DE2516463A1

DE2516463A1 - Bimetall-kondenstopf

Info

Publication number: DE2516463A1
Application number: DE19752516463
Authority: DE
Inventors: Katsuji Fujiwara
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-08-29
Filing date: 1975-04-15
Publication date: 1976-03-18
Also published as: DE2516463B2; FR2283388B1; BR7502252A; NL161566B; DE2516463C3; CA1010338A; ZA752147B; US3985296A; JPS5532956B2; IT1034971B; NL7503327A; FR2283388A1; NL161566C; GB1458948A; JPS5125831A

Description

Dipl.-lng. Heinz Lesser. Dipl-Ing. Otto Flüge!. Patentanwälte D-8 München 81. Cosimastraße £1

Katsuji Fujiwara

191, Nishitani, Hiraoka-cho,

Kakogawa-shi, Hyogo-ken

Japan L 10.550/L/ost

Bimetall-Kondenstopf

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kondenstopf zum Ablassen von Kondensat, dessen Ventil sich durch Verbiegen aufeinandergelagerter Bimetall-Platten aufgrund von Temperaturveränderungen öffnet und schließt.

Eine Bimetall-Platte besteht aus zwei zusammengefügten Metallplatten mit verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten, die sich aufgrund von Temperaturänderungen biegen.

Eine Bimetall-Platte hat im allgemeinen verschiedene Nachteile, wie ein geringer und langsamer Biegungsgrad und geringe Widerstandskraft gegen größere, von außen einwirkende Kräfte.

Aus diesem Grunde ist bei der Anordnung von Bimetall-Platten, die als Steuerelemente für ein Flüssigkeits-Steuerventil, z.B. in einem Kondenstopf, vorgesehen sind, das Vorsehen bestimmter Vorrichtungen erforderlich.

Bei den bekannten Kondenstöpfen dieser Art ist normalerweise eine Vielzahl von Bimetall-Platten so aufeinander angeordnet, daß sich die Biegungsveränderungen aller Bimetall-Platten summieren , um somit den geringen Biegungsgrad und das langsame Sichbiegen jeder einzelnen Bimetall-Platte zu ergänzen.

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Scheibenförmiges Bimetal wird verwendet, um zur Steuerung des öffnens und Schließens des Ventils verhältnismäßig große, von außen einwirkende Kräfte abzufangen.

In diesen Bimetall-Kondenstöpfen sind jedoch mehrere Schichter von Bimetallscheiben übereinander angeordnet, so daß sie sich bei Temperaturanstieg in Richtung ihrer Aufeinanderlagerung ausdehnen, und die aufeinandergelagerten Bimetallscheiben unterliegen stets der öffnungs- und Schließwirkung des Ventils das unter Einwirkung von Flüssigkeitsdruck oder anderen zusätzlichen elastischen Kräften od.dgl. steht. Auch wird auf die genannten Bimetallscheiben ständig durch große Außenkräfte Druck ausgeübtj darüberhinaus sind sie immer der sie umgebenden Flüssigkeit ausgesetzt, die sowohl einen verhältnismäßig großen Druck ausübt, als auch erhebliche Temperaturänderungen aufweist. Dies führt leicht zu einem Leistungsabfall durch elektro-chemische Erosion und durch Spannungsrißerosion. Bimetall-Kondenstöpfe dieser Art können die gewünschte Leistung daher nicht über längere Zeit hinweg erbringen, so daß häufige Justierungen erforderlich sind. Oarüberhinaus haben sie eine -verhältnismäßig kurze Lebensdauer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und einen Bimetall-Kondenstöpf zur Verfugung zu stellen, der eine verhältnismäßig große Kraft zum vollständigen und schnellen Öffnen und Schließen der Ventilöffnung besitzt, dessen Bimetallscheiben eine erhöhte Lebensdauer haben, dessen Arbeitsleistung lange Zeit gleichbleibend ist, und der zuverlässig arbeitet.

Diese Aufgabe wird im wesentlichen dadurch gelöst, daß über-

einandergelagerte Bimetallscheiben so angeordnet werden, daß

sie sich mit steigender Temperatur in Richtung ihrer übereinanderlagerung zusammenziehen.

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Bei einem Ausfuhrungsbeispiel jer genannten aufeinander gelagerten Bimetallscheiben sind zwischen den Bimetallscheiben Zwischenplatten eingeschoben, die die gleiche Form wie die genannten Bimetall-Platten bei hoher Temperatur aufweisen; bei einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel sind Bimetallscheiben aufeinandergelagert, deren Biegungsgrad mit steigender Temperatur abnimmt, so daß sich deren Biegungsrichtung abwechselnd ändert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten AusführungsbeBpieles beschrieben. Dabei werden weitere Merkmale der Erfindung erläutert.

Die Zeichnung ist eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Bimetall-Kondenstopfes bei geöffnetem Ventil.

Ein einen Zuflußkanal 2 und einen Abflußkanal 3 aufweisender Hauptkörper 1 bildet zusammen mit einem Abdeckkörper 4 eine Ventilkammer. Am Ventilkammerende des Abflußkanals 3 ist ein mit einer Ventilöffnung 5 versehener Ventilsitz B festgelegt, Ein ringförmiger Fortsatz 7 des Hauptkörpers 1 umgibt den Ventilsitz B.

Durch einen verschiebbar um den Fortsatz 7 angeordneten Hohlzylinder -9 wird die Ventilkammer in eine Bimetall-Kammer 10 und eine AuBenkammer 11 geteilt. Durchgangsöffnungen 12 sind im oberen Teil des Zylinders 11 vorgesehen, z.B. gebohrt, um die beiden Kammern 10, 11 miteinander zu verbinden. Zwischen dem Zuflußkanal 2 und der Ventilkammer ist ein Sieb 13 angeordnet. Die Außenkammer 11 ist mit dem Zuflußkanal 2 verbunden.

Der Hohlzylinder 9 ist an einem Körper ausgebildet, der an seinem oberen Ende einen Regulierschaft 14 aufweist. Durch

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Dichtungsmaterial 15 wird der zwischen dem Regulierschaft und dem Abdeckkörper 4 befindliche Teil luftdicht gehalten* das Zwischenstück 16 drückt auf das Dichtungsmaterial. 17 ist eine Hutmutter, 8 eine Abschlußkappe.

In der Bimetallkammer 10 ist eine Bimetall-Einheit 21 angeordnet, die aus gewölbten Zwischenplatten 18 und Bimetallscheiben 19 besteht, die abwechselnd aufeinander angeordnet sind, aus einem durch die Mitten der Zwischenplatten 18 und der Bimetallscheiben 18 hindurchgehenden Ventilschaft 20,
einer Verbindungsplatte 27 und einem Sprengring 28, um den
Ventilschaft 20 mit den Zwischenplatten 18 und den Bimetallscheiben 19 in Eingriff zu halten.

Der Wärmeausdehnungskoeffizient jeder Bimetallscheibe ist
auf deren oberer Seite größer als auf deren unterer Seite.
In dem in der Zeichnung dargestellten Zustand befinden sich die Bimetallscheiben bei niedriger Temperatur» bei hoher
Temperatur dagegen biegen sie sich in konkaven Zustand entlang der konkaven Außenfläche der tellerähnlichen Zwischenplatten 18. Sämtliche Bimetallscheiben sind so angeordnet,
daß sie sich in die gleiche Richtung biegen.

Die Bimetall-Einheit 21 ist auf einer Halteplatte 22 im Zylinder 9 angeordnet. 23 ist ein Sprengring.

Der obere Teil des Ventilschaftes 20 ist in eine im Regulierschaft 14 vorgesehene Bohrung 24 eingepaßt, um verschiebbar geführt werden zu können, während dessen unterer Teil durch die Mittelöffnung der Halteplatte 22 hindurchgeht, um ebenfalls verschiebbar geführt werden zu können. Eine Feder 25
drückt den Ventilschaft 20 zum Ventilsitz 6 hin,und die Bohrung 24 ist durch einen Kanal 26 mit der Bimetall-Kammer 10 verbunden.

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Zwischen dar Außenfläche des Ventilschaftes 2D und der Mittelöffnung der Bimetallscheiben 19 und der Zwischenplatten 18 ist ein Zwischenraum 29 vorgesehen. Dieser Zwischenraum bildet einen durch die Bimetall-Einheit 21 verlaufenden Durchflußkanal, der zusammen mit den in die Zwischenplatten 18 gebohrten Durchgangslöchern und den in die Halteplatte gebohrten Durchgangslöchern durch die Bimetall-Einheit verläuft.

Am unteren Ende des Ventilschaftes 20 ist ein Ventilaufnahmeteil 32 ausgebildet, um eine Ventilscheibe 34 in freien Zustand aufzunehmen. Ein Sprengring 35 verhindert das Herausrutschen der Ventilscheibe. Um das Ventilaufnahmeteil herum ist eine Reaktionsplatte 37 zum Ableiten von Flüssigkeit angeordnet, die eine in Richtung auf die Durchgangslöcher 31 der Halteplatte 2.2 verlaufende ringförmige Rinne 36 aufweist. An dieser Stelle ist die Rinne nicht von wesentlicher Bedeutung für die Reaktionsplatte 37. 39 ist eine Dichtungsscheibe.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise des Bimetall-Kondenstupfes gemäß der Erfindung beschrieben.

Herrscht in der Ventilkammer eine niedrige Temperatur, z.B. wenn sich darin Kondensat angesammelt hat, dann weisen die Bimetallscheiben den in der Zeichnung dargestellten Zustand auf; der Ventilschaft 20 und die Ventilscheibe 34 sind gehoben, die Ventilcffnung 5 ist offen. Dadurch wird das Kondensat dunti die Ventilöffnung 5 zum Abflußkanal 3 hin abgelassen.

Fließt nach dem Ablassen des Kondensats Dampf in die Ventilkam_:ner, dann werden die Bimetallscheiben erwärmt und verbiegen sich entlang der konkaven Außenfläche der Zwischenplatten 18 in konkaven Zustand. Dies hat zur Folge, daß sich der Ventilschaft 20 nach unten bewegt, die Ventilscheibe 34 mit

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dem Ventilsitz in Berührung kommt und die Ventilöffnung 5 also geschlossen wird.

Bei diesem Vorgang des Ventilschließsns befindet sich das Innere der im Regulierschaft 14 vorgesehenen Bohrung 24 durch den Kanal 26 unter gleichem Druck wie die Bimetallkammer 10, und der Ventilschaft 20 wird durch die Feder 25 in Richtung Schließen gedruckt, woraufhin die abzulassende Flüssigkeit um die Bimetallscheiben 19 herumfließt und auf die Reaktionsplatte 37 spritzt, so daß sich die Ventilscheibe 34 äußerst genau setzt.

Sobald sich die Ventilscheibe 34 gesetzthat, wird sie durch den Flüssigkeitsdruck enger auf den Ventilsitz 6 gepreßt und somit in einwandfreiem Verschlußzustand gehalten.

Da die Ventilscheibe 34 lose am Ventilschaft 20 angeordnet ist, wird ein einwandfreies Festsetzen bewirkt, obwohl die Bimetallplatten 19 und die Zwischenplatten 18 mehr oder weniger geneigt sind. ■ *

Wieder fließt Kondensat in die Ventilkammer und sammelt sich darin an, woraufhin die Temperatur abfällt und die Bimetallscheiben 13 wieder ihre in der Zeichnung dargestellte Lage annehmen. Daher werden Ventilschaft 20 und Ventilscheibe 34 entgegen der Außenkraft, d.h. entgegen dem auf die Ventilscheibe 34 wirkenden Flüssigkeitsdruck, nach oben bewegt, und die Ventilöffnung 5 öffnet sich zum Ablassen von Kondensat.

Falls der öffnungs- und Schließvorgang gesteuert werden soll, wird der Regulierschaft 14 mittels eines Mutternschlüssel od.dgl. gedreht, um denZylinder 9 nach oben bzw. nach unten zu schrauben. LJm ein Ablassen von Flüssigkeit bei höherer Temperatur zu bewirken, wird der Zylinder aufwärts bewegt, wälh rend er zum Ablassen von Flüssigkeit bei niedrigerer Tempera-

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tur abwärts bewegt wird.

Bei dem geannten Ausführungsbeispiel sind die Zwischenplatten 18 zwischen jeder vierten Bimetallscheibe 19 angeordnet. Die Zahl der Bimetallscheiben 19 zwischen den angrenzenden Zwischenplatten 1B kann jedoch erhöht werden, falls eine noch größere Kraft zum Öffnen des Ventils bei Gebrauch bei höherem Druck erforderlich ist.

Bei diesem Bimetall-Kondenstopf wird auf die Bimetallscheiben durch AuBenkraft nur im Augenblick des öffnensDruck ausgeübtj bei weiterem geöffneten und geschlossenen Zustand wirkt keine übermäßige Kraft auf sie ein.

Daher können elektro-chemische Erosion und Spannungsrißerosion nur schwer in den Bimetallscheiben auftreten, ihre Leistung ist gleichmäßig, sie haben eine beachtliche Lebensdauer, und die Biegewirkung der Bimetallscheiben aufgrund von Temperaturänderungen ist äußerst genau Cfein).

Bei dem Bimetall-Kondenstopf gemäß dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird der Ventilschaft durch den Zylinder geführt, und Ventilschaft und Ventilscheiben sind lose montiert.

Dadurch wird der Ventilschaft bei Formveränderungen der in geneigtem Zustand befindlichen Bimetallscheiben aufgrund von Wärmeeinwirkung weniger geneigt. Selbst wenn sich der Ventilschaft etwas neigt, sitzt die Ventilscheibe immer einwandfrei auf.

Der Ventilschaft wird durch die Feder zum Ventilsitz gedrückt und die in den Regulierschaft gebohrte öffnung ist mit der Bimetallkammer verbunden, so daß das Verschieben des Ventil-

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schafts sehr sanft vor sich geht.

Der Durchflußkanal für Kondensat und Dampf ist innerhalb der Bimetall-Einheit ausgebildet und verläuft durch diese Bimetall-Einheit, so daß das Sichbiegen der Bimetallscheiben bei Temperaturänderung sehr genau erfolgt.

Das durch die Bimetall-Einheit laufende Kondensat spritzt von den Durchgangsöffnungen der Halteplatte auf die um den Ventilaufnahmeteil herum angeordnete Reaktionsplatte herurter, um den Ventilschaft im Sinne des Schließens des Ventils zu verschieben. Dadurch wird ein sicheres und unverzügliches Schließen des Ventils bewirkt.

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Claims

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ANSPRÜCHE

1J Bimetall-Kondenstopf mit einer Vielzahl von in einer Ventilkammer angeordneten Bimetallplatten, die sich je nach Temperaturänderung biegen und ein Ventil zum öffnen und Schließen einer Ventilöffnung verschieben, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetallplatten (19) in einem Körper (9,14) so übereinandergelagert sind, daß sie sich bei steigender Temperatur in Richtung ihres Übereinanderlagerns zusammenziehen.
2. Bimetall-Kondenstopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtkörper aus einer Vielzahl von in gleicher Biegungsrichtung übereinandergelagerten Bimetallplatten und aus einer Viel-zahl von zwischen den Bimetallplatten angeordneten Zwischenplatten besteht.
3. Bimetall-Kondenstopf nach Anspruch 2, dadurc h gekennzeichnet, daß jede Bimetallplatte im wesentlichen scheibenförmig und jede Zwischenplatte im wesentlichen tellerförmig ausgebildet ist.
4. Bimetali-Kondenstopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtkörper von einer an einem Hohlzylinder (9) angeordneten Halteplatte (22) gestützt wird, deren Lage durch einen in einem Körper damit gebildeten Regulierschaft (14) regulierbar ist, und daß ein Ventilschaft (2D) durch eine Mittelöffnung des Gesamtkörpers in Eingriff mit diesem und mit dem Ventil (32,34) angeordnet ist.

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5. Bimetall-Kondenstopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Ventilschaft (20) durch eine in dem Regulierschaft (14) vorgesehene Bohrung (24) und eine Mittelöffnung der Halteplatte (22) verschiebbar geführt ist.
6. Bimetall-Kondenstopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschaft (20) durch ein elastisches Element (25) in Schließrichtung des Ventils (32, 34) beeinflußbar ist.
7. Bimetall-Kondenstopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (34) als Scheibe ausgebildet und lose am Ventilschaft (20) angeordnet ist.
B. Bimetall-Kondenstopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß ein Durchflußkanal vorgesehen ist, der durch am oberen Teil des Hohlzylinders (9) gebohrte Öffnungen (12), durch einen zwischen der Innenwand des Zylinders und der Außenfläche des Gesamtkörpers (4) befindlichen Zwischenraum, durch in den Zwischenplatten vorgesehene öffnungen (30), durch einen Zwischenraum zwischen der Innenwand der Mittelöffnung des Gesamtkörpers und der Außenwand des Ventilschafts und durch an der Halteplatte (22) gebohrte Öffnungen (31) gebildet ist.
9. Bimetall-Kondenstopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reaktionsplatte (37) am Ventilschaft (20) unter den Durchgangsöffnungen der Halteplatte montiert ist.

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