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Thermisch gesteuerter Kondensatableiter Die Erfindung betrifft einen
Kondensatableiter mit einem entgegen dem Betriebsdruck in Schließrichtung thermostatisch
beeinflußten Absperrorgan, dessen nachgiebiger Thermostat mit progressiv ansteigender
Federkennlinie aus einem oder mehreren übereinander angeordneten, axial geführten
Bimetallelementen besteht, von denen jedes aus gegenläufig aufeinandergeschichteten
Bimetallplatten gebildet ist, die sich bei Temperaturzunahme auswölben, wobei die
Bimetallplatten benachbarter Bimetallelemente sich bei niedrigen Temperaturen und
Drücken gegeneinander oder gegen eine Zwischenlegscheibe allein mit dem Scheitel
der Wölbung abstützen.
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Bei derartigen Ableitern besteht die Forderung, die öffnungs- und
Schließkurve des Bimetallthermostaten möglichst eng der Sattdampfkurve anzupassen,
um einerseits ein öffnen bei Temperaturen oberhalb der Sattdampftemperatur und damit
Dampfverluste zu verhindern und um es andererseits dem Betriebsdruck zu ermöglichen,
bei Anfall von Kondensat geringer Unterkühlung das Absperrorgan sofort zu öffnen.
Da der Betriebsdruck jedoch stärker ansteigt als die Temperatur, muß dem nachgiebigen
Thermostaten eine progressive Federkennlinie erteilt werden, wenn bei mehreren zusammengehörigen
Wertepaaren von Druck und Temperatur das Absperrorgan jeweils denselben öffnungsgrad
aufweisen, d. h. wenn der Ableiter über einen bestimmten Druck- und Temperaturbereich
eine gleichbleibende Leistung besitzen soll.
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Bei kreisrunden Bimetallplatten ergibt sich anfänglich eine progressive
Federkennlinie dadurch, daß der Mittelbereich der benachbarten Platten zweier verschiedener
Bimetallelemente bei Druckanstieg zunehmend stärker zusammengedrückt wird als der
Außenbereich. Auf diese Weise kommen von der Mitte her zunehmend größere Flächen
unter entsprechender Versteifung der Platten zur Anlage. Diese Wirkung entfällt
jedoch nach kurzer Betriebsdauer des Ableiters, da die Mittelbereiche dann eine
bleibende Verformung erfahren und die Federkennlinie zwar eine linear größere Steigung
aufweist, aber nicht mehr progressiv ansteigt.
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Zur Beseitigung dieses Nachteils ist es z. B. bekannt, die Bimetallplatten
rhombisch auszubilden, so daß von ihrer Peripherie her bei Druckerhöhung zunehmende
Flächen zweier gegenläufig zusammenarbeitender Platten zur Anlage kommen und ohne
erhebliche Dauerverformung bei jedem Hub eine Versteifung eintritt. Es besteht jedoch
das Bedürfnis, den auf diese Weise erzielten bereits verhältnismäßig großen Betriebsbereich
mit einfacheren Mitteln zu erreichen.
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Die Lösung der gestellten Aufgabe wird darin gesehen, daß die Bimetallplatten
oder die Zwischenlegscheiben außerhalb des Scheitelbereiches der Wölbung Erhöhungen
aufweisen, die bei höheren Temperaturen und Drücken zur Anlage kommen und eine Berührung
der zwischen ihnen und dem Umfang der Bimetallplatten befindlichen Flächen beim
weiteren Zusammendrücken der Wölbung durch den steigenden Betriebsdruck verhindern,
Bei beginnender Auswölbung, d. h. bei niedriger Temperatur und niedrigem
Druck, stützen sich die einander zugewandten Bimetallplatten benachbarter Bimetallelemente
lediglich im Scheitelpunkt der Wölbung gegeneinander ab. Steigt die Temperatur,
so nimmt der Druck stärker zu, und die zentrale Auflagestelle erfährt eine zunehmend
stärkere Ab-
flachung im Verhältnis zu der übrigen Bimetallplatte, da sich
an der kleinen Auflagestelle der von Element zu Element übertragene Druck konzentriert.
Während der Abflachung des Scheitelbereiches steigt die Federkennlinie des Thermostaten
auf Grund des sich verkürzenden Hebelarmes zwischen Scheitelbereich und Umfang der
Bimetallplatte progressiv an. Hierbei ändert sich die Steigung der Federkennlinie,
wie die der unteren Sattdampfkurve, verhältnismäßig stark, erreicht aber noch nicht
den Wert, der für die Anpassung an den oberen Bereich der Sattdampfkurve erforderlich
ist. Kommen nun die Erhöhungen zur Auflage, so verkürzt sich der vorher zwischen
Scheitelpunkt und Plattenumfang wirksame Hebelarm erheblich, die Steigung der Federkennlinie
erfährt eine stärkere Änderung und entspricht der der Sattdampfkurve über einen
weiten Bereich. Da bei höheren Drücken die Abstützung der Platten ausschließlich
oder doch zum größten Teil durch die Erhöhungen erfolgt, wird außerdem eine Dauerverformung
des weichen Mittelbereiches vermieden.
Auch bei Verwendung runder
Platten ergibt sich somit auf einfache Weise eine gute Anpassung an die Sattdampfkurve,
die sich noch dadurch steigern läßt, daß die erfindungsgemäßen Maßnahmen bei den
bekannten rhombischen Platten angewandt werden.
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Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Kondensatableiters dar. Es zeigt F i g. 1 den erfindungsgemäßen Kondensatableiter
im kalten Zustand, F i g. 2 drei flache Birnetallelemente mit ringförmigen Ausdrückungen
und eine Zwischenlegscheibe mit nippelförmigen Ausdrückungen, F i g. 3 die
Draufsicht eines Teils einer Zwischenlegscheibe mit nippelförmigen Ausdrückungen,
F i g. 4 zwei ausgewölbte Bimetallelemente mit Auflage im Scheitelbereich
und F i g. 5 zwei Bimetallelemente mit Auflage auf den Ausdrückungen.
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Bei dem in F i g. 1 dargestellten Kondensatableiter tritt das
Medium durch einen Einlaßstutzen 1 und einen Einlaßkanal 2 in eine Abfühlkammer
3 ein und verläßt diese über die Abflußbohruno, 4 und den Auslaßstutzen
5. Ein durch einen Bimetallthermostaten 6
entgegen dem Mediumdruck
in Schließrichtung beeinflußtes Absperrorgan 7 steuert den Durchflußquer--schnitt
der Abflußbohrung 4.
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Der Bimetallthermostat 6 ist aus mehreren Bimetallelementen
8 gebildet, die jeweils aus zwei gegenläufig aufeinander geschichteten BimetaUplatten
9 mit Mittellöchem 10 bestehen. Die Bimetallplatten 9 sind
im kalten Zustand flach und wölben sich mit zunehmender Temperatur aus. Der so entstehendeSub
wird über einen Schaft 11 auf das Absperrorgan 7 im Schließsinn übertragen.
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Erfindungsgemäß sind die Bimetallplatten 9 mit ringförmigen
Ausdrückungen 12 außerhalb des Scheitelbereiches versehen, die im kalten Zustand
erst einmal die Auflageflächen zwischen den Elementen bilden. Selbstverständlich
können anstatt der Ausdrückungen auch andere Erhöhungen, wie z. B. an den Bünetallplatten
befestigte Ringe, angeordnet sein.
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F i g. 2 zeigt drei Bimetallelemente 8 in kaltem Zustand,
die sich gegeneinander mit ringförmigen Ausdrückungen 12 abstützen, während die
Abstützung des mittleren Bimetallelements 8 nach einem anderen Ausführungsbeispiel
gegen ein weiteres Bimetallelement 8 über eine Zwischenlegscheibe
13 mit nippelförmigen Ausdrückungen 14 entlang einer Kreislinie erfolgt.
Von der Zwischenlegscheibe zeigt F i g. 3 eine Draufsicht.
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Beginnen nun Temperatur und Druck zu steigen, so wölben sich die Bimetallplatten
9 aus, wie in F i g. 4 gezeigt ist, und stützen sich gegenseitig im
Mittelbereich ab. Bei weiterer Druckerhöhung beginnt sich der Scheitelbereich jedoch
von der Mitte aus abzuflachen, so daß dort die Auflagefläche langsam stetig
zunimmt. Der federnde Hebelarm von den Mittellöchern 10 bis zum Umfang
der Bimetaffplatten 9 verkürzt sich hierbei, und die Federkennlinie des Thermostaten
steigt progressiv an.
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Steigt der Druck noch mehr an, so kommen die Ausdrückungen
12 entsprechend F i g. 5 zur Anlage. Hierdurch wird der wirksame Hebelarm
weiter verkürzt, so daß eine starke Verhärtung der Feder und damit eine besonders
günstige Anpassung der Hub-Schließkraft-Kennlinie an die Form des oberen Bereiches
der Sattdampfkurve erfolgt. Außerdem wird der Scheitelbereich hierdurch vom Auflagedruck
entlastet, so daß seine Dauerverformung verhindert wird. Selbstverständlich ist
es auch möglich, das Mittelloch der Zwischenlegscheiben so groß auszubilden, daß
die Scheitelbereiche benachbarter Bimetaflplatten sich durch das Mittelloch hindurch
abstützen können, wobei die Zwischenlegscheibe aus Bünetall besteht, das sich bei
steiaender Temperatur kalottenartig verformt. Die Zwischenlegscheiben können hierbei
auch in Ausdrückungen der benachbarten Bimetallscheiben versenkt sein.