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Die Erfindung betrifft einen Kondensatableiter zum
automatischen Ablassen von in unterschiedlichen Arten von
Dampf verwendenden Geräten und Dampfleitungen erzeugtem
Kondensat, insbesondere einen thermisch gesteuerten
Kondensatableiter, welcher geeignet ist, Kondensat
unterhalb einer bestimmten Temperatur aus einem System
abzulassen, in dem ein Temperaturregelelement verwendet
wird, das ein Medium enthält, welches durch Dampf und
Kondensat erhitzt bzw. gekühlt wird und sich in
Abhängigkeit von deren Temperatur ausdehnt bzw. kontrahiert.
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Der grundlegende Aufbau eines thermisch gesteuerten
Kondensatableiters ist, wie beispielsweise in der
japanischen geprüften Patentveröffentlichung Nr. 60-46318
und der DE-OS 31 24 664 offenbart, gut bekannt. Aus
diesen Schriften ist ersichtlich, daß der thermisch
gesteuerte Kondensatableiter ein Temperaturregelelement,
welches durch Einfüllen eines ausdehnbaren Mediums in
einen durch Verbinden der äußeren Ränder eines
scheibenförmigen Wandteils und einer Membran gebildeten
Hohlraum gebildet wird, eine mit einem Einlaß, in dem
das Temperaturregelelement angeordnet ist,
kommunizierende Ventilkammer, ein mit der Membran verbundenes, in
der Ventilkammer angeordnetes und durch die Ausdehnung
und Kontraktion des ausdehnbaren Mediums angetriebenes
Ventilteil sowie ein einen Abflußkanal, mittels dem die
Ventilkammer mit einem Auslaß kommuniziert,
aufweisendes Ventilsitzelement, auf und von welchem das
Ventilteil aufsitzt und abhebt umfaßt.
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Wenn der heiße Dampf in die Ventilkammer eintritt,
dehnt sich das ausdehnbare Medium aus, so daß das
Ventilteil auf dem Ventilsitzelement aufsitzt und damit
den Abflußkanal verschließt. Hierdurch wird das
Ablassen von Dampf verhindert. Wenn Kondensat niedriger
Temperatur eintritt, ist das ausdehnbare Medium
kontrahiert und das Ventilteil von dem Ventilsitzelement
abgehoben, so daß der Abflußkanal geöffnet ist. Auf diese
Weise wird das Kondensat aus dem System abgelassen.
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Wenn allerdings bei einem thermisch gesteuerten
Kondensatableiter dieser Art das Temperaturregelelement
beschädigt wird und das ausdehnbare Medium ausfließt,
sitzt das Ventilteil auf dem Ventilsitzelement aufgrund
des einlaßseitigen Flüssigkeitsdruck auf, so daß der
Abflußkanal verschlossen wird. Wenn das Ventilteil bei
Bruch des Temperaturregelelements den Abflußkanal
verschließt, ergibt sich das Problem, daß das Kondensat
nicht abfließen kann und daß daher die
Betriebswirksamkeit eines Dampf verwendenden Gerätes verschlechtert
wird, fehlerhafte Teile erzeugt werden oder daß
Wasserschlag-Phänomen auftritt wird, wodurch Geräte oder
Leitungen beschädigt werden.
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Bei einem aus der EP-A-012 267 bekannten
Kondensatableiter umfaßt ein Temperaturregelelement zwei
gegeneinander anliegende Membrane. In Abhängigkeit des Drucks
einer Steuerflüssigkeit sind diese Membrane auf eine
Stirnfläche eines in dem Ventilkörper angeordneten
Einsatzes zu und von diesem weg bewegbar. Die
Stirnfläche
verschließt sowohl eine mit einem Auslaß
kommunizierende Bohrung als auch eine mittels einer Reihe von
Kanälen mit einem Einlaß verbundene ringförmige
Ausnehmung. Im geschlossenen Zustand des Kondensatableiters
liegen die Membrane an der Stirnseite an. Im
wesentlichen verschließt hierbei eine Membran die ringförmige
Ausnehmung und die andere Membran die Bohrung.
Nachteilig ist bei dieser Anordnung jedoch, daß die aus
biegeweichem Metall bestehenden Membrane die Fläche der
Stimseite zwischen der Bohrung und der ringförmigen
Ausnehmung nicht wirksam abdichten können. In dem
geschlossenen Zustand kann daher der Durchtritt von
Flüssigkeit, insbesondere von Dampf, von der Reihe von
Kanälen zu der Auslaßbohrung nicht vollständig verhindert
werden.
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Ausgehend hiervon ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, einen Kondensatableiter bereitzustellen, bei
dem die Nachteile des oben beschriebenen Standes der
Technik vermieden werden.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein
Ventilteil bei Beschädigung einer
Temperaturregeleinrichtung zu öffnen.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, den Rückfluß
einer Flüssigkeit von einer Auslaßseite zu einer
Einlaßseite zu verhindern, selbst wenn der auslaßseitige
Druck größer wird als der einlaßseitige Druck.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der vorliegenden
Erfindung ein thermisch gesteuerter Kondensatableiter
gemäß des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen.
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Gemäß einer Ausführungsform dehnt sich das zwischen dem
Deckel und der ersten Membran enthaltene ausdehnbare
Medium aus, wenn die Temperatur der von dem Einlaß in
die Ventilkammer einströmenden Flüssigkeit hoch ist, so
daß die erste Membran und die zweite Membran in
Richtung des Ventilsitzelements bewegt werden, so daß das
an der zweiten Membran befestigte Ventilteil den
Abflußkanal verschließt und das Ausströmen von heißer
Flüssigkeit, d.h. von Dampf, verhindert. Wenn
andererseits die Temperatur der in die Ventilkammer
einströmenden Flüssigkeit niedrig ist, kontrahiert das
ausdehnbare Medium und zusätzlich wirkt ein
Flüssigkeitsdruck, so daß das Ventilteil von seinem Sitz auf dem
Ventilsitzelement abgehoben wird. Der Abflußkanal wird
hierdurch freigegeben, so daß die Flüssigkeit niedriger
Temperatur zum Auslaß strömt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist bei Beschädigung
des Temperaturregelelements zwischen zwei Fällen zu
unterscheiden: Zum einen, daß die erste, auf der Seite
des Deckels angeordnete Membran bricht und zum anderen,
daß die zweite, auf der Seite des Ventilsitzelements
angeordnete Membran bricht. In ersterem Falle
kommuniziert ein mit dem ausdehnbaren Medium gefüllter
Hohlraum mit dem Auslaß durch die Öffnung und den
Abflußkanal von einem Bereich zwischen der ersten Membran und
der zweiten Membran aus. Das ausdehnbare Medium fließt
daher durch den Auslaß ab. Das Ventilteil wird zusammen
mit der zweiten Membran durch den einlaßseitigen
Flüssigkeitsdruck aufwärts gedrängt, von dem
Ventilsitzelement abgehoben und der Abflußkanal wird freigegeben,
wodurch das Ventil geöffnet wird.
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Falls die zweite Membran bricht, kommuniziert der
Einlaß mit dem Auslaß durch die Öffnung und den
Abflußkanal von einem Bereich zwischen der ersten Membran und
der zweiten Membran aus, so daß die durch den Einlaß
einströmende Flüssigkeit abfließen kann.
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Selbst wenn der auslaßseitige Druck größer wird als der
einlaßseitige Druck, gelangt die auslaßseitige
Flüssigkeit in den Bereich zwischen den beiden Membranen durch
die Öffnung, wodurch die zweite Membran in Richtung des
Ventilsitzelements bewegt wird, so daß das Ventilteil
geschlossen wird und der Rückfluß von Flüssigkeit von
der Einlaßseite her verhindert wird.
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Der Raum, in dem das Ventilteil angeordnet ist,
kommuniziert mit dem Auslaß mittels des Abflußkanals. Da der
Flüssigkeitsdruck auf der Einlaßseite durch den
Einlaßkanal derart auf das Ventilteil wirkt, daß das
Ventilteil geöffnet wird, gelangt das Ventilteil von dem
Einlaßkanal weg in seine Öffnungsstellung, wenn das
Temperaturregelelement bricht.
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Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Figurenbeschreibung. Es zeigt
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Fig. 1 einen Schnitt durch ein erstes
Ausführungsbeispiel eines thermisch gesteuerten
Kondensatableiters,
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Fig. 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung des
geöffneten Zustandes eines Ventilteils gemäß Fig. 1,
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Fig. 3 eine Ansicht eines Zustandes, in dem ein
Temperaturregelelement mittels eines elastischen
Trägers befestigt ist,
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Fig. 4 eine vergrößerte Schnittdarstellung des
geschlossenen Zustandes des Ventilteils gemäß
Fig. 1,
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Fig. 5 eine vergrößerte Schnittdarstellung einer
weiteren Ausführungsform des Ventilteils eines
Temperaturregelelements.
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Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die
Zeichnung weiter beschrieben.
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Wie Fig. 1 zeigt, sind ein oberes Gehäuseteil 1 und ein
unteres Gehäuseteil 2 mittels Schrauben 3 aneinander
befestigt und bilden damit ein eine Ventilkammer 4
aufweisendes Ventilgehäuse. Die Luftdichtigkeit zwischen
den Gehäuseteilen 1 und 2 wird durch eine ringförmige
Dichtung 5 sichergestellt. In dem oberen Gehäuseteil 1
ist ein Einlaß 6 und in dem unteren Gehäuseteil 2 ein
Auslaß 7 ausgebildet.
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Ein Ventilsitzelement 9 ist in eine Trennwand 3
zwischen der Ventilkammer 4 und dem Auslaß 7 eingeschraubt.
Die Luftdichtigkeit zwischen der Trennwand 8 und dem
Ventilsitzelement 9 wird durch eine Dichtung 10
erreicht. Ein durchgehender Abflußkanal 11, mittels
welchem die Ventilkammer 4 mit dem Auslaß 7 kommuniziert,
ist in dem mittleren Bereich des Ventilsitzelements 9
vorgesehen. Eine Ringnut 12 ist in der oberen
Stirnfläche des Ventilsitzelements 9 ausgebildet.
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Ein Temperaturregelelement 13 ist oberhalb des
Ventilsitzelements 9 angeordnet. Wie Fig. 2 zeigt, weist das
Temperaturregelelement 13 einen Deckel 14, eine erste
Membran 15, eine zweite Membran 16, ein Ventilteil 17
sowie ein Bodenteil 18 mit einer zentralen Öffnung auf.
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Der Deckel 14, die erste Membran 15, die zweite Membran
16 und das Bodenteil 18 sind durch Verschweißen ihrer
äußeren Ränder miteinander verbunden. Wie Fig. 3 zeigt,
werden diese Teile mittels einer elastischen
Halteeinrichtung 20 an Rippen, die an mehreren Orten an der
inneren Randfläche der Ventilkammer 4 ausgebildet sind,
abgestützt und gehalten. Um ihre Stärke zu erhöhen,
kann die erste Membran 15 aus einer Mehrzahl einzelner
Membranen bestehen. Ausdehnbare Flüssigkeit 19 ist in
einen durch den Deckel 14 und die erste Membran 15 ge
bildeten Hohlraum eingefüllt. Der Hohlraum ist durch
Verschließen der Einfüllöffnung 21 abgedichtet. Die
ausdehnbare Flüssigkeit 19 ist Wasser, eine
Flüssigkeit, deren Siedepunkt niedriger als der von Wasser
ist, oder einer Mischung davon.
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Die zweite Membran 16 weist in ihrem mittleren Bereich
eine Öffnung auf. Der Rand dieser Öffnung ist nach
unten gebogen. Das ringförmige Ventilteil 17, dessen
äußerer Durchmesser kleiner als der Durchmesser einer
Öffnung in dem Bodenteil 18 ist, ist an der Außenseite
des Randes befestigt. Es ist leicht nachzuvollziehen,
daß die zweite Membran 16 zur Erhöhung ihrer Stärke
ebenfalls aus einer Mehrzahl einzelner Membrane
bestehen kann. Die zweite Membran 16 und das Ventilteil 17
sind durch nach außen biegen des oberen und unteren
Teils eines in die Öffnung eingesetzten Ringteils 22
gesichert. Eine durchgehende Öffnung 23, durch welche
die untere Stimseite der ersten Membran 15 mit dem
Abflußkanal 11 kommuniziert, ist in dem Ringteil 22
ausgebildet. Der Außendurchmesser des Ventilteils 17 ist
größer als der Durchmesser des Abflußkanals 11. Der
Innendurchmesser des Ringteils 22 ist kleiner als der der
in der oberen Stirnfläche des Ventilsitzelements
ausgebildeten Ringnut 12.
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Wenn die Temperatur der in die Ventikammer 4 durch den
Einlaß 6 einströmenden Flüssigkeit hoch ist, dehnt sich
das ausdehnbare Medium 19 aus, so daß das Ventilteil 17
mittels der ersten Membran 15 und der zweiten Membran
16 nach unten bewegt wird. Wie in Fig. 4 dargestellt,
wird das Ventilteil 17 als Folge hiervon auf das
Ventilsitzelement 9 gedrückt, wodurch der Abflußkanal 11
verschlossen wird und das Ausfließen des heißen Fluids,
d.h. des Dampfes, verhindert wird.
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Wenn die Temperatur der Flüssigkeit durch
Wärmeabstrahlung oder dergleichen unterhalb einen vorbestimmten
Wert fällt, kontrahiert das ausdehnbare Medium 19 und
das Ventilteil 17 hebt mit der zusätzlichen
Unterstützung des Flüssigkeitsdruckes auf der Einlaßseite 6 von
dem Ventilsitzelement 9 ab, so daß der Abflußkanal 11
freigegeben wird und die Flüssigkeit niedriger
Temperatur, d.h. Kondensat niedriger Temperatur, durch den
Auslaß 7 abfließt
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Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines
Temperaturregelelements 33 in einer Fig. 2 entsprechenden
Darstellung. Das Temperaturregelelement 33 weist einen
Deckel 14, eine erste Membran 15, eine zweite Membran
16, ein kugelförmiges Ventilelement 17, ein eine
zentrale Öffnung aufweisendes Bodenteil 18 sowie ein
ringförmiges Befestigungsteil 35 auf.
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Der Deckel 14, die erste Membran 15, die zweite Membran
16 und das Bodenteil 18 sind durch Verschweißen ihrer
äußeren Ränder miteinander verbunden und an dem oberen
Teil des ringförmigen Befestigungsteils 35 befestigt.
In dem unteren Bereich des Befestigungsteils 35 ist
eine Mehrzahl von flüssigkeitsdurchlässigen Fenstern 36
ausgebildet. Ein Ventilsitzelement 9 ist derart in eine
Trennwand 8 eingeschraubt, daß es einen äußeren Rand am
unteren Ende des ringförmigen Befestigungsteils 35
zwischen der Trennwand 8 und dem Flanschteil des
Ventilsitzelements 9 hält. In dem zentralen Bereich der
oberen Stirnfläche des Ventilsitzelements 9 ist eine
Ausnehmung 37 ausgebildet.
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Wie bei dem Temperaturregelelement 13 weist die zweite
Membran 16 in ihrer Mitte eine Öffnung auf. Der
Randbereich dieser Öffnung ist nach unten gebogen. Ein
kugelförmiges Ventilteil 17, welches einen kleineren
Durchmesser als den einer Öffnung in dem Bodenteil 13 und
eine zentral angeordnete Durchgangsöffnung aufweist,
ist an der Außenseite des Randes der Öffnung befestigt.
Die zweite Membran 16 und das Ventilteil 17 werden
durch nach außen biegen des oberen und unteren Teils
eines von der Seite der zweiten Membran aus in die
Öffnung eingesetzten Ringteus 22 gehalten. Eine Öffnung
23, durch welche die untere Stirnfläche in der ersten
Membran mit einem Abflußkanal 11 kommuniziert, ist
zusammen mit den mittigen Öffnungen des Ringteils 22 und
des Ventilteils 17 gebildet. Der Durchmesser des
Ventilteils 17 ist größer als der des Abflußkanals 11 und
kleiner als der der Ausnehmung 37.