DE6606990U

DE6606990U - Dampf-kondensat-ventil

Info

Publication number: DE6606990U
Application number: DE6606990U
Authority: DE
Inventors: Fujiwara Katsuji Kakogawa-Schi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-01-11
Filing date: 1967-08-30
Publication date: 1971-01-07
Also published as: GB1207197A; FR1552990A; NL6711732A; AT281069B; LU55083A1; US3489348A; BE704111A; DE1576836A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Dampf-Kondensat-Ventil mit einem einen Einlaß und einen Auslaß aufweisenden Gehäuse, in dem sich ein frei beweglicher, kugelförmiger, als Schwimmer ausgebildeter Ventilkörper befindet, der an einem mit dem Auslaß in Verbindung stehenden Ventilsitz anliegt und diesen verschließt, wenn der Spiegel des sich im Gehäuse angesammelten Kondensats unter einem bestimmten Niveau liegt, und der auf dem Kondensat schwimmt, den Ventilsitz freigibt und Kondensat durch den Auslaß abfließen lässt, wenn der Kondensatspiegel über dem bestimmten Niveau liegt.

Ventile der oben genannten Art gewährleisten ein kontinuierliches Ableiten von Kondensat, so dass eine Beschädigung der Anlage durch Tröpfchenkorrosion und eine

Verringerung des Wirkungsgrades vermieden werden soll. Das Kondensat gewährleistet außerdem eine gute Abdichtung, so dass kein Dampf entweichen kann, andererseits ist es aber auch nicht möglich, die Anlage, in der das Ventil verwendet wird, bei der Inbetriebsetzung durch das Ventil zu entlüften.

Um Störungen durch eingeschlossene Luft zu vermeiden, ist es bereits bekannt, ein schwimmergesteuertes Kondensatventil mit einem Balgenventil zu kombinieren (USA-Patentschrift 2 117 056). Solche Ventile sind jedoch verhältnismäßig störungsanfällig, da der notwendigerweise relativ dünnwandige Balgen durch aufprallende Wassertröpfen rasch korrodiert und unbrauchbar wird. Außerdem neigt der Balgen dazu, sich infolge des im Betrieb auftretenden hohen Innendruckes zu deformieren. Schließlich sind Ventile dieser Art relativ groß und kompliziert, da ein getrennter Luftauslaß vorgesehen werden muß.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Dampf-Kondensat-Ventil anzugeben, das bei Inbetriebsetzung der Anlage, in der das Ventil verwendet wird, unerwünschte Luft entweichen lässt, während es später, wenn die Anlage ihre Betriebstemperatur erreicht, wie ein gewöhnliches Kondensatventil arbeitet. Dieses Ziel wird bei einem Dampf-Kondensat-Ventil der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch erreicht, dass im Gehäuse ein Bimetallelement angeordnet ist, das unterhalb einer bestimmten Temperatur eine Berührung des Ventilsitzes durch den Ventilkörper verhindert und das sich beim Überschreiten dieser Temperatur so verformt, dass sich der Ventilkörper an den Ventilsitz anlegen kann. Unterhalb der bestimmten Temperatur wird also das Ventil durch das Bimetallelement formschlüssig offen gehalten, während das Ventil oberhalb der bestimmten Temperatur normal arbeitet, wie wenn das Bimetallelement nicht vorhanden wäre.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen unter Schutz gestellt. Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, es zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt eines Ausführungsbeispieles eines Dampf-Kondensat-Ventiles mit einem Ventilkörper in Form eines freibeweglichen kugelförmigen Schwimmers; das Ventil ist dabei in einem zu Beginn des Betriebes herrschenden Zustand dargestellt, bei dem der Ventilkörper durch ein Bimetallelement daran gehindert wird, sich an einen mit einem Auslaß in Verbindung stehenden Ventilsitz anzulegen, so dass also im kalten Zustand Luft abströmen kann.

Fig. 2 eine in Fig. 1 ähnliche Schnittansicht in der der Ventilkörper in kaltem Wasser schwimmend dargestellt ist, das anschließend an die Luft in das Ventil eingeströmt ist; das Ventil ist auch in diesem Zustand noch geöffnet.

Fig. 3 eine den beiden ersten Figuren entsprechende Schnittansicht, die das Ventil in einem Zustand zeigt, bei dem das anfänglich eingeströmte kalte Wasser abgeflossen, der Flüssigkeitsspiegel im Gehäuse abgesunken, und das Bimetallelement durch nachgeströmten Dampf soweit erwärmt worden ist, dass es sich verformt hat und nun eine Berührung zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilsitz, also ein Schließen des Ventiles, zulässt;

Fig. 4 eine Fig. 3 entsprechende Schnittansicht, bei der sich der schwimmerartige Ventilkörper infolge eines Ansteigens des Kondensatniveaus vom Ventilsitz abgehoben hat und das Ventil dementsprechend geöffnet ist;

Fig. 5 eine Vertikalschnittansicht einer gegenüber Fig. 1 abgewandelten Ausführungsform der Erfindung, die ein unmittelbar unterhalb dem schwimmerartigen Ventilkörper angeordnetes Bimetallelement enthält;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Bimetallelementes des in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ventiles;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines etwa rechteckförmigen Bimetallelementes, das anstelle des in Fig. 6 dargestellten Bimetallelementes verwendet werden kann;

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines Bimetallelementes, das annähernd die Form eines U-förmig gebogenen Streifens hat und anstelle der in Fig. 6 und 7 dargestellten Bimetallelemente verwendet werden kann, und

Fig. 9 ein Fig. 1 entsprechendes Ventil, das jedoch das in Fig. 8 dargestellte Bimetallelement enthält; der Betriebszustand des in Fig. 9 dargestellten Ventiles entspricht dem der Fig. 1.

Das in Fig. 1 dargestellte Ventil enthält ein Gehäuse 1 mit einem Deckel 2, an dessen Innenseite ein Ventilsitz 3 mittels eines Sprengringes 9 befestigt ist. In einer zwischen Deckel und Gehäuse gebildeten keilförmigen Nut ist ein scheibenförmiges Bimetallelement 4 angeordnet, das eine Öffnung aufweist, die den Ventilsitz 3 umgibt. Im Gehäuse ist ein kugelförmiger, als Schwimmer ausgebildeter, frei beweglicher Ventilkörper 5 angeordnet. Das Ventilgehäuse enthält ferner ein im Einlaß angeordnetes Sieb 6, das an einer Halterung 7 befestigt ist, die durch eine Dichtung 8 abgedichtet ist. Der Deckel 2 ist durch eine Dichtung 11 abgedichtet und mit Schraubenbolzen 12 befestigt.

Das in Fig. 6 genauer dargestellte Bimetallelement 4 hat die Form einer Scheibe mit einer Mittelöffnung 18, deren Durchmesser größer als der des Ventilsitzes 3 ist. Ferner hat das Bimetallelement drei kleinere Öffnungen 19, die außerhalb der Mittelöffnung 18 angeordnet und durch Schlitze 20 mit dieser verbunden sind. Die Öffnung 18, die kleineren Öffnungen 19 und die Schlitze 20 stellen eine Verbindung zwischen der durch das Innere des Gehäuses gebildeten Ventilkammer und einer den Ventilsitz durchsetzenden Ventilöffnung 15 her und erleichtern außerdem das Umschnappen des Bimetallelementes 4. Bei niedrigen Temperaturen, z.B. bei Beginn der Entlüftung der Anlage, ist das Bimetallelement 4 nach außen gebogen, wie es in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, dabei liegt die Mittelöffnung 18 im Abstand vor dem Ventilsitz, so dass der Ventilkörper 5 sich nicht an diesen anlegen kann. Wenn Dampf in das Ventil einströmt und die normalen hohen Betriebstemperaturen herrschen, ist das Bimetallelement dagegen nach außen gebogen, wie Fig. 3 und 4 zeigen, so dass der Ventilsitz 3 durch die Mittelöffnung 18 hindurchreicht.

Der Ventilkörper weist außerdem einen Einlaßanschluß 13, durch den Kondensat und Dampf einströmen, und einen Auslaßanschluß 17 auf. Mit 14 ist Kondensat bezeichnet, das sich im Ventilgehäuse angesammelt hat und durch die Ventilöffnung 15 und einen Auslasskanal 16 zum Auslaßanschluß 17 abgeleitet wird.

Das beschriebene Ventil arbeitet folgendermaßen: Wenn die das Ventil enthaltende Anlage in Betrieb genommen wird, strömt zuerst Luft durch den Einlaßanschluß 13 und das Sieb 6 in die durch das Gehäuse 1 und den Deckel 2 gebildete Ventilkammer ein. Bei den anfangs herrschenden niedrigen Temperaturen wird das Ventil offengehalten, da der Ventilkörper 5 durch das Bimetallelement 4 vom Ventilsitz 3 weggedrückt wird, wie Fig. 1 zeigt, so dass eine rasche Entlüftung stattfindet. Wenn anschließend eine Mischung aus Luft und relativ kaltem Kondensat in die Ventilkammer einströmt, steigt der Flüssigkeitsspiegel in der Ventilkammer, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Da die Temperatur in der Ventilkammer immer noch relativ niedrig ist, wird der Ventilkörper 5 noch immer durch das Bimetallelement 4 vom Ventilsitz weggedrückt, so dass die Mischung aus relativ kaltem Kondensat und Luft ohne Verzögerung abströmt und das Anfahren der Anlage ohne Störungen durch eingeschlossene Luft möglich ist.

Wenn das relativ kalte Kondensat und die Luft abgeströmt sind, tritt Dampf durch den Einlaßanschluß 13 in die Ventilkammer ein. Die Temperatur in der Ventilkammer wird dann durch den Dampf über einen bestimmten Wert erhöht, bei dem sich das Bimetallelement in Richtung auf den Ventilsitz 3 zurückbiegt, bis der Ventilsitz 3 schließlich durch die Öffnung 18 vorspringt. Der Schwimmer kann sich dann an den Ventilsitz anlegen und die Öffnung 15 verschließen. Wenn der Kondensatspiegel unter ein bestimmtes Niveau sinkt, wird das Ventil sofort geschlossen. Dieser Zustand ist in Fig. 3 dargestellt.

Wenn später wieder Kondensat in die Ventilkammer eintritt, steigt der Kondensatspiegel an, wie in Fig. 4 dargestellt ist, und der schwimmerartige Ventilkörper 5 hebt sich dann vom Ventilsitz 3 ab. Das Kondensat 14 strömt dann unter der Wirkung der Schwerkraft und/oder dem im Ventilgehäuse herrschenden Druck durch die Öffnung 15 und den Auslaß 17 ab. Wenn genügend Kondensat abgeströmt ist, schließt sich das Ventil wieder, wie es in Fig. 3 dargestellt ist.

Solange in der Ventilkammer durch die Gegenwart von Dampf eine Temperatur herrscht, die oberhalb der bestimmten Temperatur liegt, bleibt das Bimetallelement 4 in dem in Fig. 3 und 4 dargestellten Zustand, in dem es zum Ventilsitz 3 hin gebogen ist und das Arbeiten des Ventilkörpers 5 nicht behindert. Wenn der Dampf abgestellt und die Anlage außer Betrieb gesetzt wird, sinkt die Temperatur in der Ventilkammer unter den bestimmten Wert ab und das Bimetallelement 4 nimmt wieder die in Fig. 1 und 2 dargestellte Lage ein, in dem es das Ventil offen hält. Das Ventil kann also ohne Schwierigkeiten beliebig oft in Betrieb genommen werden.

Selbst wenn im Betrieb der Anlage eine Störung durch eingeschlossene Luft auftritt und kein weiteres Kondensat in das Ventil strömt, so dass sich der Ventilkörper 5 auch nicht vom Ventilsitz abheben kann, sinkt die Temperatur in der Ventilkammer durch die Wärmeabstrahlung vom Gehäuse und Deckel ab, bis schließlich das Bimetallelement 4 den Ventilkörper 5 vom Ventilsitz 3 wegdrückt. Das Ventil wird auf diese Weise rasch geöffnet, so dass die Luft abströmen kann und der normale Betriebszustand wieder hergestellt wird.

Das Bimetallelement muß nicht notwendigerweise scheibenförmig sein und den Ventilsitz 3 umfassen. Wie Fig. 5 zeigt, kann das Bimetallelement 4 auch unten in der Ventilkammer, z.B. durch einen Sprengring 10, montiert sein. Sowohl bei dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ventil als auch bei dem Ventil gemäß Fig. 5 kann auch ein etwa rechteckförmiges Bimetallelement verwendet werden, wie es in Fig. 7 dargestellt ist, das eine Mittelöffnung 22, kleinere Öffnungen 23 und Schlitze 24 aufweist. Man kann auch ein nicht dargestelltes, rechteckiges Bimetallelement verwenden, das nur eine Mittelöffnung hat, oder irgend ein Bimetallelement, das bei einer bestimmten Temperatur umschnappt und den gewünschten Zweck erfüllt.

Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Bimetallelementes, das die Form eines U-förmig gebogenen Streifens hat. Ein Schenkel 25 dieses Bimetallelementes hat ein Montageloch 26, so dass es in der Ventilkammer montiert werden kann, und der andere Schenkel 27 ist mit einer Öffnung 28 für den Ventilsitz 3 versehen. Fig. 9 zeigt ein mit einem solchen Bimetallelement bestücktes Ventil, das sonst wie das Ventil der Fig. 1 bis 4 ausgebildet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sitzt das Montageloch 26 auf einem ringförmigen Ansatz 29, in dem der Ventilsitz 3 gelagert ist. Das Bimetallelement ist auf dem Ansatz 29 mittels eines Sprengringes 31 befestigt, der von einer Ringnut 30 in der Außenseite des Ansatzes 29 aufgenommen wird. Bei niedriger Temperatur ist der Winkel zwischen den Schenkeln 25 und 27 des Bimetallelementes relativ groß, so dass der Ventilkörper 5 den Ventilsitz 3 nicht berühren kann. Bei erhöhter Temperatur wird dieser Winkel jedoch so klein, dass der Ventilsitz 3 durch die Öffnung 28 vorspringt und der Ventilkörper 5 sich ungehindert an den Ventilsitz 3 anlegen kann.

Das U-förmige Bimetallelement kann auch an die Stelle des Bimetallelementes 4 in Fig. 5 treten. Auch in diesem Falle bilden die beiden Schenkel des U-förmigen Bimetallelementes bei niedrigen Temperaturen einen verhältnismäßig großen Winkel, so dass der Ventilkörper den Ventilsitz nicht berühren kann, während bei der Temperatur des Dampfes der Winkel so klein wird, dass der Ventilkörper sich an den Ventilsitz anlegen und die Ventilöffnung 15 verschließen kann.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele lassen sich selbstverständlich in der verschiedensten Weise abwandeln, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten.

Claims

1. Dampf-Kondensat-Ventil mit einem einen Einlaß und einen Auslaß aufweisenden Gehäuse, indem sich ein frei beweglicher, kugelförmiger, als Schwimmer ausgebildeter Ventilkörper befindet, der an einem mit dem Auslaß in Verbindung stehenden Ventilsitz anliegt und diesen verschließt, wenn der Spiegel des sich im Gehäuse angesammelten Kondensats unter einem bestimmten Niveau liegt, und der im Kondensat schwimmt, den Ventilsitz freigibt und das Kondensat durch den Auslaß abfließen lässt, wenn der Kondensatspiegel über dem bestimmten Niveau liegt, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (1, 2) ein Bimetallelement (4) angeordnet ist, das unterhalb einer bestimmten Temperatur eine Berührung des Ventilsitzes (3) durch den Ventilkörper (5) verhindert und das sich beim Überschreiten dieser Temperatur so verformt, dass sich der Ventilkörper an den Ventilsitz anlegen kann.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bimetallelement plattenförmig ist und eine Mittelöffnung (18, 22) aufweist, deren Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser des vom Ventilkörper (5) berührten Teiles des Ventilsitzes (3) und dass das Bimetallelement so angeordnet ist, dass die Mittelöffnung im kalten Zustand im Abstand vor der Öffnung des Ventilsitzes liegt, während im warmen Zustand der Ventilsitz durch die Öffnung vorspringt.

3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bimetallelement am Boden der den Ventilkörper (5) enthaltenden Ventilkammer so angeordnet ist, dass es sich bei niedrigen Temperaturen nach oben wölbt, und verhindert, dass der Ventilkörper den Ventilsitz verschließt, während es bei erhöhter Temperatur soweit nach unten gebogen ist, dass der Ventilkörper den Ventilsitz verschließen kann.