<Desc/Clms Page number 1>
BESCHRIJVING behorende bij een UITVINDINGSOCTROOIAANVRAGE ten name van TLVCo., Ltd gevestigd te
Tokyo, Japan voor : Reduceerklep voorzien van een dampvloeistofscheider
EMI1.1
---------- Onder inroeping van het recht van voorrang op grond van gebruiksmodelaanvragen : nr. 58-167151 ingediend in Japan d. d. 27 oktober 1983, nr. 59-39905 ingediend in Japan d. d. 19 maart 1984, nr. 59-97855 ingediend in Japan d. d. 28 juni 1984, en octrooiaanvrage nr. 59-26527 ingediend in Japan d. d. 15 februari 1984.
<Desc/Clms Page number 2>
Reduceerklep voorzien van een dampvloeistofscheider.
De uitvinding heeft betrekking op een reduceerklep voor stoom en samengeperste lucht of gas, in het bijzonder op een constructie van een reduceerklep, uitgerust met een dampvloeistofscheider.
Onder druk staande stoom of gas, afkomstig van een boiler of compressor wordt op de gewenste druk gebracht met behulp van een reduceerklep, voordat de stoom of samengeperste lucht de verbruiksinrichting bereikt. Stoom of lucht bevat gewoonlijk gecondenseerd water en vaste deeltjes. Daar deze waterdeeltjes en vreemde deeltjes slijtage of- corrosie van de klep, de klepzitting of andere bewegende delen veroorzaken, is de werking van reduceerkleppen dikwijls slecht en kan een druk worden opgebouwd in het stroomafwaartse gedeelte als gevolg van lekkage van stoom of lucht, welke eventueel uitgaat boven een vooraf bepaalde waarde. Genoemde waterdeeltjes en vreemde deeltjes welke de reduceerklep zijn gepasseerd kunnen ook een beschadiging veroorzaken of een verminderd rendement van de stoom-of lucht-gebruikende inrichting.
Teneinde condensaat en vreemde deeltjes te verwijderen, is het bekend om gebruik te maken van een stroomopwaarts van de reduceerklep opgestelde dampvloeistofscheider en zeef. Elke dampvloeistofscheider en zeef hebben flenzen"ingericht voor bevestiging aan buizen. De dampvloeistofscheider is zodanig geconstrueerd, dat waterdeeltjes en vreemde deeltjes worden afgescheiden doordat de stoom of lucht botst tegen een afsluiting, aangebracht in de scheidingskamer. Een klep voor het afvoeren van waterdeeltjes en een zeef zijn bevestigd aan de scheidingsinrichting. De zeef, die opgesteld tussen de scheidingsinrichting en de reduceerklep is voorzien van een afblaasklep.
De voren beschreven, bekende inrichting heeft een lang buizenstelsel tot gevolg en vereist een'grote installatieruimte. Bovendien moet, daar de dampvloeistofscheider een slecht scheidingsrendement heeft, een fijnere en bijgevolg grotere zeef stroomafwaarts worden opgesteld. Verder zijn extra kleppen en onderdelen vereist, hetgeen resulteert in een ingewikkeld buizenstelsel en hogere installatiekosten.
De uitvinding beoogt genoemde nadelen op te heffen.
Hiertoe zijn de volgende maatregelen getroffen :
<Desc/Clms Page number 3>
a) een vergroten van het gedeelte van het'reduceerklephuis, dat de opening omgeeft, teneinde een bezinkput stroomafwaarts van genoemde opening te vormen ; b) een ringvormige scheidingswand, aangebracht nabij het bovengedeelte van de bezinkput voor het vormen van een ringvormige ruimte tussen de scheidingswand en het klephuis ; c) een mogelijkheid verschaft dat de ringvormige ruimte in verbinding staat met de inlaat nabij de bovenzijde en met de bezinkput nabij de onderzijde, alsmede de mogelijkheid, dat de ringvormige ruimte onder de klepopening in verbinding staat met de bezinkput door de bodemopening van de ringvormige scheidingswand ; d) een afbuigorgaan in de ringvormige ruimte aangebracht om het gas een rotatiebeweging te geven ;
e) een klep voor het afvoeren van vloeistof verzameld in de afvoerput aangebracht.
De werking van de hierboven genoemde middelen c. q. maatregelen is als volgt : Wanneer de druk stroomafwaarts van de reduceerklep lager is dan de vooraf ingestelde waarde, wordt dit waargenomen door een membraan en bedient het membraan het kleplichaam, teneinde de doorlaatopening te openen. Als gevolg hiervan stroomt stoom of samengeperste lucht van de inlaat naar de uitlaat door de klepopening. Door de-afbuiginrichting wordt, tijdens het bewegen van de stoom of lucht door de ringvormige ruimte daaraan een rotatiebeweging gegeven. Het roterende fluidum wordt onderworpen aan de centrifugaalkracht. Condensaat en vaste deeltjes worden, als gevolg van de grotere massa dan die van het gas, uit de roterende gasstroom bewogen en bereiken daarbij de omgevende wand van de bezinkput en stromen benedenwaarts langs de wand.
Het centrale gedeelte van het roterende gas stroomt bovenwaarts naar de klepopening en vervolgens naar de uitlaat. De rotatie-afbuiginrichting bestaat uit een kleine ringvormige component, welke geschikt is om in de smalle ringvormige doortocht te worden aangebracht. De rotatie-afbuiginrichting heeft bovendien een beter scheidingsrendement, terwijl eveneens de kans op verstopping kleiner is. Hierdoor is de noodzaak voor een groter filter kleiner, hetgeen resulteert in een compact ontwerp.
De reduceerklep volgens de uitvinding is dus voorzien van een dampvloeistofscheider. Indien vereist kan daarin een zeef zijn opgenomen,
<Desc/Clms Page number 4>
wanneer geen noodzaak aanwezig is voor een groot filter. De reduceerklep is slechts enigszins groter in afmetingen dan een gewone eenvoudige redu- ceerklep als gevolg van de toepassing van een bezinkruimte. In vergelijking met de bekende combinatie van een dampvloeistofscheider, een zeef en een reduceerklep, is de reduceerklep volgens de uitvinding uitgerust met een kortere buislengte, welke vergelijkbaar is met die van een eenvoudige reduceerklep, en kan daardoor op eenvoudige wijze en met lage kosten worden geinstalleerd.
Met de reduceerklep volgens de uitvinding wordt, daar vocht wordt afgescheiden direct vóór de klepopening, stoom, welke bijna geen vocht bevat, toegevoerd aan de stoomverbruikende inrichting, waardoor het thermische rendement daarvan wordt verbeterd.
Bovendien wordt geen stoom verspild als gevolg van straling ter plaatse van de dampvloeistofscheider en zeef, zoals bij de bekende inrichting.
Ter verduidelijking van de uitvinding zullen thans, onder verwijzing naar de tekening, enkele uitvoeringsvoorbeelden van de redu- ceerklep, voorzien van een dampvloeistofscheider worden beschreven.
In de tekening toont : fig. l een langsdoorsnede van een reduceerklep, uitgerust met een dampvloeistofscheider ; fig. 2 een perspectivisch aanzicht van de bij de inrichting volgens fig. 1 toegepaste vlotter ; fig. 3 een bovenaanzicht van het afschermdeksel, toegepast bij de inrichting volgens fig. 1 ; fig. 4 een doorsnede van een deel van een mand-. bfemmertype condenspot, welke dient als afvoerklep ; fig. 5 een deel van een doorsnede van een bimetaalcondenspot, welke dient als afvoerklep ; fig. 6 een doorsnedevan een deel van een schijftype condens- pot, welke dient als afvoerklep en fig. 7 een doorsnede van een vlottertype condenspoz met een hefboom, welke dient als afvoerklep.
Volgens de figuren 1 t/m 3 is een reduceerklep voorzien van een dampvloeistofscheider uitgerust met een veerhuis 103, welke een instelbare veer 101 bevat, een klephuis 107, waarin een pilotklep 105 voorzien is opgesteld, een huis lli ? van een hoofdklep 109, een putlichaam 115
<Desc/Clms Page number 5>
welke een put 113 begrenst en een bodemdeksel 117 heeft.
Een membraan 119, gemaakt van dun metaalplaat is opgesteld tussen het veerhuis 103 en hetklephuis 107. Het bovenoppervlak van het membraan 119 staat in verbinding met het ondereinde van de instelbare veer 101 en het onderoppervlak van het membraan met de bovenzijde van een pilotklepspil 121. De ruimte boven het membraan 119 staat in verbinding met de atmosfeer via een doortocht 122, en de ruimte onder het membraan 119 staat via een doortocht 124 in verbinding met een uitlaat 137.
Een instelschroef 123 is aangebracht nabij de bovenwand van het veerhuis 103. Het ondereinde van de instelschroef is in aanraking met de bovenzijde van de instelbare veer 101. Het uitstekende gedeelte van de instelschroef 123 is afgedekt door een beschermkap 125, welke vrij losneembaar is bevestigd.
Een hexagonale uitsparing 127 is gevormd in de bovenzijde van het beschermdeksel 125, dat kan worden gebruikt om de instelschroef 123 te bedienen door het beschermdeksel ondersteboven te houden en de uitsparing 127 over het boveneinde van de kop 129 van de instelschroef 123 aan te brengen. Het beschermdeksel heeft radiale uitsteeksels 130, welke elk zijn voorzien van een uitsparing 131 aan zijn :-uiteinden, ingericht om te kunnen samenwerken met grendelmoer (en) 133.
Het huis 111-is voorzien van een inlaat 135 en een uitlaat 137, welke zijn gescheiden door een horizontale wand 139 en met elkaar in verbinding staan door een klepopening 141, aangebracht in de wand 139.
Het kleplichaam 143 is opgesteld benedenwaarts van de klepopening 141 en verbonden met een zuiger 145 door middel van een klepspil, welke reikt door de klepopening 141.
De pilotklep 105 is opgesteld tussen een doortocht 142, welke in verbinding staat met de kamer onder de klepopening 141 en een doortocht 144, welke in verbinding staat met de kamer boven de zuiger 145. De ruimte boven de zuiger 145 staat in verbinding met een ruimte onder het membraan 119 door een labyrinth, aangebracht op de pilotklepspil 121.
In de ruimte onder de klepopening 141 zijn een conisch wandorgaan 147, een cirkelvormige vasthoudplaat 149 en een cilindrisch mantel-of rokorgaan 151, dat benedenwaarts divergeert, aangebracht.
Buitenwaarts van het conische wandorgaan 147 is een geperforeerd,
<Desc/Clms Page number 6>
cilindrisch scherm 153 opgesteld. Buitenwaarts van het scherm 153 is een zwelkamer gevormd, die in verbinding staat met de inlaat 135.
Het conische wandorgaan 147 en het scherm 153 staan nabij hun boveneinde in verbinding met de horizontale wand 139 en nabij het ondereinde met de vasthoudplaat 149. De vasthoudplaat 149 staat met zijn onderomtrek in verbinding met de bovenzijde van het putlichaam 115 en is in zijn stand gefixeerd. Het mantelorgaan 151 is in de vasthoudplaat 149 geschroefd. De vasthoudplaat 149 is voorzien van doortochten 155 en 157 nabij het midden resp. de buitenomtrek. Op deze wijze wordt de ruimte onder de klepopening 141 gescheiden door een scheidingswand, samengesteld uit het conische wandorgaan 147, de vasthoudplaat 149 en mantelorgaan 151, welke een ringvormige ruimte 159 vormen, buitenwaarts vande scheidingswand 147,149 en 151.
Een rotatie-afbuiginrichting 161 bevindt zich in de ringvormige ruimte 159 opgesteld tussen de vasthoudplaat 149 en het mantelorgaan 151.
Het rotatie-afbuigorgaan 161 is een dunne ring met een aantal radiale uitsteeksels, welke alle hellen in dezelfde richting-en in een cirkel zijn opgesteld.
Het lichaam van de bezinkput 115 heeft ter-plaatse van de bodem een grotere-diameter dan ter plaatse van de bovenzijde, waarbij de diameter geleidelijk groter wordt ter plaatse van het centrale gedeelte. In de bezinkput zijn een vlotter 163 en een vlotterdeksel 165 aangebracht. De vlotter 163 heeft de vorm van een holle bol, vervaardigd van dunne plaat.
Het vlotterdeksel 165 heeft de vorm van een omgekeerde kom met een--vlak gedeelte 167 (zie fig. 2) aan de naar ons toegekeerde zijde van het in fig. 1 weergegeven vlotterdeksel, teneinde de vlotter 163 te geleiden, waardoor deze in fig. 1 evenwijdig aan het papier kan worden verplaatst. Benen 169 strekken zich benedenwaarts uit van het vlakke gedeelte 167 en aan de tegenover gelegen zijde. Het vlotterdeksel 165 is gefixeerd door de einden van de benen tussen de bezinkputlichaam 115 en het bodemdeksel 117 te plaatsen. Hierbij wordt een strip 171, welke is aangebracht aan het been 169 gestoken in een opening, geboord in het bodemdeksel 117, teneinde de hoekstand van het vlotterdeksel 165 te bepalen.
De benen 169 van het vlotterdeksel 165 zijn elk voorzien van een verlengde smoorplaat 173, teneinde de roterende beweging van water
<Desc/Clms Page number 7>
verzameld in de bezinkput 113 te beperken. De smoorplaten 173 voor het beperken van de roterende beweging van water moeten zodanig zijn opgesteld, dat zij niet de rotatiebeweging van het damp of het gas ter plaatse van het bovengedeelte van de bezinkput beïnvloeden. Het vlot- terdeksel 165 is voorzien van een ontluchtingsopening 175 ter plaatse van het bovengedeelte.
Het doel van de ontluchtingsopening is om daardoorheen gas af te voeren wanneer het water in het vlotterdeksel 165 komt, omdat de waterinlaat zich aan de onderzijde bevindt, teneinde te voorkomen, dat de werking van de vlotter 163 wordt verstoord door de turbulente bewe- ging van gas of stoom. Het bodemdeksel is voorzien van een afvoerklep- opening 177, welke wordt geopend door de vlotter 163 voor het automatisch afvoeren van water, verzameld in de bezinkput 113 naar een afvoer 179.
De werking van de boven beschreven inrichting is als volgt.
De functie van drukvermindering zal niet worden beschreven, daar deze II 11 dezelfde is als bij een bekende'gewone"reduceerklep.
Wanneer de druk ter plaatse van de uitlaat 137 lager is dan de ingestelde waarde, wordt de klepopening 141 geopend. Stoom of gas stroomt vanuit de inlaat 135 naar de ringvormige ruimte 159 via het scherm 153. Vaste deeltjes zullen, indien deze groot genoeg zijn om de klepopening 177 niet te kunnen passeren, worden tegengehouden door het scherm 153.
Stoom of gas, dat in de ringvormige ruimte komt, zal in ro- tatiebeweging worden gebracht door de rotatie-ombuiginrichting 161.
Water en fijne deeltjes worden buitenwaarts bewogen onder invloed van de centrifugaal kracht en botsen tegen de binnenwand van het bezink- putlichaam 115 en vallen langs de wand benedenwaarts. Stoom of gas stroomt door de bodemopening van het mantelorgaan 151 en door de doortocht 155 van het vasthoudorgaan 149, en bereikt zo de kamer onder de klepopening 141. Water, dat zich heeft verzameld in de bezinkput 113 wordt automatisch afgevoerd door de klepopening 177 naar de afvoeruit- laat 179 met behulp van de vlotter 163. Tegelijkertijd zal de werking van de vlotter 163 niet worden verstoord, omdat wordt voorkomen dat het roterende gas de vlotter bereikt en dit als gevolg van de toepassing van het vlotterdeksel 165, terwijl de rotatie van water wordt beperkt door toepassing van de smoorplaten 173.
Bovendien kunnen, daar het gas
<Desc/Clms Page number 8>
intensief roteert omdat geen obstructies aanwezig zijn, de waterdeeltjes en de vreemde deeltjes effectief worden afgescheiden. Afgescheiden waterdeeltjes en vreemde deeltjes stromen snel benedenwaarts. Hierdoor kunnen waterdeeltjes niet worden meegesleept naar de uitlaat, zelfs niet, wanneer een grote hoeveelheid water instroomt.
De afvoerklep (met de vlotter 163 en het vlotterdeksel 165) kan worden geintegreerd zonder afzwakking van de rotatiebeweging van gas, omdat de afvoerklep is opgesteld nabij het midden van de bodem van de kamer 113,
Toepassingsvoorbeelden van de afvoerklep :
De afvoerklep kan worden geintegreerd niet alleen in de bezinkput volgens fig. 1, doch ook buitenwaarts van de bezinkput, zoals weergegeven in fig. 4. Wanneer de hoeveelheid water klein is, kan een hand-bediende klep voldoende zijn voor het beoogde doel.
Vlotterkleppen zijn geschikt voor de afvoerklep. In het bijzonder een vlotterklep waarbij een bolvormige vlotter de afvoeropening direct opent en sluit (zie fig. 1) is bijzonder geschikt. Een vlotterklep met een hefboom, zoals weergegeven in fig. 7 kan ook worden toegepast, zoals verderop nader zal worden uiteengezet.
Ten aanzien van het bovengedeelte van een bezinkputlichaam 701 kan een uitleg achterwege blijven, daar deze gelijk is aan die, weergegeven met betrekking tot de uitvoeringsvorm volgens fig. 1.
Nabij het binneneinde van een afvoeruitlaat 705 is een klepzittingorgaan aangebracht voor het bedienen van een afvoerklepopening 707. Een vlotter 711 is opgesteld in een bezinkput 709. De vlotter 711 is gefixeerd aan een hefboom 713, welke vrij kan draaien rond een draaipunt, aangebracht nabij de afvoerklepopening 707. Een kleplichaam is aan de hefboom 713 bevestigd voor het openen en sluiten van de klepopening 707. Een vlotterdeksel 715 is aangebracht voor het afdekken van de vlotter 711 op soortgelijke wijze als bij de inrichting, weer gegeven in fig. 1.
Wanneer het niveau in de bezinkput 709 hoger wordt, zal de vlotter 711 bovenwaarts bewegen en het kleplichaam bedienen voor het openen van de afvoerklepopening 707. Wanneer het niveau in de bezinkput 709 daalt, zal de vlotter ook dalen en de afvoeropening 707 sluiten.
Toepassingsvoorbeelden van een afvoerklep voor stoomreduceerkleppen.
<Desc/Clms Page number 9>
Wanneer een reduceerklep volgens de uitvinding in een buizenstelsel is aangebracht, kan niet alleen een vlotterklep zoals weergegeven in fig. 1 worden gebruikt, doch eveneens andere soorten condenspotten. Verschillende voorbeelden zullen hierna worden beschreven.
Fig. 4 toont een voorbeeld, waarbij een mand-of emmertype condenspot is toegepast. Een afvoer 403 is aangebracht ter plaatse van de onderomtrek van een bezinkput 401 (het bovengedeelte is gelijk aan dat van de inrichting weergegeven in fig. 1 en derhalve weggelaten) en verbonden met een inlaat 409 van een emmertype condenspot 407 door een buis 405. Deze condenspot is voorzien van een omgekeerde emmer, opgesteld in het water, verzameld in een klepkamer 411 en stoom of condensaat ter plaatse van de inlaat 409 wordt in de emmer 413 geleid.
De emmer 413 drijft wanneer daarin stoom stroomt en zinkt wanneer daarin condensaat stroomt. De emmer bewerkstelligt dat het kleplichaam met behulp van de hefboom 414 de afvcerklepopening 415 opent of sluit en automatisch condensaat afvoert uit de klepkamer 411 naar de uitlaat 417.
Fig. 5 toont een ander voorbeeld, waarbij een bimetaalcondenspot is toegepast. Het bovenste deel van het bezinkputlichaam 501 is gelijk aan die van de inrichting weergegeven in fig. 1 en daarom weggelaten.
Een afvoeruitlaat 505 is aangebracht nabij het midden van het bodemdeksel 503 en een klepzittingorgaan is bevestigd aan het binneneinde van de afvoeruitlaat voor het vormen van een afvoerklepopening 507. :. Door de klepopening 507 reikt een klepspil 511 voorzien van een afvoerkleplichaam 509 nabij het ondereinde. Een aantal bimetalen 513 is opgesteld rondom de klepspil 511 tussen het klepzittingorgaan en een snapring
EMI9.1
515, aangebracht nabij het boveneinde van de klepspil-511.
S-'3 Het bimetaal 513 buigt als gevolg van de temperatuur van de omgevende'.-vloeistof, en expandeert in de richting van de klepspil bij hogere temperatuur en trekt samen bij lagere temperatuur. Als gevolg hiervan wordt de klepopening gesloten in geval van stoom en geopend in geval van condensaat.
Niet alleen zijn bimetalen condenspotten, doch ook andere thermostatische condenspotten, waarbij gebruik wordt gemaakt van thermische uitzetting van vloeistoffen of was geschikt voor het afvoeren van condensaat bij het starten van de inrichting.
<Desc/Clms Page number 10>
Fig. 6 toont een ander uitvoeringsvoorbeeld, waarbij een schijftype condenspot is toegepast. Het bovenste deel van het bezinkputlichaam 601 is gelijk aan dat toegepast bij de inrichting volgens fig. 1 en bijgevolg weggelaten. Een afvoeruitlaat 605 is aangebracht nabij het midden van het bodemdeksel 603 en een klepzittingorgaan 607 is aangebracht ter plaatse van het binneneinde van de afvoeruitlaat.
Het boveneinde van het klepzittingorgaan 607 heeft twee concentrische uitsteeksels, welke dienen als klepzittingen.
Een kleplichaam 609 in de vorm van een schijf is opgesteld op de klepzitting en afgedekt door een deksel 611. Een verticale boring 613 in het midden staat in verbinding met een bezinkput 617 via een horizontale opening 615 geboord in het klepzittingorgaan 607. Een ringvormige groef, aangebracht tussen de twee uitsteeksels nabij het boveneinde van het klepzittingorgaan 609 staat middels openingen 619 in verbinding met de afvoeruitlaat 605. Op het onderoppervlak van het kleplichaam 609 wordt de druk in de bezinkkamer uitgeoefend ter plaatse van het centrale ged-elte en de druk in de afvoeruitlaat ter plaatse van het omtreksgedeelte. Op het bovenoppervlak van het. : kleplichaam wordt de druk die heerst in een regelkamer 621 uitgeoefend. De druk in de regelkamer is gelijk aan de druk van de daarin opgesloten stoom.
Wanneer de regelkamer wordt omgeven door stoom, zal de stoom in de regelkamer niet condenseren en bijgevolg zal de druk daarin niet verminderen. Wanneer de regelkamer wordt omgeven door condensaat, zal stoom condenseren en de temperatuur verlagen. Als gevolg hiervan wordt het kleplichaam 609 bovenwaarts bewogen van de klepzitting af voor het automatisch afvoeren van condensaat. Deze condenspot is compact in afmetingen en bestand tegen waterhamerslag.