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Thermischer Kondenswasserableiter Die Erfindung betrifft einen Kondenswasserableiter
mit einem von der Temperatur des Durchflußmediums beeinflußten Ausdehnungskörper
zur temperaturabhängigen Steuerung des gegen den Betriebsdruck schließenden Regel-
und Absperrorgans, der aus zu einer Säule lose übereinandergeschichteten und sich
bei Temperaturerhöhungen des den Kondenswasserableiter durchströmenden Mediums paarweise
gegenläufig auswölbenden Bimetallplatten besteht, die gemeinsam gegen Verdrehen
gesichert und mit von ihrem Rand nach innen sich erstreckenden Ausnehmungen versehen
sind, welche zwischen sich Schenkel bilden.
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Es sind bereits Kondenswasserableiter bekannt, deren Auslaßventil
von einem Thermostaten gesteuert wird, der aus einem Stapel von Bimetallplattenpaaren
besteht, deren beide Bimetallplatten bei einer Erwärmung einander zugewandte, konkave
Flächen bilden. Um zu erreichen, daß die Kurve der Ventilschließkräfte über der
Temperatur sich möglichst der Sattdampfkurve anpaßt, sind hier die einzelnen Plattenpaare
verschieden kräftig ausgeführt, so daß bei geschlossenem Ventil die schwächeren
Plattenpaare bei Temperaturanstieg von den stärkeren Plattenpaaren zusammengedrückt
werden.
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Bei einem anderen bekannten Kondenswasserableiter sind zwecks Anpassung
der Schließkraftkurve an die Sattdampfkurve Bimetallplattenpaare und Federplatten
zu einer das Ventil steuernden Säule hintereinandergeschaltet. Es ist auch ein Kondenswasserableiter
bekannt, bei dem zum gleichen Zweck getrennt voneinander angeordnete Bimetallstreifen
bei zunehmender Temperatur nacheinander auf die Ventilstange zur Einwirkung kommen.
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Schließlich sind Kondenswasserabscheider mit Steuerung durch sich
gegenseitig auswölbende Bimetallscheiben bekannt, bei denen diese Bimetallscheiben
am Umfang eine Anzahl von Einschnitten aufweisen, so daß je zwei benachbarte Einschnitte
einen Berührungsteil der Bimetallscheiben einschliessen. Sämtliche Einschnitte sind
einander gleich und eine Anpassung der Schließkraftkurve an die Sattdampfkurve findet
hier nicht nicht statt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen durch Bimetallplattenpaare
gesteuerten Kondenswasserableiter zu schaffen, dessen Schließkraftkurve der Sattdarnpfkurve
angepaßt ist, und dessen zu einer die Ventilstange umgebenden Säule vereinigten
Bimetallplattenpaare aus durchweg einander gleichen Bimetallplatten bestehen.
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Um dies zu erreichen, schlägt die Erfindung vor, daß bei dem eingangs
beschriebenen Kondenswasserableiter die Schenkel der Bimetallplatten verschieden
lang oder verschieden dick ausgebildet sind, wobei die jeweils entgegengesetzt gegenüberliegenden
Schenkel jeder Bimetallplatte gleiche Abmessungen aufweisen und paarweise mit den
entsprechenden Schenkeln der anderen Bimetallplatte zusammenarbeiten.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnungen.
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F i g. 1 zeigt einen Teil eines erfindungsgemäßen Kondenswasserableiters
im Längsschnitt; F i g. 2 zeigt im Grundriß ein bei dem Kondenswasserableiter nach
F i g. 1 verwendetes Bimetallelement; F i g. 3 veranschaulicht im Grundriß eine
andere Ausbildungsform eines Bimetallelements.
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Der in F i g. 1 gezeigte Kondenstopf umfaßt ein Gehäuse 1, von dem
nur der untere Teil dargestellt ist. Das Gehäuse umschließt eine Kammer 2, die mit
einem hier nicht gezeigten Dampfsystem verbunden ist. Ein zylindrischer Bauteil
3 ist in eine Öffnung 4 des Gehäusebodens eingeschraubt. Dieser zylindrische Bauteil
hat eine durchgehende senkrechte Bohrung 5, deren Durchmesser sich nahe dem oberen
Ende des zylindrischen Bauteils 3 verkleinert, so daß an der übergangssteile eine
Schulter 6 vorhanden ist. Der zylindrische Bauteil trägt auf seiner Außenseite einen
Sechskant
7. Ein Kanal 6A erstreckt sich von der Bohrung 5 aus kurz unterhalb der Schulter
6 zur Außenseite des zylindrischen Bauteils 3 und endet an einem Punkt oberhalb
des Sechskants 7. In der Bohrung 5 ist ein Ventilschaft 8 angeordnet, der mit Gleitsitz
in den engeren Teil der Bohrung 5 paßt. Das untere Ende des Schaftes 8 trägt einen
kegelstumpfförmigen Ventilteller 9, der mit einem Sitz 10 am unteren Ende der Bohrung
5 zusammenarbeitet. Das obere Ende des Schaftes 8 ragt nach oben aus dem zylindrischen
Bauteil 3 hinaus, trägt einen Stapel aus Bimetallplatten 11 und ist mit Muttern
12 versehen, durch welche die Bimetallplatten zusammengehalten werden. Jede Bimetallplatte
11 hat gemäß F i g. 2 die Form eines Kreuzes mit Schenkeln 13, 14, 15 und 16. Die
Schenkel 13 und 15 sind gleich lang, und auch die Schenkel 14 und 16 haben die gleiche
Länge, doch sind die Schenkel 13 und 15 länger als die Schenkel 14 und 16. Die Schenkel
13 und 15 bilden zusammen mit dem mittleren Teil 17 der Bimetallplatte einen ersten
Träger, und die Schenkel 14 und 16 bilden mit dem mittleren- Teil 17 einen zweiten
Träger; der erste Träger ist länger als der zweite Träger. Bei einer Erwärmung der
Bimetallplatte biegen sich beide Träger durch und nehmen eine gekrümmte Form an,
wobei die konkaven Seiten beider Träger auf der gleichen Seite der Bimetallplatte
liegen. Die Bimetallplatten Il sind in Form eines Stapels auf den Schaft 8 aufgeschoben.
Mit anderen Worten, sie- sind auf den Schaft 8 paarweise so aufgesetzt, daß sich
bei einer Erwärmung der Bimetallplatten die mittleren Teile 17 von je zwei benachbarten
Bimetallplatten 11 voneinander abheben. Da sich die Bimetallplatten 11 in der Kammer
2 befinden, stehen sie in Verbindung mit dem Dampfsystem, an welches das Gehäuse
1 angeschlossen ist. Beim kalten Zustand der Kammer 2 haben die Bimetallplatten
11 die aus F i g. 1 ersichtliche flache Form. Die unterste Bimetallplatte 11 ruht
auf dem oberen Ende des zylindrischen Bauteils 3, und die untere Mutter 12 stützt
sich an der obersten Bimetallplatte 11 ab; hierbei ist der Ventilteller 9 von seinem
Sitz 10 abgehoben. Somit steht die Kammer 2 über den Kanal 6A, den Ringraum 18 zwischen
dem Schaft 8 und der Bohrung 5 sowie den Sitz 10 in Verbindung mit der Atmosphäre.
Bei einer Erwärmung der Kammer 2 verformen sich die Bimetallplatten 11 und nehmen
abwechselnd eine konkave und eine konvexe Form an; hierbei wird die unterste Bimetallplatte
11 nach oben konkav, während die oberste Bimetallplatte nach oben konvex wird. Die
freien Enden der Schenkel 13 und 15 jeder Bimetallplatte 11 bleiben in Berührung
mit den freien Enden der Schenkel 13 und 15 der zugehörigen anderen Bimetallplatte
11, während sich die freien Enden der Schenkel 14 und 16 jeder Bimetallplatte von
den freien Enden der entsprechenden Schenkel 14 und 16 der zugehörigen anderen Bimetallplatte
abheben. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der die Schenkel i 13 und 15 umfassende
Träger länger ist als der durch die Schenkel 14 und 16 gebildete Träger, so daß
sich die freien Enden der Schenkel 13 und 15 stärker verformen als die freien Enden
der Schenkel 14 und 16. Die Verformung der Bimetallplatten 11 bewirkt, daß sich
die Muttern 12 und der Ventilschaft 8 nach oben bewegen, so daß der Ventilteller
9 schließlich zur Anlage am Ventilsitz 10 kommt, um die Verbindung der Kammer 2
mit der Atmosphäre zu unterbrechen. Der Druck des Strömungsmittels in der Kammer
2 wirkt auf den kegelstumpfförmigen Ventilteller 9 und ist bestrebt, den Ventilschaft
8 entgegen der Wirkung der Schenkel 13 und 15 der Bimetallplatten 11 nach unten
zu drücken. Bei einer weiteren Erhöhung der Temperatur nimmt die nach oben gerichtete
Kraft, die auf den Ventilschaft 8 durch die die Schenkel 13 und 15 umfassenden Träger
aufgebracht wird, zu, um der nach unten wirkenden Kraft entgegenzuwirken, die an
dem Ventilschaft 8 angreift, da der Strömungsmitteldruck auf den Ventilteller 9
wirkt. Bei weiter steigender Temperatur kommen schließlich die freien Enden der
Schenkel 14 und 16 jeder Bimetallplatte 11 zur Anlage an den freien Enden der Schenkel
14 und 16 der zugehörigen anderen Bimetallplatte des betreffenden Paars. Die Parameter
der Bimetallplatten 11 werden in Beziehung zum wirksamen Querschnitt des Ventiltellers
9, auf den der Druck in der Kammer 2 wirkt, so gewählt, daß sich das Ventil öffnet,
wenn die Temp erätur in der Kammer 2 um mehr als einen vorbestimmten Betrag diejenige
Temperatur unterschreitet, welche der Temperatur des gesättigten Dampfes bei dem
in der Kammer herrschenden Druck entspricht. Wenn die Temperatur in der Kammer 2
höher ist als. der vorbestimmte Betrag unterhalb desjenigen, welcher der Temperatur
des gesättigten Dampfes bei dem in der Kammer herrschenden Druck entspricht, wird
das Ventil geschlossen.
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Statt dem die Schenkel 13 und 15 umfassenden Träger eine andere Länge
zu geben als dem Träger mit den Schenkeln 14 und 16, kann man die gleiche Charakteristik
des Kondenstopfes dadurch erzielen, daß man den beiden Trägern die gleiche Länge
gibt, wobei die Schenkel 13 und 15 jedoch eine andere Dicke erhalten als die Schenkel
14 und 16. Ferner kann man jede Bimetallplatte 11 aus zwei rechteckigen Platten
herstellen, die kreuzweise miteinander verschweißt werden. F i g. 3 zeigt eine weitere
Form einer Bimetallplatte, die bei dem Kondenstopf nach F i g.1 an Stelle jeder
der Bimetallplatten 11 verwendet werden kann. Die Bimetallplatte 11A nach F i g.
3 besteht aus Flachmaterial und umfaßt praktisch drei Träger, nämlich einen langen
Träger mit den Schenkeln 23 und 24, einen Träger von mittlerer Länge mit den Schenkeln
25 und 26 sowie einen kurzen Träger mit den Schenkeln 27 und 2$. Am gemeinsamen
Mittelpunkt der drei Träger ist ein Loch 29 vorgesehen, und der Ventilschaft 8 erstreckt
sich durch die Löcher 29 der jeweils paarweise angeordneten Bimetallplatten 1.1A.,
durch welche die paarweise angeordneten Bimetallplatten 11 ersetzt werden. Die beiden
Bimetallplatten 11,4 jedes Paars sind bezüglich der verwendeten Materialien spiegelbildlich
zueinander ausgebildet. Die Bimetallplatten 11A werden so aufeinandergelegt, daß
sich alle Schenkel 23 decken, so daß sich auch alle anderen gleichartigen Schenkel
in Deckung befinden. Die Bimetallplatten 11A sind so ausgebildet, daß sich bei einer
Erwärmung der Bimetallplatten die Träger jeder Bimetallplatte in gleicher Richtung
durchbiegen, wobei die konkave Seite jeder Bimetallplatte der konkaven Seite der
zugehörigen Bimetallplatte zugewandt ist.
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Bei der Verwendung eines Kondenstopfes, der mit den Bimetallplatten
11A ausgerüstet ist, wird die Betätigung des durch den Ventilteller 9 und den Sitz
10 gebildeten Ventils bei steigender Temperatur zunächst
durch
die zusammenarbeitenden Schenkel 23
und die ebenfalls zusammenarbeitenden
Schenkel 24 der paarweise angeordneten Bimetallplatten 11A geregelt, wobei die Schenkel
25 bis 28 jeder Bimetallplatte 11A die entsprechenden Schenkel 25 bis 28 der zugehörigen
anderen Bimetallplatten nicht berühren. Bei einer Erhöhung der Temperatur und des
Drucks des Strömungsmittels in der Kammer 2 kommen dann die Schenkel 25 und 26 zur
Wirkung, und zwar wenn sich ihre freien Enden berühren; schließlich treten auch
die kurzen Schenkel 27 und 28 in Tätigkeit.
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Es sei noch darauf hingewiesen, daß selbstverständlich Maßnahmen getroffen
werden müssen, die verhindern, daß sich die einzelnen Bimetallplatten gegeneinander
verdrehen.