DE1600767B1

DE1600767B1 - Thermodynamischer Dampfwasserableiter

Info

Publication number: DE1600767B1
Application number: DE19671600767
Authority: DE
Inventors: Katsuji Fujiwara
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-04-22
Filing date: 1967-04-12
Publication date: 1970-10-29
Also published as: BE696370A; CH456641A; SE315294B; US3467309A; LU53492A1; AT275564B; DK118988B; ES339488A1; GB1178160A; MY7100186A; NL6704711A

Description

Die Erfindung betrifft einen thermodynamischen Dampfwasserableiter, dessen Gehäuse einen Hohlraum, der durch einen frei beweglichen Ventilteller in eine Druck- und Austrittskammer unterteilt ist, und zwei konzentrisch zueinander angeordnete, in der gleichen Ebene liegende, mit dem Ventilteller zusammenarbeitende Ventilsitze aufweist, von denen der innere den Einlaßkanal und der äußere die Austrittskammer umschließt, wobei unter dem Ventilteller ein sich am Gehäuse abstützender Bimetall-Thermostat angeordnet ist, der bei absinkender Temperatur im Öffnungssinne auf den Ventilteller einwirkt.

Bei bekannten Dampfwasserableitern der vorbeschriebenen Art ist · als Bimetall-Thermostat ein Bimetallstreifen vorgesehen oder auch eine Bimetallscheibe, die den Ventilteller von unten her abstützt und ihn bei absinkender Temperatur in die Öffnungsstellung hebt. Ein Nachteil dieser Anordnung liegt darin, daß die zum Anheben des Ventiltellers erforderliche Kraft der Ausbiegerichtung des Bimetallelements entgegengerichtet ist, so daß der Ventilteller in seiner Öffnungsstellung mit seinem vollen Gewicht der Biegekraft des Bimetallelements entgegenwirkt. Läßt die Biegekraft des Bimetallelements bei einer längeren Benutzung des Dampfwasserabieiters nur geringfügig nach, so verändert der Ventilteller seine Lage bereits erheblich, da sein Gewicht und damit der Gegendruck auf das Bimetallelement unverändert bleibt und das Gleichgewichtsverhältnis der Kräfte zueinander gestört ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen im Aufbau besonders einfachen thermodynamischen Dampfwasserableiter zu schaffen, bei dem nicht bereits ein geringfügiges Nachlassen der Biegekraft des Bimetallelements zu anhaltenden Betriebsstörungen führt.

Die Lösung nach der Erfindung ist darin zu sehen, daß der Bimetall-Thermostat in an sich bekannter Weise als kreisförmig gebogener Bimetallstreifen ausgebildet ist, der mit dem ebenen Bodenteil des Gehäuses und einer sich daran anschließenden, konisch nach unten abgeschrägten Stützfläche derart zusammenarbeitet, daß er beim Abstützen auf dem ebenen Bodenteil und einem anschließenden Bereich der Stützfläche den Ventilteller in Offenstellung hält, beim Abstützen auf dem nachfolgenden tieferen Bereich der Stützfläche dagegen schließen läßt.

Eine solche Anordnung hat den Vorteil, daß die zum Anheben des Ventiltellers erforderliche Kraft nicht unmittelbar die Biegekraft des Bimetallelements selber ist, sondern eine Komponente dieser Kraft, die sich aus der Abschrägung der Stützfläche ergibt, da sich der kreisförmige Bimetallstreifen nicht in der Bewegungsrichtung des Ventiltellers ausdehnt, sondern senkrecht zu dieser Richtung. Der Ventilteller braucht dadurch in seiner Öffnungsstellung nicht durch die anhaltende Biegekraft des Bimetallstreifens gehalten zu werden, sondern läßt sich in dieser Stellung durch die Festigkeit des Bimetallstreifens halten, weil er sich mit dem Rand so abstützt, daß die durch sein Gewicht hervorgerufene Kraftkomponente senkrecht zu der Kraft gerichtet ist, welche die Biegung des ringförmigen Bimetallstreifens hervorruft und aufrechterhält. Wenn daher diese Biegekraft geringfügig nachläßt oder ansteigt, so verändert der Ventilteller seine Lage nicht oder zumindest erheblich weniger, als wenn er mit seinem vollen Gewicht der Biegekraft des Bimetallstreifens entgegenwirkt. Hinzu kommt, daß der Bimetallstreifen nur erheblich geringeren Belastungen in der Biegerichtung unterliegt im Vergleich zu einem Bimetallstreifen, der mit seiner durch Temperaturänderungen hervorgerufenen Biegekraft das Gewicht des Ventiltellers überwinden muß. Es kann dadurch der Bimetallstreifen bei einem Dampfwasserableiter nach der Erfindung so fein ausgebildet werden, daß er äußerst empfindlich reagiert. Für eine einwandfreie Beibehaltung des Zustandes, in dem der Ventilteller in seiner Öffnungsstellung steht, trägt es außerdem bei, daß die Stützfläche für den ringförmigen Bimetallstreifen neben der abgeschrägten Stützfläche eben ist, so daß sich der Bimetallstreifen nach einem Hochklettern auf der abgeschrägten Stützfläche auf einer ebenen Fläche abstützen kann und nicht durch das Gewicht des Ventiltellers einem queraxialen Druck ausgesetzt ist.

Ein im Durchmesser relativ großer ringförmiger Bimetallstreifen, der höhere Belastungen verträgt als ein kleiner Streifen, kann gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung Anwendung finden, wenn der ebene Bodenteil des Gehäuses und die sich daran anschließende konisch nach unten abgeschrägte Stützfläche sowie der Bimetallstreifen den äußeren Ventilsitz umgeben.

Soll ein bei steigender Temperatur sich zusammenziehender Bimetallstreifen benutzt werden, so ist die konisch abgeschrägte Stützfläche nach oben zu erweitern. Soll hingegen ein bei steigender Temperatur sich ausdehnender Bimetallstreifen vorgesehen werden, so ist die konisch abgeschrägte Stützfläche nach oben zu verjüngen.

Die Abmessungen des Dampfwasserabieiters können im übrigen dadurch verringert werden, daß der Bimetallstreifen zusammen mit der Stützfläche zwischen dem äußeren und dem inneren Ventilsitz angeordnet ist.

Es hat sich weiterhin als zweckmäßig gezeigt, daß die Höhe zwischen der Unterkante der abgeschrägten Stützfläche und der Oberkante der Ventilsitze größer ist als die Höhe des Bimetallstreifens. Dadurch wird der ringförmige Bimetallstreifen nicht durch den Ventilteller belastet, wenn sich dieser in seiner Schließlage befindet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Es zeigen

Fig. 1, 2 und 3 Längsschnitte durch einen Dampfwasserableiter mit einem Bimetallstreifen, der sich bei Abkühlung ausdehnt, wobei die F i g. 1 den Dampfwasserableiter in der Stellung zeigt, in der er sich nicht im ordnungsgemäßen Betrieb befindet, Fig. 2 den Dampfwasserableiter bei geöffnetem Ventilteller und ordnungsgemäßem Betrieb und F i g. 3 den Dampfwasserableiter bei geschlossenem Ventilteller und ordnungsgemäßem Betrieb,

F i g. 4, 5 und 6 Längsschnitte durch einen Dampfwasserableiter mit einem Bimetallstreifen, der sich bei Abkühlung zusammenzieht, wobei im einzelnen ebenfalls die Zustände des Außerbetriebseins, des geöffneten und des geschlossenen Ventiltellers dargestellt sind,

F i g. 7, 8 und 9 ebenfalls die Zustände des Außerbetriebseins, des geöffneten und des geschlossenen Ventiltellers an einem Dampfwasserableiter mit einem Bimetallstreifen, der sich bei absinkender Temperatur ausdehnt, und

Fig. 10,11 und 12 ebenfalls die Zustände, in denen der Dampfwasserableiter außer Betrieb ist, der Ventilteller geöffnet oder geschlossen ist, wobei der Dampfwasserableiter mit einem Bimetallstreifen versehen ist, der sich bei absinkender Temperatur zusammenzieht.

Weitere Unterschiede zwischen den in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsformen sind darin zu sehen, daß der ringförmige Bimetallstreifen bei den Ausführungsformen nach Fig. 1,2 und 3 sowie 4, 5 und 6 an der Außenseite der Umfangsfläche des äußeren Ventilsitzes angeordnet ist und bei den Ausführungsformen nach F i g. 7, 8 und 9 sowie 10, 11 und 12 an der Außenseite des inneren Ventilsitzes.

Das Gehäuse 1 des Dampfwasserableiter ist mit einem Gewindet für den Anschluß einer Einlaßleitung für das Kondensat an einer Seite und mit einem Gewinde B für den Anschluß einer Auslaßleitung für das Kondensat an der gegenüberliegenden Seite versehen.

Der in der Mitte vorstehende Gehäusemittelteil C bildet den Ventilsitz, der aus einem äußeren Ventilsitz!) und einem inneren Ventilsitz E besteht und einen Ventilteller 2 trägt. Auf das Schraubgewinde F des Gehäusemittelteiles C ist eine Verschlußkappe 3 aufgeschraubt, die durch einen Dichtungsring 4 abgedichtet ist.

Der Einlaßkanal G im Mittelteil des Gehäuses verbindet die Druckkammer P mit einer Einlaßkammer H. Eine Austrittskammer J zwischen dem äußeren und inneren Ventilsitz stellt die Verbindung her zu dem Auslaßkanal L, der zu einer Austrittskammer K führt.

Der ringförmige Abschnitt M, der außerhalb des äußeren Ventilsitzes D liegt, besitzt eine sich nach unten konisch verjüngende Stützfläche JV, die an ihrem oberen Rand durch eine schmale, ebene Fläche begrenzt ist.

Auf der konischen Stützfläche JV ruht ein ringförmiger Bimetallstreifen 5, der den Ventilsitz umfaßt. Dieser Bimetallstreifen hat in der Mitte eine Öffnung, die sich erweitert bei einer Abkühlung, so daß sich der Streifen auf der konischen Stützfläche nach oben schiebt, und die sich in ihrem Ausmaß verringert, wenn die Temperatur ansteigt, wobei sich der Bimetallstreifen auf der konischen Stützfläche nach unten verlagert.

Die Wirkungsweise des Dampfwasserabieiters gemäß Fig. 1,2 und 3 ist wie folgt: Befindet sich der Dampfwasserableiter nicht in Betrieb, so dehnt sich der Bimetallstreifen 5 aus und verschiebt sich auf der konischen Stützfläche JV nach oben, wobei er den Ventilteller 2 in seine Öffnungsstellung anhebt. Wenn der Dampfstrom einsetzt, so strömt zunächst die Luft und daraufhin das Kondensat durch den Einlaßkanal in den Auslaßkanal L, so daß fortlaufend eine Abscheidung des Kondensates in den Auslaßkanal erfolgt.

Während dieses Betriebszustandes ruht der Bimetallstreifen S auf der ebenen Fläche, die an die schräge Stützfläche anschließt und behält diese Lage bei, selbst wenn er von oben her vom Ventilteller 2 beaufschlagt wird. Dadurch wird sichergestellt, daß die Luft und das abgekühlte Kondensat ständig bei einer Inbetriebnahme abgeführt werden. Befindet sich nicht eine solche ebene Fläche an der Außenseite der schrägen Stützfläche, so zieht sich der Bimetallstreifen 5 zusammen und verschiebt sich auf der schrägen Stützfläche nach unten, und zwar nicht infolge des Temperaturanstieges, sondern infolge seiner elastischen Deformation, die durch den Druck des Ventiltellers 2 hervorgerufen wird.

Strömt an Stelle der ursprünglich vorhandenen Luft nunmehr Dampf, so wird der Bimetallstreifen 5 einer höheren Temperatur ausgesetzt und zieht sich zusammen, wobei sich die Größe der Öffnung des Streifens verändert. Das hat zur Folge, daß sich der Bimetallstreifen S nach unten verlagert und den Ventilteller 2 freigibt. Der Ventilteller 2 schließt daraufhin zu einem Zeitpunkt, der abhängig ist von dem dynamischen Staudruck des Dampfes, der an der Unterseite des Ventiltellers 2 strömt.

Wie aus dem obenstehenden hervorgeht, kann das Ablassen der Luft in der Rohrleitung zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme gleichmäßig erfolgen. Selbst wenn die Druckkammer P mit Luft angefüllt ist und die Luftbindung während des Betriebes des Dampfwasserabieiters erfolgt, dehnt sich der Bimetallstreifen 5 infolge des Temperaturabfalles in der Druckkammer P aus, der durch die sofort erfolgende Wärmeausstrahlung des Dampfwasserabieiters hervorgerufen wird, wobei er auf der konischen Stützfläche JV neben dem äußeren Ventilsitz D nach oben klettert und den Ventilteller 2 in die Öffnungsstellung hebt, so daß die Luft in der Druckkammer P abgeführt wird, wodurch das Hindernis für den einwandfreien Betrieb beseitigt ist.

Es ist aus dem vorstehenden ersichtlich, daß eine Luftbindung unter allen Umständen vermieden wird. Darüber hinaus ist zu beachten, daß bei einem Zusammenziehen des Bimetallstreifens 5 und seiner Abwärtsverlagerung der Ventilteller 2 nicht mit dem Bimetallstreifen 5 in Verbindung kommt, unabhängig davon, ob der Ableiter in Betrieb ist oder nicht. Es besteht damit keine Gefahr, daß der Bimetallstreifen 5 einem stärkeren Stoß durch den Ventilteller 2 ausgesetzt ist, der irgendeine Deformation oder Beschädigung des Bimetallstreifens zur Folge hätte, durch die seine Funktion beeinträchtigt werden könnte.

F i g. 4, 5 und 6 zeigen eine Ausführungsform, bei welcher die konische Stützfläche JV sich nach unten und außen erweitert und der Bimetallstreif en 5 sich bei einer Abkühlung zusammenzieht.

Bei dem Dampfwasserableiter gemäß Fig. 7,8 und 9 ist der Bimetallstreifen 5 zwischen dem inneren Ventilsitz £ und dem äußeren Ventilsitz D angeordnet. Dieser Bimetallstreifen 5 stützt sich auf einer sich nach unten hin konisch verjüngenden Stützfläche JV ab und ist so beschaffen, daß er sich im Durchmesser bei einer Abkühlung vergrößert.

Demgegenüber ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 10, 11 und 12 zwischen dem inneren Ventilsitz E und dem äußeren Ventilsitz D ein Bimetallstreifen 5 angeordnet, der sich bei einer Abkühlung zusammenzieht und sich auf einer konischen Stützfläche JV abstützt, die sich nach oben hin verjüngt.

Claims

Patentansprüche:

1. Thermodynamischer Dampfwasserableiter, dessen Gehäuse einen Hohlraum, der durch einen frei beweglichen Ventilteller in eine Druck- und eine Austrittskammer unterteilt ist, und zwei konzentrisch zueinander angeordnete, in der gleichen

Ebene liegende, mit dem Ventilteller zusammenarbeitende Ventilsitze aufweist, von denen der innere den Einlaßkanal und der äußere die Austrittskammer umschließt, wobei unter dem Ventilteller ein sich am Gehäuse abstützender Bimetall-Thermostat angeordnet ist, der bei absinkender Temperatur im Öffnungssinne auf den Ventilteller einwirkt, dadurchgekennzeichnet, daß der Bimetall-Thermostat in an sich bekannter Weise als kreisförmig gebogener Bimetallstreifen (S) ausgebildet ist, der mit dem ebenen Bodenteil des Gehäuses (1) und einer sich daran anschließenden, konisch nach unten abgeschrägten Stützfläche (N) derart zusammenarbeitet, daß er beim Abstützen auf dem ebenen Bodenteil und einem anschließenden Bereich der Stützfläche (N) den Ventilteller (2) in Offenstellung hält, beim Abstützen auf dem nachfolgenden tieferen Bereich der Stützfläche (N) dagegen schließen läßt.

2. Dampfwasserableiter nach Anspruch 1, da- ao durch gekennzeichnet, daß der ebene Bodenteil des Gehäuses (1) und die sich daran anschließende konisch nach unten abgeschrägte Stützfläche (N) sowie der Bimetallstreifen (5) den äußeren Ventilsitz (D) umgeben (F i g. 1 bis 6).

3. Dampfwasserableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ebene Bodenteil des Gehäuses (1) und die sich daran anschließende konisch nach unten abgeschrägte Stützfläche (N) sowie der Bimetallstreifen (5) zwischen dem äußeren und dem inneren Ventilsitz (D, E) angeordnet sind (Fig. 7 bis 12).

4. Dampfwasserableiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallstreifen (5) sich bei steigender Temperatur zusammenzieht und die konisch abgeschrägte Stützfläche (N) sich nach oben erweitert (F ig. 1 bis 3, 7 bis 9).

5. Dampfwasserableiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallstreifen (5) sich bei steigender Temperatur ausdehnt und die konisch abgeschrägte Stützfläche (N) sich nach oben verjüngt (Fi g. 4 bis 6, 10 bis 12).

6. Dampfwasserableiter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe zwischen der Unterkante der abgeschrägten Stützfläche (N) und der Oberkante der Ventilsitze (D, E) größer ist als die Höhe des Bimetallstreifens (5).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen