DE8300614U1

DE8300614U1 - Dampfumformventil

Info

Publication number: DE8300614U1
Application number: DE19838300614
Authority: DE
Original assignee: Ch Zikesch 4100 Duisburg De GmbH
Current assignee: Ch Zikesch 4100 Duisburg De GmbH
Priority date: 1983-01-12
Filing date: 1983-01-12
Publication date: 1987-08-06

Description

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PATE NTAN WALTSBÜHO 8CHUMANN8TR. 97 D-4000 DÜSSELDORF 1

Telefon: (0211) 683346 - Telelax: (0211) 6790871 - lelex: 8586513 cop d

PATENTANWÄLTE: Dir! Ing. W. COHAUSi! · Dipl.-Ing. R. "NAUF ■ Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ · Dipl.-Ing. D. H. WERNER ■ Df. rer. nal. B. REDIES

- 4 - 26.05.1987

HC/Sr 6044A66

Dampfumformventil

Die Erfindung betriff ein Dampfumformventil nach dem

Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein derartiges Dampfumformventil ist aus der GB-PS k9B 083 bekannt. Dem durch dieses Ventil strömenden Dampf wird zur Abkühlung Wasser zugeführt. Die Menge des -jgeführten Wassers wird mit einem Nadelventil in Abhängigkeit von dem Öffnungshub der Hauptspindel an die jeweils durchströmende Dampfmenge angepaßt. In dem Nadelventil bildet die Nadel die Hilfsspindel. Bei dieser Anpassung wird jedoch nur der Öffnungshub der Hauptspindel und nicht die Dampftemperatur berücksichtigt. Daher ist in dem bekannten Dampfumformventil ein zweites.,, zusätzliches Ventil vorgesehen, das von einem Temperaturfühler im aus dem Dampfumformventil austretenden Dampfstrom gesteuert wird. Das zweite Ventil dient zur Feinregelung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, c?en regeltechnischen Aufwand bei einem Dampfumformventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 wesentlich herabzusetzen und die Regelung hinsichtlich ihres Aufbaus zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 gelöst. Damit ist nur ein Ventil notwendig, mit dem die zugeführte Wassermenge sowohl an die durchströmende Dampfmenge als auch an die Dampftemperatur an der Ausgangsseite des Dampfumformventils anpassbar ist.

Dabei ist es bei einem Dampfumformventil, bei dem das Gestänge einen mit dem Hub der Hauptspindel schwenkbaren Haupthebel, einen den Hub der Hilfsspindel bewirkenden Hilfshebel und eine Kupplungsstange aufweist, vorteilhaft, wenn die Kupplungsstange das Stellelement enthält und mittels des Stellelements eine Längenänderung der Kupplungsstange bewirkbar ist. Das Stellelement ist vorzugsweise ein beidseitig beaufschlagbare Kolben-Zylinder-Anordnung.

In dem erfindungsgemäßen Dampfumformventil, bei dem der Hilfshebel zwischen dem Angriffspunkt der Hilfsspindel und dem Angriffspunkt der Kupplungsstange schwenkbar gelagert ist, lassen sich die jeweils vom Haupthebel und vom Hilfshebel auszuführenden Verstellwege in vorteilhafter Weise justieren, wenn der Schwenkpunkt lageveränderlich ist.

Bei einen erfindungsgemäßen Dampfumformventil, bei dem das die Verstellung der Hauptspindel bewirkende Betätigungselement mit einem Ende des Haupthebels verbunden ist, ist eine günstige Auslegung für das Gestänge gegeben, wenn der "Festpunkt des Haupthebels an dessen anderem Ende liegt und die Hauptspindel zwischen diesem und dem Festpunkt am Haupthebel angreift.

Es lassen sich günstige Verhältnisse für die Kraftübertragung erzielen, wenn die Kupplungsstange an einem zwischen dem Angriffspunkt der Hauptspindel und dem Angriffspunkt des Betätigungselementes liegenden Punkt mit

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dem Haupthebel verbunden ist. Dies gilt insbesondere für eine Ausführungsform, bei der die Hauptspindel und die Hilfsspindel aus der diametral entgegengesetzten Richtung in das Ventilgehäuse eintreten.
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Alternativ hierzu ist es aber auch denkbar, daß das y Bstätigungselement eine Kolben-Zylinder-Anordnung ist,

deren einer Teil sich auf einem Festpunkt abstützt und daß die Kupplungsstange oder ein Ende des Stellelementes mit dem anderen Teil der Kolben-Zylinder-Anordnung verbunden ist.

Ein bekanntes Gas-Luft-Mischventil für Gasheizungen (FR-PS 532 355) weist eine Hauptspindel und eine innerhalb dieser konzentrisch angeordnete Hilfsspindel zum Steuern der

Zusammensetzung und des Durchflusses des Gas-Luft-Gemisches auf. Dieses Mischventil steht jedoch weder mit der Erfindungsaufgabe, noch mit der erfindungsgeraäßen Lösung in einem Zusammenhang.

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In dem erfindungsgemäßen Dampfumformventil, bei dem die Hauptspindel als eine der Zuführung von Wasser dienende Hohlspindel ausgebildet ist, ist es vorteilhaft, wenn die Hauptspindel den Sitz für die relativ zur Hauptspindel axial bewegliche Hilfsspindel und einen ausgangsseitig an &iacgr; den Hilfssitz anschließenden .Lochzylinder aufweist,

die Hilfsspindel vom Lochzylinder eng anliegend umgeben ist und die Größe des am Lochzylinder jeweils

&ngr; freigegebenen Wasseraustrittsquerschnitts von der relativen

3o axialen Lage zwischen Lochzylinder und Hilfsspindel •l abhängig ist. Hierdurch ist es möglich, die Feinregelung

- der Wasserzufuhr in unmittelbarer Nähe desjenigen Bereiches

zu bewirken, in dem das Wasser dem Dampf zugegeben wird, &iacgr; Das Wasser kann deshalb unter einem geringeren Druck

35 zugeführt werden als bisher. Dies hat auch eine % Energieeinsparung zur Folge.

Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung ^ anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Im einzelnen |j

zeigen: |

Fig. 1 in scheraatischer Darstellung einen :

Schnitt durch ein Dampfumformventil in einer ;■ ersten Ausführungsform; &idigr;

Fig. 2 einen Teil der Darstelung nach Figur 1 in vergrößertem Maßstab;

Fig. 3 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch einen Teil des Dampfumformventils in einer abgewandelten Ausführungsform. 15

Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Dampfumformventil hat ein Ventilgehäuse 10 von etwa kreisförmigem Querschnitt. Eine Trennwand 11 unterteilt den Innenraum des Ventilgehäuses 10 in einen eingangsseitigen Teil 12 und einen ausgangsseitigen Teil13· Über einen Anschlußstutzen 14 wird dem Dampfumformventil Dampf zugeführt. Der entspannte Dampf tritt durch einen weiteren Anschlußstutzen 15 aus.

Im mittleren Bereich der Trennwand 11 ist ein Ventilsitz 16 ausgebildet. In diesen greift ein Schließteil 17 ein, der das untere Ende einer Hauptspindel 18 bildet. Diese ist eine Hohlspindel, die eine Kammer 19 im Ventilgehäuse 10 durchsetzt und im Bereich der Kammer 19 mit Durchbrechungen 20 versehen ist. über einen Anschlußstutzefi 21 in die Kammer 19 eingeführtes Wasser kann also in einen inneren Kanal 22 der Hauptspindel 18 gelangen.

Der Schließtail 17 hat einen in den ausgangsseitigen Teil 13 des Ventilgehäuses 10 hineinragenden Lochring 23 und einen zu diesem konzentrischen inneren Lochzylinder 24, die beide zur besseren Verteilung und Vermischung von Dampf und Wasser dienen. Innerhalb des Lochzylinders 24 befindet sich eine Hilfsspindel 25, die sich in Verlängerung der Hauptspindel 18 erstreckt und das Ventilgehäuse 10 an einer Stelle durchsetzt, die der Durchtrittsstelle der Hauptspindel 18 diametral gegenüberliegt. Im Ubergangsbereich zwischen dem Kanal 22 und dem Innenraum des Lochzylinders 24 ist ein Hilfssitz 26 in Form einer konischen Querschnittsverengung ausgebildet. Das freie Ende der Hilfsspindel 25 ist dieser Form so angepaßt, daß es wie ein Schließteil am Hilfssitz 26 anliegen und die Wasserzufuhr sperren kann, wenn sich der Schließteil 17 in Schließstellung befindet.

Das aus dem Ventilgehäuse 10 herausragende Ende der Haupt-.spindel 18 ist mit einem Haupthebel 27 gelenkig verbunden, der mit seinem einen Ende an einem Punkt 28 schwenkbar gelagert ist. An dem anderen Ende des Haupthebels 27 greift die zu einer Kolbenzylinderanordnung 29 gehörende Kolbenstange 30 an, während sich das andere Ende der Kolbenzylinderanordnung 29 auf einem Festpunkt 31 abstützt.

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Das eine Ende einer Kupplungsstange 32 ist zwischen den Angriffspunkten von Hauptspindel 18 und Kolbenstange 30 mit dem Haupthebel 27 verbunden. Das andere Ende der Kupplungsstange 32 greift an einem Hilfshebel 33 an, der um einen Schwenkpunkt 34 beweglich ist. Das andere Ende des Hilfshebels 33 ist mit der Hilfsspindel 25 verbunden. Der Schwenkpunkt 34 ist, wie nur schematisch angedeutet, gegenüber dem Ventilgehäuse 10 in Längsrichtung des Hilfshebels 33 verschiebbar, so daß das Verhältnis der vom Hilfshebel 33 gebildeten beiden Hebelarme veränderbar ist.

In die Kupplungsstange 32 ist eine als Stellelement dienende Kolbenzylinderanordnung 35 konstruktiv integriert. Diese ist ebenso wie die Kolbenzylinderanordnung 2 9 in beiden Richtung ^jeaufschlagbar. Die Kolbenzylinderanordnung "5 wird über einen hier nicht dargestellten Regelkreis in Abhängigkeit von einer Temperaturdifferenz betätigt, die aus der im ausgangsseitigen Teil 13 des Ventilgehäuses 10 herrschenden Dampftemperatur und einer vorgegebenen Solltemperatur gebildet ist.

Im einzelnen hat das beschriebene Dampfumformventil folgende Arbeitsweise:

Die Zeichnung zeigt das^;'Dämpf umformventil in seiner Schließstellung. Durch entsprechende Beaufschlagung der Kolbenzylinderanordnung 29 wird der Haupthebel nach oben gedrückt. Hierdurch wird die Hauptspindel angehoben, so daß der Schließteil 17 vom Ventilsitz abhebt und der unter hohem Druck stehende Dampf an dem Lochring 23 des Schließteils 17 vorbei in den nnsgangsseitigen Teil 13 des Ventilgehäuses 10 strömen kann. Mit dem Haupthebel 27 werden gleichzeitig die Kupplungsstange 32, die mit der Kolbenstange der Kolbenzylinderanordnung 35 identisch ist, angehoben, so daß der Hilfs-

hebel 33 um den Schwenkpunkt 34 geschwenkt wird und die Hilfsspindel 25 nach unten hin von dem Hilfssitz 26 abhebt. Somit kann gleichzeitig auch Wasser durch den Lochzylinder 24 in den ausgangsseitigen Teil 13 des Ventilgehäuses 10 gelangen und die Abkühlung des Dampfes bewirken. Solange der Dampf noch nicht die gewünschte Temperatur hat, wird über die von der Regelung ermittelte Regelabweichung die Kolbenzylinderanordnung 35 unabhängig von der Stellung des Haupthebels 27 betätigt so daß die Hilfsspindel 25 je nach den Vorzeichen der Regelabweichung einen kleineren oder einen größeren Bereich des Lochzylinders 24 für den Wasserdurchtritt freigibt, bis die gewünschte Dampftemperatur am Ausgang des Dampfumformventils erreicht ist.

Die Ausführungsform nach Figur 3 unterscheidet sich gegenüber der Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2 in folgenden Punkten:

Es ist jetzt eine Hilfsspindel 36 vorgesehen, die durch die als Hohlspindel ausgeführte Hauptspindel 18 hindurchgeführt ist und an ihrem oberen Ende mit einem Hilfshebel 37 verbunden ist. Das untere Ende der Hilfsspindel 36 bildet in Schließstellung des Dampfumformventils zusammen mit einem Hilfssitz 38 die Abdichtung der Wasserzufuhr. Der Hilfssitz 38 befindet'sich etwa im Ubergangsbereich zwischen dem Kanal 22 und dem Lochsylinder 24.

Der Hilfshebel 37 ist an einem Schwenkpunkt 39 gelagert, der in Längsrichtung des Hilfshebels 37 verschiebbar ist. Dies ist nur schematisch angedeutet. Mittels der Verschiebbarkeit kann das Verhältnis der durch den Hilfshebel 37 gebildeten beiden Hebelarme verändert werden.

Eine Kupplungsstange 40 ist konstraktiv mit einer Kolbenzylinderanordnung 41 integriert und mit der Kolbenstange

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derselben identisch. Der Zylinder der Kolbenzylinderanordnung 41 ist im Bereich seines unteren Endes mit dem Zylinder der Kolbenzylinderanordnung 29 verbunden. Letztere dient zur Betätigung des Haupthebels 27 und ist im Unterschied zu der Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2 nur in einer um 180° gedrehten Lage eingebaut, so daß sich jetzt die Kolbenstange 30 auf dem Festpunkt 31 abstützt.

Das Dampfumformventil ist in einer Mittelstellung dargestellt. Um den Schließteil 17 vom Ventilsitz 16 abzuheben und das Dampfumformventil zu öffnen, wird die Kolbenzylinderanordnung 29 so beaufschlagt, daß der Kaupthebel 27 mittels des Zylinders desselben nach oben gedrückt wird. Hierbei wird auch die Kolbenzylinderanordnung 41 nach oben hin mitgenommen, so daß der Hilfshebel 37 um den Schwenkpunkt 39 bewegt wird. Somit wird die Hilfsspindel 36 in einer zur Bewegungsrichtung der Hauptspindel 18 entgegengesetzten Richtung nach unten gedrückt. Das untere Ende der Hilfsspindel 36 gibt somit zunächst den oberen Bereich des Lochzylinders 24 für den Wasserdurchtritt frei.

Die Feinregelung der zugeführten Wassermenge wird wiederum durch entsprechende Beaufschlagung der Kolbenzylinderanordnung 41 bewirkt. ■_...■_

Bezugs &zgr; i .£. f. .e r. n .1. i s t. e

10 Ventilgehäuse

11 Trennwand

12 Teil

13 Teil

14 Anschlußstutzen

15 Anschlußstutzen

16 Ventilsitz

17 Schließteil

18 Hauptspindel

19 Kammer

20 Durchbrechung

21 Anschlußstutzen

22 Kanal

23 Lochring

24 Lochzylinder

25 Hilfsspindel

26 Hilfssitz

27 Haupthebel

28 Punkt

29 Kolbenzylinderanordnung

30 Kolbenstange

31 Festpunkt

32 Kupplungsstange

33 Hilfshebel

34 Schwenkpunkt

35 Kolbenzylinderanordnung

36 Hilfsspindel

37 Hilfshebel

38 Hilfssitz

39 Schwenkpunkt

40 Kupplungsstange

41 Kolbenzy1inderanordnung

Claims

COHAUSZ & FLORACK

PATENTANWALTSBÜRO SCHUMANNSTR. 97 D-4000 DÜSSELDORF 1

Telefon: (0211) 1583346 ■ Telefax: (0211) 6790871 ■ Telex: 8586513 cop d

PATENTANWÄLTE DipL-lng. W COHAUSZ ■ Dipl.-Ing. R KNAUF · DipL-lng. H. B. COHAUSZ · Dipl.-Inq. D. H. WERNER · Dr. rer. nat B. REDIES

26.05.1987 HC/Sr 6044A66

Ansprüche:

1. Dampfumformventil, mit einem Ventilgehäuse, mit einer durch ein Betätigungselement in axialer Richtung beweglichen Hauptspindel zur Betätigung eines Schließteils, mit einer dem fein regulierbaren Zugeben von Wasser in einer von der Größe des jeweiligen Spindelöffnungshubs und der ausgangsseitigen Dampftemperatur abhängigen Menre dienenden Einrichtung, die mit einem Regelventil versehen ist, das eine an ihrem Ende als Schließteil ausgebildete Hilfsspindel und einen in den ausgangsseitigen Teil des Ventilgehäuses mündender Hilfssitz aufweist, und mit einem Gestänge, das das an der Hauptspindel angreifende Betätigungselement und die Hilfsspindel kraftübertragend miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feinregulierung der zugegebenen Wassermenge in den Kraftübertragungsweg ein in Abhängigkeit von der ausgangsseitigen Danpftemperatur arbeitendes Stellelement (35, ¹II) eingeschaltet ist.
2. Dampfumformventil nach Anspruch 1, bei dem das

Gestänge einen mit dem Hub der Hauptspindel schwenkbaren Haupthebel, einen den Hub der Hilfsspindel bewirkenden
Kilfshebel und eine Kupplungsstange aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß die

Kupplungsstange (32, 40) das Stellemement (35, 41) enthält und mittels des Stellelements (35, 41) eine
Längenveränderung der Kupplungsstange (32, 40) bewirkbar ist.
3· Dampfuraformventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Stellelement eine beidseitig beaufschlagbare Kolben-Zylinder-Anordnung (35, 41) ist.
4. Dampfumformventil nach Anspruch 2 oder 3,

bei dem der Hilfshebel zwischen dem Angriffspunkt der
Hilfsspindel und dem Angriffspunkt der Kupplungsstange
schwenkbar gelagert ist, dadurch
gekennzeichnet , daß der Schwenkpunkt

lageveränderlich ist.
5. Dampfumformventil nach einem der vorherigen
Ansprüche» bei dem das die Verstellung der Hauptspindel bewirkende Betätigungselement mit einem Ende des

Haupthebels verbunden ist, dadurch

gekennzeichnet⁷ ,'daß der Festpunkt (28) des Haupthebels (27) an dessen anderem Ende liegt und die
Hauptspindel (18) zwischen diesem und dem Festpunkt (28) am Haupthebel (27) angreift.

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6. Dampfumformventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsstange (32) an einem zwischen dem Angriffspunkt der Hauptspindel (18) und dem Angriffspunkt des Betätigungselementes (29)

liegenden Punkt mit dem Haupthebel (27) verbunden ist.

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7. Dampfumformventil ,nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Betätigungselement eine Kolben-Zylinder-Anordnung (29) ist, deren einer Teil sich auf einem Festpunkt (3D abstützt, und daß die Kupplungsstange oder ein Ende des Stellelsments (41) mit dem anderen Teil (30) der Kolben-Zylinder-Anordnung (29) verbunden ist.
8. Dampfumformventil nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Hauptspindel als der Zuführung von Wasser dienende Hohlspindel ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Hauptspindel (18) den Sitz (26, 38) für die relativ zur Hauptspindel (18) axial bewegliche Hilfsspindel (25, 36) und einen ausgangsseitig an den Hilfssitz (26, 38) anschließenden Lochzylinder (24) aufweist, daß die Hilfsspindel (25, 36) vom Lochzylinder (24) eng anliegend umgeben ist und daß die Größe des am Lochzylinder (24) jeweils freigegebenen Wasseraustrittsquerschnitts von der relativen axialen Lage zwischen Lochzylinder (24) und Hilfsspindel (25, 36) abhängig ist.

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