DD288869A5 - Kondensatableiter mit bimetallregler - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kondensatableiter mit Bimetallregler zur Ausscheidung und Abfuehrung von anfallendem Kondensat, der in dampfbetriebenen Anlagen einsetzbar ist. Es wurde die Aufgabe geloest, dasz die Befestigung und Sicherung der starren Ventilspindel durch ein pendelnd gelagertes Widerlager gebildet wird, welches aus einem Sicherungselement mit zwei parallel auszerhalb der zentralen OEffnung diametral angeordneten Stuetzboegen, einer mittels Arretierblech gegen Verdrehung gesicherten Gewindemutter und einer zweiten Gewindemutter als Konterelement besteht. Neuartig geloest wurde weiterhin eine pendelfoermige Lagerung der Bimetallregelsaeule durch auszerhalb der zentralen OEffnung diametral auf den Fuehrungsstiften angeordnete Distanzelemente, welche ein gewisses Abkippen der Bimetallelemente zulassen. Diese Pendelebene der Bimetallregelsaeule ist gegenueber der Pendelebene des Widerlagers um 90 versetzt angeordnet. Vorteilhaft sind diese Pendelbewegungen der Ventilspindel fuer einen dichteren Ventilabschlusz, eine gleichmaeszigere Funktionsweise und damit Senkung der Dampfleckagen.{Kondensatableiter; Ventilspindel; Widerlager; Bimetallregelsaeule; pendelfoermige Lagerung; Sicherungselement; Stuetzboegen; Distanzelemente; Fuehrungsstifte; Ventilabschlusz, formschluessig}

Description

Weiterhin ist oin Kondensatableiter nach DE 1219948 und DE 1232980 bekannt, bot dom das zum Widerlager korrespondiorondo Bimetallelement im Auflagobereich bogenförmig In Richtung Widerlager nusgobildot Ist und am Scheitelpunkt das Widerlager kraftschlüssig anliegt. Das Widerlager bzw. Slcherungselemont wird auf dom Kreisring der zentralen öffnung vom Bimotalloloment form- und kraftschlüssig zur Anlage kommon und durch die Kantenreibung entlang dos Kreisrlngos dio erhoffte Pendelbewegung nicht eintreten, so daß auch hier vorgenannte Nachteile nicht beseitigt worden können.

Ziel dor Erfindung

Das Ziel dor Erfindung besteht darin, einen Kondensatableiter mit starrer Ventilspindel zu schaffon, der sich durch eino verbesserte Funktionsweise in der Schlioßphaso des Ventils auszeichnet.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Erfindung geht von der Zielstellung aus, das Widerlager für die Ventilspindel konstruktiv so zu gestalton und anzuordnen, daß in jeder Einbaulage des Kondensatableiter und trotz möglicher Schrägstellung der Bimetallelemento und Ventilspindel gleichbleibendes Funktionsverhalten dos Ableiters in der Schlioßphase orreicht wird, Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Ventilspindel im Widerlager unabhängig von der Lage der Bimetallelemente in zwei um 90° versetzten Ebenen pendolnd gelagert ist. Das Widorlagor besteht aus einem Sicherungselement, welches im Zontrum mittig oino öffnung oder Bohrung aufweist, beiderseits parallel außerhalb dieser Öffnung kreisförmige Stützbögen besitzt und diametral zur zentralen öffnung zwei Ausschnitte aufweist. Der Ventilspindelschaft durchdringt mit radialem Spiel die zentrale Öffnung des Sicherungsolemontes, wobei sich nur die Stützbögen auf den korrespondierenden Bimetallelemonten außerhalb der zentralen Bohrung abstützen. Oberhalb der Öffnung des Sicherungselementes wird eine Gowindemuttor angeordnet, welche dos Gewinde am Ventilspindelschaft aufnimmt, die zentrale öffnung des Sicherungselementes überdeckt und bei statischer Belastung form- und kraftschlüssig auf diesem Element anliegt. Die Gewindemutter wird dabei durch ein Arrotierelement gegen Verdrehung gesichert, wobei dieses Arretierteil mit dom Sicherungselement verdrehsicher gekoppelt ist oder des Arretierteil mittels Aussparungen auf den Führungsstiften des Reglers verdrehsicher geführt wird. Oberhalb des Arretierelementos ist eine zweite Gewindomutter auf dem Ventilspindelgewinde als Kontormutter angeordnet. Diese Kontermutter verspannt dauerhaft das gesamte Widerlager. Zwischon dom orsten und zweiten dem Sitzkörper zugewandten Bimetallolementepaar wird auf jedem Führungsstift ein Distanzelement so angeordnet, daß zum einen die zentrale Öffnung des angrenzenden Bimetallelementos allseitig geöffnet bleibt, und zum anderen diese sich noch innerhalb der Stützweite der Bögen vom Sicherungselement befinden. Bei kraft- und formschlüssiger Verbindung der Ventilspindel in dem Widerlager kann diese eine Pendelbewegung durch Abwälzen der Stützbögen oder durch doron außermittigen Druck auf dem anliegenden Bimetallelement ausführen. Durch den außermittigen Druck der Stützbögen können die Bimetallelemento auf den Distanzelementon im Rahmen des möglichen radialen Spiels gegenüber den Führungsstiften abkippen, womit eine vorteilhafte Pendelbewegung für die Ventilspindel erzielt wird. Die Stützbögen können auch abgewandt vom Bimetallelement angeordnet werden, wenn zwischon Gewindemutter und Stützbögen eine zusätzliche Stützscheibe zwischengelagert wird. Die Wirkungsweise für eine pendeiförmige Spindellagerung ist auch damit erreichbar.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand von einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1: Kondensatableiter mit Bimetallrugler in horizontaler Einbaulage Fig. 2: Bimetallregler nach Fig. 1 mit Stützbögen auf Bimetallelement Fig.3: Seitenansicht nach Fig. 2.

Der in Fig. 1 dargestellte Kondensatableiter besteht aus dem Gehäuse 1, an dem ein Deckel 2 angeflanscht ist, und einem Thermoregler, der in das Gehäuse 1 dicht eingeschraubt ist. Der Thermoregler besteht aus dem Sitzkörper 3, welcher in seiner zentralen Bohrung eine starre Ventilspindel 4 aufnimmt und auf dem zwei Führungsstifte 5 diametral außerhalb dieser Bohrung befestigt sind. Auf den beiden Führungsstiften 5 werden wechsolsinnig Bimetallelemente 6 so aufgesteckt, daß sich das erste Bimetallelement 6 mit der Aktivseite auf dem Sitzkörper 3 abstützt, das zweite Bimetallelement mit der Aktivseite ebenfalls nach außen gerichtet auf dieser aufliegt, beide Bimetallelemente ein gemeinsames Bimetallelementepaar bilden und zwischen beiden bei Erwärmung und Auswölbung der Elemente in Richtung Aktivseite ein Hohlraum entsteht. Die Anzahl der Bimetallelementepaare im Thermoregler wird durch den erforderlichen Arbeitshub der Ventilspindel bestimmt und kann variiert werden. Diese Bimetallelemente 6 werden auf den Führungsstiften 5 axial verdrehsicher geführt und besitzen im Zentrum eine kreisförmige Öffnung, welche die Ventilspindel 4 mit radialem Spiel durchdringt. Zwischen dem ersten und zweiten Bimetallelementepaar wird auf jeden Führungsstift 5 ein Distanzring 7 aufgesteckt, welcher für die Bildung eines allseitig freien Strömungsquerschnittes sowie für gewisse pendeiförmige Lagerung der Bimetallelomente und damit der Ventilspindel 4 sorgt. Auf dem letzten Bimetallelement 6 ist das Widerlager für die Ventilspinde! 4 angeordnet. Das Widerlager besteht aus dem Sicherungselement 9, der Pendelscheibe 8, Gewindemutter 11, dem Arretierblech 10 und einer zweiten Gewindemutter 11 als Kontermutter. Die Ventilspindel 4 durchdringt die zentrale Öffnung von Sicherungselement 9, Pendelscheibe 8 und Arretierblech 10 und wird durch beide Gewindemuttern in diesem Widerlager fest positioniert. Das Sicherungselement 9 und das Arretierblech 10 besitzen diametral außerhalb ihrer zentralen Bohrung zwei Ausschnitte, welche die Führungss'.ifte 5 aufnehmen und womit diese Teile und damit die Ventilspindel 4 ausreichend mittig zur Ventilachse verdrehsicher fixiert werden. Wird dieser Kondensatableiter unter Betriebsbedingungen mit Dampf beaufschlagt, so wölben sich die Bimetallelemente 6 axial aus, das Sicherungselement 9 und damit das Widerlager einschließlich Ventilspindel 4 wird hierbei axial bis zur Anlage des

Abschlußorgans an das Ventil bowogt. Durch die Vontilströmung oder durch dio Schworkraft odor durch das radiale Spiol dnr Ventilspindel 4 Im Thormoroglor kann das Abschlußorgan In Schwingungen versetzt wordon oder auch bußorhalb von Ventilmitto zur Anlage kommen. Für elnon dichten Vontllabechluß müssen dlo 3imetallolemento θ den erforderlichen Vontilhub sowie die Vontilkraft resultierend aus dom Druckgofilllo Über das Abschlußorgan komponsieron. Durch dlo pendelförmlgo Lagerung dor Pondolschoibo 8 auf den Stützbögen dos Sichorungsolementos 9 kann die Vontllsplndol 4 olnschlioßlich Teile 11, 10 und 8 im Rahmen ihres radialen Spiels eine für don Ventilabschluß vorteilhafte Bowegung ausführon, so daß damit die nachteilige seitliche Verschiebung des Widerlagers auf dem Bimetallelement vormiodon wird.

In Fig.2 ist dor Kondensatableiter mit oinom Widorlagor dargestellt, boi dom sich die Stützbögon dos Sichorungsolomontos 9 nach Fig. 1 auf dem Bimetallelement 6 diametral außermittig abstützen. DIo Ventilspindel 4 durchdringt dio zentrale Öffnung im Sicherungselomont 9 und wird durch beide Gowindemuttorn 11 in diesem Widerlager fest positioniert. Dio Gowindomuttor 11, wolcho formschlüssig auf dem Sicherungselement 9 anliegt, wird durch das Arrotiorbloch 10 gegon Vordrehung gesichert. Das Arretiorblech 10 ist durch Steckvorbindung mit dom Sicherungsolement 9gokoppelt. Bei kraft- und formschlüssigor Vorbindung von Bimetallelement 6 und Widorlagor kann dio Ventilspindel durch Abwälzon der Stützbögon (Rollroibung) oine für don Ventilabschluß vorteilhafte Pendelbewegung ausführon.

In Fig. 3 ist der Kondensatableiter mit Widerlager nach Fig. 2 In der zweiton für don Ventilabschluß vorteilhaften Pendolobono dargestellt. Die Stützbögen des Sicherungselomentes 9 stützen sich diametral außerhalb von Distanzring 7 und dor zentralen Bohrung auf dem Bimetallelement 6 ab. Die untere Govinde;nutter 11 liegt heirbei form- und kraftschlüssig auf dom Sicherungseloment 9 an und wird durch oin Arretlerbloch 10 gegen Vordrohung gesichert. Eino Zunge vom Arretierbloch 10 wird in eino seitliche Aussparung im Sicherungselement 9 eingesteckt und damit vordrehsicher mit diesem Toll gekoppelt. Dio zweite Gewindemutter 11 verspannt dauerhaft dieses Widerlager. Bei thermischer Belastung dos Reglers bewegen die Bimotallelemonto 6 bis zum Vontilabschluß axial das Widerlager und damit dio Ventilspindel. Die Ventilspindel 4 mit Abachlußorgan kann auch in dieser Ebene damit eine vorteilhafte Pendelbewegung ausführen. Dies wird bei kraftschlüssiger Verbindung der Teile durch den außermittigen Druck der Stützbögen auf das korrespondierende Bimetallelement 6orroicht. Mit diesem exzentrischen Druck ist ein leichtes Abkippen der Bimetallelemente über Distanzring 7 möglich.

Claims (1)

1. Kondensatableiter mit Bimetallregler, bestehend aus einem im Hohlraum angeordneten Regler, welcher einen Sitzkörper mit zwei diametral außerhalb der Sitzbohrung befestigten Führungsstiften besitzt, auf dem mehrere übereinander wechselsinnig und gegen Verdrehung gesicherte Bimetallelemente angeordnet sind, und welcher im Zentrum der Bimetallelemente und Sitzkörper eine starre Ventilspindel mit Abschlußorgan enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung und Sicherung der starren Ventilspindel (4) durch ein pendelnd gelagertes Widerlager gebildet wird, welches aus einem Sicherungselement (9) mit zwei parallelen außerhalb der zentralen Öffnung diametral angeordneten Stützbögen besteht, dieses sich auf dem korrespondiere an Bimetallelement (6) odert auf einer Pendelscheibe (8) außermittig abstützt, sowie einer Gewindemutter (11), die durch ein Arretierblech (10) gegen Verdrehung gesichert ist, das Gewinde vom Ventilspindolschaft formschlüssig aufnimmt, einer zweiten Gewindemutter (11), welche diese Teile des Widerlagers miteinander verspannt und bei dem die Bimetallregelsäule durch außerhalb der zentralen Öffnung diametral auf den Führungsstiften (5) angeordnete Distanzelemente (7) gleichfalls pendeiförmig gelagert ist.

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   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft einen thermischen Kondensatableiter zur Ausscheidung und Abführung von Wasserdampfkondonsat, der in wasserdnmpfbetriebenen Anlagen sinsetzbar ist. Die vorliegende Lösung beinhaltet Kondensatableiter, bei denen das Vontilabschlußorgan axial und radial durch eino Ventilspindel bewegt wird.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Zur Ausscheidung und Abführung von Kondensat aus dampfbetriebenen Anlagen sind Kondensatableiter mit verschiedenen Regelcharakteristiken bekannt, bei denen die Ventilspindel mit dem Ventilabschlußorgan als feste unlösbare Einheit ausgebildet ist und deren axiale sowie radiale Bewegung durch ein Widerlager gesichert bzw. begrenzt wird. Ventilspindel, Widerlager und Regelelement, z. B. Bimetallelemente, stehen in der Schließphase des Ventils in kraft· und formschlüssiger Verbindung. Im Anfahrprozeß des Kondensatabieiters ist das Ventil, z.B. bei senkrechter Einbaulage des Kondensatabieiters, maximal geöffnet. Die Regelscheiben und Ventilspindel können durch einsetzende Strömungen in Schwingungen versetzt werden, wodurch eine außermittige Lage der Ventilspindel in der zentralen Öffnung der Bimetallelemente sowie des Sitzkörpers, aber auch eine gewisse Schieflage der Bimetallelemente, auftreten kann. Wird der Kondensatableiteer so eingebaut, daß der Regler eine horizontale Lage einnimmt, so werden die Reglerteile durch ihre Schwerkraft immer außermittig zur Anlage kommen, wobei hierdurch die Ventilspindel einschließlich die Sicherungselemente des Widerlagers außerhalb Ventilmitte fixiert werden. Bei einsetzender Temperaturerhöhung des durchströmenden Mediums beginnen z.B. die Bimetallelemente, sich auszuwölbon und bewegen dabei axial die Ventilspindel in Schließrichtung des Ventils. Durch diese Axialbewegung und mit der statischen Ventilkraft, erzeugt durch den Betriebsdruck auf dem gegen Strömungsrichtung wirkenden Abschlußorgan, werden die Sicherungselemente des Widerlagers der Ventilspindel auf das Bimetallelement formschlüssig gepreßt. In dieser Schließphase muß für eine dichte Absperrung die Ventilspindel mit Abschlußorgan in Ventilmine positioniert werden, wobei hier eine Lageänderung der unter Spannung stehenden Bimetallelemente kaum eintritt. Ein Zentrieren der Ventilspindel in Ventilmitte ist nur durch radiales Gleiten des Widerlagers auf dem Bimetallelement möglich, wobei der Reibungswiderstand zwischen Bimetallelement und Widerlager mit steigenden Ventilkräften bzw. Betriebsdrücken gleichfalls zunimmt. So ist nach der DE 1.254042; DE 1260480; DE 31827 und DE 106455 ein Kondensatableiter bekannt, bei dem das Widerlager durch einen gekapselten Sprengring auf dem Ventilspindelschaft oder durch eine Traverse gebildet wird, welche im Zentrum zur Aufnahme des Ventilspindelschaftes eine Gewindebohrung besitzt und hierzu diametral gegenüber kreisförmige Öffnungen zwecks Führung auf den Führungsstiften besitzt Durch die Führungsstifte wird die Traverse im gewissen Maße in Ventilmitte positioniert, wobei zur Kompensation von technologischen Fertigungsungenauigkeiten ein radiales Spiel vorgesehen werden muß. Dieses Spiel sollte zur Verringerung der Reibungskräfte relativ p;roß gehalten werden und für eine mittige Positionierung der Ventilspindel den Wert „0" erreichen. Beide Ziele können nur durch eine Kompromißlösung realisiert werden. In jedem Falle müßten die Sicherungselemente zwecks dichtem Ventilabschluß um einen gewissen Betrag radial verschoben werden. Durch die vorhandenen Reibungswiderstände, welche bei Existenz von Schmutzbelägen zusätzlich ansteigen, wird diese erforderliche radiale Bewegung gehindert und ein praktisch dampfdichter Vsntilabschluß nicht erreicht. Erhöhte Dampfleckagen und damit Energieverluste sind in der Anwenderindustrie die Folge.

   In der DE 2358216 ist ein Kondensatableiter bekannt, bei dem zur Verringerung vorgenannter Nachteile der Ventilspindolschaft durch Einsatz einer Führungsmutter mit zylinderförmigem Schaft mittig positioniert wird, wobei die Führungsmutter in der zentralen Öffnung der Bimetallelemente mit relativ kleinem radialen Spiol geführt ist. Mit dieser konstruktiven Variante wird eine Teilverbesserung dadurch erzielt, daß die Ventilspindel im Rahmen des radialen Spiels annähernd in Ventilmitte positioniert wird. Nachteilig ist aber bei dieser Lösung, daß in der Endphase des Ventilabschlusses die notwendige radiale Verschiebung des Widerlagers durch Reibungswiderstand behindert wird und Dampfverluste auftreten können. Experimentelle Versuche haben dies bestätigt.