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Kondenswasserableiter
Die Erfindung betrifft einen Kondenswasserableiter, dessen Innenraum durch einen frei beweglichen
Ventilteller über eine mit Leckagen versehene Dichtfläche in eine Druckkammer und eine Austrittskammer unterteilt ist und dessen Ventilteller beim Ansteigen des Druckes in der Druckkammer ausserdem mit der den Einlasskanal abschliessenden Dichtfläche zusammenwirkt, während die in Form einer ringförmigen
Ausnehmung im Bereich der Dichtflächen eingelassene Austrittskammer mit der bzw. den Mündungen des bzw. der Auslasskanäle korrespondiert.
Die bekannten Ableiter dieser Art haben nicht nur den Nachteil, dass der sich laufend wiederholende
Auf- und Abbau des Druckes wenn Dampf ansteht, und die sich daraus resultierenden Öffnungs- und
Schliessbewegungen des Ventiltellers in sehr kurzen Zeitabständen erfolgen, wodurch ein hoher Dampf- verlust sowie ein hoher Verschleiss an den Dichtflächen und am Ventilteller eintritt, sondern es findet auch eine sehr schnelle Verstopfung der häufig nur als Haarriss ausgebildeten Leckagen durch Verschmutzung statt, so dass die mit den Leckagen erstrebte Entlüftung mit der Verstopfung unterbunden wird. Beim erneuten Anfahren der Anlage, beispielsweise nach einer Stillsetzung oder bei grösserem Anfall von Luft, kann dann diese und auch das hernach anfallende Kondensat infolge Dauerverschluss nicht mehr abgeleitet werden.
Die mit der Leckage erstrebte bessere Luftabfuhr durch ein schnelleres Entweichen der Luft während der Schliesszeit ist somit unterbunden.
Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, die Arbeitsweise dieser bekannten Ableiter zu verbessern, und vor allem die Entlüftungsleistung zu vergrössern.
Die Lösung der gestellten Aufgabe wird darin gesehen, dass das Druckkammervolumen unterhalb des
Gehäuseblockes vorgesehen und ein hohes Vielfaches des Hubraumes des Ventiltellers beträgt, während die Leckagen der Vergrösserung des Druckkammervolumens entsprechend derart überdimensioniert sind, dass ihre Durchlasswerte, wenn für diese bei den bekannten Ableitern mit kleinem Druckkammervolumen der Normalwert 1 gesetzt ist, mindestens das 1, 5fache des Normalwertes betragen, wobei bei der kleinen Ableiternennweite (lichter Durchmesser der Anschlussstützen) von 3/8 Zoll der Durchlassquerschnitt nicht unter 1/"MM2 liegt.
Durch die vorgeschlagene Massnahme wird erreicht, dass die Schliesszeiten des Ventiltellers-solange Dampf ansteht-wesentlich länger werden. Da im grossen Druckkammervolumen unterhalb des Gehäuseblockes stets ein grösseres Reservoir an Kondenswasser verbleibt (Wassersack), wird dieses im Verhältnis zum Druckabfall immer wieder zur Verdampfung gebracht, so dass der Dampfpolster in der Druckkammer und damit der Schliessdruck auf den Ventilteller durch diese laufend erfolgende Nachverdampfung solange aufrecht erhalten bleiben, bis diese Nachverdampfung beendet ist. Hiedurch wird eine erhebliche Verlängerung in der zeitlichen Aufrechterhaltung des Schliessdruckes erreicht, so dass-solange Dampf ansteht-wesentlich weniger Öffnungsbewegungen erfolgen, was eine Herabsetzung der Dampfverluste und der Verschleisserscheinungen zur Folge hat.
Die Vergrösserung des Druckkammervolumens war aber auch für Massnahmen Voraussetzung, die eine schnellere und bessere Entlüftung ermöglichen und damit eine weitere Funktionsverbesserung des Ableiters zur Folge hatten. So wurde es durch die Volumenänderung ermöglicht, auch die Durchlasswerte der Leckagen erheblich zu vergrössern und damit während der Schliesszeit, solange Dampf ansteht, eine wesentlich bessere Luftabfuhr zu erreichen, da die Luft durch die grössere Leckage schneller und in grösseren Mengen entweichen kann. Ausserdem wurde hiedurch die Gefahr der Zusetzung und Verstopfung der Leckagen durch Schmutzteile weitgehendst ausgeschaltet, so dass eine wesentlich verlässlichere Entlüftung erzielt wird, die einen Dauerverschluss und damit unerwünschte Unterkühlungen ausschliesst.
Die Leckagen, die bisher im allgemeinen nur die Grösse von sogenannten Haarrissen haben durften, konnten unbedenklich vergrössert werden ohne Gefahr zu laufen, dadurch wieder die bekannt hohen Öffnungfrequenzen bei Dampf zu erhalten und dadurch die Vorteile der Volumenvergrösserung wieder zunichte zu machen. Im Gegenteil, es konnte trotz der Leckagevergrösserung die gewünschte weitere Heraufsetzung der Schliesszeiten bei Dampfanfall ermöglicht werden.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Gemäss Fig. 1 besitzt derDampfwasserableiter einen Gehäuseblock 1 und eine daranbefestigte, nachunten ragende topfförmige Kappe 2, welche einen Hohlraum 3 bildet. In diesem Hohlraum ist ein Ventilteller 4 frei beweglich angeordnet, durch welchen der Hohlraum 3 in der Schliesslage in eine Druckkammer 5 und eine Austrittskammer 6 unterteilt ist.
Eine als Eintrittskanal dienende Bohrung 7 steht mit dem Eintrittsstutzen 8 und eine als Auslasskanal dienende, mit Abstand parallel danebenliegend vorgesehene Bohrung 9, im Beispiel mit kleinerem Durchmesser versehen, mit dem Auslassstutzen 10 in Verbindung.
Die dem Hohlraum 3 zugekehrte Fläche 11 des Gehäuses 1 ist als Planfläche ausgebildet, in welche die Ein- und Auslasskanäle 7 und 9 einmünden, wobei die Planfläche 11 bei 12 und 13 als Dichtfläche dient.
Gemäss vorliegendem Beispiel ist der Ventilteller 4 mit einer ringförmigen Ausnehmung 14 versehen, die mit dem Auslasskanal 9 korrespondiert, während der Einlasskanal 7 durch die zugekehrte Tellerfläche 15 verschlossen ist. Die ringförmige Ausnehmung 14 bildet bei dem vorliegenden Ableiter die Austrittskammer 6. Selbstverständlich kann die Austrittskammer 6 auch durch eine Ausnehmung im Gehäuse 1 oder durch zwei sich zu einer Austrittskammer ergänzende Ausnehmungen gebildet sein, wobei die eine im Ventilteller und die andere im Gehäuse vorgesehen ist. Die Druckkammer 5 befindet sich zwischen Ventilteller 4 und Kappe 2.
Es ist deshalb zur Hubbegrenzung für den Ventilteller an der Gehäusekappe 2 ein nach innen gerichteter Vorsprung angeordnet oder es sind hier mehrere seitlich angeordnete Vorsprünge oder Nasen 16 vorgesehen, welche das Grössenverhältnis zwischen dem Volumen der Druckkammer und dem des Hubraumes des Ventiltellers festlegen, wobei dieses Grössenverhältnis nach der Erfindung so bemessen ist, dass das Volumen der Druckkammer ein möglichst hohes Vielfaches des Hubraumes des Ventiltellers beträgt.
Auf Grund längerer Versuchsreihen wurde ermittelt, dass das Verhältnis vom Hubvolumen des Ventiltellers zum Druckkammervolumen bei 1 : zirka 6633/g% besonders günstig ist. Durch das grosse Druckkammervolumen und die Anordnung des Druckkammergehäuses 2 unterhalb des Ventiltellers wurde ein Behälter für die Aufnahme einer grösseren Kondensatmenge geschaffen, der über einen längeren Zeitraum mit entsprechend heissem Kondensat gefüllt bleibt, aus welchem dann bei Druckabfall laufend Entspannungsdampf frei wird, wodurch das Absinken des Schliessdruckes innerhalb der Druckkammer eine erheblich spürbare Verzögerung erfährt, was eine erhebliche Herabsetzung der Öffnungsfrequenz zur Folge hat.
Insbesondere durch die zwischen der Austrittskammer 6 - die nach den Ausführungsbeispielen als eine den Dichtflächen zugekehrte breite Ringnut im Ventilteller 4 ausgebildet ist, die mit dem oder den Austrittskanälen 9 korrespondiert-und der Druckkammer 5 vorgesehenen Leckagen in Form von Entspannungsrillen 13 a wirkt sich dieser Nachverdampfungsprozess besonders vorteilhaft aus, da einmal die Leckagen grösser ausgebildet werden können, womit ihre Schmutzempfindlichkeit herabgesetzt wird und zum anderen die grössere Leckage-Ausbildung eine wirkungsvollere Entlüftung der Anlage ermöglicht.
Die entsprechend der Erfindung bemessenen Leckagen können auch an den Dichtflächen 12 zwischen Eintrittskanal 7 und Austrittskammer 6 vorgesehen sein.
Die Grösse der Austrittskammer 6 steht zweckmässig in einem bestimmten Verhältnis zum Durchmesser des Auslasskanals 9, das nach der Erfindung so bemessen ist, dass die Breite der ringförmigen Ausnehmung 14 im Ventilteller annähernd dem Durchmesser des Auslasskanals entspricht, während die Höhe derselben kleiner als ein Drittel des Durchmessers des Auslasskanals 9 ist.
Zur Unterstützung der vorher beschriebenen Massnahmen, insbesondere zur Abbremsung des Druckabbaues und zur Verhinderung starker Schläge kann hinter dem Auslasskanal 9 im Auslassstutzen 10 eine Dämpfungseinrichtung eingebaut sein.
Gemäss Fig. 2 ist ein alle Teile tragender Zentralkörper mit 17 bezeichnet, der mit einer Einlassöffnung 18 und einer Auslassöffnung 19 versehen ist. Die Ein- und Auslasskanäle 20 und 21 sind durch Verbindungs-
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körpers angeordneten Deckel 25 nach aussen hin geschlossen ist.
An der Unterseite des ZentraIkörpers 17 befinden sich die als Ventilsitz dienenden Dichtflächen 26, die mit dem kurzhubigen Ventilteller 4 korrespondieren. Die Hubbegrenzung des Ventiltellers erfolgt hier einmal durch die Dichtflächen 26 und zum andern durch in der Druckkammer radial hervorstehende Nasen 27, auf welchen der Ventilteller aufliegt.
Das Gehäuse 28 der Druckkammer 29 ist topfförmig ausgebildet, wobei dessen Längsachse bevorzugt mit der Hubachse des Ventiltellers zusammenfällt. Selbstverständlich kann der Druckkammer auch eine andere Form gegeben werden. Der Deckel 25 und das Druckkammergehäuse 28, das zweckmässig mit Flanschen 30 versehen ist, liegen einander gegenüber und sind'mittels Zuganker 31, den Zentralkörper 17 zwischen sich einklemmend, miteinander verbunden.
Gegen äussere Temperatureinflüsse ist das Druckkammergehäuse 28 mit Abstand von einer Schutzhaube 32 umgeben, wobei der Zwischenraum 33 mit entsprechendem Isoliermaterial ausgefüllt sein kann.
Die Schutzhaube kann aus Kunststoff, Blech od. dgl. hergestellt sein und ist zweckmässig am Haubenboden auf einen Zapfen 34 der Druckkammer aufgeschoben und dort mittels einer Mutter 35 lösbar befestigt.
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Um so weit als irgend möglich Fremdkörper von den als Ventilsitz dienenden Dichtflächen 26 sowie von den Leckagen fernzuhalten, ist gemäss Fig. 2 in dem Umführungskanal 24 ein Sieb 36 als Schmutzfänger angeordnet.
Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 befindet sich der Schmutzfänger neben dem Druckkammergehäuse 28 und besitzt auch annähernd die gleiche Grösse, wodurch die Unterbringung einer besonders grossen Siebfläche ermöglicht ist. Das als Schmutzfänger dienende Sieb 36 ist hiebei in einem am Zentralkörper 17 abnehmbar befestigten topfförmigen Gehäuse 37 untergebracht. Eine von der Oberseite des Zentralkörpers her eingeführte und in den Boden des Gehäuses 37 eingedrehte Schraube 38 dient zur Befestigung des Schmutzfängers.
Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, an Stelle der zentral durchgeführten Schraube 38. ausserhalb des Gehäuses angeordnete Zuganker zu verwenden. Durch diese Massnahme ist die Möglichkeit gegeben, am Boden des Schmutzfängergehäuses ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Ausblaseventil vorzusehen, welches es gestattet, den unter Betriebsdruck stehenden Schmutzfänger von Zeit zu Zeit durch Öffnen des Ventils zu reinigen. :
Eine weitere Vereinfachung in der Herstellung, insbesondere in der Einhaltung von Toleranzen sowie in der Auswechslung von Einzelteilen ist nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 darin zu sehen, dass sich die mit dem kurzhubigen Ventilteller 4 korrespondierenden Ein- und Auslasskanäle 20 und 21 in einem konisch ausgebildeten Einsatzstück 39 befinden, das in einer entsprechend ausgebildeten konischen Bohrung 40 des Zentralkörpers eingelassen ist. Das Einsatzstück wird lose in den Zentralkörper eingeschoben und durch das Druckkammergehäuse 28, welches gegen das Einsatzstück drückt, gehalten. Zu diesem Zweck liegen der Deckel 25 und das Druckkammergehäuse 28 einander gegenüber und sind durch die Zuganker 31 miteinander derart verbunden, dass sie den Zentralkörper zwischen sich einklemmen und das Einsatzstück hiebei in die konische Bohrung pressen.
Die beiden Auslasskanäle 21 des Einsatzstückes sind durch einen Ringkanal 21 a miteinander verbunden, der über den Verbindungskanal 22 mit der Auslassöffnung 19 korrespondiert.
Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, den Schmutzfänger an der Stelle des Deckels 25 vorzusehen, d. h. also, dem Druckkammergehäuse spiegelbildlich gegenüberliegend anzuordnen. Bei einer derartigen Ausführung ist darauf zu achten, dass das Sieb ebenfalls im Gehäuse hängend angeordnet ist und sich der offene Siebeinlauf oben und der Siebboden am unteren Ende befinden.
Der Zentralkörper ist im Querschnitt vorzugsweise rechteckig ausgebildet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kondenswasserableiter, dessen Innenraum durch einen frei beweglichen Ventilteller über eine mit Leckagen versehene Dichtfläche in eine Druckkammer und eine Austrittskammer unterteilt ist, und dessen Ventilteller beim Ansteigen des Druckes in der Druckkammer ausserdem mit der den Einlasskanal abschlie- ssenden Dichtfläche zusammenwirkt, während die in Form einer ringförmigen Ausnehmung im Bereich der Dichtflächen eingelassene Austrittskammer mit der bzw. den Mündungen des bzw.
der Auslasskanäle korrespondiert, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckkammervolumen (5, 29) unterhalb des Gehäuseblockes (1, 17) vorgesehen und ein hohes Vielfaches des Hubraumes des Ventiltellers (4) beträgt, während die Leckagen der Vergrösserung des Druckkammervolumens entsprechend derart überdimensioniert sind, dass ihre Durchlasswerte, wenn für diese bei den bekannten Ableitern mit kleinem Druckkammervolumen der Normalwert 1 gesetzt ist, mindestens das 1, 5fache des Normalwertes betragen, wobei bei der kleinen Ableiternennweite [lichter Durchmesser der Ein- und Auslassöffnungen (8, 10 bzw. 18, 19)] von 3/g Zoll der Durchlassquerschnitt nicht unter 1/10 mm2 liegt.