DE3107266C2 - Ventilbetätigungsmechanismus eines Kondensatableiters mit Schwimmerglocke - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ventilbetätigungsmechanismus eines Kondensatabieiters mit Schwimmerglocke entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei der Vorrichtung gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs I gewürdigten US-PS 31 14 383 sind am Umfang der Oberseite der Schwimmerglocke gegenüberliegend jeweils eine Öse angebracht, in die freie Enden von zwei Hebeln eingreifen. Diese Hebel sind über eine Achse drehbar mit der Unterseite des Ventilschaftes verbunden, wobei die entgegengesetzten Enden an der Unterseite der Ventilführung des Ventilschafies angreifen. Der Ventilschaft ist ohne Spiel

55

60

65 in einer Bohrung geführt. Wenn die Schwimmcrglocke durch ihre Schwerkraft absinkt, so wird der Ventilschaft aufgrund des Hebelsystems nach unten bewegt und gibt eine Ventilöffnung frei. Da sich jedoch der Ventilschaft nur in einer Richtung bewegen kann und darüber hinaus zwei Hebel einerseits diametral gegenüberliegend an der Schwimmerglocke und diametral gegenüberliegend an der Unterseite der Ventilführung angreifen, kommt es zu einer erheblichen Reibung zwischen der Unterseite der Ventilführung und den freien Enden der beiden Hebel. Somit bedingt das aufwendige Zweifach-Hebelsystem einen erheblichen Reibungsverlust, welcher die angestrebte Kraftübertragung bei verminderten Glockengewicht wieder weitgehend reduziert. Die Aufwärtsbewegung erfolgt aus einer unteren Lage, in der die Schwimmerglocke mit ihrer Oberseite unmitteluar auf das untere Ende des Ventilschaftes einwirkt, und zwar unter Ausschaltung der Hebelwirkung, so daß kein zu starkes Aufschlagen des Ventilschaftes auf den Ventilsitz erfolgt, wenn die Ventilöffnung intolge des Auftriebes in der Schwimmerglocke wieder geschlossen wird.

Eine weitere Losung ist durch die US-PS 38 77 479 bekannt, bei der ebenfalls zwei Hebel verwendet werden. Ein Hebel, der eigentliche Betätigungshebel, ist in der Mitte über einen Lagerzapfen mit dem anderen Ende des Ventilschaftes schwenkbar verbunden. Das andere Ende des Betätigungshebels ist an der Oberseite der SchwimmerglocKe angelenkt. Das andere Ende des Betätigungshebels ist an der Unterseite des weiteren Hebels an; "enkt, welcher wiederum am Ventilzylinder schwenkbai gelagert ist. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß eine Übersetzung der Kräfte sowohl in der einen, wie auch in der anderen Richtung erfolgt und somit die Schließbewegung des Ventils beim Aufwärtsbewegen der Glocke infolge des wirkenden Auftriebes zu heftig erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vcntilbftätigungsmechanismus der genannten Ar; derart weiterzuentwickeln. daß di». einwandfreie Öffnen des Ventils bei leichter Schwunmerg.^'ke einerseits und das zu heftige Schließen des Ventil«, andererseits wirksamer und mit einfacheren konstruktiven Mitteln ermöglicht wird

Diese Aufgabe wird erfindingsgetnaU durch die sich aus dem kennzeichnender Teil des Patentanspruchs I ergebenden Merkmale gelost.

Diese Lösungsmerkmale bestehen darin, daß nur ein Betätigungshebel verwendet wird, an dem frei pendelnd die Schwimmerglocke schwenkbar angebracht ist. wobei der Ventilschaft mit erheblichem Spiel in der Ventilführung geführt ist Durch <!ie frei pendelnde Aufhängung hai die Bewegung der Schwimmerglockt.· keine Zwangsfuhrungseinwirkung auf den Betatigungs hebel, was bedeutet, daß sich die Schwenkachse auf einer freien Bahn bewegen kann, wenn sich die Schwimmerglocke abwartsbewegt Das dabei an der Unterfläche der Ventilführung anliegende freie Ende des Betätigungshebels findet am Anlagepunkt einen Schwenkpunkt, so daß es /u keiner, einen Reibungs widerstand verursachenden Relativbewegung zwischen diesem freien Ende und der Unterseite der Vcnulführung kommt. Dabei kann sich der Schwenkpunkt zwischen dem Unteren Ende des Ventilschaftes und dem Betätigungshebel aufgrund der besonderen Führung des Ventilschaftes der Ventilführung entsprechend frei bewegen, um sicherzustellen, daß der vorgenannte Anlagepunkt als weitgehend ortsfester Schwenkpunkt

betrachtet werden kznn obwohl dieser mechanisch nicht festgelegt ist. Somit kommt die Hebelübersetzung mit einfachen konstruktiven Maßnahmen, d.h. mit einem einzigen Betätigungshebel, uneingeschränkt zur Auswirkung.

Durch die im Patentanspruch 2 definierte Sperrlage wird eine definierte Ausgangslage geschaffen, aus der heraus eine kückbewegung der Schwimmerglocke nach oben durch Anlage der Oberseite am unteren Ende des Ventilschaftes möglich ist.

Zum besseren Verständnis wird nachfolgend die Erfindung anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform des Ventilbetätigungsmechanismus eines Kondensatableiter mit Schwimmerglocke;

F i g. 2a bis d Erläuterungsdiagramme für die verschiedenen Betriebszustände des Ventilbetätigungsmechanismus der F i g. 1.

In den einzelnen Darstellungen bedeuten 1 ein Kondensatabieitergehäuse, 2 einen Deckel, 3 einen Einlaß, 4 einen Auslaß, 5 eine Kondensa'kammer, 6 eh : enge Beluftungsöffnung, 7 eine Schwimmergiocke in Gestalt eines umgestülpten Bechers, 8 einen Einlaßkanal, 9 eine Düse, 10 einen Auslaßkanal, 11 eine Trennwand, 12 eine Dichtung, 13 einen Ventilsitzzylinder, 14 eine Ventilöffnung, 15 ein Abgabeventil, 16 eine Führungsnadel, 17 ein Hauptventil, 18 eine Kammer für wechselnden Druck, 19 ein Umschaltventil, 20 eine Ventilführung, 21 einen Ventilschaft, 22 einen Halter, 23 einen Anlaufring, 24 einen Stift. 25 einen Betätigungshebel. 26 ein Ösenelement. 27 und 28 Gelenkstifte.

In der F i g. 1 ist das hohle Kondensatabieitergehäuse 1 durch einen Deckel 2 verschlossen. In die Seitenwand des Gehäuses 1 sind ein Einlaß 3 und ein Auslaß 4 eingeformt, während sich im Gehäuse 1 eine Kondensatkammer 5 befindet.

Die Schwimmerglocke 7 mit offener Unterseite und geschlossener Oberseite, in der sich eine enge Entlüftungsöffnung 6 befindet, ist in die Kondensatkammer 5 eingesetzt. Vom Einlaß 3 verläuft zur Kondensatkammer 5 der Einlaßkanal 8. der gegenüber dem Inneren der Schwimmerglocke 7 endet. Das Düsenrohr 9 ist auf der Endöffnung des Einlaßkanals 8 beftstigt ist. so daß der vom Einlaß 3 kommende Kanal in das Innere der Schwimmerglocke 7 eingeführt wird.

Der die Kondensatkammer 5 des Gehäuses ί verschließende Deckel ist mit dem Auslaßkanal 10 versehen, der von der Kondensatkammer 5 durch die Trennwand 11 abgeteilt ist. Der Auslaßkanal 10 steht mit dem Auslaß 4 des Gehäuses 1 in Verbindung. Die Dichtung 12 liegt zwischen Gehäuse 1 und Deckel 2, so daß deren Verbindungsstelle abgedichtet ist.

Der Ventilsitzzylinder 13 mit der Ventilöffnung 14. die durch eine Endwand hindurchgebohrt ist, ist in die Trennwand 11 eingeschraubt. Das Abgabeventil 15 für das Öffnen und Schhessen der Ventilöffnung 14 ist mit der Schwimmerglocke 7 verbunden.

Wenn nun die Kondensatkammer 5 mit kaltem Wasser gefüllt ist, dann sinkt die Schwimmergiocke aufgrund ihres Gewichtes in das Wasser hinein, und das Abgabe ventil 15 öffnet die Ventilöffnung 14, so daß kaltes Wasser aus ihr heraustreten kann. Wenn das kalte Wasser abgegeben ist, treibt ein Därnpfsystem, das mit dem Einlaß 3 in Verbindung steht, heißes Kondensat anschließend in den Kondensatableiter, und mit heißem Kondensat vermischter Dampf sammelt sich allmählich innerhalb der Schwimmergiocke 7, so daß der an der Schwimmergiocke 7 wirkende Auftrieb größer wird, bis er das Gewicht der Schwimmergiocke 7 im Kondensat überwindet, woraufhin das Abgabeventil 15 die Ventilöffnur.g 14 schließt. Die Ventilöffnung wird vom Abgabeventil 15 bis zum Auftriebsverlust geschlossen gehalten, der entweder durch allmählichen Austritt von Dampf aus dem Inneren der Schwimmergiocke 7 in die Kondensatkammer 5 durch die feine Entlüftungsöffnung 6 oder durch Kondensieren des Dampfes innerhalb der Schwimmergiocke bewirkt wird. Der »Auftriebsverlust« betrifft den Zustand, bei welchem die Abwärtskraft, welche durch Subtrahieren eines Auftriebs aufgrund von Restdampf in der Schwimmergiocke 7 vom Gewicht der Schwimmergiocke im Kondensat erhalten

ι⁵ wird, größer ist als eine Ventilschließkraft, die auf das Abgabeventil 15 wirkt, wenn die Ventilöffnung 14 geschlossen ist, wobei diese Ventilschließkraft durch den Innendruck der Kondensatkammer 5 hervorgerufen wird. Auf diese Weise werden die Schließ- und Öffnungsvorgänge des Abgabeventils 15 automatisch und spontan gesteuert

Das dargestellte Ausführungsbeisp:.- verwendet als Entiadungsventil 15 eine Kombination ein:r Steuernadel 16 und eines Hauptventils 17, und im Ventilsitzzylinder 13 ist eine Kammer 18 für variablen Druck ausgebildet, so daß die Steuernadel 16 mit dem Hauptver il 17 zusammenarbeiten kann. Genauer gesagt, ist der Innendruck der Kammer 18 für variablen Druck zwischen den Druck der Kondensatkammer 15 und den Druck im Auslaßkanal 10 durch ein Umschaltventil 19 zwischengeschaltet, üaß entweder einstückig mit der Steuernadel 16 ausgebildet oder mit dieser gekoppelt ist. Dadurch steuert die Schwimmergiocke 7 zunächst die Tätigkeit der Steuernadel 16 und in zweiter Linie die Tätigkeit des Hauptventils 17. Da der druckempfangende Bereich der Steuernadel 16 wesentlich kleiner als der des Hauptventils 17 ist, können die Abmessungen der Schwimmergiocke 7 in diesem Fall sehr leicht reduziert werden. In der Darstellung der Fig. 1 ist mit dem unteren Ende des Ventikitzzylinders 13 die Ventilführung 20 mit einer Ventilöffnung für das Umschaltventil 19 befestigt. Ein Venti..schaft 21 dieses Ausführungsbeispiels erstreckt sich durch die Ventilöffnung der Ventilführung 20 und ist einstückig mit dem Umschaltventil 19 ausgebildet.

Der Ventilschaft 21 hält die Steuernade! 16 beweglich mittels eines Halters 22 und eines Anschlagringes 23. Der Anschlagring 23 ist mit dem oberen Abschnitt des Ventilschaftes 21 über einen Stift 24 verbunden. Die Steuernadel 16 kann sich begrenzt gegenüber dem Ventilschaft 21 in axialer Richtung bewegen. Vorzugsweise trachtet die Steuernadel 16 danach, sich in einer Richtung auf das Hauptventil 17 hin zu bewegen, wenn das abzugebende Kondensat entlang ihrer Oberfläche fließt.

Wenn das Abgabeventil 15 in einstückiger Konstruktion hergestellt wird.; 'erden das Hauptventil l/ und das Umschaltventil 19 der Figur überflüssig, und die Steuernadel 16 kommt dann unmittelbar zum Eingriff am Ventilsitz der Ventilöffnung 14 Der Ventilschaft 21 ist in diesem Fall mii der Führungsnadel 16 einstückig oder mit ihr verbunden, wie oben beschrieben. Dieser Ventilschaft 21 erstreckt sich dabei durch die Ventilfüh· rung 20, die am unteren Ende des Ventilsitzzylinders 13 angeordnet ist.

Der Veniilbetätigungsmechanismus kann mit beiden Arten der genannten Abgabeventile 15 verwendet werden. Unabhängig von der Art des Abgabeventils 15

ι sr

ist das untere Ende des Ventilschafts 21 gelenkig mit einem Zwischenabschnitt eines Übertragungshebels 25 verbunden, und ein Ende des Übertragungshebels 25 ist wiederum gelenkig mit dem ösenelement 26 verbunden, das auf der Oberseite des Schwimmerkörpers 7 > befestigt ist, während das gegenüberliegende Ende des Betätigungshebels 25 der Unterseite der Ventilführung 20 gegenübersteht, so daß es wahlweise an dieser angreifen kann.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind das t» untere Ende des Ventilschaftes 21 und das obere Ende cfes ösenelementes 26 gabelförmig, so daß sie den Betätigungshebel 25 zwischen ihre beiden Gabelschenkel aufnehmen können. Stifte 27 und 28 verbinden den Betätigungshebel 25 mit den Gabelabschnitten des Ventilschaftes 21 und des Ösenelementes 26. Das untere Ende des Ventilschaftes 21 wirkt als Anschlag, mit dem der Ventilschaft auf die Oberseite der Schwimmerglokke 7 aufsetzen kann, wenn die Ventilöffnung 14

apcrhlnccpn σρΐιηΐίρη wirrl

Es soll nun die Fig. 2a betrachtet werden, die den Zustand zeigt, in dem das Volumen des den Innenraum der Schwimmerglocke 7 ausfüllenden Gases aufgrund des Austritts durch die feine Entlüftungsöffnung 6 oder Kondensation im Falle von Dampf abgenommen hat. Die Auftriebskraft, die an der Schwimmerglocke 7 angreift, verringert ist, so daß das wirksame Gewicht der Schwimmerglocke 7 in der Flüssigkeit sich erhöht und eine Abwärtskraft Fi am Ende des Betätigungshebels 25 an einem Angriffspunkt angreift, der beim Gelenkstift 28 liegt. In diesem Augenblick greift das gegenüberliegende Ende des Betätigungshebels 25 unter die Unterfläche der Ventilführung 20 an einem Punkt A an, der als Drehpunkt dient. Dadurch wird die Wirkung der Kraft Fi durch das Hebelübersetzungsverhältnis hll\ entsprechend der Darstellung der F i g. 2a verstärkt, und die so verstärkte Kraft wirkt auf den Ventilschaft 21 in Öffnungsrichtung des Ventilsitzes 14. Da der Hebelarm A zwischen Drehpunkt A und dem wirksamen Punkt der verstärkten Kraft sehr klein w gemacht werden kann, kann die Hebelübersetzung sehr groß werden, so daß auch dann, wenn die Schwimmerglocke 7 selbst sehr klein ist, eine ausreichend starke Kraft zum Öffnen des Ventils erzielt werden kann, um auf diese Weise die Ventilschließkraft, die am Abgabeventil 15 oder an der Führungsnadel 16 in diesem Fall sich auswirkt, zu überwinden.

Wenn gemäß Fig.2b die Führungsnadel 16 in der genannten Weise heruntergezogen worden ist, trennt das Umschaltventil 19 die Kammer 18 für variablen Druck von der Kondensatkammer 5 ab. so daß die Kammer 18 mit d~m Auslaßkanal 10 in Verbindung stehL Unter diesem Umstand berührt der Ösenkörper das untere Ende des Ventilschaftes 21 und wird durch diesen an weiterer Bewegung gehindert

Daraus folgt, daß das Hauptventil 17 durch die Druckdifferenz zwischen der variablen Druckkammer und dem Auslaßkanal 19 abwärtsgedrückt wird, so daß die Ventilöffnung 14 mit großem Durchmesser geöffnet wird und das Kondensat in großer Menge abfließen kann.

Die nächste Betrachtung gilt nun der F i g. 2a Wenn das Hauptventil 17 die Ventilöffnung 14 öffnet, damit das Kondensat abströmen kann, dann erhöht sich, wenn eine ausreichende Menge Gas oder Dampf ins Innere der Schwimmerglocke 7 über den Einlaß 3, den Einlaßkanal 8 und die Düse 9 eindringt, der an der Schwimmerglocke 7 angreifende Auftrieb, bis die Schwimmerglocke 7 sich mit einer Kraft Fi nach oben bewegt und die Oberseite der Schwimmerglocke 7 gegen das untere Ende des Ventilschaftes 21 anläuft. Danach wirkt die Kraft Fi unmittelbar auf den Ventilschaft 21 und schiebt die Führungsnadel 16 nach oben, so daß das Umschaltventil 19 die Ventilöffnung der Ventilführung 20 öffnet und somit die variable Druckkammer 18 mit der Kondensatkammer 5 in Verbindung bringt. Dadurch trachtet die Führungsnadel 16, sich zusammen mit dem Strom des sie umströmenden Kondensats zu bewegen, bis die Führungsnadel 16 eine zentrale Durchgangsbohrung im Hauptventil 17 verschließt.

Gemäß Darstellung der Fig. 2d hat der weiterhin wirkende Auftrieb der Schwimmerglocke 7 das Hauptventil 17 unter Zwischenschaltung des Ventilschaftes 21 nach oben geschoben, bis die Ventilöffnung 14 vom Hauptventil verschlossen worden ist und damit die Abgabe von Kondensat aufhört. In diesem Fall ist die Aufwärtskraft, die aufgrund des Auftriebs der Schwimmerglocke 7 auf den Ventilschaft 21 einwirkt, völlig von der Hebelübersetzung des Betätigungshebels 25 unabhängig, so daß der Aufschlag auf die Sitzfläche der Ven'ilöffnung 14 im Augenblick des Schließens erheblich vermindert ist.

Der Beginn des Öffnungsvorganges des so durch die Auftriebskraft von der Schwimmerglocke 7 verschlossenen Abgabeventils wurde oben in Verbindung mit F i g. 2a beschrieben. Durch fortlaufendes Wiederholen des Schließens und Öffnens der Ventilöffnung 14 wird imrror nur Kondensat abgegeben, während das Gas nicht durchgelassen wird.

Wie im Voranstehenden beschrieben, kann eine Kupplung zum Betätigen des Abgabeventils durch die Bewegung an der Schwimmerglocke speziell be! ihrer Absenkbewegung durch Verwenden eines Betätigungshebels gebildet werden, der einen Dreh- und Stützpunkt an der Fläche einer Ventilführung nur dann hat, wenn dieser Dreh- und Stützpunkt benötigt wird, ohne daß irgendein besonderes Element, wie etwa ein Stützpunktglied eines Betätigungshebels, verwendet wird. Dadurch kann der Hebelarm Λ zwischen dem Dreh- und Stützpunkt des Betätigungshebels und dem Kraftangriffspunkt an der Verbindungsstelle des unteren Endes des Ventilschaftes mit dem Betätigungshebel klein gemacht werden, wodurch eine große Hebelübersetzung ohne Einsatz eines langen Betätigungsh bels erzielt wird. Damit wird eine ausreichend große Ventilöffnungskraft auch mit einer kleinen Schwimmerglocke erreicht, so daß die Abmessungsverringerung des Kondensatabieiters leicht ausführbar ist Zudem ist der Ventilschließvorgang unabhängig von der Hebelübersetzung des Betätigungshebels, so daß die aufgrund des Auftriebs an der Schwimmerglocke wirkende Aufwärtskraft nicht verstärkt wird, und damit der Ventilteil des Kondensatabieiters vollständig von übermäßigen Ventilschlägen frei gehalten wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Ventilbetätigungsmechanismus eines Kondensatableiter mit Schwimmerglocke, bei der in einem Gehäuse eine Kondensatkammer vorgesehen ist, in die ein Einlaßkanal mündet und aus der ein durch eine Trennwand von ihr getrennter Auslaßkanal herausführt, während ein Ventilsitzzylinder eine in einer Endwand vorgesehene Ventilöffnung aufweist, und so in die Trennwand eingesetzt ist, daß die Ventilöffnung eine Verbindung zwischen der Kondensatkammer und dem Auslaßkanal herstellt, wobei die Schwimmglocke mit geschlossener Oberseite und offener Unterseite derart in die Kondensatkammer eingesetzt ist, daß ihre offene Unterseite dem inneren Ende des Einlaßkanals gegenübersteht, während die Schwimmerglockenoberseite eine kleine Entlüftungsbohrung aufweist, wobei eine Ventileinrichtung im Ventilsitzzylinder angeordnet und mit der Oberseite der Schwimmerglocke derart verbunden ist, daß die Ventilöffnung abhängig vom Auftrieb dec Schwimmerglocke automatisch geschlossen und geöffnet wird, wobei der Ventiibetäiigungsmechanismus eine Ventilführung am unteren Ende des Ventilsitzzylinders, einen Ventilschaft der sich durch die Ventilführung hindurch erstreckt und mit seinem unteren Ende der Oberseite der Schwimmerglocke gegenüberliegt, ein auf der Oberseite der Schwimmerglocke befestigtes ösenelement und ein Betätigungshebelsystem aufweist, der in seinem Mittelbereich mit dem Ventilschaft verbunden ist und mit seinem einen Ende gelenkig mil dem Osc.-lement in Verbindung steht, während das andere Ende des Bptäligur^shebels so ausgebildet ist, daß es sich in der Anfangsphase der v> Abwartsbewegung der Schwimr^rglocke in kraftverstärkender Weise an der Unierfläche der Ventilführung abstützt, und wobei bei der Aufwärtsbewegung der Schwimmerglocke diese unmittelbar auf den Ventilschaft einwirkt, dadurch ge- «> kennzeichnet, daß das Betätigungshebelstem aus einem einzigen Betätigungshebel (25) besteht, an dessen einem Ende (28) die Schwimmerglocke pendelnd aufgehängt ist. und daß der Ventilschaft (21) unter Belassung eines ringförmigen *5 Strömungskanales die Ventilführung (20) durchsetzt.

2. Mechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende, am Betätigungshebel (25) angelenke Ende des Ventilschaftes (21). die untere Lage der Schwimmerglocke (7) durch Anlage am Ösenelement (26) sperrt.