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Thermisch gesteuerter Kondensatableiter
Die Erfindung betrifft einen thermisch gesteuerten Kondensatableiter mit einem unter der Wirkung von federnden Bimetallelementen gegen die Seite höheren Druckes schliessenden Abschlussorgan, einem mit dem Gehäuse fest verbundenen Ventilsitz sowie einer hinter dem Ventilsitz angeordneten, durch einen Spalt zwischen dem Gehäuse oder einem damit fest verbundenen Teil und dem beweglichen Abschlussorgan oder einem mit diesem verbundenen Teil gebildeten Engstelle, durch welche das öffnen und Schliessen des Ventils zusätzlich zur Wirkung der Bimetallelemente beeinflusst wird, wobei der Durchmesser des die Engstelle begrenzenden beweglichen Teiles grösser ist als der Durchmesser des feststehenden Ventilsitzes und dass am Abschlussorgan ein Teller angeordnet ist,
dessen Durchmesser wesentlich grösser ist als der des Ventilsitzes und dass dieser Teller einen die Engstelle bildenden Spalt begrenzt, wobei das austretende Kondensat durch Beaufschlagung des Tellers diesen Spalt zu vergrössern sucht und umgekehrt bei Temperaturerhöhung der Teller eine Querschnittsverminderung der Engstelle bewirkt, nach Patent Nr. 260285.
Gemäss einem nicht zum Stand der Technik gehörenden Vorschlag (österr. Patentschrift Nr. 256892) wird bei einem Kondensatableiter durch die Ausbildung des auf die Absperrstelle folgenden Strömungskanals in Form eines vergleichsweise engen Ringspaltes erreicht, dass bei Abströmen des in der Nähe seines Verdampfungspunktes befindlichen Mediums erhebliche zusätzliche Kräfte am Ventil erzeugt werden, durch die die Regeleigenschaften wesentlich verbessert werden. Insbesondere ist eine Einstellung des Ableiters nahe an die Sattdampfkurve möglich, so dass einerseits relativ grosse Mengen nahezu siedendheissen Kondensates ausgeschleust werden können und anderseits doch ein dampfdichter Abschluss gewährleistet ist.
Zur Verbesserung der Kaltwasserleistung wird gemäss dem Stammpatent vorgeschlagen, den Drosselspalt abhängig von der Temperatur bzw. vom Druck und damit also abhängig vom Hub des Verschlusskörpers zu steuern.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Kondensatableiter dahingehend zu verbessern, dass bei jedem Arbeitsdruck ein enger Ringspalt vorhanden ist, der sich jedoch mit veränderlichem Druck genügend stark verändert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass mindestens einer der den Ringspalt begrenzenden Teile (Platte, Teil des Gehäuses) federnd nachgiebig ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der am Verschlussstück befindliche Teil (Platte) gegenüber dem Verschlussstück gegen die Wirkung einer Feder verschiebbar angeordnet. Die Feder ist als Druckfeder ausgebildet, wobei die angestrebte Federkennlinie durch Formgebung und/oder Kombination mehrerer Federn erzielt wird.
Vorteilhafterweise sind der am Verschlussstück befindliche Teil (Platte) und die Feder auf einem den Ventilschaft auf der Niederdruckseite verlängernden Zapfen axial beweglich angeordnet, wobei das freie
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Zapfenende das Widerlager der Federn aufweist.
Bei einer weiteren erfindungsgemässen Ausgestaltung erweitert sich der am Verschlussstück befindliche Teil (Platte) zur Niederdruckseite hin konisch und greift im geschlossenen Zustand des Ventils in eine entsprechend geformte Ausnehmung des Gehäuses ein. Zur Abstützung der kegelförmigen Druckfedern kann eine gewölbte Platte vorgesehen sein.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können die Federn durch elastische Bimetallelemente ersetzt sein, die vorzugsweise als sich gegenläufig auswölbende Scheiben zu einer Säule, die mit steigender Temperatur in ihrer wirksamen Höhe abnimmt, geschichtet sind. Bei bestimmten Betriebsverhältnissen empfiehlt es sich, den Hub der Federn bzw. der Bimetallelemente durch einen Anschlag zu begrenzen ; ebenso kann der Thermostat des Kondensatableiters beeinflusst werden, indem die federnden Elemente unter Vorspannung eingebaut werden. Zusätzlich kann das Widerlager zur Änderung der Federspannung verstellbar sein.
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert sind. Die Zeichnungen zeigen die Schliessvorrichtung des erfindungsgemässen Kondensatableiters in Fig. 1 mit einer Schraubenfeder-8-, Fig. 2 mit mehreren kegelförmigen Federn--8, 11--, die zur Abwandlung der Federcharakteristik im entspannten Zustand verschieden hoch sind, Fig. 3 mit einer kegelförmigen Feder-8-, die zur Beeinflussung ihrer Charakteristik auf einer gewölbten Platte-5-abgestützt ist, Fig. 4 mit einer Schraubenfeder--8--, deren Drahstärke sich kontinuierlich von Windung zu Windung ändert ;
auch dadurch wird eine Veränderung der Federcharakteristik erreicht, Fig. 5 mit einer kegelförmigen Feder --8-- und einer Begrenzung des Hubes durch einen Anschlag --12-- am Ventilzapfen, Fig. 6 mit einem Bimetallelement--8-an Stelle der bisher verwendeten Federn.
Die Wirkungsweise aller dieser erfindungsgemässen Ventilausführuhgen ist prinzipiell die gleiche.
Eine durch das Gehäuse-6-geführte Ausflussbohrung-3-wird durch einen Ventilverschluss - -2-- mit Ventilschaft --1-- abgeschlossen. Beim Ausfluss des Kondensates aus der Bohrung --3-- wird zwischen Ventilsitz und Ende eines Ringspaltes ein Druck aufgebaut, der auf eine Platte --5-- in Richtung eines Zapfens-4-, der durch eine Mutter --9-- begrenzt wird, wirkt. Die Grösse des Druckes ist, sieht man von den übrigen Einflüssen ab, abhängig von dem Abstand zwischen Platte --5-- und dem Gehäuse-6-, also von der Grösse des Spaltes --7-- sowie von der Höhe des Arbeitsdruckes des Ableiters.
Eine Feder --8-- federt nun infolge dieses Druckes durch, so dass sich der Spalt-7-vergrössert. Durch die Vergrösserung des Spaltes --7-- nimmt jedoch der Druck so lange ab, bis zwischen der von ihm auf die Platte-5-ausgeübten Kraft und der von der Feder --8-- ausgeübten Kraft Gleichgewicht besteht. Bei kleinen Arbeitsdrücken, wo kleine Druckkräfte auf die Platte--5--wirken, ist die Spalterweiterung gering. Bei hohen Arbeitsdrücken, wo hohe Druckkräfte auf die Platte --5-- wirken, ist die Spalterweiterung gross. Der Spalt-7passt sich also, wie in der Aufgabenstellung dargelegt, dem Arbeitsdruck an.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Thermisch gesteuerter Kondensatableiter mit einem unter der Wirkung von federnden Bimetallelementen gegen die Seite höheren Druckes schliessenden Abschlussorgan, einem mit dem Gehäuse fest verbundenen Ventilsitz sowie einer hinter dem Ventilsitz angeordneten, durch einen Spalt zwischen dem Gehäuse oder einem damit fest verbundenen Teil und dem beweglichen Abschlussorgan oder einem mit diesem verbundenen Teil gebildeten Engstelle, durch welche das öffnen und Schliessen des Ventils zusätzlich zur Wirkung der Bimetallelemente beeinflusst wird, wobei der Durchmesser des die Engstelle begrenzenden beweglichen Teiles grösser ist als der Durchmesser des feststehenden Ventilsitzes und dass am Abschlussorgan ein Teller angeordnet ist,
dessen Durchmesser wesentlich grösser ist als der des Ventilsitzes und dass dieser Teller einen die Engstelle bildenden Spalt begrenzt, wobei das austretende Kondensat durch Beaufschlagung des Tellers diesen Spalt zu vergrössern sucht und umgekehrt bei Temperaturerhöhung der Teller eine Querschnittsverminderung der Engstelle bewirkt, nach Patent Nr.260285, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mindestens einer der den Ringspalt begrenzenden Teile (Platte 5, Teil des Gehäuses 6) federnd nachgiebig ausgebildet ist.