DE3002378A1

DE3002378A1 - Thermostatische dampfklappe

Info

Publication number: DE3002378A1
Application number: DE19803002378
Authority: DE
Inventors: Alan Frank Bennett; Edward Roger Cutler Clayton
Original assignee: Spirax Sarco Ltd
Current assignee: Spirax Sarco Ltd
Priority date: 1979-01-26
Filing date: 1980-01-23
Publication date: 1980-08-07
Also published as: IN153624B; BE881334A; AR220810A1; BR8000493A; FR2447514A1; IT1130235B; ES488043A1; IT8019497A0; FR2447514B1; KR830001141B1; DE3002378C2; CA1122500A; GB2041194A; GB2041194B

Description

Thermostatische Dampfklappe

Die Erfindung betrifft Dampfklappen»

Die Erfindung betrifft insbesondere thermostatische Dampfklappen mit einem sogenannten thermostatischen "Druckausgleichselement", welches bei einer Art von Dampfklappe die Form eines abgedichteten Balges mit starrem Metalldeckel und -boden aber mit einer Seitenwand annimmt, welche sich verlängert oder verkürzt, wenn die starren Enden auseinandergezogen oder zusammengedrückt werden» Der starre Deckel ist an dem Körper der Dampfklappe befestigt, während der starre Boden das Ventilglied der Dampfklappe trägt= Der Balg ist mit einem flüchtigen Fluid gefüllte Bei Betrieb wird dieses Fluid durch in der Dampfklappe vorhandenes Kondensat derart erhitzt, daß bei einer Kondensattemperatur bei oder über einer vorbestimmten Temperatur t unterhalb der Dampfsättigungstemperatur entsprechend dem Druck in der Dampfklappe der Balg ausreichend expandiert wird, so daß sich das Ventilglied auf seinen Sitz setzt, um die Dampfklappe zu schließen» Bei Kondensattemperaturen unterhalb t fällt der Balg zusammen, und die Dampfklappe ist offen_o

Erfindungsgemäß wird eine thermostatische Dampfklappe mit einem thermostatischen Druckausgleichseiement geschaffen,

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welche dadurch gekennzeichnet ist, daß das Element einen inneren Hohlraum aufweist, der für Dampf/Kondensat innerhalb des Ventils offen ist und gegen das Innere eines Gehäuses abgedichtet ist, in welchem das Element montiert ist, wobei das Gehäuse außerhalb des Elements das flüchtige Fluid enthält, welches das Gehäuse außerhalb des Elements füllt, wenn die Dampf klappe offen ist, um., damit das Element zu unterstützen, wobei ferner das Element bewegbar ist durch Druck, der durch das flüchtige Fluid bei dessen Erhitzung ausgeübt wird, um ein durch das Element getragenes Ventilglied zu einem Ventilsitz zu drängen und damit die Dampfklappe zu schließen, und wobei das Element bei völlig geschlossenem Zustand der Dampfklappe in nahezu niedergesetztem Zustand ist und einen völlig niedergesetzten Zustand annimmt, wenn eine weitere Erhitzung des flüchtigen Fluids eintritt. Das thermostatische Element kann ein Balg oder eine Anordnung mit mehreren Membranen sein. In solch einer Dampfklappe weist das thermostatische Element ein schnelles, definitives Ansprechen auf Temperatur- und Druckänderungen auf, aber kann einer heftigen Überdruckbeaufschlagung aufgrund von Druckstoß oder Überhitzung widerstehen, welche beiden Zustände in einem Dampfsystem vorkommen können. Im Falle eines Druckstoßes, während dessen ein hoher hydraulischer Druck innerhalb des Elementes erzeugt werden kann, wird das Element gegen Deformation durch das flüchtige Fluid gestützt. Wenn eine Überhitzung auftritt, die das flüchtige Fluid veranlagt, einen hohen Druck außerhalb des Elements zu erzeugen, setzt sich das Element völlig nieder, in welchem Zustand es großen Druck aushalten kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

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Figur 1 iJiue etwas schematische Seitenschnittansichi eines

Teils einer Dampfklappe; und Figuren 2A
und 2B ähnliche Ansichten der Hauptteile zweier weiterer Ausführungsformen der Dampfklappe»

Die in den Figuren gezeigten Dampfklappen sind thermostatischo Druckausgleichs-Dampfklappen mit einem Grundteil 1, welches das thermostatische Element der Dampfklappe trägt» In der Dampfklappe der Figur 1 hat dieses Element die Gestalt eines Balges 2, der starre Endwände 3 und 4 aufweist, sowie eine Seitenwand 5, die sich kürzen oder verlängern kann» Der Balg ist innerhalb eines Gehäuses 6 gelegen, wobei seine untere Endwand 3 an einer Bodenwand 7 des Gehäuses 6 befestigt ist. Die obere Endwand 4 kann sich in dem Gehäuse frei auf und abbewegen.

Das Gehäuse 6 ist innerhalb einer Hülle 8 angeordnet, die auf einem Zapfen IA an. dem Grundteil 1 angebracht ist, wobei das Gehäuse gegen einen Flansch 8A der Hülle 8 gehalten wird durch eine Druckfeder 9, die gegen einen weiteren Flansch HB der Hülle 8 und einen Flansch 6A des Gehäuses 6 wirkt.

Der innere Hohlraum 10 des Balges 2 ist zu der Hülle 8 unterhalb des Flansches 8A hin offen über eine Öffnung 11 in der Gehäusewand 7, wobei die Verbindung zwischen der Balgendwand ' und der Gehäusewand 7 das Innere des Gehäuses 6 (außerhalb des Balges 2) gegen die Hülle 8 abdichtet«, Unterhalb der Öffnung 11 befindet sich ein Ventilsitz 12, der in dem Zapfen IA ausgebildet ist, und auf welchem ein Ventilglied 13 sitzen kann, das durch eine Stange 14 getragen wird, welche von der oberen Balgwand 4 nach unten steht und sich durch die öffnung 11 hindurch erstreckt, so daß sich das Ventilglied 13 mit der oberen Balgwand 4 bewegt»

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Das Innere des Gehäuses 6 ist außerhalb des Balges 2 mit flüchtigem Fluid 15 gefüllt.

Die Hülle 8 ist innerhalb einer Abdeckung 18 enthalten, welche an dem Grundteil 1 montiert ist, so daß das Innere der Dampfklappe gegen die äußere Atmosphäre abgedichtet ist. Öffnungen 16 in der Hülle 8 unterhalb des Flansches 8A setzen das Innere dieses Teils der Hülle 8 in Verbindung mit dem Inneren der Abdeckung 18.

Bei der Anwendung ist die Dampfklappe in einer Dampfstromleitung so angebracht, daß mit dieser eine Durchlaßöffnung in dem Grundteil 1 in Verbindung steht. Bei Betrieb nimmt die Dampfklappe, bevor der Dampf angeschaltet wird, den in Figur 1 gezeigten Zustand an: Balg 2 expandiert, Ventil 12/13 offen, Gehäuse 6 sitzt auf dem Flansch 8A. Wenn der Dampf angeschaltet wird, passiert zunächst Kondensat durch die Durchlaßöffnung 19 in das Innere der Abdeckung 18 und durch die Öffnungen 16 durch die Durchlaßöffnung 17 an dem Ventilsitz 12 hindurch heraus. Wenn wärmeres Kondensat die Dampfklappe erreicht, wird Wärme auf das flüchtige Fluid 15 übertragen, welches expandiert, mit dem Ergebnis, daß der Balg beginnt, zum Zusammenfallen gezwungen zu werden, und dabei das Ventilglied 13 näher zu dem Ventilsitz 12 hin bewegt. Bei einer vorbestimmten Temperatur t unterhalb der Dampfsättigungstemperatur entsprechend dem Druck in der Dampfklappe siedet das flüchtige Fluid 15 und beginnt, einen Dampfdruck auszuüben. Wenn die Innenseite des Balges 2 auf Dampfdruck ist, ist die Außenseite wegen des Temperaturkopfes auf einem Druck, welcher um einen Betrag t höher liegt. Dieser Überdruck zwingt den Balg 2, weiter zusammenzufallen, und zwingt folglich das Ventilglied 13 auf seinen Sitz 12 hinab. Also schließt die Dampfklappe, knapp bevor die Dampftemperatür erreicht wird. Das Kondensat wird dann in der Dampfklappe aufgehalten, bis es auf die Temperatur t unterhalb der Dampftemperatur abgekühlt ist. Bei diesem Punkt ist der Dampfdruck

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in dem Gehäuse 6 kleiner als der Dampfdruck innerhal?o des Balges 2, so daß der Balig 2 in der Lage ist, wieder zu expandieren, und sich daher das Ventilglied 13 von dem Ventilsitz 12 abhebt=

Das flüchtige Fluid kann eine Mischung aus Wasser und einem anderen Fluid sein, dessen Siedepunkt kleiner als der vor. Wasser ist.

Das flüchtige Fluid wird derart gewählt, daß die Diagramme (Druck gegen Temperatur) des flüchtigen Fluids und von 'Wasser allein nahezu parellel sind und daher ungeachtet des Dampfdrucks, der in der Dampfklappe herrschen kann, das flüchtige Fluid bei im wesentlichen jeder Temperatur t unterhalb der DampfSättigungstemperatur zu sieden beginnt und somit die Dampfklappe zum Schließen veranlaßt.

Bei der Dampfklappe von Figur 1 ist zu beachten, daß sie so eingerichtet ist, daß bei voll expandiertem Balg 2 - Dampfklappe völlig offen - das flüchtige Fluid 15 das Innere des Gehäuses außerhalb des Balges 2 vollständig ausfüllt» Also ist in diesem Zustand der Balg 2 völlig gestützt, und ein Hochgehen des Leitungsdrucks, zum Beispiel aufgrund eines Druckstoßes, wird daran gehindert, den Balg weiter auszudehnen. Der Balg kann nicht überdehnt und also durch einen Druckstoß nicht beschädigt werden»

In dem anderen Extremzustand - Dampfklappe völlig geschlossen, Balg völlig zusammengefallen - ist es so eingerichtet, daß die Lamellen des Balges 2 darm nahezu einander berühren» Wenn überhitzter Dampf vorhanden ist, was eine noch weitere Verdampfung des flüchtigen Fluids bewirkt, wird der kleine Betrag an Bewegung, die erforderlich ist, um den Lamellen des Balges zu gestatten, sich als Ergebnis dieser weiteren Erhitzung völlig niederzusetzen oder aneinander zu

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schmiegen, dadurch aufgenommen,daß sich das Gehäuse 6 von dem Plansch 8A gegen die Wirkung der Überlastfeder 9 abhebt. Also veranlaßt ein übermäßiger Druck des flüchtigen ' Fluids, welcher durch Überhitzung bewirkt wird, den Balg, einen völlig niedergesetzten Zustand einzunehmen, und sobald dies erreicht ist, kann der Balg großen Druck ohne Schaden aushalten.

Die Figuren 2A und 2B zeigen thermostatische Druckausgleichs-Dampf klappen mit thermostatischen Elementen, welche Vielfachmembran-Anordnungen 2A (Figur 2A) oder 2B (Figur 2B) sind, wobei die Dampfklappen im übrigen die gleichen sind wie die Dampfklappen von Figur 1. Ks sind also in jedem Fall zwei Membranen 23, 24 vorgesehen, die an ihren Umkreisen fest miteinander verschlossen sind, um so einen inneren Hohlraum 10 zu definieren, der zu der Hülle 8 hin offen ist. Wie in dem Fall der Dampfklappe von Figur 1 sitzt die untere Membran fest an der Bodenwand 7 des Gehäuses 6, während die obere Membran 24 frei ist, um sich auf und abzubewegen, und das Ventilglied 13 trägt. Das Innere des Gehäuses 6 ist außerhalb der Membrananordnung 2A oder 2B mit flüchtigem Fluid 15 gefüllt und jede dieser Dampfklappen arbeitet auf die gleiche Art wie die Dampfklappe von Figur 1. Im Fall der Figur 2A hat jede der Membranen 23, 24 in entspanntem Zustand eine Kegelstumpfform. Die Membranen 23, 24 der Figur 2B haben eine gewellte Form.

Wie im Fall von Figur 1 wird bei völlig geöffnetem Zustand der Dampfklappe die Membrananordnung 2A oder 2B vollständig durch das flüchtige Fluid gestützt, das das Innere des Gehäuses außerhalb der Blendenanordnung in diesem Zustand vollständig ausfüllt. Bei völlig geschlossenem Zustand der Dampfklappe berühren sich die einzelnen Membranen nahezu und schmiegen sich völlig an, wenn eine weitere Erhitzung auftritt.

Der

RAD ORIGINAL

Claims

300237·

Dipl.-lng. H. MITSCHERLICH D-BODO MÖNCHEN 2 2

Dipi.-Ing. K, GUNSCHMANN Steinsdorfstraße 10

Dr. rer. not. W. KÖRBER ^ ⁽⁰⁸⁹> ' ^{29 66 84}

Dipl.-I η g. J. SCHMIDT-EVERS
PATENTANWÄLTE

SPIRAX SARCO LIMITED _o_

130/132, St. Georges Road ²³° Januar 198o

Cheltenham

Gloucestershire

ENGLAND

Ansprüche:

Thermostatische Dampfklappe, die ein durch flüchtiges Fluid betätigtes thermostatisches Druckausgleichselement aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß das Element (2, 2A, 2B) einen inneren Hohlraum (10) aufweist, der für Dampf/Kondensat innerhalb des Ventils offen ist und gegen das Innere eines Gehäuses (6) abgedichtet ist, in welchem das Element (2, 2A, 2B) montiert ist, wobei das Gehäuse (6) außerhalb des Elements (2, 2A, 2B) das flüchtige Fluid (15) enthält, welches das Gehäuse <6) außerhalb des Elements (2, 2A, 2B) füllt, wenn die Dampfklappe offen"rLst, um ' damit das Element zu unterstützen, wobei ferner das Element (2, 2A, 2B) bewegbar ist durch Druck, der durch das flüchtige Fluid 15 bei dessen Erhitzung ausgeübt wird, um ein durch das Element getragenes Ventilglied (13) zu einem Ventilsitz (12) zu drängen und damit die Dampfklappe zu schließen, und wobei das Element (2, 2A, 2B) bei völlig geschlossenem Zustand der Dampfklappe in nahezu niedergesetztem Zustand ist und einen völlig niedergesetzten Zustand annimmt, wenn eine weitere Erhitzung des flüchtigen Fluids (15) eintritt.

2ο Dampfklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das thermo statische Element ein Balg (2) ist«,

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3. Dampfklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das thermostatische Element eine Anordnung aus mehreren Membranen ist (2A, 2B).

4. Dampfklappe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gegenüber-liegende Membranen (23, 24) vorgesehen sind, die beide kegelstumpfförmig sind.

5. Dampfklappe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gegenüber-liegende Membranen (23, 24) vorgesehen sind, die beide eine gewählte Form haben.

6. Dampfklappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Grundteil (1) vorgesehen ist, in welchem der Ventilsitz (12) ausgebildet ist, und welches eine Hülle (8) für das Gehäuse (6) trägt, in dem das thermo- ■

statische Element (2, 2A, 2B) montiert ist, wobei das Grundteil (1) auch eine Abdeckung (18) trägt, deren Inneres gegen die Außenatmosphäre abgedichtet ist, und in der die Hülle (8), das Gehäuse (6) und das Element (2, 2A, 2B) angeordnet sind, daß ferner das Ventilglied (13) an einer oberen Wand (4, 24) des Elements befestigt ist, welche sich in dem Gehäuse in Abhängigkeit von der Kontraktion oder Expansion des flüchtigen Fluids (15) in dem Gehäuse auf und abbewegt, und daß der innere Hohlraum (10) des Elements offen ist für den Dampf/ das Kondensat durch eine Öffnung (11) in der Bodenwand (7) des Gehäuses,durch welche Öffnung das Ventilglied mit seinem Sitz zusammenwirkt.

7. Dampfklappe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (6) als ganzes elastisch in die Richtung gedrängt wird, in welcher sich das Ventilglied (13) zum Aufsetzen auf den Sitz (12) bewegt, um auf einen an der Hülle (8) befestigten Anschlag (8A) zu sitzen.

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