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Stromteiler und Stromvereiniger für strömende Medien Die Erfindung
betrifft einen Stromteiler oder Stromvereiniger mit zwei Drossel- und Abschlußelementen
und hat es sich zur Aufgabe gemacht, eine derartige Vorrichtung zu schaffen, die
mit weniger Reibung arbeitet als die bisher bekannten derartigen Vorrichtungen mit
Ventilkegeln, Kolbenschiebern oder Hähnen.
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Sie besteht darin, daß die Drossel- und Abschlußelemente von zwei
Schraubenfedern gebildet werden, wie sie an sich bei einfachen Ventilen bekannt
sind.
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An Hand der Ausführungsbeispiele in den Fig. 1 bis 3 sei die Erfindung
erläutert.
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Fig. 1 zeigt einen Stromteiler oder Stromvereiniger mit zwei gleichachsigen
Schraubenfedern 4 und 6, die sich im Gehäuse 1 (links) auf einer bearbeiteten Ringfläche
und (rechts) auf einem eingeschraubten Gewindering abstützen und gegeneinander -
auf die angedrehten Ringflächen eines zwischen den Federn eingesetzten Verbindungsstückes
8, das beispielsweise eine Aussparung zur Aufnahme des (kugelförmigen) Endes eines
Hebels hat - drücken.
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Der aus dem Gehäuse 1 herausgeführte Hebel 10 mit einer (kugelförmigen)
durch einen Deckel 3 am Gehäuse abgedichteten Lagerung kann durch geeignete Verstelleinrichtungen
(Stellmotoren) oder von Hand (mit bekannten Lagefeststellern des Hebels) eingeleitete
Bewegungen als Hub auf die Drossel-und Abschlußfedern 4 und 6 übertragen, welche
wechselweise ihre Federwindungen mehr oder weniger öffnen oder schließen oder zu
beliebigen Drosselquerschnitten zwischen den Federwindungen einander nähern.
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Ein in den Zu- oder Abströmöffnungen a, b und c z. B. bei a
in das Gehäuse eintretendes Medium kann in der in Fig. 1 gezeigten Stellung der
Federn durch die zwischen ihren Windungen geöffnete Drossel- und Abschlußfeder 6
fließen und bei c das Gehäuse wieder verlassen, während der Weg durch die geschlossenen
Federwindungen der Feder 4 gesperrt ist.
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In einer Mittelstellung des Hebels 10 wird das bei a eintretende
Medium durch die teilweise geöffneten Federn 4 und 6 auf zwei Wege nach b und c
aufgeteilt.
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Bei Wechsel der Strömungsrichtungen können sich zwei bei b und c zuströmende
Medien nach dem Durchströmen der teilweise geöffneten Federwindungen beider Federn
im Gehäuse 1 mischen und vereint bei a abströmen. Bei weiterem Hebelausschlag wird
das Verbindungsstück 8 den Hub nach rechts ausfahren, die Feder 6 geht in Schließstellung,
während die Feder 4 mehr oder weniger voll öffnet.
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Die Feder 6 oder beide Drossel- und Abschlußfedern 4 und 6 können
mit den Federkräften so ausgelegt werden, daß sie gleichzeitig als Rückstellfeder
gegen die Hebelbewegungen dienen.
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Bei dem Stromteiler oder Stromvereiniger der Fig. 2 stützen sich zwei
Drossel- und Abschlußfedern 4 und 6 oben im Gehäuse 1 auf einer bearbeiteten Ringfläche
und unten auf dem Deckel 3 an der bearbeiteten Ringfläche ab und drücken gleichzeitig
auf die Bundringflächen der Thermostatbüchse etwa mittig und damit gegeneinander.
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In der oben geschlossenen, mit loser Stiftführung versehenen Thermostatbüchse
12 sind die Sicherheitsfeder 7 und die gegensinnig (oder gleichsinnig oder gemischt
gleich-gegensinnig) geschichteten Bimetallrundlinge 11 untergebracht. Feder 7 und
Rundlinge 11 stützen sich durch die kraftschlüssige Verbindung auf der fest mit
dem Arbeitsstift 10 verbundenen Scheibe als (festem) Widerlager ab und drücken
oben gegen die Thermostatbüchse. Der nach oben verlängerte Arbeitsstift kann gleichzeitig
als Führungsstift dienen und stützt sich selbst auf seinem Widerlager, bespielsweise
auf einer mit Hutmutter abgedichteten Verstellschraube am Deckel 3, ab.
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Eine Rückstellfeder 5 kann in einer im Gehäuse oben eingegossenen
Federaufnahme gelagert werden und drückt den Thermostaten nach unten. Wird aber
die Drossel- und Abschlußfeder 4 mit den Federkräften als Rückstellfeder ausgelegt,
kommt die
Feder 5 in Wegfall, und die eingegossene Federaufnahme
entfällt auch.
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Nach Abnehmen des Deckels 3 können sämtliche Innenteile bequem nach
unten herausgezogen werden. Ein in den Zu- und Abströmöffnungen a, b und
c z. B. bei a eintretendes Medium strömt in der Stellung der Fig. 2 durch die geöffneten
Federwindungen der Drossel- und Abschlußfeder 4 und verläßt bei b das Gehäuse, während
der Weg durch die geschlossene Feder 6 nach c gesperrt ist.
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Bei einer Temperaturerhöhung wölben sich die Bimetallrundlinge der
Bimetallsäule stärker, und die Säule wird länger. Der Arbeitsstift tritt weiter
heraus.
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Dabei hebt die sich auf der Scheibe des Arbeitsstiftes 10 abstützende
Bimetallsäule durch die kraftschlüssige Verbindung über die noch nicht wirksame
Feder 7 die Thermostatbüchse 12 an, welche über ihren Bundring zugleich die Drossel-
und Abschlußfeder 4 zusammendrückt, während sich die Windungen der Feder 6 öffnen
und dem Medium den Weg mehr oder weniger freigeben; das bei a zuströmende Medium
kann jetzt auch teilweise nach c durch die öffnende Feder 6 abströmen, während der
Abfluß durch die Feder 4 nach b entsprechend gedrosselt oder bei weiterem Hub abgeschlossen
wird.
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Bei übermäßiger Ausdehnung des Thermostaten nimmt die Sicherheitsfeder
7 den Überhub der Bimetallsäule auf, wenn die Federwindungen der Feder
4 bereits gegenseitig anliegen.
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Mit der Temperatur des strömenden Mediums geht auch die Wölbung der
Bimetallrundlinge zurück, die Sicherheitsfeder 7 dehnt sich wieder auf ihre ursprüngliche
Länge, und bei weiterem Temperaturabfall drückt die Rückstellfeder 5 oder die als
Rückstellkraft wirkende Drossel- und Abschlußfeder 4 die Thermostatbüchse nach unten,
Feder 4 beginnt zu öffnen, und Feder 6 schließt mehr oder weniger.
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Durch Verstellen des (festen) Widerlagers auf dem Deckel 3 kann der
Arbeitsbeginn der Federn 4 und 6 verändert werden.
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Bei Wechsel der Strömungsrichtungen können je nach Betriebsfall zwei
unterschiedlich erwärmte Medien bei b und c in das Gehäuse 1 eintreten und durch
die Federn 4 und 6 nach a gemeinsam abströmen. Die Temperaturunterschiede kommen
an der Bimetallsäule zur Wirkung, und über die Thermostatbüchse 12 werden die Federn
in die entsprechenden Stellungen gegen die Rückstellkraft mitgenommen.
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Die Drossel- und Abschlußfedern 4 und 6 können gegen
anders bemessene Federn bei Vorliegen nicht ganz bekannter Betriebsbedingungen ausgetauscht
werden, um den Stromteiler oder Stromvereiniger anzugleichen.
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Bei Stromteilern oder Stromvereinigern nach Fig. 3 stützt sich eine
Druckfeder 4-5 mit dem kegeligen Drossel- und Abschlußfederteil4 auf einer bearbeiteten
Ringfläche im Gehäuse 1 und mit dem oberen zylindrischen Rückstellfederteil 5 am
Gehäusedeckel 2 ab.
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Das Rückstellfederteil 5 mit seiner größeren Federkraft schiebt die
Windungen des Drossel- und Abschlußfederteiles 4 zusammen, dabei wird sie durch
eine unten im Gehäuse auf einer bearbeiteten Ringfläche abgestützte Druckfeder 6-7
mit dem Drossel-und Abschlußfederteil6 und einem Sicherheitsfederteil 7 unterstützt,
wenn die Federkräfte der Feder 6-7 insgesamt stärker ausgelegt werden als die der
Feder 4-5. Auf eine Verbindungsbüchse 8 mit schraubenförmigen Enden werden die Federn
4-5 und 6-7 mit den zylindrischen Teilen 5 und 7 geschraubt. In die Verbindungsbüchse
8 wird der Thermostat 9 eingeführt, auf dessen unteren Bundring bei späterem Kraftschluß
durch die Rückstellfederkräfte das Sicherheitsfederteil7 drückt.
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Der beispielsweise mit einer Ausdehnungsflüssigkeit gefüllte Thermostat
9 ist nach außen durch einen Metallschlauch (-kolben) 11 gasdicht verschlossen.
Bei Temperaturerhöhungen der Ausdehnungsflüssigkeit wird durch deren Volumenvergrößerung
der Metallschlauch (-kolben) nach außen (unten) bewegt und nimmt den mit dem Kolbenboden
verbundenen Arbeitsstift 10 mit, welcher je nach Erwärmung des Thermostaten weniger
oder mehr aus dem Thermostaten heraustritt. Durch die Rückstellfederkräfte wird
der Stift mit Metallschlauch wieder in den Thermostaten geschoben.
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Da sich aber im Einbauzustand der Arbeitsstift an einem festen Widerlager,
beispielsweise einer Verstellschraube mit abdichtender Hutmutter auf dem Gehäusedeckel
3 abstützt, muß der Thermostat bei Temperaturerhöhungen im Gehäuse nach oben und
bei Temperaturabfall nach unten wandern. Durch die kraftschlüssigen Verbindungen
über das Sicherheitsfederteil 7 geht die Verbindungsbüchse 8 mit den Hubbewegungen
des Thermostaten. Die Drossel- und Abschlußfederteile 4 und 6 machen die Hubbewegungen
mit. Bei Temperaturerhöhung öffnet das Drossel-und Abschlußfederteil4 die Windungen,
während das Drossel- und Abschlußfederteil 6 den öffnungsquerschnitt zwischen den
Federwindungen drosselt.
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Bei geschlossenen, gegenseitig angelegten Federwindungen des Federteiles
6 nimmt die Sicherheitsfeder 7 den Überhub des Thermostaten auf.
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Ein in den Zu- oder Abströmöffnungen bei a eintretendes Medium kann
in der gezeigten Stellung der Fig.3 durch die geöffnete Drossel- und Abschlußfeder
6 nach c abströmen. Nach einer Temperaturerhöhung des strömenden Mediums kann auch
ein Teil des Mediums durch das sich öffnende Federteil 4 nach b abströmen, das Medium
teilt sich auf zwei Wege.
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Bei umgekehrten Strömungsrichtungen mischen sich zwei bei b und c
eintretende Medien mit beispielsweise verschiedenen Temperaturen nach dem Durchströmen
der Federteile 4 und 6 im Gehäuse, und bei der sich ergebenden Mischtemperatur wird
der Thermostat entsprechend umspült. Die beiden Medien verlassen vereint das Gehäuse
bei a.
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Die Rückstellkraft des Rückstellfederteiles 5 unterstützt durch die
Rückstellkraft des Drossel- und Abschlußfederteiles 6 wirken gegen die Arbeitsrichtung
des Thermostaten 9 und drücken diesen in die Ausgangslage bzw. nach unten zurück.
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Bei Stromteilern oder Stromvereinigern, z. B. nach Fig. 1 bis 3, müssen
die geeigneten Verstelleinrichtungen (Stellmotoren) und/oder die Thermostaten nur
die Differenz der Federkräfte überwinden, welche sich bei dem Spannen der einen
und dem Entspannen der anderen Drossel und Abschlußfeder durch die Hubänderungen
ergeben. Zugleich dienen eine oder beide Federn als Rückstellfeder.
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Da die Gewichtskräfte der Einbauteile bequem durch die Federkräfte
aufgenommen werden, erfolgt praktisch kein einseitiger Gewichtsschub, und die Stromteiler
oder Stromvereiniger können in jeder beliebigen
Einbaulage -waagerecht,
senkrecht, schräg, über Kopf - in Rohrleitungen eingebaut werden.
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Durch Fortfall der gleitenden Reibung zweier gleichachsiger Drossel-
und Abschlußfedern werden Federn auch unempfindlicher gegen Schmutz- und Kesselsteinanlagerungen,
sie können nach wie vor in ihre Arbeitslagen eingefahren werden.