DD205735A1 - Fluessigkeitsascheider fuer druckluft- und dampfleitungssysteme - Google Patents

Abstract

DER FLUESSIGKEITSABSCHEIDER FUER DRUCKLUFT- UND DAMPFLEISTUNGSSYSTEME DIENT ZUR ABLEITUNG VON AUFTRETENDEN FLUESSIGKEITSMENGEN, DIE IN DIESE ROHRLEISTUNGSSYSTEMENUNERWUENSCHT SIND. DAS ZIEL DER ERFINDUNG BESTEHT DARIN, EINEN WARTUNGARMEN FLUESSIGKEITSABSCHEIDER ZU SCHAFFEN, DER IN EINEM GROSSEN DRUCKBEREICH EINGESETZT WERDEN KANN UND EINE MEDIENVERLUSTFREIE ABSCHEIDUNG ERMOEGLICH. GELOEST WIRD DIES DADURCH, DASS EIN SITZ MIT EINER OBEREN, DER SCHWIMMERKUGEL 4 ZUGEWANDTEN, NICHTMETALLISCHEN DICHTUNGSSCHEIBE 8 UND EINER UNTEREN, MIT GERINGEREM AUSSENDRUCHMESSER NICHTMETALLISCHEN DICHTUNGSSCHEIBE 9 EINEN ELASTISCHEN DICHTUNGSKOMPLEX BILDET. DIESER ENTHAELT ZWEI SEHR KLEINE UNTERSCHIEDLICHE, ZENTRALE BOHRUNGEN 10 UND 11, DENEN EINE WESENTLICH GROESSEREBOHRUNG 13 DES AUSTRITTSSTUTZENS 12 NACHGEORDNET IST. DIE ABDICHTUNG ERFOLGT IN BEKANNTER WEISE DURCH EINEN KUGELFOERMIGENSCHWIMMER, DER ZUR ERREICHUNG EINER DEFINIERTEN EINBAULAGE AUS ZWEI HALBKUGELSCHALEN 5;6 MIT UNTERSCHIEDLICHER BLECHDICKE BESTEHT ODER UEBER EINEN POSITIONER 7 INFORM EINES STABS, ROHRES USW. VERFUEGT.

Description

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Titel der Erfindung

Flüssigkeitsabscheider für Druckluft- und Dampfleitungssysteme

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsabscheider für Leitungssysteme, in denen gasförmige Medien, insbesondere Druckluft und Dampf, unter Druck transportiert ?/erden. Der Flussigkeitsabscheider wird zur Ableitung von auftretenden Flüssigkeitsmengen, die in diesen Rohrleitungssystemen unerwünscht sind, genutzt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen In Kondensatableiterη werden die unterschiedlichen Dichten von Gasen und Flüssigkeiten zum Regelimpuls der Flüssigkeitsabscheidung genutzt. Diese einfache Regelung geistattet theoretisch eine medienverlustlose Flüssigkeitsabscheidung, da der niveauabhängige Schwimmer in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsspiegel einen Schieber bzw. ein Ventil öffnet· In der Praxis ist bekannt, daJ3 die Flüssigkeitsabscheidung nicht ohne Medienverluste vorsichgeht· Diese Verluste werden hauptsächlich durch den Verschleiß bewegter Einbauteile hervorgerufen. Besonderen Anteil daran haben die progressiv anwachsenden Medienverluste undichter Schieber- bzw. Ventilsitze.

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Der Schwimmerablaiter erfordert also regelmäßige Wartung der bewegten Sinbauteile, um die Medienverluste gering zu halten,

Bekannt ist ein Kondensatableiter mit einem frei beweglichen Schwimmer als Tersehlußorgan (GS-PS 80 529)» bei dem das am zylindrischen Schwimmer angreifende Drehmoment als auslösendes Moment zur öffnung des Kondensatabieiters benutzt wird, wobei das Drehmoment durch den Auftrieb erzeugt wird. Die Nachteile dieser, technischen Lösung liegen in der komplizierten Gestaltung des Gehäuses, der Schaffung der Dichtflächen und darin, daß der Einsatz eines zylindrischen Schwimmers den,Druckbereich, in dem der Kondensatableiter arbeiten kann, erheblich einschränkt.

Die in der DB-PS 27 53 933 enthaltene konstruktive Lösung ist für den Einsatz zur Gasentwässerung im Niederdruckbereich gedacht· Der beschriebene Kondensatableiter wird ein- bzw. ausgangsseitig durch einen Schwimmer abgedichtet* Anstehende Kondensatsäulen in einer Kondensatfalleitung auf der Eingangsseite bzw. in einem Steigrohr auf der Ausgangsseite, des Kondensatabieiters bestimmen den Öffnungsgrad das Ableiters und damit die abzuführende S¹IUssigkeitsmenge. Die Nachteile dieser Erfindung bestehen im beschränkten Druckgebiet, in dem dieser Kondensatableiter eingesetzt werden kann· Ferner wirkt der Schwimmer nur im Anfahrprozeß und übernimmt "danach in der oberen Stellung des Schwimmers die Funktion eines Überströmventils.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen kostengünstigen, wartungsarmen Flüssigkeitsabscheider zu schaffen, der in einem großen Druckbereich eingesetzt werden kann und eine medienverlustfreie Abscheidung ermöglicht.

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Darlegung des 77esens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flüssigkeitsabscheider zu entwickeln, der mit einem senkrecht frei beweglichen Schwimmer ohne zusätzliche bewegliche Einbauteile durch eine spezielle konstruktive Ausbildung des Sitzquerschnittes und des Schwimmers für einen großen Anwendungsbereich eingesetzt werden kann.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein Sits mit einer oberen, der Schwimmerkugel zugewandten nichtmetallischen Dichtungsscheibe und einer mit geringerem Außendurchmesser unteren, nichtmetallischen Dichtungsscheibe einen elastischen Dichtungskomplex bildet, der zwei sehr kleine unterschiedliche, zentrale Bohrungen enthält, denen eine wesentlich größere Bohrung des AustrittsStutzens nachgeordnet ist· Ton den unterschiedlichen zentralen Bohrungen des Dichtungskomplexes ist die erste Bohrung größer als die zweite. Die Abdichtung des Flussigkeits abscheiders erfolgt in bekannter Weise durch einen kegelförmigen Schwimmer, der zur Erreichung einer definierten. .Einbaulage aas zwei Halbkugelschalen- mit unterschiedlicher Blechdicke besteht oder über einen Positioner in Form eines Stabes, Rohres usw. verfügt. Der Dichtungskoinplex ist so ausgelegt, daß die Elastizität in der Nähe der Austrittsöffnung am größten ist, wobei dies durch ein Zusammenfügen von zwei elastischen Dichtungsscheiben mit. unterschiedlichen Außen- und Innendurchmesser erfolgen kann« Die möglichen maximalen Betriebsdrücke, bei denen der Flüssigkeitsabscheider einwandfrei arbeitet, können nach folgender Formel berechnet werden:

^a ⁺ < ^Λ ~H^ * ^m+/A

p_ ,_ - max» Betriebsdruck

TUP, λ

ρ - Druck in der Austrittsöffnung je" - Masse des Schwimmers

m⁺ - Masse des verdrängten Flussigkeitsνolumshs

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- Sndbeschleunigung A- Austrittsöffnungsfläche

Es ist zu erkennen, daß sehr große Betriebsdrücke möglich sind, wenn die Plache der Austrittsöffnung sehr klein oder das Volumen des Schwimmers sehr, groß gehalten wird, die Masse des Schwimmers aber sehr klein bleibt« In der Praxis wird ein vernünftiges Verhältnis von dem Volumen das Schwimmers und der Plache der Austrittsöffnung zu wählen sein· Untersuchungen ergaben, daß praktisch bessere Ergebnisse erzielt wurden als theoretisch berechnet. Die Ursache ist in der Elastizität des Dichtungskomplases zu suchan, da hierdurch zwei Erscheinungen auftreten, die sich für die Arbeitsweise das Plüssigkeitsabscheiders als günstig erweisen. Sinmal dia Rückstellkraft des Dichtungskomplases und zum anderen die Verringerung der Austrittsöffnung im Dichtungskomplex durch elastische Verformung desselben durch den aufgepreßten kugelförmigen Schwimmer, die eine Verringerung der Wirkflachen der Drücke bewirkt.

In Pig· 2 ist das Diagramm über mögliche theoretische Einsatzgebiete von Flüssigkeitsabscheidarn enthalten. Dabei wird die Druckdifferenz .^p= ρ - p. als Punktion des Hadius H des Schwimmers dargestallt· Der Eadius der Austrittsöffnung wirkt als Parameter und wird an dan einzelnen Kurven angetragen. Dia Sinsatzbereiche werden durch die maximal, zulässige Druckbelastung des Schwimmerkörpars nach oben begrenzt. Bei einer Blechdicka von 0,2 mm und einer maximal zulässigen Druckfestigkeit von 50 kp/mm ist die Anwendung für Druckleitungssystema möglich, bei denen die Druckdifferenz zwischen dam Druck im Innenraum des Abscheiders und dem im Austrittsquerschnitt etwa 25 bis 30 at beträgt. Bei Auslegung für derartige Druckbereiche können die Plüssiskeitsabscheider auch für niedrigere Betriebsdrücke eingesetzt werden.

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3ei Verzicht auf den Positioner, der den Schwimmer in einer genauen definierten Einbaulage hält und dadurch unerwünschte Teile vom elastischen Dichtungskomplex fernhält (z.B. Schweißnaht der Kugelhalbschalen) kann der Schwimmer auch aus zwei Ealbkugeischalen aus unterschiedlicher Blechdicke gefertigt werden, (Pig· 1 zeigt beide Lösungsvarianten).

Der erfindungsgemäße Plüssigkeitsabscheider zeichnet sich durch bessere strömungstechnische Eigenschaften als herkömmliche Kondensatableiter aus, da durch"die Deformation des Dichtungskomplexes eine Verbesserung des Einlaufes in den Austrittsauerschnitt erfolgt, verbunden mit einer Strahlkontraktion und einer höheren Durchflußleistung als bei einer zylindrischen Bohrung mit gleichem Durchmesser. Vorteilhaft ist der Versieht auf durch Reibung verschleißende Teile. Daraus ergibt sich eine medienverlustfreie flüssigkeitsabscheidung und die.Wartung beschränkt sich auf die Kontrolle, Reinigung und evtl. Erneuerung des Schmutzfängers und des Dichtungskomplexes.

Ausführungsbe ispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt:

Pig· 1: Plussigkeitaabscheider mit Positioner bzw. Halbkugelschalen unterschiedlicher Blechdicke

Pig. 2: Diagramm über Einsatzgebiete des Flüssigkeitsabscheider s

Der in Pig» 1 dargestellte Plussigkeitsabscheider besteht aus einem Gehäuse 1 mit dem Eintrittsstutsen 2, dem Schmutzfänger 3j Q-Q^ Schwimmer kugel 4, dem Abschlußdeckel 14 und dem Austrittsstutzen 12₉ Der Abschlußdeckel 14-dient zur Aufnahme des Dichtungskompiexes, gebildet aus den beiden nichtmetallischen Dichtungsscheiben S und 9·

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Der Einbau des Abscheiders erfolgt in senkrechter jüinbaulaga an das Rohrleitungssystem, so daß die Schwimmerkugel 4 auf dem Dichtungskomplex aufliegt. Durch Druckbeaufschlagung des Leitungssystems wird die Schwimmerkugel 4 auf den Dicta.tungsk0m.ple2: gepreßt und verschließt die zentrale Bohrung 10 der oberen Dichtungsscheibe 8 vollständig. Dieser ist die zentrale Bohrung 11 der unteren Dichtungsscheibe 9 sowie die Bohrung 13 des Austrittsstutzens 12 nachgeordnet.

Fällt abzuscheidende Flüssigkeit an, v/ird das- Gehäuse 1 mit diesem Medium gefüllt. Bei einem durch die Größe der Ausströmöffnung, der Masse und des Volumens der Schwimmerkugel 4, der Dichte der abzuscheidendem Flüssigkeit und dem herrschenden Betriebsdruck definierten Flüssigkeitsniveau hebt der Schwimmer vom Dichtungskomplex ab, so daß das Medium ausströmen kann. Mit sinkendem Flüssigkeitsstand verschließt die Schwimmerkugel 4 die zentrale Bohrung Die Höhe, die der Schwimmer vom Dichtungskomples: abhebt, bestimmt die Art des Austretens der Flüssigkeit. Ss kann tropfend, drucklos ausfließend oder unter Druck austretend geschehen.

Der Positioner 7 dient zur Verhinderung der möglichen Auflage der Verbindungsnaht der Schwimmerkugel auf der Ausströmöffnung des Dichtungskomplexes. Sine Einhaltung einer definierten Einbaulage kann auch mittels zweier Halbkugelschalen. 5 und- S erfolgen, die über eine unterschiedliche Blechdicke verfugen.

Claims (1)

1. -ν- 242212

   Erfindungsanspruch

   Plüssigkeitsabscheider für Druckluft- und Dampfleitungssysteme, bestehend aus einem Gehäuse mit einer in seinem Oberteil angeordneten Eintrittsöffnung, einem Schmutzfänger, einem senkrecht frei beweglichen Schwimmer sowie der am Boden befindlichen Austrittsöffnung, gekennzeichnet dadurch, daß ein Sitz mit einer oberen, der Schwimmerkugel (4) zugewandten, nichtmetallischen Dichtungsscheibe (8) und einer mit geringerem Außendurchmesser ebenfalls nichtmetallischen, unteren Dichtungsscheibe (9) einen elastischen Dichtungskomplex bildet, der zwei sehr kleine unterschiedliche zentrale Bohrungen (10) und (11) enthält, denen eine wesentlich größere Bohrung (13) des Austrittsstutzens (12) nachgeordnet ist, wobei die Bohrung (10) größer als die Bohrung (11) ist und die Abdichtung in bekannter Weise durch einen kugelförmigen Schwimmer (4-) erfolgt, der für eine definierte Sinbaulage aus zwei Halbkugelschalen (5; S) mit unterschiedlicher Blechdicke besteht oder über einen Positioner (7) in Form eines Stabes, Hohres usw. verfügt,

   - Hierzu 2 31. Zeichnungen