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Dampfwasserableiter.
Die bekannten Dampfwasserableiter nach dem Prinzip der allmählichen Entspannung des Dampfes in Labyrinthkanälen, Expansionskammern oder Entspannungsfiltern sind meist so gebaut, dass dem abzuleitenden Kondensat eine bestimnte, der mittleren Leistung des Ableiters entsprechende Anzahl Expansionskammern bzw. Düsen vorgeschaltet ist, die während des Betriebes nicht verändert werden kann. Diese Kondensatableiter weisen daher den Nachteil auf, dass sie durch ihre starre Bauweise in ihrer Leistung sehr stark vom Dampfdruck abhängig sind. da dem austretenden Kondensat durch die Kanäle und Düsen ein bestimmter Widerstand entgegengesetzt wird, der durch den vor dem Ableiter herrschenden Druck überwunden werden muss.
Ein weiterer Nachteil dieser Ableiter ist die Verstopfunggefahr durch feinen Kesselschlamm, was einen Leistungsabfall des Ableiters bedingt. Die Schlammteilchen werden vom Kondensat durch eine Anzahl Düsen getrieben. Nachdem durch Expansion der Druck in den weiteren Düsen kleiner wird, kommt es dort zu Ansammlungen und Stauungen von Schlammteilen, die durch den geringeren Druck nicht mehr durchgespült werden können, was schliesslich zur Verstopfung der Düsen führt.
Ein Kondenswasserableiter, der bei einem bestimmten Normaldampfdruck eine bestimmte Menge Kondenswasser abzuführen imstande ist, wird bei einem geringeren Druck weniger leisten, obwohl gerade in dieser Betriebsperiode sieh bekanntlich eine grössere Kondensatmenge ansammelt. Ebenso kommt es bei solchen Ableitern beispielsweise vor, dass sie bei Inbetriebsetzung einer Dampfkesselanlage nicht imstande sind, das sich besonders reich bildende Kondensat (durch die noch kalten Rohrleitungen, Kochapparat usw. niedergeschlagener Dampf) rasch genug abzuführen, da bei Betriebsbeginn der nötige Dampfdruck fehlt, um das Kondenswasser beschleunigt durch die engen Düsen zu pressen. Der gleiche Grund bedingt das Ansammeln grösserer, unabgeführter Dampfwassermengen vor dem Ableiter in den erkalteten Rohrleitungen bei Ausserbetriebsetzung einer Anlage.
Es kommt aus diesem Grund bei Betrieben mit stark schwankendem Dampfdruck oder periodisch arbeitenden Dampfapparaten (Kocher, Dämpfer) oft zu Betriebsstörungen.
Es kann daher gesagt werden, dass diese Kondenswasserableiter mit nicht verstellbarem Widerstandskörper nur bei einem bestimmten Normaldampfdruck und reinem Kondensat richtig und wirtschaftlich arbeiten.
Um diesen Nachteil auszuschalten, wurden Kondenswasserableiter geschaffen, die einen von Hand aus verstellbaren Staukolben besitzen. Diese Ableiter haben sich jedoch im Betrieb nicht bewährt, da sie, um Vorteile gegenüber einer starren Bauweise zu besitzen, für jede Leistung eine andere Einstellung erfordern und dadurch ständig einer Bedienungsperson bedürfen, was praktisch nicht durchgeführt werden kann.
Weiters gibt es Dampfwasserableiter mit Labyrinthkolben, bei denen die Leistung durch Änderung der Stellung des Labyrinthkolbens in einem Zylinder durch einen Schwimmer entsprechend der Wassermenge geregelt wird. Diese Bauart weist den Nachteil der Schwimmerkondenstöpfe auf, dass die komplizierten und empfindlichen Gelenke und Hebelmechanismen Störungen im Betrieb verursachen, die zu vermeiden eben zur Konstruktion der einfachen, schwimmerlosen Expansionsdampfwasserableiter führte.
Ferner sind Kondenswasserableiter bekannt, deren Staukolben durch den Dampfdruck selbsttätig verstellt werden. Bei diesen Ableitern besteht der axial verschiebbare Widerstandskörper aus einem perforierten, zylindrischen Metallbehälter, gefüllt mit körnigem oder faserigem Filtermaterial, welches das abzuführende Kondenswasser passieren muss. Je nach dem vorhandenen Druck wird dem Kondensat
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Vorliegende Erfindung schaltet die Nachteile aller vorher angeführten Expansionsableiter aus.
Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Kondenswasserableiter mit einem zylindrischen, vom Dampfdruck selbsttätig in einem Futter verstellbaren Staukolben, dessen Mantelfläche ein labyrintha. rtiges Kanalnetz aufweist und dessen Hub in seinen Endlagen durch Anschläge begrenzt ist. Die die Kolbenbewegung beeinflussende jeweilige Druckdifferenz ober und unter dem Kolben wird durch eine Spiralfeder, die als Druck-oder Zugfeder ausgeführt werden kann, ausgeglichen. Dadurch wird die Anzahl der Düsen und damit die Widerstände, die das Kondenswasser passieren muss, je nach dem herrschenden Dampfdruck zwangläufig entweder vergrössert oder verringert und das Kondenswasser unab-
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glatt.
Im folgenden soll jedoch nur die Ausfül. rnngsform des Kondenswasserableiters mit Labyrinthkolben und Druckfeder beschrieben werden, Die Zeichnung stellt melrere Ausfül rungsformen des Kondenswasserableiters gemäss der Erfindung dar. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Ableiter ; bei dem der Kolben in einem Kolbenraum direkt im Gussgehäuse gefülrt wird. Fig. 2 veranschaulicht einen Detailschnitt aa durch den unteren Kolbenraum des Kondenswasserableiters nach Fig. 1. Fig. 3 und Fig. 4 zeigen vergrössert einen Teilabschnitt des Kolbens in Ansicht und im Schnitt. Fig. 5 und Fig. 6 stellen schematische Schnitte durch dieselbe Ausführungsform des Ableiters dar, bei dem der Kolben sich einmal in der Höchstlage und das andere Mal in der Tiefstlage befindet.
Fig. 7 und Fig. 8 zeigen einen Längsschnitt und einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform, bei welcher der Kolben nicht direkt im Gehäuse, sondern in einer auswechselbaren Hülse gleitet. In Fig. 9 ersieht man eine dritte Ausführung, wo der Kolben Führungrippen besitzt und sich in einer mit dem Gehäusedeckel aus einem Stück bestehenden Hülse bewegt.
Fig. 10 ist ein Detailschnitt ec durch die Hülse nach Fig. 9.
In der einfachsten Ausführungsform des Kondenswasserableiters (Fig. 1) gleitet in einem Kolbenraum 13 und 14 des Gehäuses 1 ein eingeschliffener, durch eine Sehraubenfeder 3 nach abwärts gedrückter Kolben 2, auf dessen Mantelfläche Expansionskanäle eingesehnitten sind. Diese werden beispielsweise
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als Düsen wirkende Querkanäle 5 kleineren Querschnittes miteinander verbunden sind.
Der Hub des Kolbens 2 ist in seinen Endlagen durch Anschläge 6 und 7 begrenzt. Der obere Anschlags stösst in der Höchststellung des Kolbens 2 gegen den Gehäusedeckel 8 und ist aus fabrikationstechnischen Gründen einstellbar ausgefül rt. Er ist auf einen Bolzen 9 aufgeschraubt und durch eine Gegenmutter 10 gesichert. Der untere Ansel lag ist beispielsweise, wie in der Zeichnung ersichtlich, durch eine Schraube 7 gebildet, die zugleich das Schmutzsieb 12 am Gehäuse 1 festllält.
Der Kolbenraum ist derart ausgebildet, dass er in seinem oberen Teil 13 eine zylindrische, glatte Wandung erhält, deren Höhe ungefähr gleich ist der Kolbenbölle, während der untere Teil 14 im Durch- messer erweitert ist und drei oder mehrere Rippen 15 besitzt, die den Kolben 2 in diesem Bereiche fül ren (Fig. 2, Schnitt aa).
Das UmfÜhrungsventil16 dient zum Ausschalten des Ableiters und zum Abführen der Verunreinim gungen aus der Schlammkammer 17.
Die Wirkungsweise des Kondenswasserableiters ist folgende : Das Kondenswasser tritt durch den Eingang 18 und den Kanal 19 in die Schlammkammer 17, die sich unter dem Schlammsieb 12 befindet, Das Sieb 12 hält gröbere Verunreinigungen zurück. Die feineren Sehlammteilchen können zwar das Sieb passieren, bilden jedoch keine Verstopfungsgefahr für die Düsen 5, da der feine Schlamm in jenen Düsen, welche sich jeweils auf gleicher Höhe mit dem unteren Rand des zylindrischen, geschlossenen Kolben- raumes 13 befinden, durch das unter Druck in die Düsen eintretende Kondensat ausgespült wird.
Da durch die Bewegung des Kolbens 2 immer andere Düsen 5 in ci''se Stellung kommen, werden bei einem ganzen Kolb ? nspiel alle Düsen durcl-geblasen und eingehalten.
Das Lbyrintbkanalsystem wird einerseits von den in die Kolbenmantelfläcl e geschnittenen Düsen und Sammcirillen 5 und 4, anderseits durch die glatte Fläche des oberen Zylinderteils 13 gebildet. Das in das Kanalnetz eingedrungene Kondensat verliert durch die bekannte Wirkung der hintereinander geschalteten Expansionskammern 4 und Düsenkanäle 5 s (ine Spannung und hat nach seinem Austritt aus der letzten Kammer gäU7lieh oder nahezu den Druck der äusseren Atmosphäre erreicht.
Um die erwünschte Wirkung der gleichmässigen Kondensatförderung bei verschieden grossen Drücke n zu erzielen, muss die Anzahl der dem Kondensat vorgeschalteten Expansionskammern und Düsen je nach dem herrschenden Dampfdruck verschieden gemacht werden können. Dies geschieht durch den beweglichen Kolben 2, dessen Stellung vom Druck beeinflusst wird, Der Druekunterschied zwischen
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den Räumen ober und unter dem Kolben 2 ergibt eine resultierende Kraft, die bestrebt ist, den Kolben 2 nach oben zu drücken. Dieser Kraft wirkt die Federkraft der Schraubenfeder 3 entgegen.
Die Feder 3 ist so stark bemessen, dass sie beim grössten Dampfdruck die grösste Spannung aufweist, also ganz zusammengedrückt ist (Fig. 5), während sie beim kleinsten Druck (drucklos) nur eine kleine Vorspannung besitzt, die genügt, um die Reibungswiderstände zu überwinden (Fig. 6). Ebenso hält die Feder 3 in jeder Zwischenstellung der Dampfkraft das Gleichgewicht. Der Kolben 2 wird somit bei steigendem Dampfdruck hochgeschoben, die Spiralfeder 3 wird zusammengedrückt und das Kondensat muss mehr Expansionskammern und Düsen passieren, entsprechend seiner höheren Spannung.
Beim entgegengesetzten Fall des niedrigen Druckes wird der Kolben 2 durch die sich entspannende Schraubenfeder 3 in eine tiefere Lage gedrückt und damit eine Anzahl von Expansionskammern, die im Bereich des erweiterten Kolbenraumes 14 sind, in ihrer Wirkung ausgeschaltet, das Kondensat hat nur den Widerstand der obersten Düsen zu überwinden und wird deshalb rasch abgeführt.
Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform des Kondenswasserableiters, bei welcher der Kolben 2 nicht direkt im Gussgehäuse, sondern in einer leicht auswechselbaren Hülse 20 gleitet, wodurch die Gehäuseform wesentlich vereinfacht wird und die Einsatzhülse 20 samt dem Schmutzsieb 21 im Bedarfsfalle leicht demontiert und gereinigt werden kann. Die Einsatzhülse 20 hat in ihrem unteren Bereich seitliche Öffnungen 22, entsprechend dem erweiterten Kolbenraum 14 in der ersten Ausführungsform, durch die das Kondenswasser nicht nur von unten sondern auch seitlich in den Kolbenraum eintreten kann (Fig. 8, Schnitt bb), Die untere Hubbegrenzung für den Kolben 2 bildet beispielsweise ein innerer Bordrand 23 an der Hülse.
Verunreinigungen werden durch ein Korbsieb 21, das die Kondensateintrittsöffnungen der Einsatzhülse 20 umhüllt, zurückgehalten.
In Fig. 9 wird eine Ausführungsform dargestellt, bei der Gehäusedeckel und Einsatzhülse aus einem Stück 24 bestehen. Durch diese Konstruktion kann man mit einem einzigen Handgriff durch Herausschrauben der Hülse 24 sämtliche Einbauteile aus dem Gussgehäuse 2J entfernen. Dem Kolben 26 sind oben drei oder mehrere Führungsrippen 27 (Fig. 10, Schnitt ee) angesetzt, die ihn in seinen unteren Stellungen in der Hülse 24 führen. Die Hülse selbst besitzt in ihrem unteren Bereich kdno Führungsrippen, so dass der Kolben 26 bei seinen Tiefstlagen in den freien Gehäuseraum ragt.
Zwischen dem oberen Deckelteil und dem unteren Fiil. rungsteil der Hülse sind Auslassöffnungen 28 für das Kondensat vorgesel en.
Die obeie Hubbegrenzung für den Kolben 26 bilden die drei FÜhrungsrippen27, die gegen den Deckel stossen, während der Hub nach unten durch Sehrauben 29in den Rippen 27 begrenzt ist. Die vorstehenden Srul raukenköpfe der Schrauben 29 legen sich in diesem Fall auf den unteren Rand der Austiittsöffnung 28 des Teiles 24. Das an der Hülse 24 angeschraubte Korbsieb 30 hält die Verunreinigungen zurück.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Dampfwasserabieiter nach dem Prinzip der allmählichen Entspannung des Dampfes mit in einem Futter verstellbaren, zylindrischen Staukolben, an dessen Mantelfläche Ltbyihithkanäle voigeselen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben durch eine der Dampfkraft entgegengesetzt wirkende Federkraft im stabilen Gleichgewicht gehalten wird.