DE2819370A1

DE2819370A1 - Verfahren und vorrichtung zur feststellung des aggregatzustandes von medien

Info

Publication number: DE2819370A1
Application number: DE19782819370
Authority: DE
Inventors: Hans Deinlein-Kalb
Original assignee: Klinger AG
Current assignee: Klinger AG
Priority date: 1977-05-11
Filing date: 1978-05-03
Publication date: 1978-11-23
Also published as: TR19728A; ES469502A1; GB1599861A; FI781387A; IT1102629B; BR7802935A; AT354784B; IT7849308A0; NL7804441A; SE7805283L; FR2390721A1; JPS53141084A; ATA338277A; US4194390A

Description

9) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gehäuse ein axial duchbohrtes Schaltglied axial verschiebbar angeordnet ist, das in der Bohrung eine düsenförmige Engstelle aufweist, im Bereich des einen Endes gegen das Gehäuse abgedichtet ist und im Bereich des anderen Endes den Sperrteil für einen im Gehäuse vorgesehenen Ventilsitz bildet, dessen Durchmesser kleiner als jener der Dichtstelle gegen das Gehäuse ist, wobei eine der beiden den Einlaß bzw. Auslaß für die Medien bildenden Gehäuseöffnungen mit der einen Seite des Ventilsitzes und die andere Gehäuseöffnung mit der anderen Seite des Ventilsitzes und einer Düsenbohrung in Verbindung steht, die im Gehäuse in Verlängerung der düsenförmigen Engstelle der Schaltgliedbohrung vorgesehen ist (Fig. 9, 10, 11).

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Beschreibung
zum Patentgesuch

der Firma KLINGER AG, Baarerstr. 10, CH-6301 Zug

betreffend:

"Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung des Aggregatzustandes von Medien"

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Feststellung des Aggregatzustandes von Medien, wobei der Aggregatzustand direkt als analoge Meßgröße Verwendung findet.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß ein aus einer Düse austretender Strahl eines Mediums sich in Abhängigkeit vom Aggregatzustand bzw. von zwischenliegenden Mischzuständen verschieden stark kegelig erweitert. Die kegelige Erweiterung ist am kleinsten, wenn das Medium flüssig ist; die kegelige Erweiterung des Strahls wird um so größer, je mehr Gasanteile dem flüssigen Medium beigemengt sind, wobei der größte Kegelwinkel dann erreicht ist, wenn reines Gas durch die Düse strömt. Falls einer solchen Düse eine zweite Düse so nachgeschaltet wird, daß der aus der ersten Düse austretende Strahl die zweite Düse noch direkt anströmt, so wird in Abhängigkeit vom jeweiligen Zustand des Mediums ein mehr oder weniger großer Anteil des Strahles durch die zweite Düse strömen und die Druckverhältnisse in den Räumen vor und hinter dieser Düse in Abhängigkeit vom Zustand des Mediums beeinflussen. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß der Vergleich dieser Druckzustände mit dem Eingangsdruck des Mediums

direkt zur Feststellung des Aggregatzustandes herangezogen werden kann. 809847/0714

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Demgemäß ist ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Feststellung des Aggregatzustandes von Medien im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die erste von zwei oder mehr koaxial in gegenseitigem Abstand angeordneten Düsen mit dem jeweils vorhandenen Medium beaufschlagt wird, dessen Druck mit jenem verglichen wird, der sich dann bei der direkten Anströmung der anschließenden Düsen durch die jeweils vorgelagerte Düse in einem zwischen zwei oder mehr Düsen oder anschließend an die letzte Düse vorgesehenen geschlossenen Raum einstellt, und daß der sich jeweils ergebende Differenzdruck als Meßgröße für den Aggregatzustand und gegebenenfalls direkt oder indirekt zur Steuerung der Medien verwendet wird. Im Raum zwischen zwei Düsen wird sich also der Staudruck proportional zum Gasanteil im flüssigen Medium verhalten; es wird also bei reiner Gasströmung der Staudruck vor der angeströmten Düse seinen höchsten Wert erreichen, wogegen der Druck im Raum hinter einer angeströmten Düse im Vergleich zu dem vor dieser um so größer wird, je größer der Anteil an flüssigem Medium ist. Insbesondere wurde gefunden, daß bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens für Sattdampf die Druckverhältnisse sich proportional zur Dampfnässe ändern. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich also für einen universellen Einsatz in der Meß- und Regelungstechnik, beispielsweise als Meß- und Regelgröße für Aggregatzustand, Dampfnässe, Kondensatableitung, Entgasung, Flüssigkeitsstandregelung oder dergleichen.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens muß immer so ausgebildet werden, daß bei den jeweils verwendeten Medien bei den infrage stehenden Druckverhältnissen eine direkte Anströmung der anschließenden Düsen gesichert ist. Eine solche erfindungsgemäße Vorrichtung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß hintereinander und durch Wände oder dergleichen getrennt eine Eingangskammer, eine Zwischenkammer und

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eine Endkammer vorgesehen sind und die die Kammern trennenden Wände oder dergleichen sowie gegebenenfalls in der Zwischenkammer zusätzlich vorgesehene Wände oder dergleichen koaxiale Düsenbohrungen aufweisen, daß die Eingangskammer mit einer Einlaßöffnung und zumindest ein Teil der Zwischenkammer oder die Endkammer mit einer Auslaßöffnung für die Medien in Verbindung stehen, und daß der gegenseitige Abstand zweier benachbarter Düsenbohrungen nicht größer ist als der 10-fache Eingangsdurchmesser der angeströmten Düsenbohrung; vorteilhaft ist jedoch der gegenseitige Abstand zweier benachbarter Düsenbohrungen in der Größe zwischen dem drei- und sechsfachen Eingangsdurchmesser der angeströmten Düsenbohrung. Wenn der Durchmesser mindestens einer angeströmten Düsenbohrung vom Eingang zum Ausgang hin kegelig abnimmt, wird die Verdampfung des Strahles eines erhitzten flüssigen Mediums wesentlich vermindert.

Es sei erwähnt, daß sich das erfindungsgemäße Verfahren und die zugehörigen Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens wesentlich von bekannten Kondensatableitern unterscheiden, die nach dem sogenannten Kaskadenprinzip arbeiten.

Bei diesen Einrichtungen stellt sich im Raum zwischen zwei Blenden in Abhängigkeit vom Medium ein bestimmter Mitteldruck zwischen dem Eingangsdruck vor der ersten Blende und dem Ausgangsdruck nach der zweiten Blende ein, wobei dieser Mitteldruck zur Steuerung eines Kondensatabieiters verwendet wird. Dabei sind die beiden Blenden, sofern sie überhaupt koaxial angeordnet sind, in einem bedeutend größeren Abstand, so daß die vom Aggregatzustand abhängige Strahlerweiterung den Mitteldruck nicht beeinflußt. Der Nachteil derartiger Kaskadenableiter besteht darin, daß die ausnutzbaren Druckdifferenzen insbesondere bei hohen Temperaturen (z.B. beim Vergleich zwischen Siedewasser und Sattdampf) sehr klein sind und daß Durchmesseranderungen

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einer Blendenbohrung durch Ablagerungen oder Auswaschungen die Druckverhältnisse so ändert, daß eine exakte Feststellung des Aggregatzustandes nicht mehr möglich ist. Beim erfindungsgemäßen Meßverfahren sind Durchmesseränderungen an den Düsen während des Betriebes unmaßgeblich und der Meßbereich des erfindungsgemäßen Verfahrens ist mehrfach größer als jener beim Kaskadenverfahren .

Regelarmaturen oder andere Einrichtungen zur Messung oder Ausnützung des Differenzdruckes können bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung direkt angesteuert werden, wenn diese einerseits mit der Eingangskammer und andererseits mit der Endkammer bzw. der Zwischenkammer verbunden sind.

Andererseits ist es möglich, den Staudruck hinter zwei Düsenbohrungen in der Vorrichtung selbst zur Steuerung in Abhängigkeit vom Aggregatzustand heranzuziehen, wenn in einem Gehäuse ein unter Bildung zweier düsenförmiger Engstellen axial durchbohrtes Schaltglied axial verschiebbar angeordnet ist, das im Bereich des einen Endes gegen das Gehäuse abgedichtet ist und im Bereich des anderen Endes einen Sperrteil für einen im Gehäuse vorgesehenen Ventilsitz bildet, dessen Durchmesser kleire: als jener der Dichtstelle gegen das Gehäuse ist, wobei im Gehäuse die Einlaßöffnung für die Medien mit der einen Seite und die Auslaßöffnung mit der anderen Seite des Ventilsitzes sowie der Schaltgliedbohrung zwischen den beiden Engstellen in Verbindung steht. Bei der Abfuhr von Flüssigkeiten aus einem gasgefüllten Raum ist vorteilhaft der Sperrteil an einer den Ventilsitz durchsetzenden Verjüngung des Schaltgliedes vorgesehen, wogegen bei der Abfuhr von Gasen aus einem flüssigkeitsgefüllten Raum vorteilhaft eine Verjüngung am anderen Schaltgliedende direkt den Sperrteil für den Ventilsitz bildet.

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Sofern erfindungsgemäß der Druck zwischen zwei Düsen in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Steuerung herangezogen werden soll, kann in einem Gehäuse ein axial durchbohrtes Schaltglied axial verschiebbar angeordnet sein, das in der Bohrung eine düsenförmige Engstelle aufweist, im Bereich des einen Endes gegen das Gehäuse abgedichtet ist und im Bereich des anderen Endes den Sperrteil für einen im Gehäuse vorgesehenen Ventilsitz bildet, dessen Durchmesser kleiner als jener der Dichtstelle gegen das Gehäuse ist, wobei einer der beiden den Ein- bzw. Auslaß für die Medien bildenden Gehäuseöffnungen mit der einen Seite des Ventilsitzes und die andere Gehäuseöffnung mit der anderen Seite des Ventilsitzes und einer Düsenbohrung in Verbindung steht, die im Gehäuse in Verlängerung der düsenförmigen Engstelle der Schaltgliedbohrung vorgesehen ist.

Da bei dieser Ausfuhrungsform zur Steuerung des Schaltgliedes der Druck zwischen den beiden Düsen verwendet wird, kann grundsätzlich jede der beiden Gehäuseöffnungen als Ein- bzw. Auslaß verwendet werden; die jeweils zur Anwendung kommende Anordnung hängt natürlich von der Aufgabe ab, und es sind dementsprechend auch die Verhältnisse vom Ventilsitzdurchmesser und Durchmesser der Schaltgliedabdichtung zu wählen.

Die Erfindung wird nun anhand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele näher erläutert:

Fig. 1 und 3 zeigen im Schnitt je eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ansteuerung von Meß— oder Regeleinrichtungen ,

Fig. 2 zeigt zugehörige Kennlinien,

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Fig. 4 und 5 stellen zugehörige Schaltschemata dar, und

Fig. 6 bis 13 sind Schnittdarstellungen von Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welchen in der Vorrichtung selbst die Steuerung des Mediums in Abhängigkeit vom Aggregatzustand vorgenommen wird.

Die Meßeinrichtung gemäß Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 1 mit einer Einlaßöffnung 2, die zugleich die Eingangskammer bildet, aus einer Zwischenkammer 4 und einer Endkammer 6, wobei die Zwischenkammer in die Auslaßöffnung 7 übergeht. Die die einzelnen Kammern trennenden Teile sind in vorliegendem Falle feste Wände, in welchen zueinander koaxiale Düsenbohrungen 3 bzw. 5 vorgesehen sind. Die Eingangskammer 2 ist über eine Leitung 9 und die Ausgangskammer 6 über eine Leitung 8 mit einem Differenzdruckmesser 10 verbunden. Wird nun die Eingangskammer 2 mit einer Flüssigkeit beaufschlagt, so strömt diese durch die erste Düse 3, mit einem sich nur wenig erweiternden Strahl durch die Zwischenkammer 4 und in die zweite Düse 5. Hierdurch ergibt sich in der Endkammer 6 ein Staudruck, der nahezu dem Druck in der Eingangskammer 2 entspricht. Wird die Eingangskammer 2 mit einem flüssigen Medium beaufschlagt, dem Gas beigemischt ist, ergibt sich in der Zwischenkammer ein vergleichsweise erweiterter Strahl, so daß nur ein Teil des Strahls in die zweite Düse gelangt, wodurch in der Endkammer 6 ein vergleichsweise geringerer Staudruck entsteht. Wird die Eingangskammer mit Gas bzw. Heißdampf beaufschlagt, ergibt sich in der Endkammer 6 ein Staudruck, der nur mehr ein Bruchteil des beaufschlagenden Drucks in der Eingangskammer ist. Der Differenzdruckmesser 10 zeigt mit dem Differenzdruck somit auch den Aggregatzustand bzw. Mischzustände an. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist gestrichelt in der Zwischenkammer 4 noch eine Wand 11 mit einer weiteren koaxialen Düsenbohrung 12 dargestellt, wodurch bei Gasströmung ein zusätzlicher Strömungswiderstand wirksam wird.

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Die Fig. 2 zeigt einen typischen Druckverlauf einer Einrichtung nach Pig. 1. Dabei ist p1 der Druck in der Eingangskammer 2 und p2 der Druck in der Endkammer 6; die Kennlinie a) entspricht dem Druckverlauf bei kaltem Wasser, die Kennlinie b) jenem bei Siedewasser und die Kennlinie c) dem bei reinem Gas bzw. Heißdampf. Zunächst ist aus dem Diagramm zu ersehen, daß der Druck p2 in der Endkammer bei konstantem Eingangsdruck p1 für flüssige Medien bedeutend größer ist als bei gasförmigen; außerdem zeigt sich, daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch den Differenzdruck nicht nur der Aggregatzustand festgestellt werden kann, sondern auch unterschiede von Temperatur und Nässe (Schwankungen zwischen den Linien a und b bzw. b und c)

Falls gemäß Fig. 3 die Auslaßöffnung 7 mit da: Endkammer 6 in Verbindung steht und der Differenzdruckmesser 10 einerseits mit der Eingangskammer 2 über die Leitung 9 und andererseits über eine Leitung 8 mit der Zwischenkammer 4 verbunden ist, ergeben sich im Vergleich zu Fig. 2 umgekehrte Verhältnisse. Es wird sich also bei der Durchströmung mit flüssigen Medien der größte Differenzdruck und bei der Durchströmung mit gasförmigen Medien der kleinste Differenzdruck einstellen.

Es sei noch erwähnt, daß bei den oben aufgeführten Beispielen, wie auch bei den später noch dargestellten, die Düsenbohrungen zylindrisch und im Durchmesser gleich groß dargestellt sind. Dies ist nicht unbedingt erforderlich, sondern hängt von den speziellen Betriebsbedingungen im Hinblick auf Medien, Druck und Temperatur ab. Insbesondere ist es bei heißen Medien vorteilhaft, wenn sich eine angeströmte Düse in Strömungsrichtung hin konisch verengt, weil damit die Verdampfung eingeschränkt wird. Bei allen Ausfuhrungsformen muß aber gesichert sein, daß die Düsen tatsächlich noch direkt vom austretenden Strahl zumindest des flüssigen Mediums angeströmt werden; dies

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wird dann in praktisch allen Fällen nicht mehr der Fall sein, wenn der Abstand zweier benachbarter Düsenbohrungen größer ist als der 10-fache Eingangsdurchmesser (der sich also kegelig in Strömungsrichtung verändern kann) der jeweils angeströmten Düsenbohrung.

Die Fig. 4 zeigt schematisch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Fig. 1 zur automatischen Abfuhr von großen Kondensatzmengen. Dabei ist die Eingangskammer dieser Vorrichtung 15 mit der kondensatführenden Rohrleitung 16 verbunden und die Endkammer mit der Steueröffnung 17 eines Membranventils 18. Der sich in der Endkammer einstellende Staudruck p2 wirkt somit direkt auf den Antrieb des Ventils, das öffnet, solange die erfindungsgemäße Vorrichtung mit flüssigem Kondensat beaufschlagt wird; die Zwischenkammer steht dabei mit äac unter niedrigem Druck stehenden Ableitung 19 nach Fig. 1 in Verbindung. Fig. 5 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung als Einrichtung zur Regelung eines Flüssigkeitsstandes in einem Behälter. Die Eingangskammer der erfindungsgemäßen Vorrichtung 21 ist mit dem Behälter 22 in der gewünschten Standhöhe, die Ausgangskammer mit der Steueröffnung eines Membranventils 23 verbunden, das nur dann öffnet, wenn sich in der Ausgangskammer bei Durchströmung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Gas der Druck vermindert und damit eine Zuleitung 24 für den Behälter freigibt. Sobald der Flüssigkeitsstand wieder eine Beaufschlagung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 21 mit Flüssigkeit bewirkt, schließt das Ventil die Zuleitung 24 ab.

Bei den Anwendungsbeispielen nach den Fig. 4 und 5 ist es ebenso möglich, die Vorrichtung nach Fig. 3 zu verwenden. Es ist noch zu erwähnen, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung ständig durchströmt wird, doch die dabei auftretenden Verluste an Medium sind praktisch vernachlässigbar, wenn die Düsenbohrungen richtig dimensioniert und entsprechend klein gewählt sind.

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Die Fig. 6 zeigt eine als Kondensatableiter ausgebildete Vorrichtung gemäß der Erfindung, die direkt den Mediumstrom steuert. Der erELndungsgemäße Kondensatableiter weist in einem Gehäuse 30 ein axial verschiebbares Schaltglied 31 auf, das mit seinem Endteil in einer Bohrung 32 des Gehäuses 30 mit Schiebesitz geführt und abgedichtet ist. Im Bereich des anderen Endes des Schaltgliedes 31 durchsetzt es die Bohrung eines im Gehäuse angeordneten Ventilsitzes 33, der auf der einen Seite mit der Einlaßöffnung 34 und mit der anderen Seite mit der Auslaßöffnung 35 in Verbindung steht. Eine an diesem Ende des Schaltgliedes vorgesehene Erweiterung 36 wirkt als Spaltfilter für das eintretende Medium. Das Schaltglied 31 ist axial durchbohrt, wobei die Bohrung zwei düsenförmige Engstellen 37, 38 aufweist und der Raum 39 zwischen den beiden Düsen als Zwischenkammer mit der Auslaßöffnung 35 in Verbindung steht. Der Druckaufbau erfolgt entsprechend der Ausführung nach Fig. 1, wobei der in der Endkammer 40 auftretende Druck durch Verschieben des Schaltgliedes das Öffnen oder Schließen des Ventilsitzes 33 bewirkt. Solange der Ableiter mit Flüssigkeit durchströmt wird, herrscht also in der Endkammer 40 ein hoher, fast dem Eingangsdruck entsprechender Druck, so daß der Sperrteil des Schaltgliedes den Ventilsitz freigibt, weil der Durchmesser des Gleitsitzes bedeutend größer als jener des Ventilsitzes ist und sich so eine ausreichende Öffnungskraft einstellt.

Sobald die beiden Düsen mit Gas oder Dampf durchströmt werden, fällt der Druck in der Endkammer 40 ab, so daß sich das Schaltglied unter Einfluß des Eingangsdruckes gegen den Sitz bewegt und diesen absiiließt.

Die Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform, die analog zu jener Fig. 6 wirkt, bei der jedoch die Abdichtung gegen das Gehäuse

nach Fig

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50 zur Ausbildung der Endkammer 51 zwischen Gehäuse 50 und Schaltglied 52 durch einen gasdichten Metallbalg 53 erfolgt. Dadurch ist im Vergleich zur Ausführungsform nach Fig. 6 die Leckrate bei geschlossenem Ventil verkleinert, wobei das mit dem Ventilsitz zusammenwirkende Ende 54 des Schaltgliedes 52 keinen Spaltfilter bildet; stattdessen ist in der Einlaßöffnung in der Bohrung 55 durch das Schaltglied 52 ein Verschmutzungen filterndes Sieb 56 vorgesehen. Auf diese Weise können die Querschnitte der Düsen sehr klein gehalten werden, so daß die Meßdamßfmenge äußerst gering ist. Das Siebfilter 56 wird nach Öffnung des Ableiters von da: strömenden Flüssigkeit laufend beaufschlagt und so gereinigt.

Die Fig. 8 zeigt eine zur Fig. 6 analoge Ausführungsform, bei der also auch der Druck in der mit Schiebesitz abgedichteten Endkammer 60 zwischen Gehäuse 61 und Schaltglied 62 zur automatischen Steuerung verwendet wird. In diesem Falle durchsetzt aber der verjüngte Endteil 66 des Schaltgliedes 62 nicht den Vtntilsitz 64, sondern wirkt direkt auf diesen, so daß die erfindungsgemäße Vorrichtung bei Durchströmung mit Flüssigkeit im wesentlichen geschlossen bleibt, jedoch bei Beaufschlagung mit Gasen öffnet, weil sich dann wegen der starken Erweiterung des Strahls nach der ersten Düse 65 in der Endkammer 60 praktisch kein Druck aufbaut. Die erfindungsgemäße Einrichtung wirkt also als automatischer Entlüfter.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 wird der zwischen den beiden Düsen 70, 71 auftretende, vom Aggregatzustand des Mediums abhängige Druck zur Steuerung des Schaltgliedes herangezogen. Hierzu ist in einem mit Einlaß 73 und Auslaß 74 und dazwischengeschaltetem Vetilsitz 75 aufgebauten Ventilgehäuse 76 koaxial zum Ventilsitz 75 an einem mit einer Überwurfmutter 77 im

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Gehäuse 76 befestigten Verschlußdeckel 78 ein Schaltglied 72 axial verschiebbar gelagert, das an einem an seinem Ende eine zweite Düsenbohrung 71 aufweisenden hohlen Dorn 80 des Verschlußdeckels 78 gleitet. Das Schaltglied 72 ist über einen Faltenbalg 81 mit dem Verschlußdeckel 78 des Gehäuses 76 dicht, jedoch relativ zu diesem verschiebbar, verbunden, wobei der wirksame Abdichtdurchmesser größer ist als jender des Ventilsitzes 75. Das Schaltglied 72 ist an seinem mit dem Ventilsitz zusammenarbeitenden Endteil unter Ausbildung einer ersten Düsenbohrung 70 axial durchbohrt und mittels eines Siebfilters 82 geschützt. Der sich zwischen den beiden Düsen 70, 71 ausbildende Druck kommt auch infolge der Ausbildung einer Nut 83 zwischen Dorn 80 und Schaltglied 72 im Raum innerhalb des Faltenbalges zur Wirkung. Der Raum im Dorn 80 des Gehäuseverschlußdeckels 78 steht einerseits mit der Auslaßöffnung 74 und andererseits mit dem Raum innerhalb des Faltenbalges 81 durch Bohrungen 84 bzw. 85 in Verbindung, die durch ein verdrehbares Schaltelement 86 wahlweise verschlossen werden können. In der dargestellten Stellung des Schaltelementes 86 ist der Innenraum des Dorns 80 mit der Auslaßöffnung 74 verbunden, womit sich ein Druckaufbau analog zur Vorrichtung nach Fig. 3 ergibt. Bei Durchströmung der Düsen 70, 71 mit Dampf baut sich zwischen den beiden Düsen und damit auch innerhalb des gesamten Faltenbalges 81 ein hoher Druck auf, so daß das Schaltglied 72 gegen den Ventilsitz 75 gepreßt bleibt. Sobald durch die Düsen Flüssigkeit strömt, vermindert sich der Druck zwischen den beiden Düsen wesentlich, so daß sich &s Schaltglied 72 vom Sitz 75 abhebt und den Abfluß voll freigibt. Falls das Schaltelement 86 um 90° im Vergleich zur gezeichneten Stellung verdreht ist, sind beide öffnungen frei, so daß sich innerhalb und außerhalb des Faltenbalges der gleiche Druck einstellt und das Schaltglied sich unabhängig vom Aggregatzustand des beaufschlagenden Mediums öffnet. In dieser Stellung ist also ein sogenanntes Durchblasen des Kondensatableiter möglich. Bei einer weiteren Verdrehung des

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Schaltelementes um 90° (d.h. bei Verdrehung um 180° im Vergleich zur dargestellten Stellung) ist die Verbindung zwischen dem Innenraum des Domes 80 und der Aus laß öffnung 74 gesperrt, so daß sich unabhängig vom Aggregatzustand des beaufschlagenden Mediums der Druck des einströmenden Mediums innerhalb des Faltenbalges 81 aufbauen wird, so daß die Vorrichtung unabhängig vom Aggregatzustand des Mediums verschlossen bleibt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Fig. 10 ist im wesentlichen gleich wie jene nach Fig. 9 aufgebaut, wobei allerdings keine Möglichkeit besteht, die Vorrichtung willkürlich über ein Schaltelement zu öffnen oder zu schließen. Der Faltenbalg 90 weist nur eine Welle auf, wobei das Schaltglied 91 nicht mehr im Deckel 93 des Gehäuses 94 gelagert ist, so daß sich eine besonders kompakte Bauweise ergibt.

Die in Fig. 11 dargestellte Vorrichtung nach der Erfindung arbeitet ebenfalls wie jene in. den Fig. 9 und 10 dargestellten, wobei die Abdichtung zwischen dem Schaltglied 95 und dem Gehäuse über einen Gleitsitz am Dorn 96 des Gehäuseverschlußdeckels erfolgt. Durch Lösung einer in diesem Gehäusedeckel vorgesehenen Schraube 98 ist es möglich, den Raum hinter der Düse mit der Außenatmosphärezu verbinden. Das Medium kann daher so zur Reinigung der beiden Düsen nach außen abgeleitet werden.

Eine Durchströmung in Gegenrichtung ist ebenfalls möglich. Der in Öffnungsrichtung wirkende Druck bei Durchströmung beider Düsen mit Flüssigkeit wirkt dabei auf das Schaltglied im Bereich zwischen dem Ventilsitz und dem Durchmesser des Dornes 96. Falls die Fläche des Ventilsitzes halb so groß wie die Querschnittsfläche des Dornes 96 ist, kommt bei beiden Strömungsrichtungen eine gleich große Kraft im Öffnungssinn zur Wirkung.

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Fig. 12 zeigt einen Kondensatableiter gemäß der Erfindung mit Durchströmung in Gegenrichtung. Das in Pfeilrichtung strömende Druckmedium beaufschlagt über einen axialen Drosselspalt 100, der zugleich als Spaltfilter wirksam ist, die axiale Ringfläche 101 des Schaltgliedes 102. Über einen radialen Drosselspalt 103, der ebenfalls als Spaltfilter wirksam ist, wird durch die Querbohrung 107 der ersten Strahldüse 104 gefiltertes Druckmedium zugeführt und im Zylinderraum 105 gemäß der Erfindung ein dem Aggregatzustand des Druckmediums entsprechender Druck zur Steuerung des Schaltgliedes aufgebaut.

Ist das Druckmedium flüssig, überwiegt die auf die Ringfläche 101 des Schaltgliedes 102 wirkende Druckkraft, das Schaltglied hebt vom Gehäusesitz 106 ab und Steuer Druckmedium in den Ablauf. Ist das Druckmedium gasförmig, überwiegt die Druckkraft im Zylinderraum 105 und hält das Schaltglied 102 in Schließstellung. Der axiale Spaltfilter 100 übernimmt bei den Hubbewegungen des Schaltgliedes 102 zugleich die Funktion einer Kraftgegenkopplung dergestalt, daß mit zunehmendem Öffnungshub des Schaltgliedes 102 die wirksame Öffnungskraft, aufgrund der Drosselwirkung des Drosselspaltes 100, geringer wird und umgekehrt, Dadurch wird eine Rückführwirkung erzielt, die eine weiche, schlagfreie Hubsteuerung des Schaltgliedes gewährleistet.

Schließlich zeigt Fig. 13 einen im Aufbau ähnlich dem an sich bekannten thermodynamischen Kondensatableiter, bei dem aber allein der Aggregatzustand des im Zylinder eingeschlossenen Druckmediums als Meßgröße dient. Das Schaltglied besteht hier aus einem Schaltteller 108 mit integrierten Strahldüsen gemäß der Erfindung, über ein Siebfilter 109 strömt das Druckmedium in die zentrische Bohrung 110 und von dort durch die Düsen 111 und 112 in den Ablauf 115, 116. Der sich hierbei in der Zwischenbohrung und damit im Zylinderraum 114 einstellende Druck wird erfindungsgemäß zur Beaufschlagung und Steuerung des Schalttellers 108 herangezogen.

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Leerseite

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KLINGER AG
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Patentansprüche

Verfahren zur Feststellung des Aggregatzustandes von Medien, adurch gekennzeichnet, daß die erste von zwei oder mehr koaxial in gegenseitigem Abstand angeordneten Düsen mit dem jeweils vorhandenen Medium beaufschlagt wird, dessen Druck mit jenem verglichen wird, der sich dann bei der direkten Anströmung der anschließenden Düsen durch die jeweils vorgelagerte Düse in einem zwischen zwei oder mehr Düsen oder anschließend an die letzte Düse vorgesehenen geschlossenen Raum einstellt, und daß der sich jeweils ergebende Differenzdruck als Meßgröße für den Aggregatzustand und gegebenenfalls direkt oder indirekt zur Steuerung der Medien verwendet wird.
2) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hintereinander und durch Wände oder dergleichen getrennt eine Eingangskammer, eine Zwischenkammer und eine Endkammer vorgesehen sind und die die Kammern trennenden Wände oder dergleichen sowie gegebenenfalls in der Zwischenkammer zusätzlich vorgesehene Wände koaxiale Düsenbohrungen aufweisen, daß die Eingangskammer mit einer Einlaßöffnung und zumindest ein Teil der Zwischenkammer oder die Endkammer mit einer Auslaßöffnung für die Medien in Verbindung stehen, und daß der gegenseitige Abstand zweier benachbarter Düsenbohrungen nicht größer als der 10—fache Eingangsdurchmesser der angeströmten Düsenbohrung ist.
3) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des gegenseitigen Abstandes zweier benachbarter Düsenbohrungen zwischen dem drei- und sechsfachen Eingangsdurchmesser der angeströmten Düsenbohrung liegt.

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4) Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser mindestens einer angeströmten Düsenbohrung vom Eingang zum Ausgang hin kegelig abnimmt.
5) Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zur Messung oder Ausnützung des Differenzdruckes einerseits mit der Eingangskammer und andererseits mit der Endkammer bzw. der Zwischenkammer verbunden sind (Fig. 1-3).
6) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gehäuse ein unter Bildung zweier düsenförmiger Engstellen axial durchbohrtes Schaltglied axial verschiebbar angeordnet ist, daß im Bereich des einen Endes gegen das Gehäuse abgedichtet ist und im Bereich des anderen Endes einen Sperrteil für einen im Gehäuse vorgesehenen Ventilsitz bildet, dessen Durchmesser kleiner als jener der Dichtstelle gegen das Gehäuse ist, wobei im Gehäuse die Einlaßöffnung für die Medien mit der einen Seite und die Auslaßöffnung mit der anderen Seite des Ventilsitzes sowie der Schaltgliedbohrung zwischen den beiden Entstellen in Verbindung steht.
7) Vorrichtung nach Anspruch 6 zur Abfuhr von Flüssigkeiten aus einem gasgefüllten Raum, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrteil an einer den Ventilsitz durchsetzenden Verjüngung des Schaltgliedes b vorgesehen ist (Fig. 6 und 7).
8) Vorrichtung nach Anspruch 6 zur Abfuhr von Gasen aus flüssigkeitsgefüllten Räumen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verjüngung am anderen Schaltgliedende direkt den Sperrteil für den Ventilsitz bildet (Fig. 8).

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