DE3215459A1

DE3215459A1 - Schwimmergesteuerter kondensatableiter

Info

Publication number: DE3215459A1
Application number: DE3215459A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. 2805 Stuhr Föller
Original assignee: GESTRA KONDENSATABLEITER; Gestra Kondensatableiter GmbH and Co KG
Current assignee: Gestra AG
Priority date: 1982-04-24
Filing date: 1982-04-24
Publication date: 1983-11-03
Also published as: FR2525732B1; IT8348141A0; ES8401598A1; GB2119498B; IT1221484B; JPH0364758B2; US4475569A; FR2525732A1; BE896548A; GB2119498A; NL8300808A; ES520365A0; DE3215459C2; JPS58191398A; GB8305990D0

Description

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- 3 Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Kondensatableiter der im Oberbegriff des Hauptanspruches spezifizierten Art.

Kondensatableiter mit Schwimmersteuerung nutzen die Wichteunterschiede zwischen Kondensat und Dampf. Die an einem Schwimmer vom Kondensat erzeugte Auftriebskraft wird über eine Hebelmechanik auf ein Verschlußteil übertragen. Dieses wird dadurch gegen die an ihm angreifenden Druckkräfte geöffnet oder geschlossen. Da die Auftriebskraft relativ klein ist , bauen schwimmergesteuerte Kondensatableiter im Vergleich zu anderen Ableiteraystemen relativ groß. Es sind eine Reihe von Ausführungen bekannt geworden, bei denen durch Maßnahmen am VerschluBteil versucht wurde, die Größe der an ihm herrschenden Druckkräfte nach Einleitung des Öffnungsvorganges zu reduzieren, um so den erforderlichen Auftrieb und damit das Bauvolumen kleinhalten zu kön·* nen. Alle diese Ausführungen scheiterten insbesondere bei Kondensatableitern kleiner oder mittlerer Durchsatzmengen, weil die am VerschluBteil vorzunehmenden Maßnahmen kaum beherrschbare Spalte erfordern. Diese verstopfen außerdem im praktischen Betrieb schon bei geringem Schmutzanfall.

Da einerseits die auf das VerschluBteil einwirkende Druckkraft mit zunehmendem Druckgefälle stark variiert, die Auftriebskraft jedoch nahezu gleichbleibt, verwenden fast alle heute bekannten schwimmergesteuerten Kondensatableiter mehrere Verschlußteilgrößen, um so das vorhandene Ableitergehäuse über einen grösseren Druckbereich leistungsmäßig besser nutzen zu können. Bei einer bekannten Ausführung wird dieser Nachteil dadurch etwas kompensiert, daß das Übersetzungsverhältnis der Übertragungsmechanik über den Hub des Schwimmers variiert. Eine große Kraftübersetzung bei Öffnungsbeginn sorgt dafür, daß das VerschluBteil auch bei großem Druckgefälle, und zwar mit geringem Hub, noch öffnet. Die über den Öffnungshub kleiner werdende Übersetzung führt bei niedrigerem Differenzdruck zu einem weiteren öffnen des Verschlußteiles.

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Dadurch sdII eine über den Druckbereich nahezu konstante Durchaatzmenge erreicht werden. Eine Verringerung der BaugröBe des Konden8atableiterB resultiert daraus jedoch nicht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung iBt ea, einen Kondensatableiter der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine Reduzierung des Bauvolumens gestattet und die vorerwähnten Nachteile vermeidet.

Durch die im Anspruch 1 angegebenen Erfindungsmerkmale ujird dieses Ziel erreicht.

Der Strömungsuieg des abzuleitenden Kondensates führt durch die Drosselstelle in der DurchfluBkammer des erfindungsgemäßen Kondensatabieiters. Sobald der Schwimmer bei großer Anfangsübersetzung das Verschlußteil etwas vom Ventilsitz abgehoben hat und ein Kondensatfluß einsetzt, tritt im Teilraum oberhalb des Schwimmers ein Druckabfall gegenüber dem unteren Teilraum ein.

Daraus resultiert eine Erhöhung der zur Verfugung stehenden Öffnungskraft des Schwimmers. Zum weiteren öffnen des VerschluSteiles kann daher die Übersetzung zurückgenommen und der Schwimmerhub wesentlich reduziert werden. Durch den kleineren Schwimmerhub und/

2D oder kleineren Schwimmer ist ein besonders geringes Bauvolumen realisierbar. Überdies ergibt sich ein zügiges weites Öffnen sowie ein entsprechendes Schließen des Kondensatableiter.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Gegenstand.

Eine bevorzugte Gestaltung des Ableitergehäuses gibt der Anspruch 2 an. Die Ein- und Austrittskanäle können auf einer gemeinsamen Achse liegen.

Der Ableitung inerter Gase, z. B. Luft, dienen die Merkmale des Anspruches 3. Aus der Vorkammer gelangen die Gase durch die EntlUftung8bohrung in den oberen Teilraum der DurchfluBkammer, um von dort abgeführt zu werden. Dies kann über die schwimmergesteuerte AbspE-rratelle oder, wie hinlänglich bekannt, durch zusätzliche, z. B. thermisch gesteuerte Entlüfter erfolgen. Die Entlüftungsbohrung wird im Verhältnis zur Drasselöffhung so bemessen, daß sie die Druckabsenkung im oberen Teilraum der Durch-

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flußkammer nicht wesentlich beeinflußt. In der Ausgestaltung nach Anspruch i» wird die Entlüftungsbohrung beim Ableiten von Kondensat verschlossen. Auch ein großer Bohrungsdurchmesser stört dann die Druckabsenkung nicht.

Wach Anspruch 5 geht der Querschnitt der Drosselöffnung in der DurchluBkammer in der Schließstellung des Verschlußteiles gegen Null und erweitert sich mit dem Öffnungshub des Schwimmers. Der Ablauf des Öffnungs- und Schließvorganges kann hierdurch positiv beeinflußt werden.

Aufgrund seiner mit dem abzuleitenden Kondensat ganz oder zumindest annährend gleichen Wichte bleibt das nach Anspruch 6 am Schwimmer vorgesehene Gewicht auf die wirksame Schwimmerkraft ohne wesentlichen Einfluß, wenn es beim Öffnungsvorgang von Kondensat umspült ist. Gelangen jedoch bei gesunkenem Kondensatspiegel Dampfblasen in die DurchfluBkammer, so addiert sich aufgrund der anderen Dichte das Gewicht zu der Schließkraft des Schwimmers hinzu. Es resultiert daraus eine Beschleunigung der Schließbewegung und ein besonders rechtzeitiges Schließen des Kondensatabieiters.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung des Gewichts gibt der Anspruch 7 an. Mit der Gewichtsanordnung nach Anspruch 8 kann der Kondensatspiegel in der DurchfluBkammer vor Öffnungsbeginn praktisch bis zur Gewichtsoberkante erhöht werden.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen ersten Bchwimmergesteuerten Kondensatablei

ter im Schnitt,

Fig. 2 ausschnittweise eine Modifikation des Kondensatableiters aus Fig. 1

Fig. 3 einen zweiten Kondensatableiter als Ausschnitt und Fig. k einen dritten Kondensatableiter im Schnitt.

In Fig. 1 besitzt der Kondensatableiter ein Ableitergehäuse, das aus einem oberen Anschlußteil 1 und einer unteren Haube 2 besteht. Das AnschluBteil 1 besitzt einen Eintrittskanal 3 sowie einen Austrittskanal k. Vordruckseitig trägt das AnschluB-teil 1 einen Ventilsitz 5 mit einer AbfluBbohrung 6 zum Austrittskanal i*. Mit dem Ventilsitz 5 wirkt ein hubbewegliches Verschluß-

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-fiteil 7 zusammen, welches von einem geschlossenen Schwimmer 8 über eine Übertragungsmechanik 9, 11 betätigt wird.

Die Übertragungsmechanik umfaßt einen schwenkbeweglich gelagerten Antriebahebel 9, auf dessen eines Ende der Schwimmer B einwirkt. Mit seinem anderen Ende greift der Antriebshebel 9 unmittelbar an dem VerschluBteil 7 an. Der Antriebshebel 9 besitzt eine Abwälzkurve 10, die auf einer ortsfesten Abstützfläche 11 abrollt, so daB sich das wirksame Übersetzungsverhältnis zwischen dem Schwimmer 8 und dem VerschluBteil 7 während des Hubes ändert. Bei in Schließstellung befindlichem Uerschlußteil 7 existiert ein groBee Übersetzungsverhältnis mit hoher Öffnungskraft und geringer Hubrate, das sich zur Offenstellung hin ändert zu geringer Öffnungskraft und hoher Hubrate.

Das Gehäuseinnere ist vordruckseitig durch einen senkrech-

-]5 ten Rohrzylinder 12 in zwei konzentrische Kammern 13; I**, 15 unterteilt. Die äußere bildet eine Vorkammer 13, die vom hochliegenden Eintrittskanal 3 zu ZufluBöffnungen 16 führt. Diese sind unten im Rohrzylinder 12 vorgesehen und münden in die zentrale DurchfluBkammer 1*+, 15. Letztere wird durch den darin befindlichen Schwimmer 8 in einen unteren und einen oberen Teilraum *\k, 15 untergliedert. Hierzu trägt der Schwimmer 8 peripher einen Drosselbund 17. Zwischen diesem und dem umgebenden Rohrzylinder 12 verbleibt eine ringförmige Drosselöffnung 18, welche die beiden Teilräume '[k, 15 miteinander verbindet. Im oberen Teilraum 15 befinden sich der Ventilsitz 5, das VerschluBteil 7 sowie die Übertragungsmechanik 9, 11.

Der Strömungsweg des abzuleitenden Kondensates führt vom Eintrittskanal 3 in die Vorkammer 13, darin hinab zu den DurchfluBöffnungen 16 und in den unteren Teilraum 1*». Durch die Dros-

3Q selöffnung 18 hindurch gelangt das Kondensat dann in den oberen Teilraum 15. Von dort fließt es schließlich durch die AbfluBbohrung 6 in den Austrittskanal k ab.

Bei KondensatzufluB füllen sich die Vorkammer 13 und die Teilräume Ii+, 15 gleichmäßig. Ist das Niveau 19 erreicht, so vermag der Schwimmer 8 über die jetzt kraftmäßig hohe Übersetzung der Übersetzungsmechanik 9, 11 das Verschlußteil 7 vom Ventilsitz

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5 abzuheben. Mit dem ersten öffnen der AbfluBbohrung 6 tritt im Teilraum 15 über dam Schwimmer B ein Druckabfall ein - wenn auch nur ein minimaler -₍ der den Kondensatspiegel in der Vorkammer 13 absinken und in dem Teilraum 15 ansteigen läßt. Der Schwimmer 8 wird dadurch angehoben und damit das Verschlußteil 7 weiter geöffnet. Jetzt abfließendes Kondensat erzeugt an der Drosselöffnung 18 eine Druckdifferenz, der die Querschnittsfläche des Schwimmers 8 und seines Drosselbundes 17 ausgesetzt sind. Die so am Schwimmer 8 zusätzlich entstehende Kraft addiert sich zur Auftriebskraft hinzu, so daß der Schwimmer 8 trotz des sich kraftmäßig verkleinernden Übersetzungsverhältnisses das Verschlußteil 7 zügig weit öffnet. Es ist demnach möglich, mit einem besonders kleinen Schwimmer 8 und ebenfalls relativ kleinem Schwimmerhub einen großen VerschluBteilhub zu bewirken.

Ist das Kondensat aus der Vorkammer 13 so weit abgeleitet, daß der KondenBatspiegel bis zu den Zuflußbohrungen 16 absinkt,so tritt Dampf von der Vorkammer 13 in den Teilraum 1*+ über. Die Auftriebskraft des Schwimmers B wird dadurch reduziert. Der Schwimmer 8 läßt eine geringe Schließbewegung des Verschlußteiles 7 zu, wodurch der Druck im Teilraum 15 über dem Schwimmer 8 sich erhöht und somit die Druckdifferenz an der Drosselöffnung 1B reduziert wird. Dadurch verringert sich auch die zuvor beschriebene Zusatzkraft am Schwimmer B. Die Folge ist, daß dieser sich weiter in Schließrichtung bewegt, wobei die Zusatzkraft noch weiter abgebaut wird. Dar Schließvorgang läuft daher so lange zügig durch, bis das Verschlußteil 7 geschlossen hat. Dampfverluste werden dadurch zuverlässig verhindert.

In der Modifikation nach Fig. 2 besitzt der Rohrzylinder 12 unterhalb des Niveaus 19 eine die Vorkammer 13 mit dem oberen Teilraum 15 verbindende Entlüftungsbohrung 20. Eine in der Vorkammer 13 in einem Führungskäfig 21 angeordnete Schwimmerkugel 22 steuert die Entlüftungsbohrung 20.

Bei niedrigem Kondensatspiegel liegt die Schwimmerkugel 22 unten im Führungskäfig 21 und gibt die Entlüftungsbohrung 20 frei. Dann können in die Vorkammer 13 eintretende, nicht konden-

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sierende Gase, ζ. B. Luft weitgehend ungehindert in den oberen Teilraum 15 gelangen. Von dort werden sie dann entweder bei Öffnungabeginn über die AbfluBbührung 6 ader, wie hinlänglich bekannt, über Entlüfter, 2. B. thermostatisch gesteuerte, abgeführt.

Mit .steigendem Kondensatspiegel in den Kammern 13; 14, 15 schwimmt die Schwimmerkugel 22 auf und verschließt die Entlüftungsbohrung 20. Der Öffnungsvorgang des Verschlußteiles 7 erfolgt dann wie zu Fig. 1 beschrieben. Sinkt der Kondensatspiegel in der Vorkammer 13 unter das Niveau 19, so fällt die Schwimmerkugel 22 von der Entlüftungsbohrung 20 nach unten ab. Im Teilraum 15 über dem Schwimmer θ steigt daraufhin der Druck an. Die Druckdifferenz an der DrDSBelöffnung 18 wird mithin abgebaut und die Zusatzkraft des Schwimmers B geht zurück. Es findet der zu Fig. 1 beschriebene Schließvorgang statt, jetzt lediglich bei insgesamt höherem Kondensatspiegel.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 3 weist der Rohrzylinder 12 eine sich nach unten verengende Kegelzone 23 auf. Deren unterer Abschnitt bildet einen Ventilsitz, auf dem der Drosaelbund 17 des Schwimmers θ in der Schließstellung des VerschluB-teiles 7 dichtend zur Auflage kommt. In diesem Fall ist also die Drosselöffnung 1B zu IMuIl geworden. Beim Ansteigen des Schwimmers B entsteht dann wieder eine Drasselöffnung 1B, deren Querschnitt mit dem Schwimmerhub innerhalb der Kegelzone 23 stetig zunimmt, so daß einerseits im Moment des Öffnens schon eine sehr hohe zusätzliche üffnungskraft entsteht und daß diese andererseits bei Offenstellung des VerBchlußteiles 7 nicht so groß wird, daß sie die Einleitung des Schließvorganges gefährdet.

Unten an dem Schwimmer β hängt ein dünnwandiger Napf Zk von geringem Eigengewicht. Der Napf 2k besitzt an seinem oberen Ende seitliche Öffnungen 25, durch die Kondensat aus dem Teilraum *[U hindurchtritt und das Napfinnere 26 füllt.

Beim öffnungBvorgang, wenn der Napf Zk von Kondensat umgeben ist, wird das Gewicht des Schwimmers 8 lediglich um das Eigengewicht des Napfes Zk vergrößert. Aufgrund der gleichen Wichte

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des Kondensates innerhalb und außerhalb des Napfes 2k hat die Napffüllung auf den öffnungsvorgang keinen Einfluß. Er läuft wie zu Fig. 1 beschrieben ab.

Setzt infolge gesunkenen Kondensatspiegels in der Vorkammer 13 durch die ZufluBöffnungen 16 eine Dampfblasenströmung in die DurchfluBkammer Ik, 15 ein, so addiert sich das Gewicht der Kondensatfüllung des Napfes 2k zu der SchlieBkraft des Schwimmers 8 hinzu. Die Schließbewegung von Schwimmer 8 und Verschlußteil 7 wird hierdurch wesentlich beschleunigt und einem Dampfaustritt sehr frühzeitig vorgebeugt.

Bei dBr Ausführung nach Fig. k ist der Napf 2k oben auf dem Schwimmer β angeordnet. Der durch einen hochstehenden Rand des Schwimmers 8 gebildete, oben offene Napf 2k bleibt nach dem ersten Kondensatausschleusvorgang mit Kondensat gefüllt. Befindet sich Dampf in den Kammern Ii* und 15, so addieren sich das Napf- und das Schwimmergewicht. Bei Kondensatanfall muß deshalb der Kondensatspiegel solange ansteigen, bis das Napfgewicht korn- ■ pensiert ist. Der Öffnungsvorgang setzt demnach erst hei einem höheren Kondensatspiegel 19 ein.

Anstelle des Napfes 3k kann z. B. auch ein V/ollkörper mit" der gleichen Wichte wie das Kondensat treten.

Statt des peripheren Drosselbundes 17 am Schwimmer S kann auch ein Scheibenkolben vorgesehen werden, dessen Umfang mit der Wand 12 der DurchfluBkammer *[k, 15 die DurchfluBöffnung 18 definiert. Ebenso kann im Rahmen der Erfindung aber auf einen speziellen Drosselkörper verzichtet werden. Der Umfang des Schwimmers 8 bildet dann selbst die innere Begrenzungsfläche der Drosselöffnung 18.

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- 10 Liste der Bezugszeichen

1	Anschlußteil
2	Haube
3	Eintrittskanal
if	Austrittskanal
5	Ventilsitz
6	AbfluBbDhrung
7	Uerschlußteil
8	Schuimmer
9	Antriebshebel
10	AbuMlzkurve
11	AbstützflMche
12	Rohrzylinder
13	Vorkammer
1^,	15 Teilräume
16	ZufluBöffnungen
17	Drosselbund
18	Drosselöffnung
19	Niveau
20	Entlüftungsbohrung
21	Führungskäfig
22	Schuimmerkugel
23	Kegelzone
Zk	Napf
25	Öffnungen
26	Napfinneres

Leerseite

Claims

GESTRA-KSB VertrieÖsg'eeellsciTaft· *..*-*♦· Bremen, d. 2D.Qif.i982 mbH & Cd. Kommanditgesellschaft TSR-Bs/Cg - 1039 -

Schuiimmergesteuerter Kondensatableiter

Patentansprüche

Kondensatableiter mit einem Ableitergehäuse, in dem vordruckseitig ein Ventilsitz, ein damit zusammenwirkendes Verschlußteil, ein geschlossener Schwimmer sowie eine diesen mit dem Verschlußteil verbindende Übertragungsmechanik angeordnet ist, deren UbersetzungsverhSltnis 3ich mit dem Schwimmerhub ändert, dadurch gekennzeichnet, daß

- das Ableitergehäuse (1, 2) eine Durchflußkammer (1*+, 15) aufweist, die durch den darin befindlichen Schwimmer (B) und/Oder einen mit diesem verbundenen Drosselkörper (17) in einen unteren sowie einen oberen Teilraum (1*+, 15) untergliedert ist,

- peripher zwischen dem Schwimmer (8) oder dem ggf. vorhandenen Drosselkörper (17) und der umgebenden Wand (12) der DurchfluB-kammer eine die beiden Teilräume (1U, 15) verbindende Drossel-Öffnung (18) vorhanden ist,

- die DurchfluBkammer (1U, 15) unten, stromaufwärts der Drossel-Öffnung (18) ihren Zufluß (16) für das abzuleitende Kondensat aufweist sowie

- der Ventilsitz (5) und das Verschlußteil (7) sich in der DurchfluBkammer (1U, 15) stromabwärts der Drosselöffnung (18) befinden.
2. Kondensatableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB die Durchflußkammer (1U, 15) sich unterhalb der Ein- und Austrittskanäle (3, U) des Ableitergehäuses (1, 2) befindet und dieses eine neben der Durchflußkammer (1U, 15) vom hochliegenden Eintrittskanal (3) zum tiefliegenden Zufluß (16) der Durchflüßkammer (1U, 15) verlaufende Vorkammer (13) aufweist.
3. Kondensatableiter nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, gekennzeichnet durch eine die Vorkammer (13) mit dem oberen Teilraum (15) der Durchflußkammer verbindende Entlüftungsbohrung (20).

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mbH & Cq. Kommanditgesellschaft

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4. Kondensatableiter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Entlüftungsbohrung (20) ein schwimmerbetätigtes Steuerventil (22) zugeordnet iet und sie unterhalb des Kondensatniveaus (19) liegt, bei dem der Schwimmer (8) das Uerechlußteil (7) zu öffnen beginnt.
5. Kondensatableiter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die IJand (12) der Durchflußkammer (14, 15) mit einer sich nach Dben koniech erweiternden Sitzfläche (23) versehen ist, auf welcher der Schwimmer (8) bzw. der Drosselkörper (17) bei geschlossenem Uerschlußteil (7) aufsitzt.
6. Kondensatableiter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzei c h net, daß der Schwimmer (8) ein Gewicht (24) trägt, dessen Wichte im wesentlichen der Wichte des abzuleitenden Kondensates entspricht.
7. Kondensatableiter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht aus einem kondensatgefülltem Napf (24) besteht, der an seinem oberen Ende mindestens eine Öffnung (25) zur Durchflußkammer (14, 15) aufweist.
8. Kondensatableiter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht (24) oben auf dem Schwimmer (8) angeordnet ist.