CZ157594A3

CZ157594A3 - Control element for condensed water drainage

Info

Publication number: CZ157594A3
Application number: CZ941575A
Authority: CZ
Inventors: Miroslav Beran
Original assignee: Framo
Priority date: 1994-06-27
Filing date: 1994-06-27
Publication date: 1994-12-15
Also published as: CZ279827B6; CZ2878U1; SK51795A3; DE19522530A1

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká řídicího členu pro odvod kondenzátu v zařízeních, kde se plynná forma látky v důsledku předání své tepelné energie ochlazuje a přechází v kapalnou formu, což je situace, která běžně nastává například při ohřevu tepelných spotřebičů vodní párou, výrobě destilátů nebo kondenzaci chemických produktů a podobně.The invention relates to a condensate drain control device in plants where the gaseous form of a substance is cooled and converted to a liquid form as a result of the transfer of its thermal energy, a situation commonly encountered, for example, in heating water appliances, distillates or condensation etc.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Pro uvedený účel se až dosud používají různé membránové, bimetalové, tryskové a proudové systémy. Nejčastěji se pak používají plovákové systémy, které se v zájmu rychlejšího odtoku studeného kondenzátu doplňují termostatem. Pro jejich správnou funkci je zapotřebí velký převod z plováku na otevírací ventil, čehož lze dosáhnout jen větším počtem mechanických součástek a velkou plovákovou komorou, což je v provozu zdrojem poruch a zvyšuje i pořizovací náklady na takový systém. Membránové a bimetalové řídicí členy pracují s konstantní nastavitelnou teplotou a teplotní spád na spotřebiči lze nastavit až na minimální hodnotu 10 stupňů C, je však třeba zajistit konstantní tlak, popřípadě teplotu páry vstupující do spotřebiče.Various membrane, bimetallic, jet and jet systems have hitherto been used for this purpose. Most often, float systems are used, which are supplemented by a thermostat for faster outflow of cold condensate. To function properly, a large float to opening valve is required, which can only be achieved by a larger number of mechanical components and a large float chamber, which is a source of malfunction in operation and increases the cost of such a system. The diaphragm and bimetal controllers operate at a constant adjustable temperature and the temperature gradient on the appliance can be set to a minimum value of 10 degrees C, but it is necessary to ensure a constant pressure or temperature of steam entering the appliance.

Úkolem vynálezu je nalezení takové konstrukce řídicího členu, ve které budou sloučeny výhody známých řešení a naopak potlačeny jejich nedostatky.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the invention to provide a control member structure in which the advantages of the known solutions are combined and their drawbacks are suppressed.

l·l ·

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedený úkol řeší a nedostatky známých řídicích Členů do značné míry odstraňuje řídicí člen pro odvod, kondenzátu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že tento řídicí člen sestává ze základního tělesa, ve kterém je s radiální štěrbinou posuvně uspořádána kuželka se spodní plochou, nad jejímž sedlem je uspořádán nejméně jeden přívodní kanálek, přičemž radiální štěrbina je na konci základního tělesa odlehlém od sedla propojena se řídicím prostorem nad horní plochou kuželky, který je přes hydraulický odpor uspořádaný v kuželce centrálním kanálkem a redukčními otvory propojen s prostorem výstupního průřezu ve směru proudění za sedlem.The problem is solved and the drawbacks of the known control elements are largely eliminated by the condensate drain control element according to the invention, which consists in that the control element consists of a base body in which a plug with a lower surface is displaceably disposed with a radial slot. the seat of which is provided with at least one supply channel, the radial slot at the end of the base body remote from the seat communicating with the control space above the upper surface of the plug, which is connected via a hydraulic resistor in the plug through the central channel and behind the saddle.

Je výhodné, jestliže poměr ploch kuželky nelineárně přímo úměrný teplotnímu spádu na spotřebiči.It is preferred that the ratio of the cone surfaces is non-linearly proportional to the temperature gradient on the appliance.

Dále je výhodné, jestliže hydraulický odpor v kuželce je tvořen labyrintovou ucpávkou nebo kapilárou.It is further preferred that the hydraulic resistance in the plug is formed by a labyrinth seal or capillary.

Konečně je výhodné, jestliže na koncOčuŽělky v prostoru výstupního průřezu je uspořádána nepravá labyrintová ucpávka.Finally, it is advantageous if a false labyrinth seal is provided on the tip of the shaft in the area of the outlet cross-section.

Řídicí Člen podle vynálezu slučuje výhody známých řešení a potlačuje jejich nevýhody. Principem, na kterém je vynález založen, je vyhodnocování viskozity kondenzátu. Využití přímé závislosti viskozity kondenzátu na teplotě zajištuje radiální štěrbina představující vůli mezi kuželkou a základním tělesem, a to tak, že při nízké teplotě prochází do řídicího prostoru malé množství kondenzátu, které se pak zvyšuje se zvyšující se teplotou. Jako řídicího prvku s přímou závislostí hydraulického odporu na teplotě je použito hydraulického odporu tvořeného ίThe control member according to the invention combines the advantages of the known solutions and overcomes their disadvantages. The principle on which the invention is based is to evaluate the viscosity of condensate. The use of a direct condensation viscosity-temperature dependence is provided by a radial slot representing the clearance between the plug and the base body by passing a small amount of condensate into the control chamber at low temperature, which then increases with increasing temperature. As a control element with a direct dependence of the hydraulic resistance on the temperature, a hydraulic resistance formed by ί is used

například labyrintovou ucpávkou nebo kapilárou nebo jinými prvky, které splňují podmínku, že vykazují malý hydraulický odpor pro chladný kondenzát a při zvyšující se teplotě v nich v důsledku víření, například v jednotlivých komorách labyrintové ucpávky uspořádané na výstupu ze řídicího prostoru, dochází k výraznému zvýšení hydraulického odporu. Kombinací zmíněných dvou řídicích prvků, to jest radiální štěrbiny a hydraulického odporu s přímou závislostí na teplotě je určován tlak v řídicím prostoru, který pak přímo působí na ovládací orgán, kterým je již zmíněná kuželka. Pro řídicí člen je použito 1 - 2 % z maximálního množství odpouštěného kondenzátu, což je dostatečné množství pro rychlé rozlišení klesání nebo stoupání teploty kondenzátu. Ideálního teplotního spádu na spotřebiči je dosaženo poměrem spodní plochy kuželky v prostoru sedla, kde působí síla oddalující tuto kuželku od sedla, a protilehlé horní plochy, kde působí opačná síla tlačící tuto kuželku do sedla. Tento poměr zajištuje automatické nastavení řídicího členu na ideální teplotní spád na spotřebiči při daném tlaku a teplotě vstupní páry. Pro rovnoměrný chod řídicího členu v celém rozsahu teplot kondenzátu je použito reduktoru tlaku na výstupu, který je tvořen nepravou labyrintovou ucpávkou vytvořenou na spodní části kuželky v prostoru válcového průchodu navazujícího ve směru proudění na sedlo. Zmíněná nepravá labyrintová ucpávka může být například tvořena zápichy na spodní části kuželky. Se stoupající teplotou se vířením opět zvyšuje hydraulický odpor ucpávky a tím i tlakfor example, a labyrinth seal or capillary, or other elements that satisfy the condition that they exhibit low hydraulic resistance for cold condensate and, as the temperature rises in them as a result of turbulence, e.g. resistance. By combining the two control elements, i.e. the radial slot and the hydraulic resistance with a direct temperature dependence, the pressure in the control chamber is determined, which then acts directly on the actuating element, which is the aforementioned plug. 1-2% of the maximum amount of condensate drained is used for the control element, which is a sufficient amount to quickly differentiate the condensate temperature drop or rise. The ideal temperature gradient on the appliance is achieved by the ratio of the lower surface of the plug in the seat area, where the force separating the plug from the seat is applied, and the opposite upper surface, where the opposite force pushes the plug into the seat. This ratio ensures automatic adjustment of the controller to the ideal temperature gradient on the appliance at a given pressure and inlet steam temperature. An outlet pressure reducer consisting of a false labyrinth seal formed at the bottom of the plug in the space of the cylindrical passage adjoining the seat direction is used for uniform operation of the control element over the entire condensate temperature range. Said false labyrinth seal may, for example, consist of recesses at the bottom of the plug. As the temperature rises, the gland's hydraulic resistance and thus the pressure increases again

Λ ve zmíněném reduktoru. Uvedený jev je využit zejména pro zvýšeníΛ in said reducer. This phenomenon is mainly used for increasing

Ϊ výkonu řídicího členu při studeném kondenzátu, kdy se větší výstupní průřez příznivě projeví při náběhu teploty spotřebiče ze studeného stavu.Ϊ the output of the control element during cold condensate, when the larger outlet cross-section will have a positive effect when the temperature of the appliance starts from cold.

Přehled obrázku na výkresechSummary of the drawings

Podstata vynálezu je dále objasněna na neomezujícím příkladu jeho provedení, který je popsán na základě připojených výkresů, které znázorňují na obr. 1 schematický osový řez řídicím členem podle vynálezu a na obr. 2 opět v řezu tento řídicí člen zabudovaný v normalizovaném ventilovém tělese š připojovacími přírubami.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is further illustrated by the following non-limiting example, which is described in the accompanying drawings, in which: FIG. 1 shows a schematic axial section through a control member according to the invention; flanges.

Přiklad provedení vynálezuAn example of an embodiment of the invention

Řídicí, člen podle vynálezu, který je v osovém řezu schematicky znázorněn na obr. 1, sestává ze základního tělesa l, které má s výhodou tvar dutého válce, v jehož vnitřním prostoru je s radiální štěrbinou 6 posuvně uspořádána kuželka 2 dosedající v klidové poloze na sedlo 3 uspořádané uvnitř základního tělesa 1 pod úrovní přívodních kanálků 9 pro kondenzát. Tyto přívodní kanálky 9 ústí do prostoru pod spodní částí kuželky 2 například ze dvou protilehlých stran. Kondenzát působí svým tlakem na spodní plochu F1 kuželky 2, která je tak vyzdvižena ze sedla 3. a kondenzát odtéká výstupním průřezem 10. Se zyyšuTíčí se' teplotou klesá viskozita kondenzátu a tím dochází k jeho rychlejšímu proudění, čímž by se nadměrně zvyšoval tlak v neznázorněném prostoru, nacházejícím se ve směru proudění za výstupním průřezem 10. Aby se tomu předešlo, jsou v kuželce 2 v prostoru sedla 2 vytvořeny redukční otvory 7 propojené centrálním kanálkem 12 v kuželce 2 přes hydraulický odpor 4 se řídicím prostorem 5 v horní části základního tělesa i, které je na tomto konci uzavřeno víkem 11. Zvýšením tlaku v prostoru výstupního průřezu 10 a následně také zvýšením tlaku v řídicím prostoru 5 se kuželka 2 posune směrem k sedlu 3, v důsledku čehož dojde k redukci tlaku kondenzátu na výstupu výstupního průřezu 10.The control member according to the invention, shown schematically in FIG. 1 in axial section, consists of a base body 1, preferably in the form of a hollow cylinder, in the interior of which a cone 2 abuttingly disposed with the radial slot 6 a seat 3 arranged inside the base body 1 below the level of the condensate supply channels 9. These feed channels 9 open into the space below the lower part of the plug 2, for example from two opposite sides. The condensate exerts its pressure on the lower surface F1 of the plug 2, which is thus lifted from the seat 3 and the condensate flows through the outlet cross section 10. As the temperature increases, the viscosity of the condensate decreases and thereby flows faster. In order to prevent this, reduction holes 7 are formed in the plug 2 in the seat 2 and connected by a central channel 12 in the plug 2 via a hydraulic resistor 4 to the control space 5 in the upper part of the base body 1. which is closed at this end by the lid 11. By increasing the pressure in the area of the outlet cross-section 10 and subsequently also by increasing the pressure in the control space 5, the plug 2 moves towards the seat 3, thereby reducing the condensate pressure at the outlet of the outlet cross-section.

Při teplotě nad 100 stupňů C má již kondenzát tak malou viskozitu, že začne prostupovat radiální štěrbinou 6 do řídicího prostoru 5 a protože jev tomto řídicím prostoru 5 tlak nižší než vstupní, dochází zde ke škrcení kondenzátu, čímž vzniká mokrá pára, která vstupuje do hydraulického odporu 4, například labyrintové ucpávky, kde vířením v jednotlivých komorách dojde ke zvýšení teploty a tím k útlumu tohoto hydraulického odporu 4, který ucpávka klade průchodu média. Důsledkem je pak zvýšení tlaku na horní plochu F2 kuželky 2 a následné dosednutí kuželkyAt a temperature above 100 degrees C, the condensate already has a low viscosity that begins to pass through the radial slot 6 into the control chamber 5, and since the pressure in this control chamber 5 is lower than the inlet, the condensate is throttled, resulting in wet steam entering the hydraulic of a resistor 4, for example a labyrinth seal, where swirling in the individual chambers increases the temperature and thereby attenuates this hydraulic resistor 4 which the seal imparts to the passage of the medium. As a result, the pressure on the upper surface F2 of the plug 2 is increased and the plug is then seated

2. na sedlo 3.. Při malém poklesu teploty klesne tlak v řídicím prostoru 5 a tím také tlak na horní plochu F2 kuželky 2_, takže síla vyvozovaná vstupním tlakem na spodní plochu F1 nadzvedne kuželku 2 ze sedla 3.· Jestliže se v připojeném neznázorněném spotřebiči nevytváří kondenzát, pak ani neklesá teplota a výstupní průřez 10 a tím celý řídicí člen zůstává uzavřený.In the event of a slight temperature drop, the pressure in the control chamber 5 and thus also the pressure on the upper surface F2 of the plug 2 decreases, so that the force exerted by the inlet pressure on the lower surface F1 raises the plug 2 from the seat 3. This does not cause the condensate to form, nor does the temperature and outlet cross-section 10 decrease, leaving the entire control member closed.

Řídicí člen využívá chladicího efektu, což znamená, že •í odpouští jen takové množství kondenzátu, které odpovídá množství páry, která předala svou tepelnou energii neznázorněnému spotřebiči. Vstupní teplota tl páry do spotřebiče je závislá na tlaku pl na stupu spotřebiče a ten je při vyšší teplotě shodný s tlakem p2 kondenzátu vstupujícího do řídicího členu, kde působí na spodní plochu F1 kuželky 2 ve směru jejího nadzvižení. Řídicí člen je tedy automaticky řízen vstupním tlakem (pl = p2) a #The control element utilizes a cooling effect, which means that it only discharges the amount of condensate that corresponds to the amount of steam that has transmitted its thermal energy to the appliance (not shown). The inlet temperature t1 of the steam into the appliance is dependent on the pressure pl on the stage of the appliance and at higher temperature it is equal to the pressure p2 of the condensate entering the control member where it acts on the lower surface F1 of the plug 2 in its direction. The actuator is therefore automatically controlled by the inlet pressure (pl = p2) and #

teplotou t2. Při shodném tlaku pl = p2 dochází v neznázorněném spotřebiči ke snížení teploty t2 a tím ke kondenzaci, takže při |‘ následném snížení tlaku p2 na výstupu ze řídicího členu na tlak p3 dojde k prudkému sníženi teploty t3 kondenzátu - princip chlazení. Pokud má neznázorněné potrubí pro kondenzát odpovídající průřez a nestoupá nepřiměřeně vysoko, pak teplota kondenzátu t3 za řídicím členem nepřesáhne hodnotu 100 stupňů C.temperature t2. At the same pressure p1 = p2, the temperature t2 and thus condensation are reduced in the consumer (not shown), so that the pressure p2 at the outlet of the control member to p3 leads to a sharp drop in the condensate temperature t3 - cooling principle. If the condensate pipe (not shown) has a corresponding cross-section and does not rise excessively high, then the condensate temperature t3 downstream of the control member does not exceed 100 degrees C.

rr

Na obr. 2 je znázorněna praktická aplikace řídicího Členu podle vynálezu, který je zde znázorněn zabudovaný do běžného ventilového tělesa 12 s připojovacími přírubami 14» IS- ^Jepatrné, že víko 11 z obr. 1 muže být součástí této masivní armatury a že vlastní řídicí člen podle vynálezu, ze kterého jsou zde naznačeny pouze jeho nejdúležitější části označené stejně jako na obr. 1, může být do ventilového tělesa Ϊ3 zabudován prostým zasunutím do jeho normalizovaného vnitřního prostoru.FIG. 2 shows a practical application of the control member of the invention, here shown incorporated into a conventional valve housing 12 with connection flanges 14 »tS ^It can ^be seen that the lid 11 of FIG. 1 may be a part of this massive armature and the own control a member according to the invention, from which only the most important parts indicated as in FIG. 1 are indicated, can be incorporated into the valve body ventil3 by simply sliding it into its normalized interior space.

Claims

A condensate drain control member, characterized in that it consists of a base body (1) in which a plug (2) with a lower surface (F1) is displaceably disposed with the radial slot (6), over whose seat ( 3) at least one supply channel (9) is provided, the radial slot (6) being connected at the end of the base body (1) remote from the seat (3) to the control space (5) above the upper surface (F2) of the plug (2); which is connected via a hydraulic resistor (4) arranged in the plug (2) through the central channel (12) and through the reduction holes (7) to the space of the outlet cross-section (10) downstream of the seat (3).

Control member according to claim 1, characterized in that the ratio of the surfaces (F1: F2) of the plug (2) is non-linearly proportional to the temperature gradient (t1 - t2) on the consumer.

Control member according to claim 1, characterized in that the hydraulic resistance (4) in the plug (2) is formed by a labyrinth seal.

Control member according to claim 1, characterized in that the hydraulic resistance (4) in the plug (2) is formed by a capillary.

Control member according to claims 1 to 4, characterized in that a false labyrinth seal (8) is provided at the end of the plug (2) in the area of the outlet cross-section (10).