DE2244191A1 - Kondenstopf mit frei schwebendem schwimmer - Google Patents

Description

Dipl.-lng. Heinz Lesser. Patentanwalt D—8 München 81, Cosimastrafje 81 - Telefon: (0811) 983820

• ^: 22AA191

Katsuji Fujiwara 8. 9. 1972

No. 191, Nishitani, L 9787

Hiraoka-cho, Kakogawa-shi,- L /wa

Hyogo-rken·, Japan " " ■ - - ■ · _: -

Kondenstopf rait frei schwebendem Schwimmer

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kondenstopf mit frei schwebendem Schwimmer, dessen mit einer Einlaß- und Auslaßöffnung versehenes Gehäuse einen durch einen Deckel abgeschlossenen Kondensat-Sammelraum enthält/ der den Schwimmer aufnimmt und der durch einen Auslaßkanal mit der Auslaßöffnung über einen von einem Ventilsitzhal- ., ter in seiner Lage gehaltenen Ventilsitz.verbunden ist, der durch den Auslaßkanal vq*v einer Seitenwand, des Gehäuses in den Kondensat-Sammelraum ragt.

Ein Kondenstopf mit frei schwebendem Schwimmer ist insofern vorteilhaft verwendbar, als er.ein einziges in Bewegung befindliches Teil aufweist, einfach in der.Konstruktion ist und im wesentlichen störungsfrei arbeitet. Das Prinzip des Ventilöffnens beruht darauf, daß das Ventil unmittelbar durch die Wirkung des Schwimmerauftriebs geöffnet wird. Diese Eigenart eines Kondenstopfes mit frei schwebendem Schwimmer mit vorbestimmtem Auftrieb hat aber einen sehr begrenzten Arbeitsdruckbereich, denn es ist erforderlich,

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den Ventilsitz, der zur Bewältigung eines Druckes gebraucht wird, durch einen anderen Ventilsitz mit einer anderen Ventilöffnung zu ersetzen, wenn ein anderer Druck bewältigt werden soll. Daher sind für die bekannten Kondenstöpfe mit frei schwebendem Schwimmer viele Austauschstücke bereitzuhalten und im Bedarfsfall auszutauschen, wodurch die Wartung schwierig wird. Bei hohem Druck sollten derartige Kandens-töpfe einen sehr großen Schwimmer auf v/eisen oder der Durchmesser der Ventilöffnung sollte sehr verkleinert sein. Diese Schwierigkeiten begrenzen die Verwendungsmöglichkeit der bekannten Kondenstöpfe mit frei bewegIiehern Schwimmer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Kondenstopf der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß ein Auslaßventil mit großem Querschnitt durch einen kleinen Schwimmer geöffnet werden kann, wodurch der Kondenstopf gedrängt in der Größe, billig in der Herstellung und über einen großen Druckbereich ohne eine erforderliche Justierung auszuwechselnder Teile verwendbar, leistungsfähig im Arbeiten, feinfühlig im Ansprechen, leicht einzusetzen und instandzuhalten ist. . _ä

Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß der Ventilsitz mit einer Ventilöffnung und in ajcialer Richtung mit einem Durchlaß und mit einer Durchführung versehen ist, die den Durchlaß mit dem Auslaßkanal verbindet,, daß in der Ventilöffnung ein Verxtilkplben angeordnet ist, der an seinem einen Ende einen Steuerventilsitz aufweist, der dem Schwimmer gegenüberliegt, und an dessen anderem Ende eine Rückstoßplatte befestigt ist, wodurch eine Druckkammer zwischen der Rückstoßplatte und dem Ventilsitzhalter begrenzbar ist, daß der Ventilkolben innen mit einer SteueryentildurGhgangsöffnung und einem Durchlaß versehen isty wodurch der Kondensat-Sammelraum mit der Druckkammer verbindbar ist, so daß gemäß dem Steigen und Fallen des Schwimmers die Steuer-

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Ventildurchgangsöffnung in den offenen oder geschlossenen Zustand bringbar, der Druck in der Druckkammer regelbar und das öffnen und Schließen des Ventilkolbens bewirkbar ist.

Durch die Erfindung wird der technische Fortschritt erzielt, daß durch die Ventilöffnung in dem Ventilsitz ein großer Durchtrittsquerschnitt von dem Kondensat-Sammelraum freigegeben wird, der sich über den Durchlaß im Ventilsitz zum Auslaßkanal fortsetzt, und der nur geschlossen wird, wenn der in der Ventilöffnung des Ventilsitzes angeordnete Ventilkolben vom Schwimmer auf den Steuerventilsitz des Ventilkolbens drückt. Hebt der Schwimmer ab, dann pflanzt sich der im Kondensat-Sammelraum herrschende Druck durch die Steuerventildurchgangsöffnung und durch einen weiteren Durchlaß in die Druckkammer fort und der in der Druckkammer herrschende Druck wirkt auf die Rückstoßplatte, so daß durch den auf dieser lastenden Druck das Kolbenventil vom Ventilsitz abgehoben und der große Durchtrittsquerschnitt freigegeben wird. Auf diese Weise wird ein Auslaß mit großem Querschnitt durch einen kleinen Schwimmer geöffnet. Dabei bleiben die Abmessungen des Schwimmergehäuses entsprechend den Abmessungen des Schwimmers klein, so daß der Kondenstopf gedrängt in der Größe und mit geringen Herstellungskosten gebaut werden kann. Mit dem gleichen Ventil ist er über einen großen Druckbereich verwendbar, bedarf also bei sich ändernden Druckverhältnissen keiner Neueinstellung mit anderem Ventilkörper, ist dabei trotzdem leistungsfähig im Arbeiten, feinfühlig im Ansprechen, leicht einzusetzen und instandzuhalten. '

Um bei geschlossenem Ventil einen schnellen Druckausgleich zwischen der Druckkammer und dem Auslaß zu erzielen, können eine oder mehrere.öffnungen in der Rückstoßplatte angeordnet

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sein, wodurch die Druckkammer mit dem Auslaß verbindbar ist.

Weitere Merkmale der Erfindung werden anhand der Zeichnungen nachstehend erläutert.

Es zeigen

Figur 1 einen Vertikalschnitt des Kondenstopfes nach

der Erfindung,
Figur 2 einen teilweisen Schnitt im vergrößerten Maßstab des Ventils gemäß der Erfindung.

In den Figuren 1 und 2 ist ein Gehäuse 1 dargestellt, das eine Einlaßöffnung 2, eine Auslaßöffnung 3, einemKondensat-Sammelraum 4 und einen Auslaßkanal 5 aufweist, der den Kondensat-Sammelraum 4 mit der Auslaßöffnung 3 verbindet.

Das Gehäuse 1 ist mit einem Deckel 6 versehen, durch den eine Schwimmerkammer 7 festgelegt wird, in der ein Schwimmer in einem freien Zustand eingeschlossen ist.

Ein Ventilsitz 9 ist mit einer Ventilöffnung 10, die axial zu dem Ventilsitz in dessen mittlerem Teil angeordnet ist, und mit einem Durchlaß 11 sowie mit einer Durchführung 12 versehen, die die Verbindung des Durchlasses 11 mit dem Auslaßkanal 5 herstellt. Der Ventilsitz 9 ist in. eine Seitenwand des Gehäuses 1 eingesetzt, er erstreckt sich durch den Auslaßkanal 5, so daß sein vorderes Ende in den Kondensat-Sammelraum 4 hineinragen kann, und wird in seiner Stellung durch einen Ventilsitzhalter 13 gehalten, der in die Seitenwand des Gehäuses 1 eingeschraubt ist.

Zwischen dem Ventilsitz 9 und dem Gehäuse 1 ist ein Ring mit kreisförmigem Querschnitt eingesetzt. Ein Ventilkolben ist in dem Durchlaß 11 im Ventilsitz 9 angeordnet und ein

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dem Schwimmer 8 gegenüberliegender Steuer-Ventilsitz 16 ist an einem Ende des Ventilkolbens 15 gebildet und erstreckt sich in die Schwimmkammer 7. Über dem anderen Ende des Ventilkolbens 15 ist eine Rückstoßplatte 15 angepaßt, die mittels eines Sprengringes 18 daran befestigt ist, um eine Druckkammer 19 zwischen der Rückstoßplatte 17 und dem Ventilsitzhalter 13 festzulegen. In der Rückstoßplatte ist. mindestens eine öffnung 20 angeordnet, um den Durchlaß 11 mit der Druckkammer 19 zu verbinden. "

Der Ventilkolben 15 ist mit einer Steuerventildurchgangsöffnung 21 und mit einem Durchlaß 22 versehen, um die Druckkammer 19 und die Schwimmerkammer 7 miteinander zu verbinden. Ein Führungsteil 23 für den Ventilkolben 15 ist am vorderen Ende des Ventilsitzes 9 angeordnet.

Der Deckel 6 ist mit einem Durchlaß 24 versehen, um die Schwimmerkammer 7 und den Auslaßkanal 5 miteinander zu ver*- binden, und ein Durchlaßventilsitz 25 ist in dem Durchlaß 24 auf der Seite der Schwimmerkammer 7 angeordnet., In den Auslaßventilsitz 25 ist ein Nadelventil 26 zur vertikalen Bewegung durch Bedienung von außen eingeschraubt. Eine Abdeckung 27 ist mittels eines Sprengringes 28 auf dem Deckel 6 angebracht, um dazwischen eine Bimetallbügelkammer 29 zu bilden, in der eine Bimetallscheibe 30 lose angeordnet ist, die dem Auslaßventilsitz 25 gegenüberliegt.

Die Bimetallscheibe 30 besteht aus zwei verschiedenen Metallscheiben, von denen die obere Metallscheibe einen größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist als die untere Metallscheibe, und enthält ein Auslaßventil 31, das an ihrem Mittelteil angeordnet ist. Wenn die Temperatur niedrig ist, wird die Bimetallscheibe nach unten gebogen, wie in Fig. 1 . dargestellt, um die Auslaßöffnung 32 zu öffnen; ist die Temperatur hoch, so ist sie in der Figur nach oben gebogen, um das Ventil zu schließen.

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Eine Reihe ringförmiger Scheiben 34 sind übereinander angeordnet mit Zwischenlegscheiben 33, die zwischen die aneinander angrenzenden Scheiben gesetzt und mittels Bolzen zusammengehalten sind, um eine Abschirmung 36 aus dünnen Lamellen zu bilden, die über der Schwimmerkammer 7 angeordnet ist. Eine auf der Abschirmung 36 vorgesehene obere Platte weist eine auf ihr aufgebrachte Schwimmerabdeckung 38 auf, um ein heftiges Rollen des Schwimmers 8 zu verhindern, wenn sich dieser nach oben bewegt. Mit 39 ist eine Abschlußschraube bezeichnet.

Die Wirkungsv/eise des Kondenstopfes gemäß der Erfindung soll nachstehend beschrieben werden. Bei Inbetriebnahme fließt die in der mit Dampf arbeitenden Vorrichtung und in den Rohren befindliche Luft schnell durch die offene Auslaßöffnung 32 des Auslaßventilsitzes 35 und den Auslaß 24, um durch die Auslaßöffnung 3 ausgestoßen zu werden. Dann, wenn ein Kondensat erhöhter Temperatur in den Kondenstopf eingeführt wird, spricht die Bimetallscheibe 30 auf die hohe Temperatur an und wird gemäß Fig. 1 aufwärts gebogen, um die Auslaßöffnung 32 zu schließen. Zu diesem Zeitpunkt ist der Schwimmer 8 mit dem Steuerventilsitz 16 in Berührung, um die Steuerventildurchgangsöffnung 21 geschlossen zu halten, und der Ventilkolben 15 hält den Ventilsitz 10 in dem Maße geschlossen, wie er auf den Ventilsitz gedrückt wird»

Das Kondensat gelangt durch die Abschirmung 36 in den Kondensat-Sammelraum 4,so daß der Schwimmer 8 immer mehr schwimmt und nach oben steigt, um die Steuerventildurchgangsöffnung 21 zu öffnen. Das bewirkt, daß das in dem Kondensat-Sammelraum 4 befindliche Kondensat in die Druckkammer 19 schießt und auf einen Boden 40 des Ventilsitzhalter 13 aufprallt. Die Kraft, mit der das Kondensat auf dem Boden des Ventilsitzhalters aufprallt, wirkt auf die Rückstoßplatte zurück, gleichzeitig steigt der Druck in der Druckkammer

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mit dem Erfolg, daß sich der Ventilkolben 15 in gleitender . Bewegung nach links verschiebt, die Ventilöffnung 10 zn öffnen und dem Kondensat den Auslaß durch die Ventilöffnung 10 innerhalb kurzer Zeit zu ermöglichen.

Nach Beendigung des Auslasses des Kondensats bewegt sich der Schwimmer 8 abwärts, kommt in Berührung mit dem Steuerventilsitz 16 und schließt die Steuerventildurchgangsöffnung 21. Dadurch wird die Flüssigkeit in der Druckkammer 19 durch mindestens eine öffnung 20 in der Rückstoßplatte 17 in den Durchlaß 11 gestoßen, die mit dem Auslaßkanal 5 in Verbindung steht, so daß der in der Druckkammer 19 befindliche Druck schnell gesenkt wird und die Rückstoßplatte 17 der Wirkung der Kraft unterworfen ist, mit der die Flüssigkeit ausgestoßen wird. Auf diese Weise wird der Ventilkolben 15 geschlossen, indem er sich nach rechts in dem Maße bewegt, in dem der im Kondensat-Sammelraum 4 herrschende Druck als Rückdruck wirkt.

Wenn die Menge des eingeflossenen Kondensats während eines üblichen Ansprechens klein ist, bewegt sich der Schwimmer 8 in einem kleinen Abstand nach oben und der Grad der öffnung der SteuerventildurchgangsöffnungVist klein, so daß die Kraft, mit der das Kondensat in die Druckkammer 19 schießt, zu niedrig ist, um den Ventilkolben 15 zu öffnen. Wenn dieser Zustand ausschlaggebend ist, wird eine kleine Menge Kondensat . höherer Temperatur durch die Steuerventildurchgangsöffnung ausgestoßen und gelangt durch die Druckkammer 19 und die Öffnungen 20, um schließlich ausgelassen zu werden. Auf diese Weise wird die Druckkammer 19 ständig bei höherer Temperatur gehalten.

Wenn eine große Menge Kondensat in den Abscheider eingeführt ist, bewegt sich der Schwimmer automatisch nach oben und die Steuerventildurchgangsöffnung 21 istvoll geöffnet,

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wodurch das Kondensat durch die Steuerventildurchgangsöffnung 21 und den Durchlaß 22 in die Druckkammer 19 in einem Strahl fließt. Sobald in der Druckkammer 19 eine höhere Temperatur aufrecht erhalten wird, verdampft das eingeführte Kondensat wieder und sein Volumen wächst schneller an und führt zu einem schnellen Anstieg des Druckes in der Druckkammer. Der infolge der Wiederverdampfung des Kondensats angewachsene Druck in der Druckkammer 19 und die Rückwirkung der Kraft> mit der das Kondensat in die Druckkammer schießt, vereint sich und bewirkt, daß die Rückstoßplatte 17 direkt in gleitende Bewegung versetzt wird, die Ventilöffnung 10 zu öffnen, wodurch es möglich wird, eine große Menge Kondensat in kurzer Zeit zu entleeren.

Der Kondenstopf gemäß der Erfindung arbeitet schnell, das Kondensat zu entleeren. Mittels der oben angegebenen Ausbildung ist das Ventil des Kondenstopfes sehr empfindlich und wirksam im öffnen und Schließen * Da die Ventilöffnung, die durch den Schwimmer freigegeben wird, sehr klein im Durchmesser ist, ist es" nicht notwendig, den Ventilsitz durch einen anderen Ventilsitz mit unterschiedlichem Ventilöffnungsdurchmesser entsprechend dem zu behandelnden Druck zu ersetzen, solange der verwendete Schwimmer einen genügend hohen Auftrieb hat, der es gestattet, die Ventilöffnung von kleinem Durchmesser auch bei maximalem Arbeitsdruck offen zu halten. Daher kann der Kondenstopf gemäß der Erfindung, ohne Ausgleiche zu bewirken, in einem großen Druckbereich verwendet werden, und ist in der Lage, eine große Ventilöffnung bei Verwendung eines kleinen Schwimmers freizugeben. Dementsprechend ist der Kondenstopf nach der Erfindung geeignet, eine größere Menge zu entleeren als bekannte Kondenstopfe ähnlicher Größe.

Das Ventil des Kondenstopfes gemäß der Erfindung liegt jederzeit unter dem Kondensat, so daß die Ventilöffnung

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vom Wasser abgedichtet ist,.wenn das Ventil geschlossen ist, um ein Abfließen von Dampf auszuschließen. Da das öffnen und Schließen des Ventilkolbens 15 im Kondensat erfolgt, ist die Kraft des auf den Ventilkolben ausgeübten Stoßes abgeschwächt, der Ventilkolben ist einem kleinen Reibungswiderstand ausgesetzt und ist frei von der Zerstörung durch Dampfkorrosion, so daß der Ventilkolben eine länge Betriebsdauer hat.

Der Kondenstopf gemäß der Erfindung kann herausgenommen werden, ohne die Rohrleitungen abzunehmen, so daß überwachung, Ersatz und Wartung aller Teile des Ventils sehr erleichtert sind. . - _;

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Claims (2)

Dipl.-lng. Heinz Lesser, Patentanwalt D-8 München 81, Cosimastrage 81 · Telefon: (0811) 983820 - ίο- 22AA 1 9 Patentansprüche

1.)Kondenstopf mit freijschwebendem Schwimmer, dessen mit einer Einlaß- und Auslaßöffnung versehenes Gehäuse einen durch einen Deckel abgeschlossenen Kondensat-Sammelraum enthält, der den Schwimmer aufnimmt und der durch einen Auslaßkanal mit der Auslaßöffnung über einen von einem Ventilsitzhalter in seiner Lage gehaltenen Ventilsitz verbunden ist, der durch den Auslaßkanal von einer Seitenwand des Gehäuses in den Kondensat-Sammelraum ragt, dadurch g e ~ ' kennzeichnet, daß der Ventilsitz (9) mit einer Ventilöffnung (10) und in axialer Richtung mit einem Durchlaß (11) und.mit einer Durchführung (12) versehen ist, die den Durchlaß (11) mit dem Auslaßkanal (5) verbindet, daß in der Ventilöffnung (10) ein Ventilkolben (15) angeordnet ist, der an seinem einen Ende einen Steuerventilsitz (16) aufweist, der dem Schwimmer (8) gegenüberliegt, und an dessen anderem Ende eine Rückstoßplatte (17) befestigt ist, wodurch eine Druckkammer (19) zwischen der Rückstoßplatte (17) und dem Ventilsitzhalter (13) begrenzbar ist, daß der Ventilkolben (15) innen mit einer Steuerventildurchgangsöffnung (21) und einem Durchlaß (22) versehen ist, wodurch der Kondensat-Sammelraum (4) mit der Druckkammer (19) verbindbar ist, so daß gemäß dem Steigen und Fallen des Schwimmers (8) die Steuerventildurchgangsöffnung (21) in den offenen oder geschlossenen Zustand bringbar, der Druck in der Druckkammer (19) regelbar und das öffnen und Schließen des Ventilkolbens (15) bewirkbar ist.

2. Kondenstopf nach Anspruch 1, dadurch g e -

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kennzeichnet, daß ,eine oder mehrere öffnungen (20) in der Rückstoßplatte (17) angeordnet sind, wodurch die Druckkammer (19) mit dem Durchlaß (11) verbindbar ist.

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