DE1092032B - Bimetallsteuerelement mit Ventilverschlusskoerper fuer Dampfwasserableiter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bimetallsteuerelement mit Ventilverschlußkörper für Dampfwasserableiter mit mindestens zwei durch die Temperatur voneinander unabhängig beeinflußbaren, bei Erwärmung oder Abkühlung sich in gleicher Richtung biegenden, an ihrem einen" Ende fest miteinander verbundenen Bimetallelementen in Streifenpaketform, deren Schließkräfte sich addieren.

Bei einem derartigen Bimetallsteuerelement werden die bei der Erwärmung der Bimetallelemente entstehenden Kräfte dazu benutzt, den Ventilverschlußkörper entgegen dem Druck des Dampfes zum Schließen zu bringen. Diese Kräfte müssen stets größer als der Dampfdruck sein, damit der Ventilverschlußkörper zur Vermeidung von Dampfverlusten sicher schließt. Erst wenn durch Kondensatbildung mit dadurch bedingtem Temperaturrückgang die Schließkraft der Bimetallelemente nachgelassen hat, öffnet der Ventilverschlußkörper wieder, und das angesammelte Kondensat kann abfließen.

Bei einem bekannten Dampfwasserableiter besteht das Bimetallsteuerelement aus einer Anzahl parallel zueinander liegender Bimetallelemente, welche an einem Ende zu einem Paket zusammengeschraubt sind. Die von diesem Bimetallsteuerelement gelieferten Kräfte nehmen linear mit der Temperatur zu und haben eine große Schließwirkung. Nachteilig ist jedoch, daß erst ein erheblicher Temperaturabfall des Kondensates erforderlich ist, bevor der Ventilverschlußkörper öffnet und das Kondensat abfließen kann, weil die sich addierenden Kräfte der einzelnen Bimetallelemente nur zusammen abgebaut werden. Es ist also jeweils eine verhältnismäßig große Temperaturdifferenz nötig, wenn das Bimetallsteuerelement in der einen oder anderen Richtung in Tätigkeit treten soll. Bei einem anderen Dampfwasserableiter sind drei Bimetallelemente an einem Ende unter Zwischenlage von Distanzstreifen miteinander verschraubt. Die drei Bimetallelemente wirken nacheinander temperaturabhängig auf den Ventilabschlußkörper ein. Dadurch soll eine Erhöhung des Arbeitsdruckes und des Arbeitstemperaturbereiches des Dampfwasserabieiters erreicht werden. Die Nachteile dieses Dampfwasserableiters sind jedoch die gleichen wie die des weiter oben erwähnten. Durch Aufteilung des Bimetallsteuerelementes in drei Bimetallelemente wird jedoch gegenüber dem vorerwähnten Dampfwasserableiter eine Abweichung von dem linearen Schließkraftverlauf und eine Annäherung an den Verlauf der Sattdampfkurve durch jeweils einem Bimetallelement zugehörige lineare, der Sattdampfkurve tangential folgende Schließkraftlinien erreicht.

Dem Gegenstand der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Bimetallsteuerelement für Dampf-

mit Ventilvers dilußkörp er

für Dampfwasserableiter

Anmelder:
Alfred Bahr,
Lake Hiawatha, N. J. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. jur. H. Schlüter, Rechtsanwalt,
Heidelberg, Neuenheimer Landstr. 48

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 15. August 1956

Alfred Bahr, Lake Hiawatha, N. J. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

wasserableiter den Verlauf der Schließkraftkurve der Sattdampfkurve weitgehendst anzunähern.

Dies wird dadurch erreicht, daß von den Bimetallelementen mindestens eines gekrümmt ist, damit beide in kaltem Zustande einen in Richtung auf ihre freien Enden stetig zunehmenden Abstand voneinander haben. Beim Erwärmen wälzt sich das eine Bimetallelement auf dem anderen stetig ab, wobei die wirksame Länge der Berührung beider Bimetallelemente miteinander eine nicht lineare Zunahme der Schließkraft ergibt. Die sich ergebende Schließkraftkurve des Bimetallsteuerelementes hat also einen parabolischen Verlauf. Sie kann der ebenfalls parabolischen Sattdampfkurve beliebig angenähert werden und auch denselben Verlauf wie die Sattdampfkurve selbst erhalten. Das bedeutet, daß sich bis auf einen festgelegten geringen Unterschied die Schließkraft und der Dampfdruck das Gleichgewicht halten. Der Unterschied zwischen den beiden Kräften kann über den gesamten Arbeitsdruckbereich konstant bzw. sehr klein gehalten werden, womit ein schnelles Ansprechen beim öffnen und Schließen des Ventilabschlußkörpers gewährleistet ist.

Die beiden Bimetallelemente arbeiten so, daß zunächst das eine bei Erwärmung das Ventil schnell schließt. Bei steigender Temperatur biegt sich auch das andere Bimetallelement mit seinem freien Ende in gleicher Richtung stetig durch. Die Berührungsfläche zwischen den beidenn Bimetallelementen vergrößert sich dabei fortlaufend unter Hinzufügung der Schließ-

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Claims (3)

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   3 4

   kraft des zweiten Bimetallelementes zu der des ersten Die Bimetallstreifen innerhalb jedes Bimetall-Bimetallelementes, bis beide auf ihrer ganzen Länge elementes 9, 10 sind von gleicher Krümmung. Das gegeneinander anliegen. Damit ist eine große Schließ- Bimetallelement 10, welches mit der Stange 12 verkraft gegeben, die sich aber verhältnismäßig schnell bunden ist, ist gerade, kann jedoch auch aus gekrümmverringert, wenn die Bimetallelemente mit ihren freien 5 ten Bimetallstreifen bestehen. Das Bimetallelement 9 Enden wieder auseinandergehen, um ihre normale ist in bevorzugter Ausführung in einer bestimmten Stellung zueinander wieder einzunehmen. Weise gekrümmt. Die Berührungsfläche zwischen den

   Ein weiterer Vorteil des Erfindunggegenstandes be- beiden Bimetallelementen vergrößert sich mit steigensteht darin, daß eine einfache und rasche Auswechsel- der Temperatur, angefangen mit der niedrigsten möglichkeit \erbrauchter Bimetallelemente und eine io Dampftemperatur von 100° C bis zu einer bestimmten leichte Einstellmöglichkeit des Ventilabschlußkörpers Höchsttemperatur, bei der das Bimetallelement 9 mit ohne Absperren des Dampfes gegeben ist. seiner gesamten Länge auf dem Bimetallelement 10

   Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des aufliegt.

   Gegenstandes der Erfindung dar. Es zeigt Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 sind die

   Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch einen 15 Bimetallelemente 21, 22 in der Mitte miteinander ver-

   Dampfwasserableiter, bunden. Die Stange 12 ist durch eine öffnung in der

   Fig. 2 bis 6 verschiedene Stellungen der Bimetall- Verbindungsstelle der Bimetallelemente 21, 22 geführt,

   elemente bei verschiedenen Betriebszuständen, Eine im Gehäuse 1 befestigte Abstützung 23 dient als

   Fig. 7 ein Schaubild, in welchem die Schließkraft Anlage für das vordere Bimetallelement 21. Zwischen

   des Bimetallsteuerelementes und der Dampfdruck des 20 den beiden Bimetallsteuerelementen ist an den freien

   Sattdampfes dargestellt sind, Enden der beiden sich dort berührenden Bimetall-

   Fig. 8 ein anderes Ausführungsbeispiel des Gegen- elemente 22 je ein Abstandsbolzen 24 angeordnet, der

   Standes der Erfindung, wobei jeweils zwei in der einen bestimmten Abstand der beiden Bimetallsteuer-

   Mitte verbundene Bimetallelemente verwendet sind, elemente bei jeder Stellung der Bimetallelemente 21,

   und 25 22 aufrechterhalten soll.

   Fig. 9 eine weitere Bauart mit zwei Bimetallelemen- Bei dem in Fig. 9 gezeigten weiteren Ausführungs-

   ten. die ebenfalls in der Mitte verbunden sind. beispiel wird nun ein Bimetallsteuerelement verwen-

   Das Gehäuse 1 des Dampfwasserabieiters nach det. Die Bimetallelemente 21, 22 sind ebenfalls in der

   Fig. 1 hat einen Eintrittsstutzen 2 und einen Auslaß- Mitte verbunden. Das Bimetallelement 21 stützt sich

   stutzen 3. Oben ist es durch einen Deckel 4 ver- 3° gegen eine im Gehäuse 1 angeordnete Schulter 25 ab.

   schlossen. Die in der Fig. 7 gezeigte Kurve 26 stellt die

   Das durch den Eintrittsstutzen 2 eintretende Kon- Schließkraft des Bimetallsteuerelementes, die Kurve densat, Dampfwassergemisch oder Sattdampf durch- 27 stellt den Dampfdruck des Sattdampfes dar.
   läuft einen Filter 5 und gelangt dann in den Innen- In Fig. 2 sind das Bimetallsteuerelement und der raum 6 des Dampfwasserabieiters. In diesen Innen- 35 Ventilverschlußkörper in der Ausgangsstellung darraum 6 ragt ein an einem Gehäusevorsprung 7 einstell- gestellt. Der Ventilverschlußkörper 13 ist in Offenbar befestigtes Bimetallsteuerelement 8. stellung, die Bimetallelemente 9, 10 haben an ihren

   Das Bimetallsteuerelement 8 besteht aus den Bi- freien Enden den größten Abstand voneinander. Der metallelementen 9, 10 oder aus Bimetallelementpake- Dampfwasserableiter befindet sich im kalten Zustand, ten. Die Bimetallelemente 9, 10 sind an ihrem oberen 40 Steigt nun die Temperatur, dann krümmt sich das BiEnde durch eine Schraube 11 untereinander und mit metallelement 10 in Schließrichtung, wobei über den dem Gehäusevorsprung 7 verbunden. Als Verbindungs- Bolzen 14 die Stange 12 und damit der Ventilabschlußmöglichkeit der Bimetallelemente 9, 10 untereinander körper 13 nach rechts gezogen wird, bis der Ventilkann anstatt einer Verschraubung ebenso eine Ver- abschlußkörper 13 auf dem Ventilsitz der Büchse 16 nietung oder eine Verschweißung vorgenommen wer- 45 zur Auflage kommt. Das Bimetallelement 9 krümmt den. Das Bimetallelement 10 ist gerade und hat unten, sich dabei ebenfalls nach rechts, wobei der Abstand ebenso wie das Bimetallelement 9, einen Schlitz, in zwischen den freien Enden der Bimetallelemente 9, welchem eine Stange 12 geführt ist. Die Stange 12 ist 10 zunächst der gleiche bleibt (Fig. 3). Steigt nun die an einem Ende mit dem Ventilverschlußkörper 13, bei- Erwärmung weiter, dann legt sich das Bimetallele- -spielsweise einer Kugel, verbunden, während das an- 50 ment 9, wie aus Fig. 4 ersichtlich, allmählich von der dere Ende gekrümmt ist und einen an dem Bimetall- Verbindungsstelle ausgehend immer mehr an das Bielement 10 anliegenden Bolzen 14 hält. metallelement 10 an, wodurch die Schließkraft des

   In eine im Auslaßstutzen 3 vorgesehene Zwischen- Ventilabschlußkörpers 13 stetig vergrößert wird,

   wand 15 ist eine Büchse 16 eingeschraubt, in welcher Fig. 5 läßt erkennen, wie die freien Enden der Bi-

   der Ventilverschlußkörper 13 seinen Sitz hat. Er be- 55 metallelemente 9, 10 fast vollständig aneinanderliegen,

   findet sich in einem Abstand 17 vom Ventilsitz der während Fig. 6 die Endstellung zeigt.
   Buchse 16. Der Abstand 17 ist durch Veränderung der

   Lage des Bimetallsteuerelementes 8 mittels einer Stell- Patentansprüche:
   schraube 18, welche im Deckel 4 angeordnet ist, verstellbar. Durch Verdrehen der Stellschraube 18 in der 60 1. Bimetallsteuerelement mit Ventilverschlußeinen oder anderen Richtung wird das Bimetallsteuer- körper für Dampfwasserableiter mit mindestens element 8 entweder nach unten gedrückt, oder es be- zwei durch die Temperatur voneinander unabwegt sich infolge federnder Aufhängung mittels einer hängig beeinflußbaren, bei Erwärmung oder Abauf der rechten Seite des Bimetallelementes 10 zwi- kühlung sich in gleicher Richtung biegenden, an sehen dem Block 19 und dem Gehäusevorsprung 7 an- ⁶5 ihrem einen Ende fest miteinander verbundenen geordneten abgebogenen Blattfeder nach oben. Die Bimetallelementen in Streifenpaketform, deren Wölbung der unteren Auflagefläche des Blockes 19 Schließkräfte sich addieren, dadurch gekennzeichnet, läßt eine Schwenkbewegung des Bimetallsteuerelemen- daß von den Bimetallelementen (9, 10 bzw. 21, tes 8 zu. Eine Kappe 20 dient zum Schutz der Stell- 22) mindestens eines (9 bzw. 22) gekrümmt ist, schraube 18. 70 damit beide in kaltem Zustande einen in Richtung

   auf ihre freien Enden stetig zunehmenden Abstand voneinander haben.
2. 2. Bimetallsteuerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetallelemente (21, 22) in der Mitte miteinander verbunden sind.
3. 3. Bimetallsteuerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (17) des Ventilverschlußkörpers (13) zur Büchse (16) mittels einer Stellschraube (18) verstellbar ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 725 331, 905 072; schweizerische Patentschrift Nr. 200 787; USA.-Patentschrift Nr. 2 629 553.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen