DE2837538C2 - Thermisch gesteuertes Ventil - Google Patents

Thermisch gesteuertes Ventil

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Werner Dipl.-Ing. 2805 Stuhr Föller
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Gestra Kondensatableiter GmbH and Co KG
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Gestra- KSB Vertriebsgesellschaft mbH. & Co KG, 2800 Bremen
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    • F16T1/00—Steam traps or like apparatus for draining-off liquids from enclosures predominantly containing gases or vapours, e.g. gas lines, steam lines, containers
    • F16T1/02—Steam traps or like apparatus for draining-off liquids from enclosures predominantly containing gases or vapours, e.g. gas lines, steam lines, containers with valves controlled thermally
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K7/00—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
    • F16K7/12—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm
    • F16K7/14—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm arranged to be deformed against a flat seat
    • F16K7/17—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm arranged to be deformed against a flat seat the diaphragm being actuated by fluid pressure

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Description

— ein dickwandiges Mantelgehäuse (11, 12) stütztend das Steuerelement (3) umschließt und
— das Mantelgehäuse (11, 12) mit entlang der Oberfläche des Steuerelementes (3) verlaufenden, schmalen. Ein- und Austrittsöffnungen (19, 20) für das abzuleitende Medium aufweisenden Strömungskanälen (13,14) versehen ist.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilabsperrstelle (7, 8) innerhalb des Mantelgehäuses (11, 12) gelegen ist und die Strömungskanäle (13, 14) des Mantelgehäuses (11, 12) den Zufluß zur Ventilabsperrstelle (7,8) bilden.
3. Ventil nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelgehäuse (11, 12) auf seiner dem Ventilsitz (7) abgewandten Seite mindestens eine den Ventileinlaß mit den Strömungskanälen (13, 14) verbindende Zuflußöffnung (19) aufweist.
4. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle aus zur Oberfläche des Steuerelementes (3) offenen Rinnen (13, 14) in den Innenwandflächen des Mantelgehäuses (11, 12) bestehen.
5. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelgehäuse aus zwei randseitig miteinander verbundenen Schalenkörpern (11, 12) besteht, von denen mindestens einer im Bereich der Schalenkörper-Trennfuge eine das Steuerelement (3) umgebende Ringnut (17, 18) aufweist mit der die Strömungskanäle (13,14) der Schalenkörper (11,12) verbunden sind.
6. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der ventilsitzferne Schalenkörper (11) aus einem äußeren Kranz mit inneren Stützspeichern besteht.
Die Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere Kondensatableiter, der im Oberbegriff des Hauptanspruches spezifizierten Art.
Bei kapseiförmigen thermischen Steuerelementen (z. B. Faltenbälgen und Membrandosen) werden nicht nur die elastischen, sondern auch die starren Wandungsteile möglichst dünnwandig ausgeführt, um neben einer ausreichend großen Beweglichkeit des elastischen Teiles, ein gutes Wärmeübertragungsverhalten und u. a. auch eine gute Verschweißbarkeit der starren und elastischen Teile miteinander zu erzielen. Aufgrund der Dünnwandigkeit ist die Belastbarkeit derartiger Steuerelemente mit hohen Differenzdrücken notgedrungen begrenzt
Findet ein solches thermisches Steuerelement beispielsweise in einem Kondensatableiter für höhere Betriebsdrücke (z. B. PN 40 und höher) Anwendung und wird mit überhitztem Dampf beaufschlagt, was nicht auszuschließen ist, so entsteht ein sehr hoher Innei?überdruck des Ausdehnungsmediums in dem Steuerelement Ein Verformen und Bersten desselben ist die Folge.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil
ίο des eingangs genannten Typs mit einem nach wie vor dünnwandigen und dennoch durch das Auftreten hohen Innenüberdruckes nicht gefährdeten thermischen Steuerelement zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden is Teil des Hauptanspruches angegebenen Erfindungsmerkmale gelöst
Das danach vorgesehene Mantelgehäuse für das thermische Steuerelement kann hinreichend dickwandig und damit steif genug ausgeführt werden, um den oder die starren Wandungsteile des Steuerelementes auch gegen übermäßig hohen Innenüberdruck abzustützen und damit ein Verformen desselben zu verhindern. Die Membran erfährt gleichfalls die nötige Abstützung durch das Mantelgehäuse. Sei es, daß es direkt an dem
2Ί Mantelgehäuse zur Auflage kommt oder daß eine evtl. am Steuerelement für die Membran vorgesehene dünne Stützwand durch das Mantelgehäuse abgefangen wird. Durch die im Mantelgehäuse vorgesehenen Strömungskani>le wird das Steuerelement von dem abzuleitenden
jo Medium unmittelbar beaufschlagt, so daß eine gute, reaktionsschnelle Wärmeübertragung zwischen dem abzuleitenden Medium außerhalb und dem Ausdehnungsmedium innerhalb des Steuerelementes gewährleistet ist.
κ Ein wesentlicher Vorteil besteht auch darin, daß die in Großserienfertigung hergestellten und mithin preisgünstigen, für geringere Betriebsdrücke vorgesehenen thermischen Steuerelemente Verwendung finden können.
Die Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung an.
Die Merkmale des Anspruches 2 bewirken eine zwangsweise und damit besonders intensive Strömung des abzuleitenden Mediums durch die Strömungskanäle
41S des Mantelgehäuses, was der Ansprechempfindlichkeit des Steuerelementes förderlich ist. Hierauf zielt auch der Anspruch 3 ab, welcher die Voraussetzungen für eine stets allseitige Umströmung des Steuerelementes im Mantelgehäuse schafft.
Der Anspruch 4 hat eine besonders zweckmäßige Gestaltung der Strömungskanäle im Mantelgehäuse zum Gegenstand.
Eine insbesondere für flachbauende thermische Steuerelemente sehr vorteilhafte Ausbildungsform des Mantelgehäuses ist Gegenstand des Anspruches 5. In jeder beliebigen Relativ-Umfangstellung der beiden Schalenkörper ist sichergestellt, daß das abzuleitende Medium aus den Strömungskanälen auf der ventilsitzfernen Seite des Steuerelementes in jene auf der ventilsitzzugewandten Seite gelangen kann.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Mantelgehäuses beinhaltet der Anspruch 6. Bei dieser Lösung können die zwischen den Stützspeichen verbleibenden Spalte zugleich die Zuflußöffnungen und die Strömungskanäle bilden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 einen thermisch gesteuerten Kondensatablei-
ter im Schnitt I-I und
Fig.2 einen ventilsitznahen Schalenkörper des obigen Kondensatabieiters in Draufsicht
Im Innenraum 1 eines Ventilgehäuses 2 ist ein thermisches Steuerelement 3 vorgesehen, welches sich aus zwei dünnwandigen Wandungsteilen 4, 5 sowie einer dazwischen angeordneten, peripher mit ihnen verschweißten Membran 6 zusammensetzt Letztere trägt ein Verschlußteil 7, das mit einem Ventilsitz 8 an einer Ventilsitzbuchse 9 zusammenwirkt Der zwischen dem siarren Wandungsteil 4 und der Membran 6 gebildete Expansionsraum 10 des Steuerelementes 3 beinhaltet ein Ausdehnungsmedium, vorzugsweise eine Verdampfungsflüssigkeit
Das Steuerelement 3 ist von einem dickwandigen Mantelgehäuse fest umschlossen, das aus zwei randseitig miteinander verbundenen Schalenkörpern 11, 12 besteht Der ventilsitznahe Schalenkörper 12 ist ortsfest an der Ventilsitzbuchse 9 gehalten. Beide Schalenkörper 11,12 weisen innenseitig radial verlaufende Rinnen 13, 14 und konzentrische Quernuten 15,16 auf. Ferner sind beide Schalenkörper 11,12 zwischen ihren randseitigen Auflageflächen und dem Außenrand des Steuerelementes 3 mit zwei zueinander offenen Ringnuten 17, 18 versehen, und schließlich besitzt der ventilsitzferne Schalenkörper 11 eine zentrale, in die Rinnen 13 einmündende Zuflußöffnung 19.
Beim Ableiten strömt das Kondensat aus dem Gehäuse-Innenraum 1 durch die ZufluRöffnung 19 in die Rinnen 13 und die Quernuten 15 des Schalenkörpers 11. Ober die Ringnuten 17,18 tritt es dann in die Rinnen 14 und Quernuten 16, um schließlich zur Ventilsitzöffnung 20 zu gelangen. Hierbei wird das Steuerelement 3 im Mantelgehäuse 11,12 zwangsläufig allseitig unmittelbar vom abzuleitenden Kondensat beaufschlagt so daß die Temperatur im Expansionsraum 10 sich reaktionsschnell der jeweiligen Temperatur des vorbeiströmenden Kondensats angleichen kann und ein verzögerungsfreies Ansprechen des Steuerelementes 3 gewährleistet ist
Die dünnwandigen Wandungsteile 4,5 des Steuerelementes 3 sind allein gegen hohe Innenüberdrücke im Expansionsraum 10 nicht resistent Bei der gelegentlich unvermeidlichen Beaufschlagung des Steuerelementes 3 mit überhitztem Dampf, zumal solchem höheren Druckes, treten sehr hohe Innenüberdrücke im Steuerelement 3 auf. Da aber die beiden äußerst steifen Schalenkörper 11, 12 mit ihren inneren Stirnflächen abstützend an den beiden Wandungsteilen 4, 5 des Steuerelementes 3 anliegen, ist letztere gegen eine Deformation oder gar ein Bersten infolge überhöhten Innenüberdruckes zuverlässig geschützt Die die Ab-Stützflächen unterbrechenden Rinnen 13, 14 und Quernuten 15, 16 sind in ihrer Breite so schmal bemessen, daß auch in diesen Bereichen keine Überbeanspnichung des Steuerelementes 3 erfolgt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Ventil, insbesondere Kondensatableiter, mit einem thermischen Steuerelement, welches einen dünnen starren Wandungsteil und eine peripher damit verbundene Membran aufweist, die ein mit einem Ventilsitz zusammenwirkendes Verschlußteil betätigt, wobei der zwischen dem Wandungsteil und der Membran gebildete Expansionsraum des Steuerelementes ein Ausdehnungsmedium enthält, dadurch gekennzeichnet, daß
DE2837538A 1978-08-28 1978-08-28 Thermisch gesteuertes Ventil Expired DE2837538C2 (de)

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