DE102013010635B4 - Steam brake / shut-off system - Google Patents
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Abstract
Absperrsystem für ein mit einem Medium mit Feststoffen durchströmbares System mit einem im unteren Teil des Systems befindlichen Ausgang, wobei dieser Ausgang durch das Absperrsystem verschließbar ist und das Absperrsystem ein verschleißfester Schwimmkörper ist, der im Betriebszustand des Systems solange auf dem Medium schwimmbar ist, bis sich die Dichte des Mediums derart ändert, dass sich der Schwimmkörper nach unten bewegt und den Ausgang für das Medium mit Feststoffen versperrt wird, in dem der Schwimmkörper in dieser Stellung gehalten wird, bis ein Druckausgleich erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der verschleißfeste Schwimmkörper aus Keramik besteht.Shut-off system for a medium-flow system with an outlet located in the lower part of the system, which outlet is closable by the shut-off system and the shut-off system is a wear-resistant float that floats on the medium while the system is in operation the density of the medium changes so that the float moves down and the outlet for the medium is blocked with solids, in which the float is held in this position until a pressure equalization, characterized in that the wear-resistant float is made of ceramic ,
Description
Die Erfindung betrifft eine Dampfbremse/ein Absperrsystem gemäß der Gattung der Patentansprüche für die Regulierung von Medien mit stark schleißenden Substanzen.The invention relates to a vapor barrier / a shut-off system according to the preamble of the claims for the regulation of media with highly abrasive substances.
Schwimmerventile sind grundsätzlich seit langem bekannt.Float valves have been known for a long time.
Ein Schwimmerventil oder Füllventil ist ein durch einen Schwimmer gesteuertes Ventil, das grundsätzlich wie folgt funktioniert:
Wird ein bestimmter Pegelstand unterschritten, öffnet sich das Ventil, beim Erreichen des Sollpegels schließt es sich wieder.A float valve or fill valve is a float controlled valve that basically works as follows:
If the level falls below a certain level, the valve opens and closes again when the desired level is reached.
Dazu sinkt der an einem Hebel befestigte Schwimmer mit dem Flüssigkeitsspiegel. Der mit dem Hebel gekoppelte Absperrkörper wird vom Ventilsitz entfernt, das Ventil somit geöffnet. Steigender Flüssigkeitspegel sorgt hingegen dafür, dass der Absperrkörper gegen den Ventilsitz gepresst und das Ventil somit geschlossen wird.For this purpose, the float attached to a lever sinks with the liquid level. The shut-off device coupled to the lever is removed from the valve seat, thus opening the valve. Rising liquid level, however, ensures that the shut-off against the valve seat pressed and thus the valve is closed.
Schwimmerventile werden eingesetzt, um in Behältern einen bestimmten Füllstand einer Flüssigkeit zu gewährleisten (bspw. bei einem Toilettenspülkasten).Float valves are used to ensure a certain liquid level in containers (eg in a toilet cistern).
Bei den im Spülkasten einer Toilette eingesetzten Füllventil wird meist nicht die einfache Form des Schwimmerventils genutzt, sondern eine integrierte Version aus Pilot- und Hauptventil, da sich so die Länge des Hebels, an dem der Schwimmer befestigt ist, wesentlich verkürzen lässt. Über den Hebel am Schwimmer wird das Pilotventil (mit gegenüber dem Hauptventil wesentlich kleinerem Durchmesser) geschlossen. Der dadurch ansteigende Druck in der Pilotventilkammer drückt den zwangsgeführten Absperrkörper des Hauptventils in die geschlossene Position.The filling valve used in the cistern of a toilet is usually not the simple form of the float valve used, but an integrated version of pilot and main valve, as can be the length of the lever to which the float is attached, significantly shorten. The lever on the float closes the pilot valve (with a much smaller diameter than the main valve). The thus increasing pressure in the pilot valve chamber pushes the positively driven shut-off of the main valve in the closed position.
Aus der
Diese Dichte-Messvorrichtung weist zwei als Schwimmer vorgesehene Aräometer mit den erwähnten Eigenschaften auf, die auf einer gemeinsamen Achse drehbar gelagert sind, so dass sie bei Änderung der Dichte einer Flüssigkeit, in der sie eingetaucht sind, gegensinnig rotieren.This density measuring device has two provided as a float hydrometer with the properties mentioned, which are rotatably mounted on a common axis, so that they rotate in opposite directions when changing the density of a liquid in which they are immersed.
Die
Aus der
Die
In der
Die
- a) die Ventilanordnung wenigstens ein durch die Vorsteuerung rotatorisch und/oder linear betätigtes Ventilglied aus einem keramischem Werkstoff beinhaltet
- b) in dem Ventilglied wenigstens ein mit dem Arbeitsanschluss in Strömungsverbindung bringbarer Verbindungskanal ausgebildet ist, welcher abhängig von der Position des Ventilglieds eine Strömungsverbindung des Arbeitsanschlusses mit einem mit dem Entlüftungsanschluss in Verbindung stehenden ersten Strömungskanal oder mit einem mit dem Speisedruckanschluss in Verbindung stehenden zweiten Strömungskanal herstellt, wobei zumindest ein Abschnitt des ersten Strömungskanals und des zweiten Strömungskanals in wenigstens einem ruhenden Ventilkörper aus keramischem Werkstoff ausgebildet sind,
- c) wenigstens der erste Strömungskanal gegenüber dem zweiten Strömungskanal durch mindestens eine in einem Bereich außerhalb einer direkten Anströmung durch das Druckmittel angeordneten Dichtung abgedichtet ist.
- a) the valve arrangement includes at least one rotationally and / or linearly actuated by the pilot control valve member made of a ceramic material
- b) in the valve member at least one can be brought into fluid communication with the working port connection channel which produces depending on the position of the valve member, a flow connection of the working port with a vent port in communication with the first flow channel or with the feed pressure port in communication with a second flow channel wherein at least a portion of the first flow channel and the second flow channel are formed in at least one stationary valve body of ceramic material,
- c) at least the first flow channel with respect to the second flow channel is sealed by at least one arranged in a region outside a direct flow through the pressure medium seal.
Aus der
Darüber hinaus offenbart die
Verwendung finden die erfindungsgemäßen Mikroventile zur Regelung von Mikrobrennern, Mikrogeneratoren, Mikroreformern, Mikroreaktoren, Mikrobrennstoffzellen, Kühl- oder Heizsystemen, in der Mikroverfahrenstechnik, in der Mikroenergietechnik und in der Mikroanalytik.The microvalves according to the invention are used for controlling micro-burners, micro-generators, micro-reformers, microreactors, micro fuel cells, cooling or heating systems, in micro process engineering, in micro energy engineering and in microanalysis.
Die
Aus der
Damit ist eine hinreichend genaue Erfassung des Kältemittel-Flüssigkeitsstandes möglich, unabhängig von der augenblicklichen Temperatur bzw. des gerade herrschenden Systemdruckes in der Kälte- oder Wärmepumpenanlage.For a sufficiently accurate detection of the refrigerant liquid level is possible, regardless of the current temperature or the currently prevailing system pressure in the refrigeration or heat pump system.
Bei der Entspannung von Medien, die in einem System befindlich sind, ist es von enormer Bedeutung, in welchem Aggregatzustand das Medium vorliegt. Dies ist umso kritischer, wenn sehr hohe Druckdifferenzen bei hohen Temperaturen zwischen dem System und seiner Umgebung anliegen, sich das Medium quasi in einem überhitzten Zustand befindet und sich bei der Entspannung (bspw. beim Öffnen des Systems) der Aggregatzustand gar noch ändert. Wenn dann noch hinzukommt, dass Feststoffe in dem Medium vorhanden sind, ist dabei mit sehr starkem Verschleiß des Systems zu rechnen. So ist es bspw. bei Wasser so, dass bei der Verdampfung des Wassers ein ca. 1000-faches Volumen an Dampf (gasförmigem Wasser) gegenüber der flüssigen Ausgangsmenge an Wasser entsteht.When relaxing media that are in a system, it is of enormous importance in which state of aggregation the medium is present. This is all the more critical if very high pressure differences between the system and its surroundings are present at high temperatures, the medium is quasi in an overheated state and the state of aggregation even changes during relaxation (eg when the system is opened). Add to this the fact that solids are present in the medium, it is expected to very strong wear of the system. So it is, for example, in water so that when evaporating the water, an approximately 1000-fold volume of vapor (gaseous water) compared to the liquid initial amount of water is formed.
Fließt also durch eine Leitung (das System) eine Suspension, so kann man die Parameter so auswählen und einstellen, dass es kaum zu Verschleiß kommt. In dem Moment, wenn dann die Flüssigkeit aus der Leitung (dem System) ausgetreten ist und weiterhin Dampf mit Feststoffen folgt, entstehen sofort Geschwindigkeiten, bei denen ein enormer Verschleiß durch Abrieb an den Wänden der Leitung (des Systems) auftritt, der ggf. innerhalb kürzester Zeit zum Ausfall von Rohrleitung- oder Anlagenteilen (des Systems) führen kann. Es ist also notwendig, genau im Moment des Überganges von Flüssigkeit zu Gas (Dampf) den Durchgang des Systems automatisch zu verschließen, quasi den Dampf zu bremsen und an Ausströmen zu hindern.So flows through a line (the system) a suspension, so you can select the parameters and adjust so that it hardly comes to wear. At the moment when the liquid has escaped from the line (system) and continues to follow solid vapor, velocities are immediately generated which cause extensive wear and tear on the walls of the pipe (s), possibly within shortest time can lead to failure of pipeline or plant parts (of the system). It is therefore necessary, at the moment of the transition from liquid to gas (vapor) to automatically close the passage of the system, quasi to brake the steam and prevent it from flowing out.
Aus
So offenbart FR 2 601 753 A1 bspw. ein Absperrsystem mit einem im unteren Teil des Systems befindlichen Ausgang, wobei dieser Ausgang durch das Absperrsystem verschließbar ist und das Absperrsystem ein verschleißfester Schwimmkörper ist, der im Betriebszustand des Systems solange auf dem Medium schwimmbar ist, bis sich die Dichte des Mediums derart ändert, dass sich der Schwimmkörper nach unten bewegt und den Ausgang für das Medium mit Feststoffen versperrt wird, in dem der Schwimmkörper in dieser Stellung gehalten, bis ein Druckausgleich erfolgt.For example, FR 2 601 753 A1 discloses a shut-off system with an outlet located in the lower part of the system, which outlet can be closed by the shut-off system and the shut-off system is a wear-resistant buoyant that can be floated on the medium while the system is operating the density of the medium changes in such a way that the float moves downwards and blocks the outlet for the medium with solids, in which the float is held in this position until a pressure equalization takes place.
Der Nachteil dieser technischen Lösung gemäß
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zu Grunde, ein Absperrsystem für ein mit einem Medium mit Feststoffen durchströmbares System anzugeben, das den hohen Verschleiß durch Abrieb an dem Schwimmkörper vermeidet.The invention is therefore based on the object to provide a shut-off system for a medium permeable with a medium system, which avoids the high wear by abrasion on the float.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Absperrsystem gemäß dem Patentanspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den nachgeordneten abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a shut-off system according to claim 1. Advantageous embodiments are specified in the dependent subordinate claims.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass ein keramisches Absperrsystem bereitgestellt wird, bei dem ein keramischer Schwimmkörper solange auf einer Flüssigkeit (einer Suspension/einem Medium) schwimmt (die/das Feststoffe enthält), bis sich die Dichte des Mediums (der Flüssigkeit/des Mediums) derart ändert, dass sich der Schwimmkörper nach unten bewegt und den Durchgang für das Medium versperrt. Genau in dem Moment, wo der Schwimmkörper schwerer wird als das verdrängte Medium (jetzt in Form eines Gas-Feststoff-Gemisches, evtl. auch noch Flüssigkeit dabei) schließt der Schwimmkörper der Durchgang ab. Da weiterhin Druck (Gasdruck) anliegt, wird der Schwimmkörper in der Dichtstellung gehalten, bis wieder ein Druckausgleich geschaffen wird.The essence of the invention is to provide a ceramic shut-off system in which a ceramic float floats on a liquid (a suspension / medium) (which contains solids) until the density of the medium (liquid) is maintained Medium) such that the float moves down and obstructs the passage for the medium. Just at the moment when the float becomes heavier than the displaced medium (now in the form of a gas-solid mixture, possibly also liquid therewith), the float completes the passage. Since further pressure (gas pressure) is applied, the float is held in the sealing position until a pressure equalization is created again.
Der Druckausgleich kann z. B. durch „Rückdrücken” von Flüssigkeit erfolgen. Da es sich bei den Medien um stark schleißende Substanzen handelt, lassen sich nicht einfache metallische Schwimmkörper einsetzen, da diese relativ schnell verschleißen und undicht werden.The pressure balance can z. B. by "back pressures" of liquid. Since the media are very abrasive substances, it is not possible to use simple metallic floating bodies as they wear out and leak relatively quickly.
Im Falle des bereitgestellten Keramikkörpers, der von der Härte her härter ist als die im Medium enthaltenen Feststoffe, kann das Medium nicht die Dichtelemente verschleißen, der Verschluss des Durchganges bleibt erhalten.In the case of the provided ceramic body, which is harder in hardness than the solids contained in the medium, the medium can not wear the sealing elements, the closure of the passage is maintained.
Erfindungswesentlich ist somit, dass der Schwimmkörper verschleißfest ausgeführt sein muss, bspw. aus Keramik.It is therefore essential to the invention that the floating body must be made wear-resistant, for example made of ceramic.
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