CH664206A5 - Thermischer kondensatableiter. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf einen thermischen Kon-densatableiter gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Gewöhnlich wird bei thermischen Kondensatableitern die Temperatur des durchströmenden Mediums sowie der Betriebsdruck vor und hinter dem Abieiter zur Regelung des Durchflusses von Wasserdampfkondensat ausgenutzt.

In Abhängigkeit von Temperatur und Betriebsdruck regelt das Steuerelement mittels Hubbewegung der Membrane den Kondensatfluss bzw. sperrt den nachströmenden Dampf ab.

Bei bekannten thermischen Kondensatableitern mit flachbauendem, mit Steuerflüssigkeit gefülltem Steuerelement, welche als Huborgan eine oder mehrere zwischen zwei Wandungsteilen fest eingespannte Membranen besitzt, wird durch die Temperatur des strömenden Mediums die Steuerflüssigkeit teilweise verdampft und erzeugt in dem gasdichten Aufnahmeraum zwischen Membrane und oberem Wandungsteil einen Innendruck. Ist der Dampfdruck der Steuerflüssigkeit gegenüber dem Betriebsdruck um ein bestimmtes Mass grösser, so wird die Membrane im Schliess-sinne axial gedrückt und das an dieser zentral angeordnete Absperrorgan verschliesst dabei die Ventilbohrung. Die gasdichte Verbindung des Absperrorganes mit der Membrane wird bekanntlich durch Verspannen dieser Teile erreicht, wobei zwischen Membrane und Abschlussorgan entsprechende Dichtelemente angeordnet werden oder aber durch eine Schweissverbindung des Abschlussorgan an der Membrane befestigt wird.

Als Steuerflüssigkeit werden niedrigsiedende Kohlenwasserstoffe oder andere Chemikalien verwendet. Die Verdampfungstemperaturen dieser Flüssigkeiten sollten zur Erfüllung der geforderten Funktion nur wenige Grade unterhalb der von Wasser bzw. Kondensat im gewünschten Druckbereich liegen. Dies erfordert eine äusserst flexibel arbeitende Membrane mit einem starren Abschlussorgan. Die Erfahrungen haben gezeigt, dass nach einer gewissen Betriebsdauer in den meisten Fällen die dichte Verbindung zwischen Membranen und Abschlussorgan im Zentrum undicht wird und dadurch die Steuerflüssigkeit aus dem Aufnahmeraum entweichen kann. In diesem Falle verschliesst das Absperrorgan dauerhaft im Betriebszustand die Ventilbohrung. In einigen Anwendungsfällen z.B. bei Begleitheizungen, würde diese dauerhafte Absperrung zum Stillstand der Heizung führen und volkswirtschaftlichen Schaden verursachen.

Diese unerwünschte geringe Lebensdauer der Membrane mit integriertem Abschlussorgan ist dadurch zu erklären,

dass z.B. während des Schweissprozesses von Membrane und Abschlussorgan kurzzeitig sehr hohe Temperaturen auf das sehr dünne Membranblech einwirken und dabei eine Struktur- bzw. Gefügeveränderung im Material eintritt.

Auch bei einer festen Verbindung von Membranen und Abschlussorgan durch Verspannen z. B. mittels Verschrau-bung oder Nieten ist eine Veränderung der Spannkräfte durch wechselnde Temperatureinflüsse unvermeidbar. Zum anderen begrenzt eine feste Einspannung der Membrane im Zentrum die flexiblen Eigenschaften dieses Teiles und führt zu vorzeitigen Ermüdungsbrüchen des Membranwerkstoffes.

Als Beispiele derartig nach dem oben beschriebenen Verfahren arbeitender Kondensatabieiter sind die in den DE-AS 2 038 344, AS 1 526 972, AS 2 447 031 sowie in der OS 2 303 275 dargelegten Lösungen anzusehen.

Zum Stand der Technik gehört ferner eine Ausbildung nach der DE-AS 2 630 038, bei der die Membranlamellen eine Zentralbohrung besitzen und mittels einer Klemmscheibe auf das Abschlussorgan im Fussbereich der kegel-stumpfförmigen Ringwulst eingedrückt und dabei fest eingespannt werden. Die Membranlamellen werden gemeinsam mit der Klemmscheibe und Abschlussorgan im kegelförmigen Ringbuckel miteinander gasdicht verschweisst.

Als Nachteil ist bei dieser Konstruktion zu werten, dass durch die feste Einspannung und Verbindungsschweissung von Klemmscheibe, Membranlamellen sowie Abschlussorgan die elastischen Eigenschaften der Membranlamellen in der Randzone der Zentralbohrung abnehmen und vorzeitige Ermüdungsbrüche auftreten können.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen thermischen Kondensatabieiter mit flachbauendem, mit Steuerflüssigkeit gefüllten Steuerelement zu schaffen, welcher eine Membranlamelle besitzt, die im Zentrum durch keinerlei äussere Spannkräfte, noch durch mittels hoher Schweisstempera-turen hervorgerufene innere Gefügeänderungen in ihrer Langzeitfunktion beeinträchtigt ist.

Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, entsprechend dem Ziel der Erfindung die Membrane in ihrem Zentrum derart stabilisiert auszubilden, dass sie sowohl die eigentliche Membranfunktion ausübt sowie auch als spezielles Abschlussorgan fungiert.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäss der im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gelöst. Die Form des oberen Wandungsteiles dient bei Beaufschlagung der Membrane durch äussere Drücke, z.B. bei Auftreten von Wasserschlägen, zur formschKissigen Abstützung der Membrane und schützt diese gegen Deformation bzw. Überlastung, was für den Schliessvorgang und Dichtheitsgrad des Ventilabschlusses von Vorteil ist. Die ebene Membranfläche zwischen der kreisförmigen Sicke ist im Durchmesser so bemessen, dass die korrespondierende Ventilsitzfläche in der Schliessbewegung der Membrane noch überdeckt wird. Der Abstand zwischen oberem Wandungsteil und Membrane erhält im Zentrum ein solches Mass, dass die von der kreisförmigen Sicke eingeschlossene ebene Membranfläche auf der korrespondierenden Fläche des oberen Wandungsteiles bei Erfordernis mit geeignetem Werkzeug wieder geglättet werden kann, ohne dabei die Membrane zu überdehnen.

Es zeigen

Fig. 1 : einen thermischen Kondensatabieiter mit flachbauender Membrankapsel unter thermischer Belastung.

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Fig. 2: die Membrankapsel von Fig. 1 ohne thermische Belastung.

Der Kondensatabieiter nach Fig. 1 besteht aus einem Gehäuse 1, einem Deckel 2, einer Ventilsitzbuchse 3, einer flachbauenden Membrankapsel, welche aus dem oberen Wandungsteil 4, Membrane 5 und unterem Wandungsteil 6 gebildet wird, einem Federsicherungselement 7 und einem Schmutzfangsieb 8. Die Membrankapsel wird durch das Federsicherungselement 7 und durch die nach unten zeigenden Distanzlaschen 9 des unteren Wandungsteiles 6 funktionsgerecht eingepannt und in ihrer Lage fixiert. Die Distanzlaschen 9 liegen an dem Bund 10 an und stützen sich dabei auf die Schulter 11 der Ventilsitzbuchse 3. Das konus-förmige Schmutzfangsieb 8 separiert den Makroschmutz. Die Ventilsitzbuchse 3 ist dicht im Gehäuseinnenraum in eine Gehäusewand, welche die Zu- und Abströmkammer unterteilt, angeordnet. Die Ventilsitzbuchse 3 besitzt im Zentrum eine Abflussbohrung 12. Zwischen dem oberen Wandungsteil 4 und Membrane 5 befindet sich im gasdichten Aufnahmeraum 13 die Steuerflüssigkeit. Bei thermischer Belastung des Kondensatabieiters verdampft ein Teil der Steuerflüssigkeit und erzeugt im Aufnahmeraum 13 einen s gewissen inneren Druck. Dadurch wird die Membrane 5 axial auf die Ventilsitzfläche 14 gedrückt und die in der kreisförmigen Sicke 16 der Membrane eingeschlossene ebene Membranfläche 15 verschliesst die Abflussbohrung 12.

10 Die funktionsgerechte Bewegung der Membrane ist in Fig. 2 im Gegensatz zu Fig. 1 ohne thermische Belastung und bei Beaufschlagung durch äusseren Druck dargestellt. Im Zustand nach Fig. 2 ist die Steuerflüssigkeit vollständig kondensiert, der Auf nahmeraum 13 drucklos und die Membrane 5 stützt sich auf dem oberen Wandungsteil 4 ab, wobei im Zentrum die ebene Membranfläche 15 auf der korrespondierenden Fläche des oberen Wandungsteiles 4 formschlüssig anliegt und dabei erforderlichenfalls geglättet wird. Die Abflussbohrung 12 ist in dieser Membranlage geöffnet.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

664 206 2 PATENTANSPRÜCHE

1. Thermischer Kondensatabieiter mit einer flachbauenden, mit Steuerflüssigkeit gefüllten Membrankapsel, ausgestattet mit einer als Huborgan ausgebildeten Membrane, welche am äusseren Umfang mit dem oberen und unteren Wandungsteil dicht verschweisst ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (5) im Zentrum eine kreisförmig angeordnete, in Richtung auf das Kapselinnere gewölbte Sicke (16) aufweist, welche eine ebene Membranfläche (15) einschliesst, wobei die eingeschlossene Membranfläche (15) mindestens gleich der Ventilsitzfläche (14) und in Richtung Ventilsitzbuchse (3) um einen gewissen Betrag gegenüber der restlichen Membranfläche durchgesetzt ist, und dass im oberen Wandungsteil (4) eine der Sicke (16) und der Fläche (15) entsprechende Sicke und Fläche angeordnet sind.

2. Kondensatabieiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kreisförmige Sicke (16) einen Querschnitt aufweist, der als Ringbuckel oder in einer spitzwinkligen oder stumpfwinkligen oder rechteckigen oder trapezartigen Form ausgebildet ist.