DE2352325C3

DE2352325C3 - Condensate drain

Info

Publication number: DE2352325C3
Application number: DE19732352325
Authority: DE
Inventors: Hans 8500 Nuernberg Kalb
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-10-16
Filing date: 1973-10-16
Publication date: 1979-10-18
Also published as: DE2352325B2; JPS5066830A; DE2352325A1

Description

F i g. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung mit Impulsleitung und Flüssigkeitsvorlage,F i g. 7 shows another embodiment of an inventive Equipment with impulse line and liquid reservoir,

Fig.8 ein letztes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung unter Verwendung eines Metallbalges.8 shows a final exemplary embodiment of an inventive Set up using a metal bellows.

Wird die Einrichtung gemäß Fig. 1, z.B. in eine Rohrleitung eingespannt zwischen ein Flanschenpaar, in Pfeilrichtung (=Strömungsrichtung) mit Druckmedium vom Druck p\ beaufschlagt, gelangt dies über die Bohrung 4 der Ventilplatte 2 zum Teil weiter durch die Drosselbohrung 6 des Ventilkolbens 3 in den Steuerdruckraum 7 des rohrförmigen Ableitergehäuses 1. Befindet sich das Kaskadenventil 5 in Schließstellung, dh, die Abströmbohrung 8 zur Niederdruckseite ist i> vollständig abgesperrt baut sich im Druckraum 7 nfJiezu der volle Druck des Druckmediums auf und der Ventilkolben 3 wird aufgrund seiner Artbildung als Stufenkolben über die größere wirksame Zylinderfläche axial gegen die kleinere Bohrung 4 der Ventilplatte 2 gedrückt und dichtet diese ab; es ist hierbei unwesentlich, ob sich das Druckmedium in flüssigem oder gasförmigem Zustand befindet. Wird das Kaskadenventil 5 voll geöffnet und der Druck im Zylinder 21 über die Bohrung 8 zur Niederdruckseite nahezu voll abgedrosseit, öffnet der über die Bohrung 4 gegen die kleinere Fläche des Ventilkolbens 3 wirksame Druck p, des Druckmediums die Absperrung zur Bohrung 4 voll und läßt Druckmedium über den Innenraum 9 zur Niederdruckseite pe des Ableiters überströmen. Wird «1 die Abströmbohrung 8 zur Drosselbohrung 6 in ein bestimmtes Öffnungsverhältnis gebracht, stellt sich ein nach der Kaskadenformel errechenbarer Kaskadendruck im Zylinder 21 ein.If the device according to FIG. 1, for example, clamped in a pipe between a pair of flanges, is acted upon with pressure medium at the pressure p \ in the direction of the arrow (= flow direction), this passes via the bore 4 of the valve plate 2 in part through the throttle bore 6 of the valve piston 3 In the control pressure chamber 7 of the tubular diverter housing 1. If the cascade valve 5 is in the closed position, that is, the outflow hole 8 to the low pressure side is completely shut off, the full pressure of the pressure medium builds up in the pressure chamber 7 nfJiezu and the valve piston 3 is due to its species formation as The stepped piston is pressed axially against the smaller bore 4 of the valve plate 2 via the larger effective cylinder surface and seals it off; it is irrelevant here whether the pressure medium is in the liquid or gaseous state. If the cascade valve 5 is fully opened and the pressure in the cylinder 21 is almost completely throttled through the bore 8 to the low-pressure side , the pressure p effective via the bore 4 against the smaller area of the valve piston 3, the pressure medium, opens the shut-off to the bore 4 and allows the pressure medium Overflow via the interior 9 to the low pressure side pe of the arrester. If «1 the outflow bore 8 to the throttle bore 6 is brought into a certain opening ratio, a cascade pressure that can be calculated according to the cascade formula is established in the cylinder 21.

Es wurde nun gefunden, daß durch Anwendung des η Kaskaden-Differenzdruckverfahrens eindeutig der Aggregatzustand des Druckmediums gemessen und zugleich große S^ellkräfte für die Hubbetätigung des Ventilkolbens 3 freigemacht werden können.It has now been found that by using the η Cascade differential pressure method clearly measures the physical state of the pressure medium and at the same time large S ^ ellforce for the stroke actuation of the valve piston 3 can be made free.

F i g. 3 bildet eine vereinfachte Kaskadenstrecke ab, 4(i wobei pi den Zuströmdruck (künftig mit Hochdruck bezeichnet), f\ die Fläche der Drosselbohrung 6 (F i g. 1), Pi den Druck im Zylinder 7, h den Öffnungsquerschnitt der Abströmbohrung 8 und po den Gegendruck (Niederdruck) kennzeichnet.F i g. 3 depicts a simplified cascade section, 4 (i where pi is the inflow pressure (hereinafter referred to as high pressure), f \ the area of the throttle bore 6 (FIG. 1), Pi the pressure in the cylinder 7, h the opening cross-section of the outflow bore 8 and po indicates the back pressure (low pressure).

F i g. 4 bildet zwei DruckkennlinienF i g. 4 forms two pressure characteristics

(^P2 ■ ( ^P2 ■

ab, wobei die Di uckkurve D für dampfförmiges und die ή, Druckkurve W für flüssiges Druckmedium gültig ist. Hieraus wird nun ersichtlich, daß bei einem festfrom, where the pressure curve D is valid for vapor and the ή, pressure curve W for liquid pressure medium. From this it can now be seen that with a firm

eingestellten Öffnungsverhä'tnis .^: der Zylinderdruckset opening ratio. ^: the cylinder pressure

pi im Falle von Kondensat, z. B. Wasser wesentlich ■-,<·, niedriger liegt als bei Dampf und die Druckdifferenz Δρ2 = p\ (B-A) bis ca. 30% des Druckes p\ beträgt. Somit kann durch geeignete Wahl des Flächenverhältnisses des Stufenkolbens diese Druckdifferenz zum öffnen bzw. Schließen des Ventils, je nachdem ob e>n Kondensat oder Dampf vorliegt, benutzt werden. pi in the case of condensate, e.g. B. water is significantly ■ -, <·, lower than with steam and the pressure difference Δρ2 = p \ (BA) is up to approx. 30% of the pressure p \ . Thus, through a suitable choice of the area ratio of the stepped piston, this pressure difference can be used to open or close the valve, depending on whether there is condensate or steam.

Wird z. B. das wirksame Flächenverhältnis des Stufenkolbens 3 etwa 1 :1,3 gewählt, ergeben sich etwa gleichgroße öffnungs- und Schließkräfte auf den Ventilkolben 3, bezogen auf Wasser- bzw. Dampfdurch- _br, fluß durch die Kaskade. So beträgt beispielsweise bei einem Ableiter Nennweite 15 und einem Druck pi = 50 bar, die auf den Ventilkolben 3 wirksame Öffnungskraft (für Kondensat) 275 N und die Schließkraft (für Dampf) 304 N. Die freien Ventustellkräfte (die hier 579 N betragen) verhalten sich linear proportional zum Druck pi und bewegen sich in einer Größenordnung, die nahezu jede mögliche Kolbenreibung (auch z. B. beim Einsatz von Kolbenringen) überwindetIs z. For example, the effective area ratio of the stepped piston 3 is about 1: 1.3 is selected, there are approximately the same size opening and closing forces on the valve piston 3, based on water or Dampfdurch- _b r, flow through the cascade. For example, with an arrester with a nominal diameter of 15 and a pressure pi = 50 bar, the opening force (for condensate) acting on valve piston 3 is 275 N and the closing force (for steam) is 304 N. The free valve actuating forces (which here are 579 N) are slow are linearly proportional to the pressure pi and move in an order of magnitude that overcomes almost any possible piston friction (also e.g. when using piston rings)

Der Erfindungsgegenstand arbeitet in der bisher besprochenen Arbeitsweise als Zweipunktregler, eine Dämpfung mit P-Verhalten wird erreicht, wenn die Kolbenstangenführung im Gehäuse 1 verkleinert wird und umgekehrtThe subject of the invention works in the so far As discussed above, as a two-position controller, damping with P behavior is achieved when the Piston rod guide in housing 1 is reduced and vice versa

F i g. 2 zeigt den Erfindungsgegenstand mit entgegengesetzter Strömungsrichtung. Hier wird die Zuströmdrossel 6 durch den Spalt von der Kolbenstange 10 und der Führungsbohrung im Gehäuse 1 gebildet, wobei die Kolbenstange 10 konisch ausgeführt ist dergestalt daß mit zunehmendem Ventilkolbenhub in Öffnungsrichtung der Drosselspalt an der Kolbenstangenführung vergrößert wird und umgekehrt Als pi-Druckfläche am Ventilkolben 3 wird hier die Kolbenringfläche 3a wirksam.F i g. 2 shows the subject matter of the invention with the opposite flow direction. This is where the inflow throttle becomes 6 formed by the gap between the piston rod 10 and the guide hole in the housing 1, the Piston rod 10 is designed conically in such a way that with increasing valve piston stroke in the opening direction the throttle gap on the piston rod guide is increased and vice versa. The piston ring surface 3a is used here as the pi pressure surface on the valve piston 3 effective.

F i g. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in Zwischenflanschbauart. Die Zuströmdrossel 6 wird hier durch einen zentrisch in das Gehäuse eingesetzten Dorn 11 im Zusammenwirken mit der hochdruckseitigen kleinen Kolbenbohrung als Ringspalt gebildet, wobei der zylindrische oder konische Drosselteil 22 des Dorns ti mit Rillen versehen ist. Setzt sich aufgrund von im Druckmedium mitgeführtem Schlamm oder sonstigen Verunreinigungen die Zuströmdrossel 6 teilweise zu, öffnet aufgrund des Kräfteungleichgewichts in der Kaskade der Ventilkolben 3 die Ventilbohrung 4 und die Verunreinigungen werden durch die Strömung des Druckmediums in den Ablauf bzw. auf die Niederdruckseite abgeschwemmt.F i g. 5 shows an embodiment of the subject matter of the invention in an intermediate flange design. The inflow throttle 6 is here by a mandrel 11 inserted centrally in the housing in cooperation with the Small piston bore on the high pressure side formed as an annular gap, the cylindrical or conical throttle part 22 of the mandrel ti is grooved. Settles due to sludge entrained in the pressure medium or other impurities, the inlet throttle 6 partially closes, opens due to the imbalance of forces in the cascade of the valve piston 3, the valve bore 4 and the impurities washed away by the flow of the pressure medium into the drain or onto the low-pressure side.

Das Kaskadenventil, d. h. der in der Querwand des Zylinders 21 verlaufende Drosselkörper 5 ?ur Einstellung der Betriebsart »öffnen-Regeln Schließen«, wird hier vorzugsweise durch eine, mittels einer Schraube 13 verspannbare Blattfeder 12 mittels dem Bund 5a zum Gehäuse 1 abgedichtet und die Steuerkante 14 des Drosselkörpers 5 ist stirnseitig abgeschrägt. Diese Ausbildung ermöglicht eine Funktionsprüfung des Ableiters in der Betriebsstellung »Regeln« (ohne Veränderung der Einstellung) in dem der Drosselkörper 5 gegen die Vorspannung der Feder 12 kurzzeitig angezogen und dadurch der Druck aus dem Zylinder 7 abgelassen wird.The cascade valve, i.e. H. the throttle body 5 running in the transverse wall of the cylinder 21 for adjustment the operating mode »open-control close«, is here preferably by a leaf spring 12, which can be tensioned by means of a screw 13, by means of the collar 5a Housing 1 sealed and the control edge 14 of the throttle body 5 is beveled at the end. These Training enables a functional test of the arrester in the operating position "Control" (without Change of setting) in which the throttle body 5 against the bias of the spring 12 briefly attracted and thereby the pressure is released from the cylinder 7.

In den bisher beschriebenen Figuren und auch in F i g. 8 ist die Querwand 20 des Ableitergehäuses mit einem damit fest verbundenen Steg und die bewegliche Querwand des Ableitergehäuses und der Ventilkegel des Ableitventils sind als ein kompaktes Teil, zum Teil als Kolben ausgebildet, wobei im letztgenannten Fall das Führungsteil des Kolbens der Zylinder 21 ist.In the figures described so far and also in FIG. 8 is the transverse wall 20 of the arrester housing a fixed web and the movable transverse wall of the arrester housing and the valve cone of the diverting valve are designed as a compact part, partly as a piston, in the latter case the guide part of the piston is the cylinder 21.

F i g. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in Eckbauweise. Der Ventilverschlußkörper ist hier als Hohlzylinder 3' ausgebildet und auf dem Kolben 15 gelagert. Während der mit dem Kolben 15 fest verbundene konische Schmutzabweiser 24 zur Bohrung des Hohlzylinders 3' eine veränderliche Zuströmdrossel 6 bildet, die mittels der Spindel 25 verstellt werden kann, ist der Abströmquerschnitt der Kaskade durch den schwach veränderlichen Spalt vom Kolben 15 zum Hohlzylinder 3' festgelegt. Wird die Spindel 25 vollständig in Schließstellung gedreht, dichtet der keglige Dichtbund 16 die Führung des Hohlyzlinders 3' axial ab und preßt gleichzeitig den Sitz desF i g. 6 shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention in a corner construction. The valve closure body is designed here as a hollow cylinder 3 'and mounted on the piston 15. During the with the piston 15 firmly connected conical dirt deflector 24 for the bore of the hollow cylinder 3 'a variable Forms inflow throttle 6, which can be adjusted by means of the spindle 25, the outflow cross-section is the Cascade set by the slightly variable gap from the piston 15 to the hollow cylinder 3 '. Will the When the spindle 25 is completely rotated into the closed position, the conical sealing collar 16 seals the guide of the Hohlyzlinder 3 'axially and at the same time presses the seat of the

Hohlzylinders 3' gegen den axialen Dichtbund der Bohrung 4. Hierdurch ist eine absolut dichte, mechanische Absperrung des Ableiters für den Bedarfsfall gegeben.Hollow cylinder 3 'against the axial sealing collar of the bore 4. This creates an absolutely tight, mechanical Shut-off of the arrester given in case of need.

F i g. 7 zeigt die Anordnung des Erfindungsgegenstandes mit einer separaten Impulsleitung 19. Diese Ausführung findet dort Einsatz, wo auch nicht kurzzeitig dampfförmiges Druckmedium durch den Ableiter abgesteuert werden darf. Dies wird gewährleistet durch eine ständige Flüssigkeitsvorlage sowohl in der Hauptleitung 17 als auch in der Impulsleitung 19, in dem die Zuströmdrossel 6 nahe an der oberen Leitungsverbindung 18 angebracht wird und von der Impulsleitung 19 zum Zylinder 7 des Ableiters eine ungedrosselte Verbindung besteht.F i g. 7 shows the arrangement of the subject matter of the invention with a separate impulse line 19. This Execution is used where there is no vapor pressure medium for a short time through the arrester may be steered. This is ensured by a constant supply of liquid in both the Main line 17 as well as in the impulse line 19, in which the inflow throttle 6 is close to the upper line connection 18 is attached and from the impulse line 19 to the cylinder 7 of the arrester an unthrottled Connection exists.

Bei dem Beispiel nach Fig.8 wird der Steuerdruckraum 7 von einem Metallbalgen 30 gebildet, der einen Ventilkegel 31 beweglich führt, mit dem er druckdicht verbunden ist.In the example according to FIG. 8, the control pressure chamber 7 formed by a metal bellows 30 which movably guides a valve cone 31 with which it is pressure-tight connected is.

Die externe Betriebsartvorwahl »Öffnen-Regeln-Schließen« über das einstellbare Drosselventil kann bei teil- oder vollautomatischem Betrieb oder zur Funktionskontrolle des Erfindungsgegenstandes, auch mittels fernsteuerbaren, hydraulischen oder pneumatischen proportionalen Stellgliedern oder z. B. durch einen Schrittmotorantrieb erfolgen.The external operating mode selection »Open-Control-Close« The adjustable throttle valve can be used for partially or fully automatic operation or for function control of the subject matter of the invention, also by means of remotely controllable, hydraulic or pneumatic proportional actuators or z. B. be done by a stepper motor drive.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for discharging condensate from pipes and equipment carrying steam, wherein a diverting valve can be actuated as a function of a pressure prevailing in a control pressure chamber is, and the control pressure chamber via a first throttle point with the inlet and a second Throttle point is connected to the outlet of the flow medium, the in the control pressure chamber when the aggregate state of the flow medium changes, the pressure change that occurs Actuation of the discharge valve triggers, thereby gekennaeichnet that the control pressure chamber provided within the arrester housing (1) (7) by a Hdteteii (20, 16) fastened in the arrester housing (1) and a valve closure member load-bearing wall (3,31,3 ') are formed, wöbe «this The wall is movable and can be moved by a guide part (21, 30, 15) fixedly connected to the holding part (20, 16) is guided pressure-tight, and that at least the effective cross-section of the second throttle point (8) can be changed to set the response range

2. Device according to claim 1, characterized in that the guide part as a cylinder (21) is formed and the holding part consists of a transverse wall (20) of the arrester housing (1), and the movably guided wall is a piston (3) guided in the cylinder (21). «>

3. Device according to claim 1, characterized in that the carrier part consists of a transverse wall (20) of the arrester housing (1) and the guide part consists of a metal bellows (30), one end of which with the transverse wall (20) and the other end with π the movable wall (31) is connected.

4. Device according to claim 2, characterized in that the piston (3) on the dem Control pressure chamber (7) facing Seiie has a piston rod (10) which is in the transverse wall (20) of the Arrester housing (1) is performed.

5. A device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that, with arrangement of the diverter valve, the first throttle point a is the movable wall (3, 31) and the Ventilverschluß- v> membered traversing bore (6) on the inlet side.

6. Device according to claim 4, characterized in that that when the discharge valve is arranged on the inlet side, the piston rod (10) is so conical is designed that with increasing piston stroke in w opening direction of the discharge valve, the throttle-like Gap between piston rod and guide increases.

7. Device according to claim 4, characterized in that when the diverting valve is arranged on the outlet side, the piston rod (10) is conical in such a way that with increasing piston stroke in Opening direction of the diverting valve decreases the throttle-like gap between the piston rod and the guide.

8. Device according to claim 1, characterized in that the holding part than in its position in the bo Arrester housing (1) adjustable piston (15) and the guide part closed on one side with the valve closure member connected cylinder (3 '), the second throttle point by the Annular gap between cylinder (3 ') and piston (15) μ is formed.

The invention relates to a device for discharging condensate from pipes carrying steam and Apparatus according to the preamble of claim 1. Such a device is known from US-PS 36 46 727. In this device, a complicated control valve em is a several Control slide having control edges and inlets and outlets a a. for an external control medium, by means of a time control device only achieved perfect work

On the other hand, apart from the float steam trap, which works on the buoyancy principle, no direct acting arrester known, which the physical state of the pressure medium as a measurable variable for Have entrance.

The known thermal and / or thermodynamic Traps can only work satisfactorily in a narrowly limited pressure-temperature range cannot be used as universal devices. While the float steam traps, especially in High pressure areas, the necessary valve actuating forces can no longer be applied, are again the thermodynamic arrester can only be used in the low pressure range.

The object of the invention is to provide a device for discharging condensate from pipes carrying steam and to propose apparatus which uses the A & gregat state of the printing medium as a measured variable, whereby a simple and compactly built standard device covering the entire range from low pressure to Maximum pressure can be used and an external, stepless setting of the function »open-regulate-close« should be possible.

This object is achieved by the subject matter of the invention laid down in claim 1.

Particularly advantageous embodiments of the subject matter of the invention are provided by the features of claims 2 and 3 marked. It has also become known through US-PS 20 51 732 an arrester that also has a piston guided in a control pressure chamber, but not in the case of the piston Change in the aggregate state of the fluid to be diverted arising, but rather by the change in steam generation caused by temperature changes pressure change in the arrester is used to control the piston, so that this is also effectively to the thermal Is to count arresters. For this purpose, there is the control pressure chamber in a cylinder that is outside in the Arrester housing is attached, provided so that temperature changes on the part of the flow medium can also have a sufficiently strong impact. With this arrester it should also be extremely precise Adjustment of the throttle gap ensures that vaporous flow medium is not too large Near the arrester and thus the necessary temperature changes are prevented.

The invention is explained below on the basis of exemplary embodiments; the pictures show

F i g. 1 and 2 schematic cross-sections of devices according to the invention,

F i g. 3 Schematic representation of the pressure cascade section,

F i g. 4 cascade pressure characteristics,

F i g. 5 embodiment of a device according to the invention in intermediate flange design,

Fi g. 6 embodiment of a device according to the invention as a schematic cross section,