DD216086A1 - THERMAL CONDENSATE DISCHARGE - Google Patents
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- F16T1/10—Steam traps or like apparatus for draining-off liquids from enclosures predominantly containing gases or vapours, e.g. gas lines, steam lines, containers with valves controlled thermally by thermally-expansible liquids
Abstract
Die Erfindung betrifft einen thermischen Kondensatableiter, welcher mit einem flachbauenden, mit Steuerfluessigkeit gefuellten tellerfoermigen Steuerelement, einer Membrankapsel, ausgeruestet ist und der zur Ableitung des anfallenden Kondensates in dampfbetriebenen Anlagen eingesetzt wird. Der erfindungsgemaesse thermische Kondensatableiter soll bei kleiner und einfacher Bauweise eine rationelle Ausnutzung v. Heizenergie des Energietraegers Wasserdampf fuer den Heiz- und technologischen Prozess gewaehrleisten, wobei durch eine spezielle Formgebung der Membrane und des oberen Wandungsteiles im Zentrum eine hoehere Lebensdauer gegenueber bekannten und vergleichbaren Geraeten erzielt wird. Erreicht wird dies dadurch, dass die Membrane und das obere Wandungsteil im Zentrum je eine kreisfoermige Sicke erhaelt, die eine ebene Membranflaeche bzw. Flaeche des oberen Wandungsteiles einschliesst, wobei die so im Zentrum stabilisierte Membrane gleichzeitig als Abschlussorgan wirkt und die korrespondierende Ausbildung des oberen Wandungsteiles im Zentrum als obere Gegenlage fuer die Membrane dient und diese gegen Ueberlastungen schuetzt.The invention relates to a thermal steam trap, which is equipped with a flat, filled with control fluid plate-shaped control, a membrane capsule, and which is used for the derivation of the resulting condensate in steam-powered systems. The thermal steam trap according to the invention is intended to be used rationally in a small and simple construction. Heating energy of the energy carrier to ensure water vapor for the heating and technological process, which is achieved by a special shape of the membrane and the upper wall part in the center of a higher life compared to known and comparable devices. This is achieved in that the membrane and the upper wall part in the center ever receives a circular bead, which encloses a flat Membranflaeche or surface of the upper wall part, wherein the stabilized in the center membrane simultaneously acts as a closure member and the corresponding formation of the upper wall part in the center serves as an upper abutment for the membrane and this protects against overloads.
Description
Titel der Erfindung . Title of the invention .
Thermischer KondensatableiterThermal steam trap
Anwendungsgebiet der Erfindung . Field of application of the invention .
Die Erfindung bezieht sich auf einen thermischen Kondensatableiter mit-einem flachbauenden, mit Steuerflüssigkeit gefüllten thermischen Steuerelement, das als Huborgan eine Membrane besitzt, welche zwischen zwei Wandungsteilen fest . eingespannt gehalten wird und.'mit dem' oberen Wandungsteil einen dichten Auf nah me raum für die Steuerflüssigksit .-'.bildst. In Abhängigkeit von Temperatur und Betriebsdruck regelt das Steuerelement mittels Hubbewegung der Membrane den Eondensatfluß bzw. sperrt den nachströmenden Dampf ab. ^ -The invention relates to a thermal steam trap with a flat-construction, filled with control liquid thermal control, which has a diaphragm as a lifting member, which is fixed between two wall parts. 'In a dense na h e m space for the upper wall part Steuerflüssigksit .-'. is held clamped und.'mit the picture interference. Depending on the temperature and operating pressure, the control regulates the Eondensatfluß by lifting movement of the membrane or blocks the inflowing steam. ^ -
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Gewöhnlich.wird bei thermischen Kondensatableitern dia Temperatur des durchströmenden Mediums sowie der Betriebsdruck vor und hinter dem Ableiter zur Regelung-des Durchflusses von Wasserdampfkondensat ausgenutzt. Bei bekannten thermischen Kondensatableitern mit flachbauendem, mit Steuerflüssigkeit gefülltem Steuerelement,, welche als Huborgan eine oder mehrere zwischen zwei Wandungsteilen fest eingespannte Membranen besitzt, wird durch die Temperatur des strömenden Mediums die Steuerflüssigkeit teilweise verdampft und erzeugt in dem gas-, dichten Aufη ahm a r aum zwischen Membrane und oberem Characteristic of the known technical solutions Usually, in the case of thermal steam traps, the temperature of the medium flowing through as well as the operating pressure in front of and behind the arrester are utilized for controlling the flow of steam condensate. In known thermal steam traps with flachbauendem, filled with control fluid control, which has one or more firmly clamped as a lifting organ membranes between two wall parts, the control liquid is partially evaporated by the temperature of the flowing medium and generated in the gas, dense Aufη ahm ar aum between membrane and upper
Wandungsteil einen Innendruck.,Ist dar Dampfdruck der Steuerflüssigkeit gegenüber dem Betriebsdruck um ein bestimmtes Maß größer, so wird die Membrane im Schließsinne axial gedruckt und das an dieser zentral angeordnete Ab—, sperrorgan'verschließt dabei die Ventilbohrung. Die gas-'dichte Verbindung des Absperrorganes mit der Membrane wird ,bekanntlich durch Verspannen dieser Teile erreicht, wobei zwischen Membrane und Abschlußorgan entsprechende Dicht— elemente angeordnet werden ,oder aber durch eine Schweiß-Verbindung das Abschlußorgan an der Membrane befestigt; wird.Wandungsteil an internal pressure., Is the vapor pressure of the control fluid relative to the operating pressure by a certain amount greater, the membrane is axially printed in the closing direction and the centrally arranged at this Ab-, locking member 'closes the valve bore. The gas-dense connection of the obturator with the membrane is, as is known, achieved by clamping these parts, wherein between the diaphragm and closure member corresponding sealing elements are arranged, or attached by a sweat connection, the closure member to the membrane; becomes.
Als Stauerflüssigkeit werden-niedrig siedende, Kohlenwasser-.stoffe oder andere Chemikalien verwendet. Die Verdampfüngs— 'temperatureη dieser flüssigkeiten sollten zur Erfüllung der · geforderten-Punktion nur wenige Grade unterhalb der von ,.lasser bzw. Kondensat im gewünschten Druckbereich liegen. Dies erfordert eine äußerst flexibel arbeitende Membrane' mit einem starren Abschlußorgan/ Die Erfahrungen haben_gezeigt, daß nach einer gewissen Betriebsdauer in den meisten Fällen die'dichte Verbindung zwischen Membranen und Abschlußorgan im Zentrum undicht wird und dadurch die Steuerflüssigkeit aus dem Aufnähmeraum entweichen kann. In diesem Falle verschließt das Absperrorgan dauerhaft im Betriebszustand die .Ventilbohrung, In einigen Anwendungsfällen, z.B. bei Begleitheizungen, würde diese dauerhafte Absperrung zum Stillstand der Heizung führen und volkswirtschaftlichen Schaden verursachen. -.·.' ' Diese unerwünschte geringe Lebensdauer der Membrane mit integriertem Abschlußorgan ist dadurch zu erklären, daß z.B. während des Schweißprozesses' von Membrane und AbschluBorgan kurzzeitig sehr hohe Temperaturen auf das sehr dünne Membranblech einwirken und dabei eine Struktur-'bzw* Gefügaveränderung im Material eintritt. Auch1 bei einer festen Verbindung von Membranen und Abschlüßorgan durch Verspannen,z.B. mittels Verschraubung oder Nieten,ist eine Veränderung darAs stagnant liquid-low-boiling, hydrocarbon or other chemicals are used. The vaporization temperature of these liquids should be only a few degrees below that of the water or condensate in the desired pressure range in order to fulfill the required puncture. This has required a highly flexible membrane with a rigid closure member. Experiences have shown that after a certain period of operation, in most cases, the seal between diaphragms and end member in the center is leaking, thereby allowing the control liquid to escape from the receiving space. In this case, the obturator permanently closes the .Ventilbohrung in operating condition, In some applications, such as heat tracing, this permanent shutdown would lead to a standstill of the heater and cause economic damage. -. · '. 'This undesirable short life of the membrane with integrated closure member is to explain that, for example, during the welding process' of membrane and AbschlußBorgan briefly act very high temperatures on the very thin membrane sheet and thereby enters a Struktur'bzw * Gefügaveränderung in the material. Also 1 for a firm connection of membranes and Abschlüßorgan by bracing, eg by means of screwing or riveting, is a change
Spannkräfte durch wechselnde Temperatureinflüsse unvermeidbar. Zum anderen begrenzt eine feste Einspannung der Membrane im Zentrum die flexiblen Eigenschaften dieses Teiles und führt zu vorzeitigen Ermüdungsbrüchen des Membranwerkstoffes.Clamping forces inevitably due to changing temperature influences. On the other hand, a fixed clamping of the diaphragm in the center limits the flexible properties of this part and leads to premature fatigue fractures of the diaphragm material.
Als Beispiele derartig nach dem oben beschriebenen Verfahren arbeitender Kondensatableiter sind die in den DE-AS 2 O38 344, AS 1 526 972, AS 2 447 031 sowie in der OS 2 303 275 dargelegten Lösungen'· anzusehen.Examples of such steam traps operating in accordance with the method described above are the solutions set out in DE-AS 2 038 344, AS 1 526 972, AS 2 447 031 and OS 2 303 275.
Zum Stand der Technik gehört, ferner eine Ausbildung nach der DS-AS 2 630 O38, bei, der die Membranlamellen" eine Zentralbohrung besitzen und mittels einer Klemmscheibe auf das Abschlußorgan im Fußbereich der kagelstumpfförmigen Ringwulst eingedrückt und dabei fest eingespannt werden. Dis Me nib ranl ame 11 en werden gemeinsam mit der Klemmscheibe und Abschlußorgan im . kegelförmigen Ringbuckal miteinander gasdicht verschweißt.The state of the art also includes an embodiment according to DS-AS 2 630 038, in which the diaphragm lamellae "have a central bore and are pressed by means of a clamping disc onto the closure member in the foot region of the kagelstumpfförmigen annular bead and thereby firmly clamped ame 11 en are gas-tight welded together with the clamping disc and closure member in. conical annular bumps.
Als Nachteil ist bei dieser Konstruktion au werten, daß durch die feste Einspannung und Yerbindungsschweißung von Klemmscheibe, Membranlamellen sowie Abschlußorgan .die elastischen Eigenschaften, der Membranlamellen in der Randzohe der Zentralbohrung abnehmen und vorzeitige Ermüdungsbrüche auftreten können. . '. .The disadvantage of this construction is that the firm clamping and bond welding of the clamping disk, membrane disks and the closing element are responsible for the elastic properties of the membrane disks in the vicinity of the central bore and premature fatigue fractures can occur. , '. ,
Ziel der Erfindung . · : Object of the invention . ·:
Da's Ziel der - Erfindung besteht darin, einen thermischen Kondensatableiter mit flachbauendem, mit Steuerflüssigkeit gefülltem Steuerelement zn schaffen, welcher eine Msmbr'anlamelle besitzt, die im Zentrum durch keinerlei äußere Spannkräfte, noch durch mittels hoher'Schweißtemperaturen hervorgerufene innere Gefügeänderungen in.ihrer Langzeitfunktion beeinträchtigt ist. .The object of the invention is to provide a thermal steam trap with a flat control valve filled with control fluid, which has a diaphragm which does not interfere with any external clamping forces in the center, or internal microstructural changes in its long-term function caused by high welding temperatures is. ,
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Darlegung des Wesens der Erfindung; ' Explanation of the essence of the invention; '
Die Erfindung geht von. der Aufgabenstellung aus, entsprechend dem Ziel der Erfindung die Membrane in ihrem Zentrum derart stabilisiert auszubilden, daß sie sowohl die eigentliche Mem-, branfunktion ausübt sowie auch als spezielles Abschlußorgan fungiert. ."..·.'"", -The invention starts from. The task, according to the aim of the invention, the membrane in its center so stabilized form that it exercises both the actual mem-, branfunktion and also acts as a special closure member. "..", "-", -
Erfindungsgemäß wird dies dadurch.erreicht, daß die Membran- ; lamelle ;im Zentrum eine kreisförmige Sicke besitzt und diese eins 'ebene MembranilächQ einschließt- Dia kreisförmige Sicke ist so ausgebildet, daß siereine Wölbung besitzt, welche in den Aufnahmeraum für die. Steuerflüssigkeit zeigt, wobei die eingeschlossene ebene Membranfläche in Eichtung "Ventilsitz-' buchse unreinen gewissen Betrag gegenüber der restlichen Membranflache durchgesetzt ist. Das obere Wandungsteil besitzt im Zentrum eine mit der Membransicke korrespondierende kreisförmige Sicke, welche ebenfalls eine ebene Fläche des Wandungsteile^ einschließt. Diese Form des oberen .Wandung steiles dient bei Beaufschlagung/der, Membrane durGh äußere < Drücke, z.B. bei Auftreten von Wasserschlägen, zur form- schlüssigen 'Abstützung der Membrane und schützt diese gegen Deformation bzw..Überlastung, was für den Schließvorgang und Dichtheitsgrad des Ventilabschiusses von Torteil ist. Die ebene Membranfläche zwischen der kreisförmigen Sicke ist im Durchmesser so bemessen, daß dia korrespondierende Tentilsitzfläche-in der Schließbewegung der Membrane noch überdeckt wird.. Der Abstand zwischen, oberem'Wandungsteil und Membrane erhält im Zentrum ein solches Maß, daß die von der. kreisförmigen Sicke eingeschlossene ebene Membranfläche auf der korrespondierenden Fläche, des oberen-Wandungsteiles bei Erfordernis mit geeignetem Werkzeug wieder geglättet werden kann, ohne,dabei die Membrane zu überdehnen.According to the invention this is achieved. Achieved that the membrane; lamella having a circular bead in the center and enclosing one flat membrane section, the dia circular bead is formed to have a concavity which projects into the receiving space for the blade. The upper wall part has in the center a circular bead corresponding to the membrane bead, which also includes a flat surface of the wall part The shape of the upper wall is used when the membrane is exposed to external < pressures, eg when waterhappens, for the positive support of the membrane and protects it against deformation or overload, which is responsible for the closing process and the degree of tightness of the valve shut-off The flat membrane surface between the circular bead is dimensioned in the diameter so that the corresponding Tentilsitzfläche-in the closing movement of the membrane is still covered .. The distance between 'upper' wall part and membrane receives in the center of such a degree that the from the circular bead enclosed planar membrane surface on the corresponding surface, the upper wall part, if necessary, with appropriate tool again smoothed without overstretching the membrane.
Aus führungsbeispiel , . From management example,.
Ss .zeigenShow
Pig· 1: einen- thermischen Kondensatableiter mit flachbauender Membrankapsel unter ,thermischer Belastung ' f Pig · 1: a thermal steam trap with a flat diaphragm capsule under 'thermal load ' f
Fig. 2:' die Membrankapsel'von Pig. 1 ohne thermischeFig. 2: 'the membrane capsule' of Pig. 1 without thermal
Belastung ·.·.' 'Burden ·.·.' '
Der Kondensatableiter nach Fig. 1 besteht aus einem Gehäuse 1, einem Deckel 2, einer Yentilsitsbuchse 3* einer flachbauenden Membrankapsel, welche aus dem oberen Wandungsteil A, Membrane 5 und unterem Wandungsteil 6 gebildet wird, einem Federsicherungselement 7 und einem Schinutzfangsieb · 8. Die Membrankapsel wird durch das Federsicherungselement 7 und durch die nach unten zeigenden Distanzlaschen 9 des unteren Wandungsteiles 6 .funktionsgerecht eingespannt und in ihrer Lage fixiert. Die DIstanzlaseheη 9 liegen an dem Bund 10 an und stützen sich dabei auf.die Schulter 11 der Ventilsitzbuchse 3· D&s konusförmige ' Schmut-zfangsieb 8 separiert den Makroschiautz.. Die Ventil-. . sitzbuchse 3 ist dicht im Gehäuseinnenraum in eine Gehäuse— wand, welche die Zu- und 'Abströmkammer unterteilt, angeordnet* Die Ventilsitsbuchse 3 besitzt im Zentrum eine Abflußbohrung 12. Zwischen dem oberen Wandungsteil 4 und Membrane 5 · befindet sich,im gasdichten Aufnähmeraum 13 die Steuer-flüssigkeit. Bei thermischer Belastung des Eondensatableiters· verdampft ein Teil der Steuerflüssigkeit uad erzeugt im Aufnahme raum 13 einen gewissen inneren Druck. Dadurch wird die Membrane 5 axial auf die Ventilsitzfläche .14- gedrückt und die in der kreisförmigen Sicke 1.6 der Membrane eingeschlossene ebene Membranfläche 15 verschließt die AbfIuB-. bohrung 12. 'The steam trap of FIG. 1 consists of a housing 1, a cover 2, a Yentilsitsbuchse 3 * a flat-forming membrane capsule, which is formed from the upper wall part A, diaphragm 5 and lower wall part 6, a spring-locking element 7 and a Schinutzfangsieb · 8. The Membrane capsule is. Functionally clamped by the spring-securing element 7 and by the downwardly facing spacer tabs 9 of the lower wall part 6 and fixed in position. The stamping holes 9 lie against the collar 10 and rest on the shoulder 11 of the valve seat bushing 3. The cone-shaped scurf sieve 8 separates the macroscrap. , The valve bushing 3 has a discharge bore 12 in the center. Between the upper wall part 4 and the diaphragm 5 ·, in the gas-tight receiving chamber 13, there is the suction bushing 3 tax liquid. Under thermal load of the Eondensatableiters · evaporated part of the control fluid uad generated in the receiving space 13 a certain internal pressure. As a result, the diaphragm 5 is pressed axially onto the valve seat surface 14 and the flat membrane surface 15 enclosed in the circular bead 16 of the diaphragm seals the exhaust valve. bore 12. '
Die funktionsgerechte Bewegung der Membrane ist in Fig. 2 im Gegensatz zu Fig. 1 ohne thermische Belastung und bei Beaufschlagung durch äußeren Druck dargestellt. Im ZustandThe functional movement of the membrane is shown in Fig. 2 in contrast to Fig. 1 without thermal stress and upon exposure to external pressure. In condition
•nach Pig» 2 ist dia Steuerflüssigkeit vollständig kondensiert, der Aufnahmeraum 13 drucklos und die Membrane 5 stützt sich auf dem oberen Wandungsteil Λ ab, wobei im Zentrum die ebene Membranflache 15 auf der'Korrespondierenden !Fläche des oberen\¥andungsteiles 4 formschlüssig anliegt und dabei erforderlichenfalls geglättet wird. Die Abflußbohrung 12 ist in dieser Membranlage geöffnet.' :,• according to Pig »2, the control fluid is completely condensed, the receiving space 13 is depressurized and the diaphragm 5 is supported on the upper wall part,, wherein in the center the flat diaphragm surface 15 rests positively on the corresponding surface of the upper support part 4 and if necessary smoothed. The drain hole 12 is open in this membrane layer. : ,
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