DE2351716C2 - Ventil mit schwimmergesteuertem HilfsverschluBteil - Google Patents

Description

Der besondere Vorteil der im überbegriff des Anspruchs I angegebenen Ventile besteht darin, daß mit einem relativ kleinen Schwimmer mittelbar ein demgegenüber großes Verschlußteil gesteuert werden kann. Hierzu betätigt der Schwimmer das kleine Hilfsverschlußtei'., worauf eine Druckabsenkung im Zylinder stattfindet, so daß dann der Steuerkolben infolge des eingetretenen Druckunterschiedes an seinen beiden Stirnflächen das große Hauptverschlußteil betätigt. Das öffnen und Schließen des Hauptverschlußteils erfolgt joioch nur allmählich und es werden auch Teiloffenstellungen nahe der Schließstellung eingenommen, was zu übermäßigem Strahlverschleiß an den Verschlußteilen führt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Ventile der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß ein schlagartiges weites Öffnen und ein entsprechendes Schließen des Ventils erfolgt. Dies wird durch Anwendung der in Anspruch 1 angegebenen erfindungsgemäßen Lehre erzielt.

Solange sich beide Verschlußteile in Schließstellung befinden, wirkt jeweils auf beide Stirnseiten der zwei Kolben der gleiche, «tämlich der volle Vordruck. Wie bekannt, hält unter diesen Voraussetzungen der Steuerkolben das Hauptversehlußteil in Schließstellung, da die zyünderianere Stirnfläche größer ist. als die äußere Stirnfläche, welche um den Ventilsitzquerschnitt verringert ist Demgegenüber sind beim Hilfskolben beispielsweise beide vordruckbeaufschlagten Stirnfiächenquerschnitte gleich groß, so daß durch den Hilfskolben

to auf das in Schließstellung befindliche Hilfsverschlußteil keine Druckkräfte ausgeübt werden. Dieser ist vielmehr entlastet.

Hebt nun der Schwimmer infolge entsprechenden Niveauanstieges im Vordruckraum des Ventils das Hilfsverschlußteil aus der Schließstellung etwas an, so fällt der Druck im Zylinderinnenraum bekanntlich unter den Vordruck ab, da die Verbindung zwischen Zylinderinnenraure und Vordruckraum lediglich über die im Verhältnis zum Verbindungskanal zur Niederdruckseite engen Drosselspalte erfolgt. Hierdurch entsteht am Hilfskolben eine in Ventilöffnungsrichtung wirkende Kraft, die zusätzlich auf das Hilfsverschlußteil einwirkt. Das Gleichgewicht zwischen der am HilfsverschlufJteil anstehenden Schließkraft und der vom Schwimmer erzeugten Öffnungskraft wird dadurch aufgehoben, und das Hilfsverschlußteil schnellt in Offenstellung, gibt also schlagartig den Verbindungskanal zur Niede-xlruckseite völlig frei. Hierdurch entsteht über dem Steuerkolben des Hauptverschlußteils ein weiterer. plötzlicher und starker Druckabfall, worauf der Sleuerkolben das Hauptverschlußteil ebenfalls schlagartig in Offenstellung anhebt. Das Schließen geht entsprechend in umgekehrter Reihenfolge vonstatten.
Durch die zusätzliche Anordnung des Hilfskolbens ist somit das gewünschte öffnungs- und Schließverhalten erzielt worden.

Bei einem schwimmergesteuerten Ventil ohne Hilfsverschlußteil ist es bekannt (DT-AS 164 535), einen übermäßigen Strahlverschleiß am Verschlußteil durch

ein schlagartiges weites öffnen und ein entsprechendes Schließen des Ventils zu vermeiden. Hierzu weist das Ver'.chlußteil einen in einem Zylinder gleitenden KoI ben auf. Der Innenraum des Zylinders ist über einen Kanal mit der Einlaufzone des Ventilsitzes, und zwar mit einem dort vorgesehenen düsenförmigen Ringschlitz verbunden. Durch F.jektorwirkung des Ringschlit/es wird beim Anheben des Verschlußteils vom Ventilsitz der Druck im Zylinderinnenraum gesenkt. Vom Schwimmer her ist dadurch dann ein Überschuß von Öffnungskraft vorhanden, welcher ein Aufschnellen des VerschluSteils in volle Offenstellung bewirkt.

Die Unteransprüche geben besonders vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung an.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiel der Erfindung an einem Kondensatableiter dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen schwimmergesteuerten Kondensatableiter,

F i g. 2 die Verschlußteile nebst Kolben des Ableiters nach F i g. 1 und

F i g. 3 eine andere Ausführungsform der Verschlußteile und Kolben.

In F i g. 1 ist ein Ableitergehäuse 1 mit einem Zuflußstutzen 2 und einem Abflußstutzen 3 dargestellt. Innerhalb des Gehäuses I ist auf einem vordruckseitig vor* gesehenen Ventilsitzkörper 4 glockenförmig ein Zylinder 5 angeordnet, aus dem eine Betätigungsstange 6 oben herausragt, an der ein Schwimmer 7 über einen

am Gehäuse 1 schwenkbar gelagerten Hebel 8 hubverstellend angreift.

Jn F i g. 2 ist der Venlilsitzkörper 4 mit dem Zylinder 5 in vergrößertem Maßstab und im Schnitt dargestellt. Hierin weist der Ventilsitzkörper 4 einen Ventilsitz 9 auf, mit welchem ein Hauptverschlußteil 10 zusammenwirkt Dieses Verschlußteil 10 ist auf seiner dem Ventilsitz 9 abgewandten Seite mit einem Steuerkolben 11 verbunden, welcher von einem ils Ring ausgebildeten Hilfskolben 12 konzentrisch umgeben ist. Beide Kolben grenzen somit stirnseitig unmittelbar an den Zylinderinnenraum 13 an. Dabei sind zwischen dei. Steuerkolben 11 und dem Hilfskolben 12 sowie auch zwischen diesem and der Zylinderwand Drosselringspalte 14 und 15 vorgesehen. Der Hilfskolben 12 ist im übrigen über einen U-förmigen Bügel 16 mit einem Hilfsverschlußteil 17 verbunden, welches einen den Steuerkolben 11 und das Hauptverschlußteil 10 axial durchsetzenden Verbindungskanal 18 steuert. Dieser verbindet den Zylinderinnenraum 13 mit der Niederdruckseite 19 des Kondensatabieiters. Zur Betätigung ist das Hilfsverschlußteil 17 über die den Zylinderdec'iel 20 hubbeweglich durchsetzende Stange 6 mit dem Schwimmerhebel 8 verbunden, und der Zylinder 5 weist unterhalb der beiden Kolben II. 12 radiale Zuströmöffnungen 21 für das abzuleitende Medium auf.

Befinden sich beide Verschlußteile 10, 17 in Schließstellung, werden die Kolben 11 und 12 beidseitig vom vollen Vordruck im Ableitergehäuse 1 beaufschlagt. Da bei dem Steuerkolben 11 die in Schließrichtung vordruckbelastete Stirnfläche größer ist als die in Öffnungsrichtung vordruckbelastete, übt der Steuerkolben 11 eine Schließkraft auf das Hauptverschlußteil 10 aus und hält dieses geschlossen. Bei dem Hilfskolben 12 sind demgegenüber beide Stirnflächen gleich groß, so daß er sich bezüglich seiner Belastung im Gleichgewichtszustand befindet. Auf das Hilfsverschlußteil 17 übt er demzufolge keine Kräfte aus. Letzteres sowie das außerhalb des Zylinders 5 liegende freie Ende der Betätigungsstange 6 werden dabei vom vollen Vordruck in Schließrichtung belastet, wodurch die vom Schwimmer 7 aufzubringende Öffnungskraft bestimmt wird.

Sobald nun der Schwimmer 7 durch Ansteigen des Kondensatniveaus im Ableitergehäuse 1 ausreichende Kraft besitzt und das Hilfsverschlußteil 17 etwas anhebt, wird eine Verbindung zwischen dem Zylinderinnenraum 13 und der Niederdruckseite 19 hergestellt. Aus dem Innenraum 13 strömt dadurch das Medium durch den Verbindungskanal 18 zur Niederdruckseite 19 ab. Das von der Vordruckseile in den Zylinderinnenraum 13 nachströmende Medium erfährt dabei in den Ringspalten 14,15 und 22 eine Drosselung, weshalb der Druck im Innenraum 13 unter den Vordruck abfällt. Hierdurch entsteht nunmehr am Hilfsko'ben 12 eine in öffnungsrichtupg wirkende Kraft, die neben dem Schwimmer 7 zusätzlich auf das Hilfsverschlußteil 17 einwirkt. Das vorherige Gleichgewicht zwischen der vom Mediumdruck auf das Hilfsverschlußteil 17 ausgeübten Schließkraft und der vom Schwimmer 7 erzeugten Öffnungskraft wird dadurch aufgehoben, und das Hilfsverschlußteil 17 schnellt in OffensteHung. Es gibt also schlagartig den Querschnitt des Verbindungskanals 18 zur Niederdruckseite hin frei. Hierdurch erfolgt im Zylinderinnenraum 13 ein weiterer, plötzlicher und starker Druckabfall, wodurch am Steuerkolben 11 statt einer Schließkraft nunmehr eine Öffnungskraft ansteht, welche das Hauptverschlußteil IG schlagartig in OffensteHung anhebt.

Fällt am Ableiter weniger Kondensat an als der Offenstellung entspricht, so schließt das Hilfsverschlußteil 17 zunächst in konventioneller Art ein Stück, bis infolge verminderter Strömung der Druck in dem Zylinderinnenraum 13 und damit die zylinderseitige Belastung der Kolben 12, 11 wieder so stark ansteigen, daß die Schließkräfte des Hilfsverschlußteils 17 die Auftriebskräfte des Schwimmers 7 weit übersteigen. Aus dieser Stellung schließt das Hilfsventil schlagartig und als Folge das Hauptventil in gleicher Weise.

Die Ausführung nach F i g. 3 unterscheidet sich von der nach F i g. 2 konstruktiv dadurch, daß der Hilfskolben 12a als eine den Steuerkolben 11a zum Zylinderinnern 13 hin überdeckende Lochscheibe ausgebildet ist. Im Gegensatz zum vorherigen Ausführungsbeispiel sind beide Kolben Ua und 12a unter Bildung von Drosselringspalten 15 und 23 direkt durch den Zylinder 5 geführt. Im übrigen weist der Steuerkolben 11a einen Axialstutzen 24 auf, der die Bohrung des Hilfskolben 12a unter Bildung eines Drosselringspalies 25 durchsetzt. An seinem freien Ende weist der Axialstutzen 24 den Ventilsitz 26 für das Hilfsverschlußteil 17 auf.

Wenn sich bei dieser Ausführungsform nach öffnen des Hilfsventil 17 der Mediumstrom von den Eintrittsöffnungen 21 zu dem Zylinderinnenraum 13 einstellt, erfährt das Medium im Ringspalt 23 eine erste Drosselung und in den Ringspalten 15 und 25 eine weitere Drosselung. Im Raum 27 zwischen dem Steuerkolben 11a und dem Hilfskolben 12a wird sich somit ein Zwischendruck zwischen vollem Vordruck und Druck im Zylinderinnenraum 13 einstellen. Diese Druckdifferenz bewirkt, wie bereits zum ersten Ausführungsbeispiel erläutert, ein Aufschnellen des Hilfsverschlußteils 17, dem ein Aufschnellen des Hauptverschlußteils 10 folgt.

Neben der Betätigung des Hilfsverschlußteils durch einen Schwimmer liegt es auch im Rahmen der Erfindung, das Hilfsverschlußteil durch andere in Hubrichtung federnd nachgiebig wirksame Betätigungsvorrichtungen zu steuern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Ventil mit einem vordruckseitig angeordnete« und mit einem ortsfesten Ventilsitz zusammenwirkenden Hauptverschlußteil, einem das Hauptverschlußteil betätigenden Steuerkolben, einem glokkenartig über dem Ventilsitz angeordneten Zylinder, in den der Steuerkolben unter Bildung eines Drosselringspaites eingetaucht ist, einem den Steuerkolben nebst Hauptverschlußteil axial durchsetzenden Verbindungskanal zwischen dem Zylinderinnenraum und der Niederdruckseite des Ventils, einem im Zylinderinnenraum angeordneten den Verbindungskanal steuernden Hilfsverschlußteil und mit einem außerhalb des Zylinders im Vor druckraum des Ventils angeordneten, das Hilfsverschlußteii betätigenden Schwimmer, cadurch gekennzeichnet, daß ein unter Bildung eines Drosselringspaltes (15) im Zylinder (5) geführter Hilfskolben (12, 12a) vorgesehen ist, welcher stirnseitig unmittelbar an den Zylinderinnenraum (13) angrenzt und auf das Hilfsverschlußteil (17) einwirkt.

2. Ventil nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskolben (12) als ein konzentrisch /wischen der Umfangsfläche des Steuerkolbens (U) und der Innenwand des Zylinders (5) angeordneter Ringkörper ausgebildet ist (F i g. 2).

3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskolben (12a) als eine den Steuer kolben (lla) zum Zylinderinnenraum (13) hin überdeckende Lochscheibe ausgebildet ist (F i g. 3).

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sleuerkolben (Ua) einen die Bohrung der Lochscheibe unter Bildung eines Drosselringspaltes (25) durchsetzenden Axialstutzen (24) trägt, der an seinem freien Ende den Ventilsitz (26) für das Hilfsverschlußteil (17) aufweist (F i g. 3).

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskolben (12) und das Hilfsverschlußteil (17) über einen Bügel (16) miteinander verbunden sind.