DE1171932B - Thermostatisch gesteuerter Dampfwasserableiter - Google Patents

Description

• Thermostatisch gesteuerter Dampfwasserableiter Die Erfindung betrifft einen thermostatisch gesteuerten Dampfwasserableiter mit einem gegen die Strömungsrichtung schließenden Verschlußstück sowie einer aus mehreren Paaren sich gegenläufig auswölbender Bimetallplatten und mindestens einer Federplatte aufgeschichteten Steuersäule, welche den Ventilschaft konzentrisch umgibt.
• Bei einem bekannten Dampfwasserableiter dieser Art sind die Plattenpaare verschieden kräftig und derart abgestuft, daß bei geschlossenem Ventil die schwächeren Plattenpaare bei Temperaturanstieg von den stärkeren Plattenpaaren zusammengedrückt werden. Durch das Zu- bzw. Abschalten einzelner Plattenpaare innerhalb der Steuersäule entsteht eine Steuercharakteristik aus einer Vielzahl von einzelnen Linienzügen mit kontinuierlichem Übergang. Durch geeignete Wahl und Abstufung der einzelnen Platten der Säule wird die Steuerkurve des Dampfwasserableiters der Sattdampfkurve angeglichen. In der Steuersäule dieses bekannten Dampfwasserableiters können an Stelle von abgestuften Bimetallplatten auch Federplatten geeigneter Abmessungen verwendet werden, die bei Temperaturanstieg von Bimetallplatten nacheinnader durch Zusammendrükken außer Funktion gesetzt werden. Die Angleichung an die Sattdampfkurve wird dadurch bewirkt, daß die abgestuften Federplatten schrittweise abgeschaltet werden, wodurch der noch in Funktion befindliche Teil der Steuersäule immer härter wird.
• Nach einem anderen bekannten Vorschlag ist auf einer aus Paaren gleicher Bimetallscheiben bestehenden Steuersäule zwischen der obersten Bimetall-Scheibe und den Muttern des Ventilschaftes ein Paar Tellerfedern vorgesehen, welche im unteren Druck-Temperaturbereich noch federnd nachgeben, bei weiterem Temperaturanstieg jedoch durch die Bimetallscheiben bis zu einem Anschlag zusammengedrückt werden. Auf diese Weise wird eine aus zwei geraden Linienzügen und einem Knickpunkt bestehende Steuercharakteristik erzielt. An Stelle cles Tellerfederpaares soll bei dieser Ausführung auch eine progressiv wirkende Feder Verwendung finden.
• Es ist auch schon ein thermostatisch gesteuerter Dampfwasserableiter bekannt, bei dem zwei Pakete von Bimetallplatten in bezug auf ihre Kraftwirkung hintereinandergeschaltet sind. Das eine der beiden Pakete schließt bei Temperaturanstieg zunächst das Ventil, und das andere Paket legt sich bei weiterem Temperaturanstieg an das erste Paket an, wodurch infolge der sich kontinuierlich verkürzenden wirksamen Länge des ersten Pakets die Schließkraftkurve des Bimetallsteuerelementes einen parabolischen Verlauf bekommt und der ebenfals parabolischen Sattdampfkurve angenähert wird. Die mit diesem Ableiter theoretisch gute Angleichung an die Sattdampfkurve wird jedoch dadurch beeinträchtigt, daß bei Temperaturänderung infolge der in sich geschlossenen Pakete der Wärmeübergang zwischen dem Kondensat und den einzelnen Bimetallplatten der beiden Pakete relativ langsam stattfindet und somit die Reaktion des Ableiters bei Temperatur- bzw. Mengenschwankungen entsprechend träge ist. Außerdem ist durch das kräftemäßige Hintereinanderschalten der beiden Bimetallpakete nur ein geringer Hub pro Temperaturintervall zu erzielen.
• Weiterhin ist ein Dampfwasserableiter bekannt, bei dem eine Annäherung an die Sattdampfkurve dadurch erreicht werden soll, daß die Bimetallplatten eine vieleckige, jedoch an den Winkeln abgestumpfte Form haben, wobei jeweils zwei zu einem Paar vereinigte Bimetallplatten längs der Abstumpfungskanten aufeinander aufliegen und sich gegeneinander abstützen. Die Annäherung an die Sattdampfkurve soll dadurch zustande kommen, daß mit zunehmender Temperatur und dadurch hervorgerufener Durchwölbung der Platten infolge der Blockierung des Ausdehnungshubes sich auch die langen Kanten der Platten einander zu nähern beginnen und schließlich zur gegenseitigen Anlage kommen, was offenbar nur möglich ist, wenn sich die abgestumpften Kanten gegenläufiger Bimetallplatten durchbiegen und ihre Flächen sich einander anschmiegen. Die Versteifung wird in diesem Fall nicht durch eine Änderung der wirksamen Abmessungen der Bimetallplatten, sondern vielmehr durch die Veränderung der mechanischen Auflagebedingungen erreicht. Während anfangs die Auflagebedingung einer kugeligen Lagerung entspricht, geht sie bei höherer Temperatur in die bei einer festen Einspannung gültigen mechanischen Bedingungen über. Dadurch wird bekanntermaßen ein Einspannmoment hervorgerufen, das zu unerwünschten hohen örtlichen Spannungen in den Bimetallplatten führt.
• Aufgabe der Erfindung ist es, einen mit einer aus mehreren Paaren sich gegenläufig auswölbender Bimetallplatten bestehenden Steuersäule ausgerüsteten Dampfwasserableiter zu schaffen, dessen Steuerkurve sich kontinuierlich der Sattdampfkurve anpaßt. Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Dampfwasserableiter der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Federplatte vorgewölbt und mit ihrer konkaven Seite der sich konvex wölbenden Seite einer Bimetallplatte zugekehrt ist.
• Diese gewölbte Federplatte arbeitet mit der Bimetallplatte derart zusammen, daß die Federplatte durch die Bimetallplatte bzw. die hintereinander angeordneten Bimetallplattenpaare bei Temperaturanstieg flacher gedrückt wird und zugleich die Bimetallplatte sich weiter nuswölbt. Auf diese Weise nähern sich die Formen von Federplatte und Bimetallplatte einander an. Dadurch wird die wirksame Abmessung der vorgewölbten Federplatte verringert und eine versteifende Wirkung hervorgerufen.
• Die einander zugekehrten Flächen dieser beiden Platten haben in allen Betriebsbereichen verschiedene Krümmungsradien und wälzen sich derart aufeinander ab, daß ihre gemeinsame Berührungslinie kontinuierlich mit steigender Temperatur von der Außenkante der Federplatte nach innen wandert.
• Die erfindungsgemäße Lösung vereinigt die Vorteile der eingangs beschriebenen Ausführungen, ohne jedoch deren Nachteile zu übernehmen. Die Verwendung einer Steuersäule gewährleistet eine schnelle Reaktion bei geringen Temperaturänderungen, während die erfindungsgemäße Paarung von Federplatte und Bimetallplatte eine gleichmäßige und genaue Anpassung an die Sattdampfkurve erlaubt, wobei die Biegemomente an der Übertragungsstelle auf ein Mindestmaß herabgesetzt sind und auch nur in der höher zu beanspruchenden Federplatte auftreten. Als vorgewölbte Federplatte wird vorzugsweise eine kegelförmige Tellerfeder verwendet, es sind jedoch auch andere Formen, z. B. ein winkelförmiger Streifen Federstahl, möglich. Es können auch mehrere aus Federplatten und Bimetallplatten bestehende Paare in der Steuersäule hintereinandergeschaltet sein. Weiterhin kann zwischen Federplatte und Bimetallplatte ein Anschlagstück angeordnet sein.
• Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind am Rand der Federplatte und/oder Bimetallplatte Ausnehmungen vorgesehen, so daß sich die Federplatte und/oder Bimetallplatte nur mit einem Teil ihres Randes gegen die Gegenplatte abstützt, d. h. daß zwischen den beiden Platten die Linienberührung unterbrochen ist. Durch geeignete Formgebung der Platten bzw. der Ausnehmungen und durch Wahl der Anzahl der Ausnehmungen läßt sich praktisch jeder gewünschte Verlauf der Steuerkurve des Ableiters verwirklichen.
• Der Verlauf der Schließkraftkurve läßt sich auch dadurch beeinflussen, daß der Bimetallplatte mehrere hintereinandergeschaltete, unterschiedlich große und unterschiedlich gewölbte Federplatten zugeordnet sind.
• Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel. Es zeigt F i g. 1 die Steuersäule eines Dampfwasserableiters und F i g. 2 bis 5 die am oberen Ende der Steuersäule angeordnete Paarung von Federplatte und Bimetallplatte bei verschiedenen Betriebstemperaturen.
• Das Gehäuse 1 des Dampfwasserableiters ist mit einem Abflußkanat 2 und einem Ventilsitz 3 versehen. Letzterer ist durch ein Verschlußstück 4 geschlossen, welches an einem Ventilschaft 5 befestigt ist. Auf dem Ventilschaft 5 sind zwischen dem Gehäuse 1 und einem Anschlag 6 am Ventilschaft 5 mehrere Paare sich gegenläufiig auswölbender Bimetallplatten 7 angeordnet. Zwischen der oberen Bimetallplatte 7' und dem Anschlag 6 ist eine vorgewölbte, vorzugsweise kegelförmige Federplatte 8 vorgesehen.
• F i g. 2 zeigt die Steuersäule bei kalter Anlage. Bei Temperaturerhöhung wölben sich die Bimetallplatten 7 gegeneinander aus und ziehen das Verschlußstück 4 gegen den Sitz 3. Die auf das Verschlußstück 4 wirkende Schließkraft wird bis zum Schließen des Ventils von der Bimetallplatte 7' über die Berührungslinie a auf die Federplatte 8 und weiter auf den Anschlag 6 übertragen. Bei weiterem Temperaturanstieg (F i g. 3) wölben sich die Bimetallplatten 7 weiter aus und drücken die Federplatte 8 flacher, wodurch die Berührungslinie a vom Außenrand der Federplatte kontinuierlich zur Mitte hin wandert.
• F i g. 4 zeigt die Steuersäule etwa in der Mitte ihres Arbeitsbereiches. Die Berührungslinie a für die Kraftübertragung befindet sich etwa in der Mitte zwischen Außen- und Innendurchmesser der Federplatte B. F i g. 5 zeigt die Stellung des Steuerelementes in der Nähe des oberen Arbeitsbereiches. Die Berührungslinie a für die Kraftübertragung ist nahezu am Innendurchmesser der Federplatte 8 angelangt.
• Durch die Verschiebung der Berührungslinie a von außen nach innen wird eine kontinuierliche Versteifung der Federplattte 8 erzielt. Dabei wird außer dem Zusammendrücken der Federplatte 8 die durch Temperaturänderung bedingte Auswölbung der Bimetallplatte 7' zur Verschiebung der Berührungslinie a ausgenutzt. Beide Effekte, im wesentlichen jedoch die Versteifung der Federplatte 8, bewirken den Kraftzuwachs und damit die angestrebte Krümmung der Steuerkurve.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Thermostatisch gesteuerter Dampfwasserableiter mit einem gegen die Strömungsrichtung schließenden Verschlußstück sowie einer aus mehreren Paaren sich gegenläufig auswölbender Bimetallplatten und mindestens einer Federplatte aufgeschichteten Steuersäule, welche den Ventilschaft konzentrisch umgibt, dadurch g e -k e n n z e i c h n c t, daß die Federplatte (8) vorgewölbt und mit ihrer konkaven Seite der sich konvex wölbenden Seite einer Bimetallplatte (T) zugekehrt ist.
2. 2. Thermostatisch gesteuerter Dampfwasserableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise mehrere aus Federplatten und Bimetallplatten bestehende Paare hintereinandergeschaltet sind.
3. 3. Thermostatisch gesteuerter Dampfwasserableiter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Federplatte und Bimetallplatte ein Anschlagstück angeordnet ist.
4. 4. Thermostatisch gesteuerter Dampfwasserableiter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Rand der Federplatte und/oder der Bimetallplatte Ausnehmungen vorgesehen sind, derart, daß die Federplatte und/oder die Bimetallplatte sich nur mit einem Teil ihres Randes gegen die zugehörige Bimetallplatte oder Federplatte abstützt.
5. 5. Thermostatisch gesteuerter Dampfwasserableiter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallplatte mehrere hintereinandergeschaltete, unterschiedlich große und/oder unterschiedlich gewölbte Federplatten zugeordnet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1092 032, 1 115 065, 1136 172; britische Patentschrift Nr. 912 572.