DE1921306U - Regelventil fuer fluessigkeiten, insbesondere kondensatableiter. - Google Patents

Description

RA. 195 375*17. U5

PATENTANWÄLTE ■ "... . . DIPL. ING. C. STOEPEL · DIPL. ING. W. GOLLWITZEB XANDAUYPFAfcZ · AM SCHÜTZENHOP

26. März 1965

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Klein, Schanzlin & Becker Aktiengesellschaft, Frankenthal (Pfalz)

"Regelventil für Flüssigkeiten, insbesondere Kondensatableiter"

Die Neuerung betrifft ein Regelventil für Flüssigkeiten in der Nähe des Verdampfungspunktes, insbesondere einen Kondensatableiter, mit einem auf der Seite höheren Druckes angeordneten Thermostaten, einem gegen die Seite des höheren Druckes under der Wirkung des Thermostaten schließenden Verschluß stück und mit einem in der Strömungsrichtung auf die Absperrstelle folgenden Strömungskanal, in welchem ein einerseits vom Verschluß stück und andererseits vom Gehäuse bzw. einem diesem zugehörigen Teil begrenzter Spalt und am Verschluß stück eine im Verhältnis zur Ventilsitzfläche große, dem Druck des hinter der Absperrstelle strömenden Mediums ausgesetzte Stirnfläche vorgesehen sind.

Bei thermostatisch gesteuerten Regelventilen dieser Art strebt man an, daß bei Sattdampftemperatur die thermoelastisehe Kraft des Thermostaten ausreicht, um die aus der statischen Druckverteilung am Verschluß stück resultierende Öffnungskraft sowie die erforderliche Dichtkraft aufzubringen. Andererseits sollen diese Regelventile bei einer Temperatur des Mediums wenig unterhalb der Sättigungstemperatur in der Lage sein, große Mengen auszuschleusen. Beide Forderungen, ausreichende Gegenkraft des Thermostaten bei Sattdampftemperatur und die Aus Schleusung großer Mengen in der Nähe

der Sattdampftemperatur, können mit den bekannten Regelventilen nicht gemeinsam erfüllt werden. Zur Verwirklichung der ersten Forderung ist nämlich eine enge Einstellung des Thermostaten {große Unterkühlung) notwendig, während die Erfüllung der zweiten Forderung eine weite Einstellung ^geringe bzw» keine Unterkühlung) bedingt.

Des Weiteren wird bei solchen Regelventilen auf das vom Medium umströmte Verschluß stück bei offenem Ventil infolge der hydro· dynamischen Druckverteilung eine größere, sich im öffnenden Sinne auswirkende Kraft als bei geschlossenem Ventil ausgeübt. Diese Kraft, die zwar den Öffnungsvorgang unterstützt, wirkt sich bei den bisher bekannten Ableitern in Verbindung mit der jedem Thermostaten anhaftenden inneren Reibung bezüglich des Schließvorgänges so aus, daß, verlustfreie Arbeitsweise vorausgesetzt, eine noch engere Einstellung erforderlich ist, und hierdurch bedingt, eine zusätzliche und damit insgesamt erhebliche Unterkühlung eintritt, bevor das Regelventil öffnet« Große Kondensatmengen können deshalb nur bei einer unerwünscht großen Unterkühlung bei solchen Ableitern abgeführt werden.

Um größere Durchsatzmengen zu erzielen, hat man bei solchen Ableitern das Verschliaßstück und die umgebende Wandung des auf die Absperrstelle folgenden Abströmkanals so ausgebildet, daß der bei der Entspannung des Kondensats entstehenden Dampfbildung bzw, hierdurch bedingten Volumenvergrößerung durch Erweiterung des Strömungsquerschnittes hinter der Absperrstelle Rechnung getragen wird.

Die Neuerung will das Ventil und die Abflußpartie dieser Ableiter für einen gegebenen Thermostaten so ausbilden, daß die durch die Umströmung des offenen Ventils entstehenden Zusatzkräfte so gesteigert werden, daß eine zusätzliche Steuerung des Verschlußkörpers in der Weise erzielt wird, daß kurz vor Erreichen der Stattdämpftemperatur und der damit verbundenen Verdampfungsvorgänge diese

Zusatzkräfte rasch abklingen, wodurch der Thermostat in die Lage kommt, das Ventil momentan zu schließen. Ferner soll erreicht werden, daß auch bei steigender Temperatur des durchfließenden Mediums» also dann, wenn nur eine geringe Unterkühlung herrscht, große Mengen abgeführt werden und das Ventil vor illem bei einer vorgegebenen und möglichst geringen Unterkühlung rasch und sicher schließt. Schließlich soll die Menge des durch das Ventil hindurchströmenden Mediums auch bei einer erheblichen Unterkühlung groß sein.

Dies alles wird gemäß der Neuerung dadurch erreicht, daß der Querschnitt des vom Verschluß stück und vom Gehäuse bzw» einem diesem zugehörigen Teil begrenzten Ringspaltes in Abhängigkeit vom Hub des Verschluß Stückes veränderlich ist, derart, daß sich einerseits der Querschnitt bei fallender Temperatur des Mediums vergrößert, um die Kaltwasserleistung zu erhöhen, und andererseits bei steigender Temperatur des Mediums verengt, so daß der zwischen Sitz und Ringspalt wirkende Druck derart verändert wird, daß das Ventil infolge der Federeigenschaften des Thermostaten bis zu Temperaturen nahe der Sattdampftemperatur weit geöffnet bleibt und daß bei genügender Annäherung des Verschlußkörpers an seinen Sitz infolge weiterer Temperaturerhöhung des Mediums dieafer Druck so stark abnimmt, daß der Thermostat in der Lage ist, das Ventil schlagartig zu schließen.

Auf diese Art und Weise wird mit baulich einfachen Mitteln bei hohem Temperaturniveau in dem auf die Absperrstelle folgenden Strömungskanal die Einstellung eines engen, als Drossel wirkenden Ringspaltes gewährleistet, während bei niedrigerer Temperatur selbsttätig eine Erweiterung des Querschnittes des genannten Ringspaltes eintritt, wodurch eine erhebliche Menge des Mediums unbehindert abströmen kann.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Neuerung, Es zeigen:

Fig. 1 das Regelventil mit einem sich in Durchfluß richtung erweiterndem Kanal und einem darin befindlichen entsprechend geformten Verschlußstück bei Umgebungstemperatur und

Fig. 2 das gleiche Regelventil bei Betriebstemperatur,

In einem Gehäuse 1 wird durch einen (nicht dargestellten) Thermostaten über einen Ventilschaft 2 ein Verschluß stück 3 bewegt, das sich bei einer vorgegebenen Temperatur gegen einen Ventilsitz 4 anlegt» Das Verschluß stück 3 hat einen Bund 5» der am Rand kegelstumpfförmig abgeschrägt ist. Im Gehäuse 1 ist an der Wand 6 des Strömungskanals 7 eine entsprechende Gegenfläche 8 vorgesehen. Bei Temperaturanstieg verengt sich der DurchflußqueBSchnitt zwischen Verschlußstück 3 und Ventilsitz 4 und zugleich auch der Ringspalt 9 zwischen dem Bund 55und der Fläche 8, bis der Ringspalt 9 den erforderlichen kleinen Querschnitt erreicht hat.

Die Vorgänge laufen bei dem thermostatisch gesteuerten Kondensatableiter gemäß der Neuerung wie folgt ab;

Es sei davon ausgegangen, daß sich das Verschluß stück 3 des Ableiters in Schließstellung befinde. In diesem Zustand wirken die von der Bimetallsäule ausgeübten Kräfte in der Schließ richtung auf das Verschluß stück ein, und zwar derart, daß den Druckkräften, die an dem Verschluß stück in öffnung s richtung angreifen, das Gleichgewicht gehalten wird. Die vom Thermostaten her auf das Verschluß stück wirkenden Kräfte werden dadurch erzeugt, daß sich die einzelnen Bimetalle des Thermostaten unter der Wirkung der Temperatur des abzuleitenden Mediums ausbiegen. Wenn das Verschluß stück z, B, dadurch, daß es an seiner Sitzstelle 4 zur Anlage kommt, daran gehindert wird, den Ausbiegungen der Bimetalle weiter zu folgen, so entstehen wie bei einer Feder Schließkräfte, die sicherstellen, daß der Verschlußkörper zur Verstärkung der Sperrwirkung auf

seinen Sitz gepreßt wird. Dadurch wird verhindert, daß Kondensat bzw» Dampf austritt«

Tritfcdnfolge der Kondensation des Dampfes im Innern des Ventilgehäuses eine Verringerung der auf den Thermostaten einwirkenden Temperatur ein» so nehmen die vom Thermostaten erzeugten und auf das Verschlußstück 3 wirkenden Kräfte ab, ohne daß zunächst Lage änderung en des Verschluß Stückes eintreten. Das Ventil beginnt sich alsdann zu öffnen, indem die Stange 2 sich in öffnendem Sinne bewegt und das Verschluß stück 3 vom Sitz 4 abgehoben wird, bis sich eine neue Gleichgewichtslage eingestellt hat. Nachdem der öffnung s vor gang eingeleitet ist, werden die auf die Stirnfläche des Verschluß stücke s 3 in öffnung« ^icfitung einwirkenden Kräfte durch den auf die Stirnfläche der Platte 5 wirkenden Druck erheblich vergrößert, wodurch der Thermostat zusätzlich durchfedert. Infolge des während einer bestimmten Ableitungsperiode hierdurch vergrößerten Au st ritt s quer schnitte s am Ventilsitz 4 strömt das Kondensat ungehindert ab, da sich gleichzeitig auch der Ringspalt 9 erweitert.

Ist das Kondensat nahezu abgeleitet, so treten im oberen Teil des Ventilgehäuses sehr rasch Temperaturerhöhungen ein. Dieselben wirken auf den Thermostaten derart ein, daß die von diesem ausgehenden, über die Stange 2 auf das Verschluß stück 3 übertragenen Kräfte die auf das Verschluß stück wirkenden Gegenkräfte {Strömungskräfte) überwiegen. Der Verschlußkörper wird dadurch in Richtung auf seinen Sitz 4 hin bewegt und zwar so weit, bis sich eine neue Gleichgewichtslage aus Strömungskräften und vom Thermostat ausgelösten Kräften eingestellt haben wird. Bei dieser Bewegung des Verschlußkörpers verengt sich gleichzeitig auch der Ringspalt 9, wodurch der zwischen Sitz und Ringspalt wirkende Druck so verändert wird, daß das Ventil infolge der Federeigenschaften des Thermostaten bis zu Temperaturen nahe der Sattdampftemperatur weit geöffnet bleibt. Bei weiterer Temperaturerhöhung nehmen schließlich die von der Strömung auf

das Verschlußstück ausgeübten Kräfte, insbesondere durch Verringerung des auf die Stirnfläche der Platte 5 zwischen Ringspalt und Sitzspalt wirkenden Druckes, stärker ab als die vom Thermostat erzeugten Gegenkräfte. Die Verlagerung des Verdampfungspunktes an den Sitzspalt unterstützt diesen Vorgang, Die vom Thermostaten über die Stange 2 auf das Verschluß stück übertragenen Kräfte gewinnen schlagartig die Oberhand und veranlassen den Thermostaten, das Verschlußstüifek 3 im Schnellschluß in die Schließstellung zurückkehren zu lassen. In dieser verharrt es, bis die einleitend erörterten Umstände ein Verlassen der Ausgangslage eintreten lassen.

Claims (2)

RA. 195 375*1/. UU PATENTANWÄLTE _ ; . " " ' \/ C. STOEPEL · DIPL. ING. W. GOLLWITZER /I LANDAU/PFALZ · AM SCHfTZENHOF 26. März 1965 S c h u t ζ a η s ρ r ü ehe :

1.) Regelventil für Flüssigkeiten in der Nähe des Verdampfungspunktes, insbesondere Kondensatableiter, mit einem auf der Seite höheren Druckes angeordneten Thermostaten, einem gegen die Seite des höheren Druckes unter der Wirkung des Thermostaten schließenden Verschlußstück und mit einem in der Strömungsrichtung auf die Absperrstelle folgenden Strömungskanal, in welchem ein einerseits vom Verschluß stück und andererseits vom Gehäuse bzw« einem diesen zugehörigen Teil begrenzter Spalt und am Verschluß stück eine im Verhältnis zur Ventilsitzfläche große, dem Druck des hinter der Absperrstelle strömenden Mediums ausgesetzte Stirnfläche vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des vom Verschluß stück und vom Gehäuse bzw» einem diesem zugehörigen Teil begrenzten Ringspaltes in Abhängigkeit vom Hub des Verschlußstückes veränderlich ist, derart, daß sich einerseits der Ringspalt-Querschnitt bei fallender Temperatur des Mediums vergrößert, um die Kaltwasserleistung zu erhöhen, und andererseits bei steigender Temperatur des Mediums verengt, so daß der zwischen Sitz und Ringspalt wirkende Druck derart verändert wird, daß das Ventil infolge der Federeigenschaften des Thermostaten bis zu Temperaturen nahe der Sattdampftemperatur weit geöffnet bleibt und daß bei genügender Annäherung des Verschlußkörpers an seinenTSiti infolge weiterer Temperaturerhöhung des Mediums dieser Druck so stark abnimmt, daß der Thermostat in der Lage ist, das Ventil schlagartig zu schließen,

2.) Regelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Verschlußstück hinter der Absperrstelle vorgesehene Stirnfläche als Kegelstumpf ausgebildet und das Gehäuse mit einer entsprechenden Gegenfläche versehen ist.