DE1873151U - Kondensatableiter. - Google Patents

Description

RA.118 400*20.2.63

BADISCHB AIILIK" & SODA-FABRJK

Unser Zeichen: G,#. 517 Ti/Kr Ludwigshafen am Rhein, den 19.2,1963

Thermischer Kondensatableiter mit erhöhter Leistung

Der Effekt der thermisch gesteuerten Kondensatableiter, die mit Bimetallpaketen arbeiten» beruht auf dem Gregeneinanderwirken vqn Dampfdruck und thermischer Federspannung, wobei die Kon- ^%: densattemperatur als Regelgröße wirkt. Es sind Steuerelemente bekannt, die es durch eine weitgehende Anpassung ihrer Steuercharakteristik an die Temperatur-rDampfdruckkurve für Sattdampf erlauben^ die Geräte über einen weiten Druckbereich zu ver^ wenden» . :

Bekanntlich fallen Dffnungs- und Sehließkurve infolge der inneren und äußeren Reibung der Steuersäule nicht zusammen. Ihr Abstand, die thermische Reibungsbreite, ist abhängig von Dampfdruck und Plattenzahl. Daher müssen beim Schließen des Ableiters nicht nur der der Federspannung entgegengesetzt wirkende Dampfdruck,^sondern auch die Reibung überwunden werden. Bei einem richtig arbeitenden Ableiter verläuft die Öffnungs-/63 kurve so, daß die zugehörende Schließkurve noch mit einem

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solchen Abstand unterhalb der Sattdampfkurve bleibt, daß eine - ausreichende Sicherheit gegen Dampfverluste gewährleistet ist.

Bisher wurde angenommen, daß Ableiter, deren Steuerkurve^ die genannten Bedingungen erfüllen, in jeder Einbaustellung sicher arbeiten. Das bedeutet, daß be,i richtiger Einstellung des Ableiters keine Dampfverluste innerhalb des vorgesehenen Leistungsbereiches auftreten und der Ableiter sich innerhalb der möglichen Mengenschwankungen rasch auf die anfallende Kondensatmenge einstellt.

Diese Annahmen gelten aber nicht allgemein. Als günstigste Einbauweise hat sich die horizontale Anordnung des Ableiters mit der Steuersäule nach oben erwiesen. Jedoch sind auch hier bei der üblichen Grundeinstellung der Steuersäule und bei kleinen Kondensatmengen Dampfverluste zu erwarten. Dieses abweichende Verhalten beruht darauf, daß infolge der Kondensatunterkühlung kein stetiger Temperaturübergang von der Kondenr· sat- zur Dampftemperatur bei abnehmender Kondensatmenge vorhanden ist. Daraus ergibt sich, daß der Ableiter bei kleinen unterkühlten Kondensatmengen zu weit öffnet, das Kondensat zu rasch abfließt, und die thermische Trägheit des Bimetalls ein spontanes Abschließen des Ventils infolge des nachströmenden Dampfes verhindert, Dampfdurchschlage sind dann unvermeidlich und gehen erst mit steigender Kondensatmenge zurück. Die erreichten Leistungen sind bei üblicher Unterkühlung infolge der kleinen Auslaßquersehnitte verhältnismäßig gering.

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Die genannten Schwierigkeiten werden durch den nachfolgend beschriebenen thermischen Kondensatableiter mit hoher Kondensatleistung beseitigt, der aus einem zweiteiligen Gehäuse mit Planschen und Bohrungen zur Zufuhr und Abfuhr von Dampf und Kondensat, einer in dem Gehäuse eingeschlossenen, thermischen Steuervorrichtung und einem Ventil besteht»

Der erfindungsgemäße Kondensatableiter ist dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil an der Auslaßseite mit einem in geschlos« -> senem Zustand außerhalb der Dichtfläche mit dem Ventil einen Spalt bildenden Ventilteller versehen ist, dessen Durchmesser dem Mehrfachen des Durchmessers der Auslaßbohrung entspricht.

Der Durchmesser des Ventiltellers entspricht beispielsweise in einer Aus.führungsform dem Vierfachen der AuslaßböHrung,

Die Spaltflächen werden eben ausgeführt. Es ist aber auch '■_ möglich, sie zum Teil aus Rotationsflächen zu bilden, deren; _: Erzeugende eine gerade oder gekrümmte Linie ist, und den Übergang zum Ventilteller und zur Ventilspindel konisch auszuführen,,

Zur Erhöhung der Auslaßmenge kann es zweckmäßig' sein, den Spalt nach $ußen zu erweitern.

Zur leichten Montage wird der Ventilteller mit oder ohne Dichtungsteil lösbar mit der Ventilspindel verbunden. Er wird ohne

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Dichtungsteill gegenüber der '"Ventilspindel verstellbar angeordnet, um eine bes'ser Einstellung vornehmen zu können»

Der erfindungsgemäßen Ausführung des Kondensatabieiters;; liegt der Gedanke zugrunde, die Öffnungssteuerkurve durch eine zusätzliche Vorspannung der Steuervorrichtung mindestens um den ' Betrag der Unterkühlung von der Sattdampfkurve weiterzuversohieben. Dadurch wird erreicht, da.ß der Ableiter nicht schon öffnet, wenn das Kondensat mit Unterkühlungstemperatur, anfällt·,. sondern erst etwas später, und zwar durch die zusätzlich: wirkenden Druckkräfte im Spalt. Infolge der Entspannungsverdampfung öffnet der Ableiter dann viel weiter, als es dem Gleichgewicht zwischen dem Dampfdruck und der durch die Temperatur ausgelösten Kraft in der Steuervorrichtung entspricht. Die bei der Bnt^pannungsverdampfung freiwerdende Öffnungskraft kann beispielsweise durch eine flache, als Ventilteller wirkende Platte auf die Steuervorrichtung übertragen werden. Diese Platte sitzt im geschlossenen Zustand auf einer kreisringförmigen Dichtfläche außerhalb'der Auslaßöffnung auf und bildet mit dem feststehenden Ventilteil außerhalb der Dicht-r fläche einen engen radialen Spalt.

Hat.das Kondensat eine Temperatur erreicht, die zum Öffnen des Ventils führt, so strömt esd-n den engen Spalt* in dem;sogleich infolge der Entspannung eine Verdampfüh'g~einsetzt. Die damit verbundene Volumenzunahme des sich bildenden Dampfes und die Beschleunigung des austretenden Kondensates, ergibt nach dem

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Gesetz: Kraft = Masse χ Beschleunigung eine zusätzliche Öffnungskraft. Diese hebt den Teller weiter ab und verstärkt die wirkenden Kräfte progressiv. Bei ausreichender Größe des Ventiltellers öffnet der Ableiter mit der maximalen Hubhöhe und erreicht damit die dieser Bauart zugehörenden, großen " Ausschleusleistungen. Dab.ei bleibt der Ableiter auch bei zunehmender Kondensattemperatur praktisch voll geöffnet, schließt aber bei einem Ausströmen von Dampf augenblicklich ab, weil, die Beschleunigungskräfte durch die Druckentspannung 'wesentlichgeringer sind und der Schließvorgang durch die erhöhte Vorspannung der Bimetallplatten beschleunigt wird. Die störenden Reibungskräfte der Steuersäule, die sich bei den bekannten Ausführungen sehr hemmend auf den Schließvorgang auswirken, haben wegen der größeren Vorspannung keinen Einfluß auf den Ablauf des Kondensataustrages. Ebenso ,werden die nachteiligen Folgen der natürlichen Unterkühlung bei kleinen Kondensatmengen aufgehoben, so daß der Ableiter in jeder Einbaustellung verlustfrei arbeitet, ".-"-,"

Bin gleiches Verhalten läßt sich auch durch das Umlenken des Kondensates durch den Ventilteller um mehr als 90^Q erreichen.

Ein thermischer Ableiter mit den erfindungsgemäßen Merkmalen ist in den Abbildungen dargestellt, und zwar zeigt Figur 1 einen längsschnitt durch den Ableiter mit ebenem Ventilteller _ und Figur 2 einenVentilteller mit räumlich gekrümmten Flächen.

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Der thermische Kondensatableiter besteht aus einem Ventil- : Körper 1 mit einem Eintrittsflansch 2 und einem Austrittsflansch $, In den Ventilkörper 1 ist das eigentliche 'Ventil 4 eingeschraubt (Fig. 1). Es wird naoh oben durch ein Gehäuse 5 druckdicht abgeschlossen und mittels Schrauben β mit dem Ventilkörper 1 verschraubt. In dem Eintrittsflansch 2 befindet sich ein Eintrittsstutzen 7, der in eine Bohrung 8 übergeht, die ©ich nach dem vom Gehäuse 5 und dem Ventil 4 gebildeten Steuerraum 9 öffnet. Das Ventil 4 besitzt seitlich angeordnete Bohrungen 10 und 11, die schräg zur Mitte hin verlaufen und hier in eine zentrale Auslaßbohrung 12 münden. In der Auslaß- \ bohrung 12 ist eine Ventilspindel 13 mit Gewinde 14 an dem einen-Ende und einem Ventilteller 15 an dem anderen Ende angeordnet» Das Gewinde 14 der Ventilspindel 13 presst über eine Platte 16 die Bimetallplatten 17 auf die im Steuerraum befindliche Kreisringfläche 18 des Ventils 4. Die Birnetallplatt.eji 17 werden durch Stifte 19, die in der Kreisringfläche 18 eingeschlossen sind j gehalten, An die Auslaßbohrung 12 schließt sich ein Kondensatraum 20 an, der schließlieh zum Austrittsstutzen 21 im Aus— trittsflansch 3 führt.

Die Wirkung des Kondensatabieiters ist folgende:

Durch den Eintrittsstutzen 7 gelangt das Kondensat in den- Steuerraum 9, in welchem sich die zu einer- Steuersäule zusammengefaßten Bimetallplatten 17 befinden. Entsprechend der Unterkühlung des Kondensates gibt die Steuersäule die Ventilspindel 13umeinen

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gewissen Betrag frei, wodurch sich der Ventilteller 15 vom Ventilsitz 22 abhebt. Das Kondensat strömt nun durch die Bohrungen 10 und 11 in die Auslaßbohrung 12. und weiter durch den zwischen Ventilteller 15 und Ventilsitz 22 vorhandenen Spalt 23 zum Austrittsstutzen 21 . Beim Durchströmen dieses Spaltes 23 werden infolge der Entspannungsverdampfung Be- . schleunigungskräfte frei, welche den Ventilteller 15 weiter abheben. Wach Beendigung der Kondensat-Ausschleusperiode wird der Ventilteller 15 mit dem ersten Dampfstoß auf die Dichtfläche des Ventilsitzes 22 angehoben. Die hierdurch plötzlich freigeworo&ie, thermisch erzeugte Kraft schließt das Ventil -4 augenblicklich. Es. öffnet sich erst wieder, wenn das -.anger·.' staute. Kondensat die Bimetallplatten 17 soweit abgekühlt: und entspannt hat, daß der auf dem Ventil lastende Betriebsdruck, in Ausschleusrichtung überwiegt. Das Öffnen und Schließen wiederholt, sich auf diese Weise in ununterbrochener Folge.

Figur 2 zeigt eine andere konstruktive Ausführung, des Ventiltellers mit räumlieh gekrümmten Spaltflächen 24 und 25 und einem konischen Übergang 26 zwischen Ventilschaft und Ventilteller, bei dem die durch Umlenkung erzeugten unterschiedlichen Impulskräfte des Kondensat- bzw. DampfStrahles zur Verstärkung der Öffnungskräfte mit plötzlichem Schließvorgang ausge-^ nützt werden, : - - .

Claims (6)

Sehutzansprüche· .

1. Thermischer Kondensatableiter mit hoher Konäensatleistungs, bestehend aus einem zweiteiligen Gehäuse mit Planschen und Bohrungen zur Zufuhr und Abfuhr von Dampf und Kondensat, einer in dem Gehäuse eingeschlossenen, thermischen Steuervorrichtung und einem Ventil, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (4) an der Auslaßseite mit einem in geschlossen®]! Zustand außerhalb der Dichtfläche mit dem Ventil (4) einen Spalt (23) bildenden Ventilteller (15) versehen ist, dessen Durchmesser dem ffiehr-. ,fachen des Durchmessers der Auslaßbohrung (12) entspricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß der ; : Durchmesser des Ventiltellers (15) dem Vierfachen der Auslaßbohrung (12) entspricht. .-■".

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daßdie. . Spaltflächen eben sind. ' - -

4. Vorrichtung- nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die _ Spaltflächen (24,25) zum Teil aus Rotationsflächen gebildet werden, deren Erzeugende eine gerade oder gekrümmte Linie/ist, und daß der übergang zum Ventilteller (15) und zur Ventil» -. --.■■' spindel (13) konisch ausgeführt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (23) sich nach außen erweitert. , ■ -.' ■ "-.■-,-■-

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6. "Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5_? dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (15) mit oder ohne Dichtungsteil lösbar mit der Ventilspindel (-13) verbunden ist» .'-■ .

7» Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet» daß der Ventilteller (15) ohne Dichtungsteil gegenüber der Ventilspindel (13) verstellbar angeordnet ist»

BADISCHE ANILIF- & SODA-FABRIK AG ■}':

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