CS218802B1 - Plovákem řízený odváděč kondenzátu - Google Patents

Abstract

Vynález se týká automatického odváděěé kondenzátu pro odvodňování a odplyňúvání zařízeních poháněných párou. Cílem vynálezu je vytvořit odváděč kon ­ denzátu, který v najížděcím a trvalém pro ­ vozu automaticky vypouští vzduch případně plyny, nacházející se v zařízení a zabraňuje ztrátám páry. Tohoto cíle se dosáhne tím, že je provedeno speciální konstrukční vytvo ­ ření kinematicky yypouštěcího ventilu, u kterého se vzájemné překrývá plovákové a tepelné řízení. ; Dále je toho dosaženo proudově dy ­ namickým zařízením ve tvaru zúžení na způsob Venturiho trubice přítokového kaná ­ lu k vypouštěcímu ventilu, do kterého ústí odváděči kanál vzduchu, resp. plynu. Vynález je použitelný u takových parních zařízení, která pracují automaticky a kon ­ denzát se má odvádět bez ztráty páry a bez zpoždění. Myšlenka vynálezu je nejlépe rozpozna ­telná v obr.1.

Description

Vynález se týká automatického odváděěé kondenzátu pro odvodňování a odplyňúvání zařízeních poháněných párou.

Cílem vynálezu je vytvořit odváděč kondenzátu, který v najížděcím a trvalém provozu automaticky vypouští vzduch případně plyny, nacházející se v zařízení a zabraňuje ztrátám páry. Tohoto cíle se dosáhne tím, že je provedeno speciální konstrukční vytvoření kinematicky yypouštěcího ventilu, u kterého se vzájemné překrývá plovákové a tepelné řízení. _;

Dále je toho dosaženo proudově dynamickým zařízením ve tvaru zúžení na způsob Venturiho trubice přítokového kanálu k vypouštěcímu ventilu, do kterého ústí odváděči kanál vzduchu, resp. plynu.

Vynález je použitelný u takových parních zařízení, která pracují automaticky a kondenzát se má odvádět bez ztráty páry a bez zpoždění.

Myšlenka vynálezu je nejlépe rozpoznatelná v obr. 1.

v ,

Vynález se týká plovákem řízeného odváděče kondenzátu, uzavírajícího proti směru proudění, u kterého se vypouštění nezkondenžovaných plynů při najíždění a při trvalém provozu provádí samočinně.

Jsou již známé plovákem řízeně odváděče kondenzátu, u kterých se pomocí takzvaných odvzdušňovacích ventilů, obvykle speciálně uspořádaných na nejvyšším místě krytu plováku, může provádět vypouštění nezkondenzovatelných plynů. Tyto odvzdušňovací ventily musí být obsluhovány ručně a tím jsou potřebné pracovní síly. Tato obsluha musí jak při spouštění zařízení, jestliže je v trubkovém systému a v agregátech přítomný vzduch, tak také často během trvalého provozu, vypouštět uvolněné plyny, nashromážděné v krytu plováku. Neprovede-li se odvzdušnění v posledně uvedeném případě, musí se počítat se zmenšeným výkonem při získávání kondezátu, neboť plovák nemá potřebný vztlak.

Dále jsou známé plovákem řízené odváděče kondezátu se šoupátkem, u kterých termostat, například ve. tvaru bimetálového třmenu, udržuje ploché šoupátko v otevřené poloze při teplotách až 80 °C, nezávisle na hladině kondenzátu. Touto konstrukcí je možné vypustit při spouštění zařízení samočinně přítomný vzduch. Naproti tomu při teplotách nad 80 °C odvzdušnění není možné.

Na nejvyšším místě krytu odváděče kondenzátu zvolený přívod není rovněž upotřebitelným řešením, nýbrž přesunuje pouze problém odvzdušnění do předřazeného výměníku tepla, ve kterém by uvolněný vzduch a plyny při odpovídajících poměrech proudění stupaly kolmo uspořádaným přívodním potrubím. Jestliže tam se neprovede odvzdušnění, vznikne nutně v důsledku přítomného částečného tlaku páry zmenšení stupně účinnosti.

Dále byl navržen plovákem řízený odváděč kondenzátu s teplně řízeným odvzdušňovacím zařízením, které sestává z vlnovce, který je svým jedním koncem upevněn na krytů odváděče a druhým koncem je s pákou plováku spojen tak, že při podchlazení kondenzátu se otevře uzavírací orgán prostřednictvím vlečné páky, upevněné na páce plováku, přičemž spojovací člen mezi pohyblivým koncem vlnovce a pákou plováku má podélné otvory, ve kterých se páka plováku při teplotě nasycené páry a vyšší, může pohybovat nezávisle na vlnovci.

Tímto odváděčem kondenzátu je možné vypouštět vzduch při najíždění, resp. spouštění zařízení. Je-li vypouštěcí kanál níže nežli hladina kondenzátu ve krytu odváděče kondezátu, pak se odvádějí jen plyny, vázané v kondenzátu. V důsledku relativně nepatrné rychlosti proudění kondezátu v krytu odváděče kondezátu jsou příznivé předpoklady pro odplynění kondezátu.

Uvolněný plyn shromažďuje se potom v horním prostoru krytu plováku nebo proudí do předřazeného výměníku tepla. Toto chování zmenšuje jednak výkon odváděče, nebo v druhém případě stupeň účinnosti výměníku tepla.

Nelze očekávat, že termostat, sestávající z vlnovce, ve všech provozních stavech, nezávisle na tlaku, umožní teprve krátce pod teplotou nasycené páry, uvedení uzavíracího ventilu do zavřené polohy. Jak známo, není při nasyceném stavu vodní páry úměrnost mezi tlakem a teplotou, takže odvzdušňovací zařízení musí být již při teplotě nasycené páry, odpovídající nejnižšímu tlaku, neúčinné, aby se zabránilo ztrátám ostré páry. Tato teplota bude nyní také při vyšších tlacích určující pro· vypnutí odvzdušňovacího zařízení, což ještě zdůrazňuje již vylíčené nevýhody způsobu práce odváděče kondezátu.

Kromě toho jsou známé plovákem řízené odváděče kondezátu, otevírající proti směru proudění, u kterých kromě vlastního plovákového řízení pro vypouštěcí ventil, je ještě uspořádán druhý, obvykle termostaticky řízený ventil paralelně ke hlavnímu ventilu mezi přívodem a odvodem, který má provádět odvzdušnění a odplynění.

U těchto odváděčů kondenzátu je také možné odvzdušnění horní části krytu plováku v důsledku odpovídajícího kanálového vedení. Nedostatek tohoto provedení spočívá v tom, že jsou potřebné dva ventily pro funkci, které zvětšují při přívodu páry do odváděče kondezátu ztráty v důsledku prosakování.

Dále jsou známy takové plovákem řízené odváděče kondezátu, otevírající se se směrem proudění, u kterých je páka kulového plováku zhotovena z tepelného dvojkovu. Ve studeném stavu má přitom páka plováku z tepelného dvojkovu . takový tvar, že vypouštěcí ventil je otevřen. Předpokladem pro to je, že páka plováku je podepřena krytem, resp. v krytu. Při působení teploty vyhne se páka plováku z tepelného dvojkovu a uzavře tak vypouštěcí ventil.

Při příslušně vysoké teplotě se podepření páky plováku v krytu zruší. Při stoupání hladiny kondezátu působí na kulový plovák vztlak a otevře prostřednictvím otočného kloubu vypouštěcí ventil. Odvzdušnění při spouštění je tímto provedením zajištěno zcela spolehlivě. V trvalém provozu existuje ten nedostatek, že se odvádí jen plyn, vázaný v kondezátu.

Uvolněná množství plynu se shromažďují v krytu plováku a neodvádějí se, neboť vypouštěcí ventil je uspořádán na dně krytu plováku a je zaplaven kondenzátem. Tím má také tento odváděč již popsaný nedostatek, že při neodvzdušnění se zmenšuje výkon odváděče, případně stupeň účinnosti předřazeného výměníku Tepla.,

Konečně jsou ještě známy takové plovákové odváděče kondenzátu, u kterého se dosáhne trvalého odvzdušňování a odplynění prostřednictvím spojovacího kanálu mezi vysokotlakým prostorem a nízkotlakým pro218802 storem. Nevýhoda tohoto provedení spočívá v tom, že v případě, kdy hladina kondenzátu ve vysokotlakém prostoru nevystoupí nad ústí spojovacího kanálu, vznikají nekontrolovatelné ztráty páry. Proto se tyto odváděče kondenzátu také používají převážně pro nízké tlaky.

Cílem vynálezu je zlepšit plovákem řízené odváděče kondezátu tak, že je zabezpečeno samočinné olvzdušnění a odplynění jak při spouštění zařízení, tak i při trvalém provozu.

Úkolem vynálezu je navrhnout odváděč kondenzátu, u kterého se mohou v důsledku konstrukčního vytvoření pohonu vypouštěcího ventilu a zvláštního vedení odvzdušňovacího potrubí odvádět při spouštění libovolná média ve studeném stavu. Rovněž při trvalém provozu je zabezpečeno dostatečně odplynění a odvzdušnění.

Podle vynálezu se tento úkol dosáhne tím, že u plováku řízeného odváděče kondenzátu jsou vačky, uspořádané na páce plováku, volně spojeny s axiálně posuvně uloženou tlačnou částí a působí silou pro uzavření vypouštěcího ventilu v závislosti na teplotě na regulační kotouče z tepelného dvojkovu, uspořádané rovněž axiálně posuvně mezi tlačnou částí a zarážkou vřetena a spojovací kanál od horního prostoru krytu plováku do tryskové části ústí před vypouštěcím ventilem v místě zúženého průřezu.

Dále jsou vodicí část a zarážka ventilu uspořádány axiálně posuvně k vřetenu ventilu a jsou upraveny aretovatelně. U odváděče kondenzátu je možné, že kryt plováku, přidržovací plech, a trysková část včetně všech konstrukčních prvků, spojených s těmito částmi, se mohou vůči krytu odváděče kondenzátu uspořádat otočně vlevo nebo vpravo o 90°.

Výhodnost funkce plovákem řízeného odváděče kondenzátu spočívá v tom, že axiálně na vřetenu ventilu uspořádané regulační kotouče z tepelného dvojkovu nevyvinují ve studeném stavu sílu pro uzavření odtokového ventilu, neboť kulový plovák je známým způsobem proti poklesu podepřen v krytu a dále v tom, že regulační kotouče z tepelného bimetálového dvojkovu, uspořádané mezi zarážkou na vřetenu ventilu, a sice na té straně, která je odvrácena od ventilu a mezi axiálně posuvnou tlačnou částí, poháněnou vačkami na páce kulového plováku, nevyplňují vzdálenost mezi zarážkou vřetena a čelní stranou tlačné části.

Tím je v prvé řadě zajištěno, že ve studeném stavu je vypouštěcí ventil otevřen, přičemž je zcela nepodstatné, jaké médium je odváděči kondenzátu přiváděno. Tímto řešením je zajištěno spouštění zařízení. S prodlužující se provozní dobou se zvyšuje teplota kondezátu a roztahují se regulační kotouče z tepelného dvojkovu.

Vzdálenost mezi zarážkou vřetena a čelní stranou tlačné části je třeba vytvořit tak, aby již před dosažením teploty nasycené páry, přiřazené nejnižšímu provoznímu tlaku, byla vzdálenost překlenuta regulačními kotouči z tepelného dvojkovu v důsledku jejich roztažení, resp. vyhnutí. Tím se rovněž známým způsobem zruší podepření kulového plováku v krytu.

Odplyňování a odvzdušňování během trvalého provozu je rovněž zajištěno. Ve vysokotlakém prostoru se vytvoří přítokový kanál k vypouštěcímu ventilu ve tvaru trysky. Tento přítokový kanál je před vypouštěcím ventilem spojen s dalším kanálem, jehož konec ústí v odvzdušňovaném prostoru krytu plováku.

V závislosti na rychlosti proudění W2, která je v místě průřezu rozvětvení vypouštěcího kanálu a rychlosti proudění wi, která je u místa vyústění kanálu v krytu plováku, vytváří se při trvalém provozu podle známé fyzikální zákonitosti tlakový rozdíl (1)

Δρι = ρι—p’i= __ r_ g (W2²—Wl²) který umožňuje automaticky vypouštění plynu. Rychlosti proudění jsou závislé na velikosti a tvaru průřezu proudění, takže lze dosáhnout požadovaných poměrů. Vzduchové a plynové podíly vznikají obyčejně úměrně k vystavujícímu se množství kondenzátu. Těmto poměrům vyhovuje navržené řešení v plném rozsahu. Při výskytu velkých množství kondenzátu se zvýší rychlost proudění W2 ve vypouštěcím kanálu s relativně malým průřezem proudění mnohem více, nežli v krytu plováku, takže při rozboru rovnice (1) je zřejmé, že tlakový rozdíl Δρι stoupá a v důsledku toho se mohou vypustit větší množství vzduchu a plynu.

Odváděč je vytvořen tak, že při uzavřeném vypouštěcím ventilu je v krytu odváděče kondezátu vodní předloha, která zabraňuje prostupu ostré páry k vypouštěcímu ventilu.

Aby se mohla výroba provádět pokud možno s velkými tolerancemi a aby se mohla nastavit poloha plováku, je zarážka na vřetenu ventilu uspořádána axiálně posuvně a je s vodicí částí pro regulační kotouče z tepelného dvojkovu upevněna aretovatelně v požadované poloze na vřetenu ventilu.

Další přednost vynálezu spočívá v tom, že pootočením krytu plováku včetně všech řídicích prvků o 90° vůči krytu odváděče kondenzátu může se odváděč kondezátu vestavět do potrubí vodorovně nebo svisle.

Na výkresu je znázorněn příklad provedení předmětu vynálezu.

Na obr, 1 je znázorněn odváděč kondenzátu v podélném řezu pro svislé vestavění do potrubí.

Na obr. 2 je znázorněn odváděč kondezátu v příčném řezu.

Na obr. 3 je znázorněna principiální funkce regulátoru ve studeném stavu.

Na obr. 4 je znázorněna principiální funkce regulátoru v teplém stavu.

Ί

218002

Kryt 1 odváděče kondezátu je hermeticky spojen s krytem 2 plováku. Do krytu 1 odváděče kondenzátu je hermeticky zasazeno sedlo 3 ventilu. V sedle 3 ventilu je axiálně volně vedena kuželka 4 ventilu s vodicím plechem 5 a vřeteno 6 ventilu, přičemž kuželka ventilu otevírá se směrem proudění. V sedle 3 ventilu je dále středově vedena trysková Část li a je upnuta prostřednictvím přídržovacího plechu 15, který je dvěmi, navzájem o 180° přesazenými šrouby 7 spojen s krytem 1 odváděče kondezátu.

V tryskové Části 11 nacházejí se na čelní straně, přivrácené k plováku 22, vodicí kolíky 16, které zasahují do regulačních kotoučů 10 z tepelného dvojkovu a tvoří jejich vedení. Ve středu mají regulační kotouče 10 z tepelného dvojkovu otvory, do kterých volně zasahuje axiálně posuvná vodicí část 13. Vodicí Část 13 je zajištěna prostřednictvím zarážek 18 pro regulační kotouče 10 z tepelného dvojkovu v požadované poloze na vřetenu 0 ventilu. Páka 23 plováku se dvěmi -zahnutými vačkami 24 je pomocí Šroubů 14, které jsou ve vyhnutích přldržovacího plechu 15 zajištěny protimatkou 25, vystředéna tak, že je lehce otočná.

Ve studeném stavu dosedá bod y páky 23 plováku na přidržovací plech 15 a určuje tím nejhlubší polohu plováku 22, V této poloze a ve studeném stavu mají regulační kotouče 10 z tepelného dvojkovu výšku hi. Pří působení teploty vyhnou, resp, roztáhnou se regulační kotouče 10 z tepelného dvojkovu a vytvářejí blok o délce li. Při tomto stavu je páka 23 plováku v bodě y zdvižena od přidržovacího plechu 15. Silový obvod plováku 22 — páka 23 plováku — vačky 24 — tlačná část 12 — regulační kotouče 10 z tepelného dvojkovu — zarážka 18 vřetena — vřeteno 6 ventilu — kuželka 4 ventilu počne působit a uzavře hermeticky vypoušťěcí ventil.

Tento stav se vyskytuje tehdy, jestliže na odváděč kondenzátu působí pára. Principiální funkce regulátoru bude blíže vysvětlena pomocí obr. 3 a obr, 4. V obr. 3 je funkce odváděče kondezátu vysvětlena pomocí principiálního zobrazení ve studeném stavu odváděče kondenzátu a v obr. 4 v teplém stavu odváděče kondenzátu.

Ve studeném stavu (obr. 3] doléhají regulační kotouče 10 z tepelného bimětálu navzájem rovně na sebe. Regulační kotouče 10 z tepelného dvojkovu, které tvoří tepelný regulátor mají rozměr, resp. výšku hi. Ventil je o rozměr lz otevřen. Páka 23 plo-i váku dosedá v bodě y na kryt 1 odváděče kondezátu, tím je zastaven pokles plováku 22 a ventil se otevře tlakovým rozdílem

Ap = pi—p2

Při teplotách > 100 °C (obr. 4) se regulační kotouče 10 z tepelného dvojkovu vyhnou, resp, roztáhnou a dosáhnou rozměr li £ £ lz + hi. Rozměr li > lz -f-¹ hi se dosáhne tehdy, když vyhnutí, resp. roztažení regulačních kotoučů 10 z tepelného bimětálu dosáhlo v důsledku zvýšení teploty takových rozměrů, že v bodě y se zruší podepření páky 23 plováku na krytu 1 odváděče kondenzátu. Za předpokladu, že v odváděči kondenzátu není pára, pak plovák 23 nemá žádný vztlak a započne působit uzavírací moment v důsledku poklesu plováku 22. Tento uzavírací moment počne působit prostřednictvím páky 23 plováku, vaček 24 na páce 23 plováku, tlačné části 12, regulačních kotoučů 10 z tepelného dvojkovu, zarážky 10 vřetena, vřetena 6 ventilu, kuželky 8 ventilu a uzavře vypouštěcí ventil. Pro seřízení celého zařízení je zejména výhodné to, jestliže zarážka 18 vřetena a vodicí část 13 jsou uspořádány přestavitelné, neboť tím se mohou vyrovnat všechny délkové tolerance konstrukčních prvků, zúčastňujících prvků, zúčastňujících se funkce.

jestliže se přivede kondenzát, pak obdrží plovák 22 vztlak a provede otočný pohyb kolem středového uložení šroubu 14. Tento otočný pohyb je rovněž současně prováděn vačkami 24 uspořádanými na páce 23 plováku, Tím se tyto vačky 24 pohybují na kruhovém oblouku ve směru vypouštěeího ventilu. Tento pohyb provádí v důsledku vnitřního přetlaku v krytu 2 plováku rovněž tlačná část 12, regulační kotouče 10 z tepelného dvojkovu, zarážka 18 vřetena, vřeteno 6 ventilu a kuželka 4 ventilu. Odváděč kondenzátu se otevře a vypustí kondenzát.

Volný vzduch nebo plyny v krytu plováku se shromažďují v horním prostoru a v důsledku již popsaného tlakového rozdílu

Δ pí = pi—pi’ se rovněž samočinně vypustí prostřednictvím kanálu, tvořeným odtokovou trubkou 17, kterýžto kanál, při pohledu ve směru proudění, ústí před vypouštěcím ventilem do tryskové části 11. Plný výkon odváděče kondenzátu je tím zajištěn a zabrání se ztrátám ostré páry v důsledku výše hladiny kondenzátu v odváděči kondenzátu, která je stále nad vypouštěcím ventilem.

Přidrzovací plech 15 mé čtyři otvory umístěné s rozestupy 90° na stejné kružnici. Do těchto otvorů jsou zavedeny přidržovací šrouby 7 pro přidržovací plech 15. Pootočením o 90° přidržovacího plechu 15, tryskové části 11 a všech s tím pevně spojených konstrukčních prvků je zabezpečeno vodorovné véstavění odváděče kondenzátu do potrubí. Spojení mezi krytem odváděče kondenzátu a krytem plováku se provádí rovněž ve čtyřkovém dělení.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT

   1. Plovákem řízený odváděč kondenzátu s tepelně a proudově dynamickým odvzdušňovacím zařízením, u kterého sestává tepelně odvzdušňovací zařízení z kotoučů z bimetálu, které jsou soustředně k vřetenu vypouštěcího ventilu uloženy axiálně pohyb’ livě a jsou ovládány plovákem s pevně spojenou pákou, který je otočně uložen na čepu a jehož nejhlubší poloha je omezena dorazem a u kterého proudově dynamické odvzdušňovací zařízení je tvořeno vřetenem ventilu a tryskovou částí, obklopující vřeteno ventilu a vytvářející zmenšený průřez, vyznačuje se tím, že obsahuje vačky (24), uspořádané na páce (23) plováku (22), jež jsou volně spojeny s axiálně posuvně uloženou tlačnou částí (12) a mezi tlačnou částí (12) a zarážkou (18) vřetena (6) jsou

   VYNÁLEZU axiálně posuvně uspořádány regulační kotouče (10) z tepelného dvojkovu a do tryskové části (11) ústí u místa zmenšeného průřezu před vypouštěcím ventilem spojovací kanál (17) z horního prostoru krytu (2j plováku (22).
2. 2. Plovákem řízený odváděč kondenzátu podle bodu 1, vyznačující se tím, že vodicí část (13) a zarážka (18) vřetena (6) jsou axiálně posuvně a aretovatelně uspořádány k vřetenu (6) ventilu.
3. 3. Plovákem řízený odváděč kondenzátu podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že kryt (2) plováku, přidržovací plech (15) a trysková část (11) včetně všech konstrukčních prvků, spojených s těmito částmi, jsou vůči krytu (1) odváděče kondezátu uspořádány otočně vlevo nebo vpravo o 90°.