Diese Ventilkugeln 4 mit den Kugelfassungen 5 bilden die beiden Ventilkörper.
Zwischen beiden Ventilkörpern 4, 5 ist ein Stapel 6 von Bimetall-Ausdehnungskörpern angeordnet.
Diese Bimetall-Ausdehnungskörper, welche als Plättchen ausgebildet sind, sind in einem Führungsrohr 7 gefasst, welches an den Enden umgebogene Lappen 8 aufweist, die ein Herausfallen der Bimetallplättchen aus dem Führungsrohr 7 verhindern. Das Führungsrohr 7 ist in den beiden Kugelfassungen 5 in zylindrischen Ausnehmungen 9 geführt. Bei Betriebstemperatur wölben sich die Bimetallplättchen im Stapel 6 und drücken die beiden Kugeln 4 an die Ventilsitze 2, so dass die Leitungen 3 vom Abfluss 15 abgeschlossen sind. Wenn die Temperatur absinkt, strecken sich die Bimetallplättchen so weit, dass die beiden Kugeln 4 von den Ventilsitzen 3 abgehoben werden und das Kondensat aus den Leitungen 3 ausfliesst.
10 stellt einen federnden Faltenbalg aus Metall dar, dessen Enden durch Schraubringe bzw. Überwurfmuttern 11, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Weichmetallringes, dicht an die beiden Kugelfassungen 5 angeschlossen sind. Auf diese Weise werden die Bimetallplättchen des Stapels 6 vom Elektrolyt (Kondensat) getrennt. Die Schraubringe 11 sind aussen bombiert und im Gehäuse, welches hiezu entsprechende Stege 12 aufweist, geführt. Der Aussendurchmesser des Führungsrohres 7 ist kleiner als der Innendurchmesser des federnden Faltenbalges 10, so dass eine Berührung zwischen Faltenbalg 10 und Führungsrohr 7 und damit ein Verschleiss des Faltenbalges 10 vermieden ist.
Der federnde Faltenbalg 10. ist bei Normaltemperatur leicht gezogen, so dass er eine dauernde Druckwirkung auf die Bimetallplättchen ausübt, wodurch diese immer aneinander anliegen und im Führungsrohr 7 nicht kippen bzw. ecken können. Vorzugsweise kann aber die federnde Wirkung des Faltenbalges 10 durch direkt an den Ventilkugeln 4 angreifende Federn unterstützt werden.
13 stellt einen aus zwei Segmenten zusammengesetzten Halterungsring dar, welcher in eine Falte des Faltenbalges 10 federnd einschnappt und in eine Nut 14 der Stege 12 eingreift. Mit dem Halterungring 13 ist das Führungsrohr 7 mit den beiden Ventilkörpern 4, 5 und dem Stapel 6 mittig zwischen den Ventilsitzen 2 befestigt.
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