DE1262287B

DE1262287B - Thermally controlled condensate drain

Info

Publication number: DE1262287B
Application number: DE1966G0046234
Authority: DE
Inventors: Herbert Neubert
Original assignee: Gustav F Gerdts KG
Current assignee: Gustav F Gerdts KG
Priority date: 1966-03-05
Filing date: 1966-03-05
Publication date: 1968-03-07

Description

Thermisch gesteuerter Kondensatableiter Die Erfindung betrifft einen Kondensatableiter mit einem entgegen dem Betriebsdruck in Schließrichtung thermostatisch beeinflußten Absperrorgan, dessen nachgiebiger Thermostat mit progressiv ansteigender Federkennlinie aus einem oder mehreren übereinander angeordneten, axial geführten Bimetallelementen besteht, von denen jedes aus gegenläufig aufeinandergeschichteten Bimetallplatten gebildet ist, die sich bei Temperaturzunahme auswölben, wobei die Bimetallplatten benachbarter Bimetallelemente sich bei niedrigen Temperaturen und Drücken gegeneinander oder gegen eine Zwischenlegscheibe allein mit dem Scheitel der Wölbung abstützen.Thermally Controlled Steam Trap The invention relates to a Condensate drain with a thermostatic counter to the operating pressure in the closing direction influenced the shut-off device, its compliant thermostat with progressively increasing Spring characteristic from one or more axially guided ones arranged one above the other Consists of bimetallic elements, each of which is stacked in opposite directions Bimetal plates are formed which bulge when the temperature increases, the Bimetal plates of adjacent bimetal elements at low temperatures and Press against each other or against an washer with the crown alone support the arch.

Bei derartigen Ableitern besteht die Forderung, die öffnungs- und Schließkurve des Bimetallthermostaten möglichst eng der Sattdampfkurve anzupassen, um einerseits ein öffnen bei Temperaturen oberhalb der Sattdampftemperatur und damit Dampfverluste zu verhindern und um es andererseits dem Betriebsdruck zu ermöglichen, bei Anfall von Kondensat geringer Unterkühlung das Absperrorgan sofort zu öffnen. Da der Betriebsdruck jedoch stärker ansteigt als die Temperatur, muß dem nachgiebigen Thermostaten eine progressive Federkennlinie erteilt werden, wenn bei mehreren zusammengehörigen Wertepaaren von Druck und Temperatur das Absperrorgan jeweils denselben öffnungsgrad aufweisen, d. h. wenn der Ableiter über einen bestimmten Druck- und Temperaturbereich eine gleichbleibende Leistung besitzen soll.With such arresters, there is a requirement to adapt the opening and closing curve of the bimetal thermostat as closely as possible to the saturated steam curve, on the one hand to prevent opening at temperatures above the saturated steam temperature and thus steam losses and, on the other hand, to allow the operating pressure to reduce undercooling when condensate occurs Open the shut-off device immediately. However, since the operating pressure rises faster than the temperature, the compliant thermostat must be given a progressive spring characteristic if the shut-off device has the same degree of opening with several associated value pairs of pressure and temperature . H. if the arrester should have a constant performance over a certain pressure and temperature range.

Bei kreisrunden Bimetallplatten ergibt sich anfänglich eine progressive Federkennlinie dadurch, daß der Mittelbereich der benachbarten Platten zweier verschiedener Bimetallelemente bei Druckanstieg zunehmend stärker zusammengedrückt wird als der Außenbereich. Auf diese Weise kommen von der Mitte her zunehmend größere Flächen unter entsprechender Versteifung der Platten zur Anlage. Diese Wirkung entfällt jedoch nach kurzer Betriebsdauer des Ableiters, da die Mittelbereiche dann eine bleibende Verformung erfahren und die Federkennlinie zwar eine linear größere Steigung aufweist, aber nicht mehr progressiv ansteigt.In the case of circular bimetal plates, there is initially a progressive one Spring characteristic in that the central area of the adjacent plates of two different Bimetallic elements are increasingly compressed more strongly than the pressure increase Outdoor area. In this way, increasingly larger areas come from the center with appropriate stiffening of the plates to the system. This effect does not apply however, after the arrester has been in operation for a short time, as the central areas then have a experience permanent deformation and the spring characteristic has a linearly greater slope but no longer increases progressively.

Zur Beseitigung dieses Nachteils ist es z. B. bekannt, die Bimetallplatten rhombisch auszubilden, so daß von ihrer Peripherie her bei Druckerhöhung zunehmende Flächen zweier gegenläufig zusammenarbeitender Platten zur Anlage kommen und ohne erhebliche Dauerverformung bei jedem Hub eine Versteifung eintritt. Es besteht jedoch das Bedürfnis, den auf diese Weise erzielten bereits verhältnismäßig großen Betriebsbereich mit einfacheren Mitteln zu erreichen.To eliminate this disadvantage, it is, for. B. known, the bimetal plates to train rhombically, so that increasing from their periphery when the pressure increases Surfaces of two oppositely working plates come to rest and without considerable permanent deformation a stiffening occurs with each stroke. It does exist, however the need, the already relatively large operating range achieved in this way to be achieved with simpler means.

Die Lösung der gestellten Aufgabe wird darin gesehen, daß die Bimetallplatten oder die Zwischenlegscheiben außerhalb des Scheitelbereiches der Wölbung Erhöhungen aufweisen, die bei höheren Temperaturen und Drücken zur Anlage kommen und eine Berührung der zwischen ihnen und dem Umfang der Bimetallplatten befindlichen Flächen beim weiteren Zusammendrücken der Wölbung durch den steigenden Betriebsdruck verhindern, Bei beginnender Auswölbung, d. h. bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck, stützen sich die einander zugewandten Bimetallplatten benachbarter Bimetallelemente lediglich im Scheitelpunkt der Wölbung gegeneinander ab. Steigt die Temperatur, so nimmt der Druck stärker zu, und die zentrale Auflagestelle erfährt eine zunehmend stärkere Ab- flachung im Verhältnis zu der übrigen Bimetallplatte, da sich an der kleinen Auflagestelle der von Element zu Element übertragene Druck konzentriert. Während der Abflachung des Scheitelbereiches steigt die Federkennlinie des Thermostaten auf Grund des sich verkürzenden Hebelarmes zwischen Scheitelbereich und Umfang der Bimetallplatte progressiv an. Hierbei ändert sich die Steigung der Federkennlinie, wie die der unteren Sattdampfkurve, verhältnismäßig stark, erreicht aber noch nicht den Wert, der für die Anpassung an den oberen Bereich der Sattdampfkurve erforderlich ist. Kommen nun die Erhöhungen zur Auflage, so verkürzt sich der vorher zwischen Scheitelpunkt und Plattenumfang wirksame Hebelarm erheblich, die Steigung der Federkennlinie erfährt eine stärkere Änderung und entspricht der der Sattdampfkurve über einen weiten Bereich. Da bei höheren Drücken die Abstützung der Platten ausschließlich oder doch zum größten Teil durch die Erhöhungen erfolgt, wird außerdem eine Dauerverformung des weichen Mittelbereiches vermieden. Auch bei Verwendung runder Platten ergibt sich somit auf einfache Weise eine gute Anpassung an die Sattdampfkurve, die sich noch dadurch steigern läßt, daß die erfindungsgemäßen Maßnahmen bei den bekannten rhombischen Platten angewandt werden.The solution to the problem is seen in the fact that the bimetallic plates or the washers outside the apex area of the bulge have elevations that come into contact at higher temperatures and pressures and the surfaces between them and the circumference of the bimetal plates come into contact when the bulge is further compressed prevent by the increasing operating pressure . H. At low temperature and low pressure, the facing bimetallic plates of adjacent bimetallic elements are only supported against each other at the apex of the curvature. If the temperature rises, the pressure increases more, and the central support point experiences an increasingly stronger waste flattening in relation to the rest of the bimetal since focused on the small support point of Element transmitted to element pressure. During the flattening of the apex area, the spring characteristic of the thermostat increases progressively due to the shortening lever arm between the apex area and the circumference of the bimetal plate. Here, the slope of the spring characteristic, like that of the lower saturated steam curve, changes relatively strongly, but does not yet reach the value that is required for adaptation to the upper region of the saturated steam curve. If the elevations come to rest, the lever arm previously effective between the apex and the plate circumference is shortened considerably, the slope of the spring characteristic undergoes a greater change and corresponds to that of the saturated steam curve over a wide range. Since, at higher pressures, the plates are supported exclusively or at least for the most part by the elevations, permanent deformation of the soft central area is also avoided. Even with the use of round plates, a good adaptation to the saturated steam curve results in a simple manner, which can be further increased by applying the measures according to the invention to the known rhombic plates.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kondensatableiters dar. Es zeigt F i g. 1 den erfindungsgemäßen Kondensatableiter im kalten Zustand, F i g. 2 drei flache Birnetallelemente mit ringförmigen Ausdrückungen und eine Zwischenlegscheibe mit nippelförmigen Ausdrückungen, F i g. 3 die Draufsicht eines Teils einer Zwischenlegscheibe mit nippelförmigen Ausdrückungen, F i g. 4 zwei ausgewölbte Bimetallelemente mit Auflage im Scheitelbereich und F i g. 5 zwei Bimetallelemente mit Auflage auf den Ausdrückungen.The drawing shows an embodiment of the steam trap according to the invention. It shows FIG. 1 the steam trap according to the invention in the cold state, FIG. 2 three flat pear-shaped elements with ring-shaped expressions and a spacer washer with nipple-shaped expressions, FIG . 3 is a plan view of part of a washer with nipple-shaped expressions, FIG . 4 two arched bimetal elements with support in the apex area and FIG. 5 two bimetal elements with support on the expressions.

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Kondensatableiter tritt das Medium durch einen Einlaßstutzen 1 und einen Einlaßkanal 2 in eine Abfühlkammer 3 ein und verläßt diese über die Abflußbohruno, 4 und den Auslaßstutzen 5. Ein durch einen Bimetallthermostaten 6 entgegen dem Mediumdruck in Schließrichtung beeinflußtes Absperrorgan 7 steuert den Durchflußquer--schnitt der Abflußbohrung 4.In the case of the one shown in FIG. Steam trap illustrated 1 enters the medium through an inlet port 1 and an inlet channel 2 into a sensing chamber 3 and leaves this through the Abflußbohruno, 4 and the outlet 5. A by a bimetallic thermostat 6 against the medium pressure in the closing direction influenced shut-off device 7 controls the Durchflußquer-- cut of the drain hole 4.

Der Bimetallthermostat 6 ist aus mehreren Bimetallelementen 8 gebildet, die jeweils aus zwei gegenläufig aufeinander geschichteten BimetaUplatten 9 mit Mittellöchem 10 bestehen. Die Bimetallplatten 9 sind im kalten Zustand flach und wölben sich mit zunehmender Temperatur aus. Der so entstehendeSub wird über einen Schaft 11 auf das Absperrorgan 7 im Schließsinn übertragen.The bimetal thermostat 6 is formed from several bimetal elements 8 , each of which consists of two oppositely stacked bimetallic plates 9 with central holes 10 . The bimetallic plates 9 are flat when cold and bulge out with increasing temperature. The resulting sub is transferred via a shaft 11 to the shut-off element 7 in the closing direction.

Erfindungsgemäß sind die Bimetallplatten 9 mit ringförmigen Ausdrückungen 12 außerhalb des Scheitelbereiches versehen, die im kalten Zustand erst einmal die Auflageflächen zwischen den Elementen bilden. Selbstverständlich können anstatt der Ausdrückungen auch andere Erhöhungen, wie z. B. an den Bünetallplatten befestigte Ringe, angeordnet sein.According to the invention, the bimetallic plates 9 are provided with ring-shaped depressions 12 outside the apex area, which in the cold state initially form the bearing surfaces between the elements. Of course, instead of the expressions, other elevations, such as e.g. B. rings attached to the Bünetallplatten be arranged.

F i g. 2 zeigt drei Bimetallelemente 8 in kaltem Zustand, die sich gegeneinander mit ringförmigen Ausdrückungen 12 abstützen, während die Abstützung des mittleren Bimetallelements 8 nach einem anderen Ausführungsbeispiel gegen ein weiteres Bimetallelement 8 über eine Zwischenlegscheibe 13 mit nippelförmigen Ausdrückungen 14 entlang einer Kreislinie erfolgt. Von der Zwischenlegscheibe zeigt F i g. 3 eine Draufsicht.F i g. 2 shows three bimetallic elements 8 in the cold state, which are supported against each other with ring-shaped depressions 12, while the support of the middle bimetal element 8 according to another embodiment against a further bimetal element 8 takes place via an intermediate washer 13 with nipple-shaped depressions 14 along a circular line. F i g of the washer shows. 3 is a plan view.

Beginnen nun Temperatur und Druck zu steigen, so wölben sich die Bimetallplatten 9 aus, wie in F i g. 4 gezeigt ist, und stützen sich gegenseitig im Mittelbereich ab. Bei weiterer Druckerhöhung beginnt sich der Scheitelbereich jedoch von der Mitte aus abzuflachen, so daß dort die Auflagefläche langsam stetig zunimmt. Der federnde Hebelarm von den Mittellöchern 10 bis zum Umfang der Bimetaffplatten 9 verkürzt sich hierbei, und die Federkennlinie des Thermostaten steigt progressiv an.If the temperature and pressure now begin to rise, the bimetal plates 9 bulge out, as in FIG. 4 is shown, and are mutually supported in the central area. With a further increase in pressure, however, the apex area begins to flatten out from the center, so that the contact surface there slowly and steadily increases. The resilient lever arm from the center holes 10 to the circumference of the bimetallic plates 9 is shortened here, and the spring characteristic of the thermostat increases progressively.

Steigt der Druck noch mehr an, so kommen die Ausdrückungen 12 entsprechend F i g. 5 zur Anlage. Hierdurch wird der wirksame Hebelarm weiter verkürzt, so daß eine starke Verhärtung der Feder und damit eine besonders günstige Anpassung der Hub-Schließkraft-Kennlinie an die Form des oberen Bereiches der Sattdampfkurve erfolgt. Außerdem wird der Scheitelbereich hierdurch vom Auflagedruck entlastet, so daß seine Dauerverformung verhindert wird. Selbstverständlich ist es auch möglich, das Mittelloch der Zwischenlegscheiben so groß auszubilden, daß die Scheitelbereiche benachbarter Bimetaflplatten sich durch das Mittelloch hindurch abstützen können, wobei die Zwischenlegscheibe aus Bünetall besteht, das sich bei steiaender Temperatur kalottenartig verformt. Die Zwischenlegscheiben können hierbei auch in Ausdrückungen der benachbarten Bimetallscheiben versenkt sein.If the pressure rises even more , the expressions 12 come according to FIG. 5 to the system. As a result, the effective lever arm is further shortened, so that a strong hardening of the spring and thus a particularly favorable adaptation of the stroke-closing force characteristic to the shape of the upper region of the saturated steam curve takes place. In addition, the apex area is thereby relieved of the contact pressure, so that its permanent deformation is prevented. Of course, it is also possible to make the center hole of the spacer washers so large that the apex areas of adjacent bimetallic plates can be supported through the center hole, the spacer washer made of metal, which deforms like a dome when the temperature rises. The washers can also be countersunk in the expressions of the adjacent bimetal washers.

Claims

Claims: 1. Condensate drain with a shut-off element which is thermostatically influenced against the operating pressure in the closing direction and whose resilient thermostat with a progressively rising spring characteristic consists of one or more axially guided bimetal elements arranged one above the other, each of which is formed from bimetal plates stacked in opposite directions. extending bulge on temperature increase, wherein the bimetallic plates of adjacent bimetal elements located g support at low temperatures and pressures against each other or against a ZwischenIegscheibe alone with the apex of the Vault Scene, characterized in that the bimetallic plates (9) or the shim (13) outside the crest area of the Curvature elevations (12; 14) which come to rest at higher temperatures and pressures and prevent contact of the surfaces between them and the circumference of the bimetal plates (9) when the curvature is further compressed by the increasing operating pressure.

2. Steam trap according to claim 1, characterized in that an annular expression (12) surrounding the apex area is provided as an increase on the bimetal plates (9). 3. Steam trap according to claim 1 and 2, characterized in that nipple-shaped impressions (14) are arranged along a circular line as elevations on both flat sides of the washers (13).