DE3215459C2 - Schwimmergesteuerter Kondensatableiter - Google Patents

Abstract

Schwimmergesteuerter Kondensatableiter mit einer Übertragungsmechanik (8, 11), deren Übersetzungsverhältnis sich mit dem Schwimmerhub ändert. Der Schwimmer (8) befindet sich in einer Durchflußkammer, die er in zwei Teilräume (14, 15) untergliedert. Beide Teilräume (14, 15) sind über eine Drosselöffnung (18) miteinander verbunden und werden vom abzuleitenden Kondensat nacheinander durchströmt. Mit dem Öffnen des Kondensatableiters entsteht eine zusätzliche Öffnungskraft am Schwimmer (8), so daß ein besonders kleiner Schwimmer/Schwimmerhub und damit ein kleines Bauvolumen realisiert werden kann.

Description

dadurch gekennzeichnet, daß

— der Schwimmer (8) in der Durchflußkammer (14, 15) angeordnet ist und den Drosselkörper bildet bzw. mit diesem (17) verbunden ist und

— die Übertragungsmechanik (9, 11) so ausgebildet ist, daß sich ihr Übersetzungsverhältnis mit dem Schwimmerhub ändert

2. Kondensatableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußkammer (14, 15) sich unterhalb der Ein- und Austrittskanäle (3,4) des Ableitergehäuses (1, 2) befindet und dieses eine neben der Durchflußkammer (14, 15) vom hochliegenden Eintrittskanal (3) zum tiefliegenden Zufluß

(16) der Durchflußkammer (14, 15) verlaufende Vorkammer (13) aufweist.

3. Kondensatableiter nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, gekennzeichnet durch eine die Vorkammer (13) mit dem oberen Teilraum (15) der Durchflußkammer verbindende Entlüftungsbohrung (20), die so dimensioniert ist, daß sie eine Druckabsenkung im oberen Teilraum (15) der Durchflußkammer nicht wesentlich beeinflußt.

4. Kondensatableiter nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Kondensatniveaus (19) liegend, bei dem der Schwimmer (8) das Verschlußteil (7) zu öffnen beginnt, eine Entlüftungsbohrung (20) vorgesehen ist, welche die Vorkammer (13) mit dem oberen Teilraum (15) der Durchflußkammer verbindet, und daß der Entlüftungsbohrung (20) ein schwimmerbetätigtes Steuerventil (22) zugeordnet ist.

5. Kondensatableiter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (12) der Durchflußkammer (14, 15) mit einer sich nach oben konisch erweiternden Sitzfläche (23) versehen ist, auf welcher der Schwimmer (8) bzw. der Drosselkörper

(17) bei geschlossenem Verschlußteil (7) aufsitzt.

6. Kondensatableiter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (8) ein Gewicht (24) trägt, dessen Wichte im wesentlichen der Wichte des abzuleitenden Kondensates entspricht

7. Kondensatableiter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht aus einem kondensatgefülltem Napf (24) besteht, der an seinem oberen Ende mindestens eine Öffnung (25) zur Durchflußkammer (14,15) aufweist

8. Kondensatableiter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht (24) oben auf dem Schwimmer (8) angeordnet ist

Die Erfindung betrifft einen Kondensatableiter der im Oberbegriff des Hauptanspruches spezifizierten Art

Schwimmergesteuerte Kondensatableiter bauen im Vergleich zu anderen Ableitersystemen relativ groß. Es wurde daher versucht (DE-PS 22 59 079) durch einen mit dem Verschlußteil verbundenen Drosselkörper die Größe der am Verschlußteil herrschenden Druckkräfte nach Einleitung des Öffnungsvorganges zu reduzieren, um se den erforderlichen Auftrieb und damit das Bauvolumen kleinhalten zu können. Diese Ausführung scheiterte insbesondere bei Kondensatableitern kleiner oder mittlerer Durchsatzmengen, weil die Drosselkörper kaum beherrschbare Spalte erfordern. Diese verstopfen außerdem im praktischen Betrieb schon bei geringem Schmutzanfall.

Da einerseits die auf das Verschlußteil einwirkende Druckkraft mit zunehmendem Druckgefälle stark variert, andererseits jedoch die Auftriebskraft nahezu gleichbleibt, verwenden fast alle heute bekannten schwimmergesteuerten Kondensatableiter mehrere Verschlußteilgrößen, um so das vorhandene Ableitergehäuse über einen größeren Druckbereich leistungsmäßig besser nutzen zu können. Es ist bekannt, diesen Nachteil dadurch etwas zu kompensieren, daß das Übersetzungsverhältnis der Übertragungsmechanik über den Hub des Schwimmers variiert. Eine große Kraftübersetzung bei Öffnungsbeginn sorgt dafür, daß das Verschlußteil auch bei großem Druckgefälle — und zwar mit geringem Hub — noch öffnet. Die über den Öffnungshub kleiner werdende Übersetzung führt bei niedrigerem Differenzdruck zu einem weiteren öffnen des Verschlußteiles. Dadurch soll eine über den Druckbereich nahezu konstante Durchsatzmenge erreicht werden. Eine Verringerung der Baugröße des Kondensatabieiters resuLtiert daraus jedoch nicht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kondensatableiter der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine Reduzierung des Bauvolumens gestattet und die vorerwähnten Nachteile vermeidet

Durch die im Anspruch 1 angegebenen Erfindungsmerkmale wird dieses Ziel erreicht.

Sobald der Schwimmer bei großer Anfangsübersetzung das Verschlußteil etwas vom Ventilsitz abgehoben hat und ein Kondensatfluß einsetzt, tritt im Teilraum oberhalb des Schwimmers ein Druckabfall gegenüber dem unteren Teilraum ein. Daraus resultiert eine Erhöhung der zur Verfügung stehenden Öffnungskraft des Schwimmers. Zum weiteren öffnen des Verschlußteiles kann und wird daher die Übersetzung zurückgenommen und der Schwimmerhub wesentlich reduziert. Durch den kleineren Schwimmerhub und/oder kleineren Schwimmer ist ein besonders geringes Bauvolumen realisierbar. Überdies ergibt sich ein zügiges weites

öffnen sowie ein entsprechendes Schließen des Kondensatabieiters.

Der Schwimmer bzw. der daran vorgesehene Drosselkörper bieten dem Differenzdruck zwischen den beiden Teilräumen eine besonders große Angriffsfläche. Deshalb kann mit einem relativ geringen Differenzdruck ausgekommen werden, so daß problematischkleine Drosselöffnungen vermieden sind.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen zum Gegenstand.

Eine bevorzugte Gestaltung des Ableitergehäuses gibt der Anspruch 2 an. Die Ein- und Anstrittskanäle können auf einer gemeinsamen Achse liegen.

Der Ableitung inerter Gase, z.B. Luft, dienen die Merkmale des Anspruches 3. Aus der Vorkammer gelangen die Gase durch die Entlüftungsbohrung in den oberen Teilraum der Durchflußkammer, um von dort abgeführt zu werden. Letzteres kann über die schwimmergesteuerte Absperrstelle oder, wie hinlänglich bekannt, durch zusätzliche, z. B. thermisch gesteuerte Entlüfter erfolgen. Die Entlüftungsbohrung ist im Verhältnis zur Drosselöffnung so bemessen, daß sie die Druckabsenkung im oberen Teilraum der Durchflußkammer nicht wesentlich beeinflußt. In der Ausgestaltung nach Anspruch 4 wird die Entlüftungsbohrung beim Ableiten von Kondensat verschlossen. Auch ein großer Bohrungsdurchmesser stört dann die Druckabsenkung nicht.

Nach Anspruch 5 geht der Querschnitt der Drosselöffnung in der Durchflußkammer in der Schließstellung des Verschlußteiles gegen Null und erweitert sich mit dem Öffnungshub des Schwimmers. Der Ablauf des öffnungs- und Schließvorganges kann hierdurch positiv beeinflußt werden.

Aufgrund seiner mit dem abzuleitenden Kondensat ganz oder zumindest annähernd gleichen Wichte bleibt das nach Anspruch 6 am Schwimmer vorgesehene Gewicht auf die wirksame Schwimmerkraft ohne wesentlichen Einfluß, wenn es beim Öffnungsvorgang von Kondensat umspült ist. Gelangen jedoch bei gesunkenem Kondensatspiegel Dampfblasen in die Durchflußkammer, so addiert sich aufgrund der anderen Wichte das Gewicht zu der Schließkraft des Schwimmers hinzu. Es resultiert daraus eine Beschleunigung der Schließbewegung und ein besonders rechtzeitiges Schließen des Kondensatabieiters.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung des Gewichts gibt der Anspruch 7 an. Mit der Gewichtsanordnung nach Anspruch 3 kann der Kondensatspiegel in der Durchflußkammer vor Öffnungsbeginn praktisch bis zur Gewichtsoberkante erhöht werden.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen ersten schwimmergesteuerter· Kondensatableiter im Schnitt,

F i g. 2 ausschnittweise eine Modifikation des Kondensatableiter aus F i g. 1,

Fig.3 einen zweiten Kondensatableiter als Ausschnitt und

F i g. 4 einen dritten Kondensatableiter im Schnitt.

In F i g. 1 besitzt der Kondensatableiter ein Ableitergehäuse, das aus einem oberen Anschlußteil 1 und einer unteren Haube 2 besteht. Das Anschlußteil 1 besitzt einen Eintrittskanal 3 sowie einen Austrittskanal 4. Vordruckseitig trägt das Anschlußteil 1 einen Ventilsitz 5 mit einer Abflußbohrung 6 zum Austrittskanal 4. Mit dem Ventilsitz 5 wirkt ein hubbewegliches Verschlußteil 7 zusammen, welches von einem geschlossenen Schwimmer 8 über eine Übsrtragungsmechanik 9, 11 betätigt wird.

Die Übertragungsmechanik umfaßt einen schwenkbeweglich gelagerten Antriebshebel 9, auf dessen eines Ende der Schwimmer 8 einwirkt Mit seinem anderen Ende greift der Antriebshebel 9 unmittelbar an dem Verschlußteil 7 an. Der Antriebshebel 9 besitzt eine Abwälzkurve 10, die auf einer ortsfesten Abstützfläche 11 abrollt, so daß sich das wirksame Obersetzungsverhältnis zwischen dem Schwimmer 8 und dem Verschlußteil 7 während des Hubes ändert Bei in Schließstellung befindlichem Verschlußteil 7 existiert ein großes Übersetzungsverhältnis mit hoher Öffnungskraft und geringer Hubrate, das sich zur Offenstellung hin ändert zu geringer öffnungskraft und hoher Hubrate.

Das Gehäuseinnere ist vordruckseitig durch einen senkrechten Rohrzylinder 12 in zwei konzentrische Kammern 13; 14, 15 unterteilt Die äußere bildet eine Vorkammer 13, die vom hochliegenden Eintrittskanal 3 zu Zuflußöffnungen 16 führt Diese sind unten im Rohrzylinder 12 vorgesehen und münden in die zentrale Durchflußkammer 14,15. Letztere wird durch den darin befindlichen Schwimmer 8 in einen unteren und einen oberen Teilraum 14, 15 untergliedert Hierzu trägt der Schwimmer 8 peripher einen Drosselbund 17. Zwischen diesem und dem umgebenden Rohrzylinder 12 verbleibt eine ringförmige Drosselöffnung 18, welche die beiden Teilräume 14, 15 miteinander verbindet. Im oberen Teilraum 15 befinden sich der Ventilsitz 5, das Verschlußteil 7 sowie die Übertragungsmechanik 9,11.

Der Strömungsweg des abzuleitenden Kondensats führt vom Eintrittskanal 3 in die Vorkammer 13, darin hinab zu den Durchflußöffnungen 16 und in den unteren Teilraum 14. Durch die Drosselöffnung 18 hindurch gelangt das Kondensat dann in den oberen Teilraum 15. Von dort fließt es schließlich durch die Abflußbohrung 6 in den Austrittskanal 4 ab.

Bei Kondensatzufluß füllen sich die Vorkammer 13 und die Teilräume 14,15 gleichmäßig. Ist das Niveau 19 erreicht, so vermag der Schwimmer 8 über die jetzt kraftmäßig hohe Übersetzung der Übersetzungsmechanik 9,11 das Verschlußteil 7 vom Ventilsitz 5 abzuheben. Mit dem ersten öffnen der Abflußbohrung 6 tritt im Teilraum 15 über dem Schwimmer 8 ein Druckabfall ein — wenn auch nur ein minimaler —, der den Kondensatspiegel in der Vorkammer 13 absinken und in dem Teilraum 15 ansteigen läßt. Der Schwimmer 8 wird dadurch angehoben und damit das Verschlußteil 7 weiter geöffnet. Jetzt abfließendes Kondensat erzeugt an der Drosselöffnung 18 eine Druckdifferenz, der die Querschnittsfläche des Schwimmers 8 und seines Drosselbundes 17 ausgesetzt sind. Die so am Schwimmer 8 zusätzlich entstehende Kraft addiert sich zur Auftriebskraft hinzu, so daß der Schwimmer 8 trotz des sich kraftmäßig verkleinernden Übersetzungsverhältnisses das Verschlußteil 7 zügig weit öffnet. Es ist demnach möglich, mit einem besonders kleinen Schwimmer 8 und ebenfalls relativ kleinem Schwimmerhub einen großen Verschlußteilhub zu bewirken.

Ist das Kondensat aus der Vorkammer 13 so weit abgeleitet, daß der Kondensatspiegel bis zu den Zuflußbohrungen 16 absinkt, so tritt Dampf von der Vorkammer 13 in den Teilraum 14 über. Die Au^r'riebskraft des Schwimmers 8 wird dadurch reduziert. Der Schwimmer 8 läßt eine geringe Schließbewegung des Verschlußteiles 7 zu, wodurch der Druck im Teilraum 15 über dem Schwimmer 8 sich erhöht und somit die Druckdifferenz an der Drosselöff-

nung 18 reduziert wird. Dadurch verringert sich auch die zuvor beschriebene Zusatzkraft am Schwimmer 8. Die Folge ist, daß dieser sich weiter in Schließrichtung bewegt, wobei die Zusatzkraft noch weiter abgebaut wird. Der Schließvorgang läuft daher so lange zügig durch, bis das Verschlußteil 7 geschlossen hat. Dampfverluste werden dadurch zuverlässig verhindert. In der Modifikation nach F i g. 2 besitzt der Rohrzylinder 12 unterhalb des Niveaus 19 eine die Vorkammer 13 mit dem oberen Teilraum 15 verbindende Entlüftungsbohrung 20. Eine in der Vorkammer 13 in einem Führungskäfig 21 angeordnete Schwimmerkugei 22 steuert die Entlüftungsbohrung 20.

Bei niedrigem Kondensatspiegel liegt die Schwimmerkugel 22 unten im Führungskäfig 21 und gibt die Entlüftungsbohrung 20 frei. Dann können in die Vorkammer 13 eintretende, nicht kondensierende Gase, ζ. B. Luft weitgehend ungehindert in den oberen Teilraum 15 gelangen. Von dort werden sie dann entweder bei Öffnungsbeginn über die Abflußbohrung 6 oder, wie hinlänglich bekannt, über Entlüfter, z. B. thermostatisch gesteuerte, abgeführt.

Mit steigendem Kondensatspiegel in den Kammern 13; 14, 15 schwimmt die Schwimmerkugel 22 auf und verschließt die Entlüftungsbohrung 20. Der öffnungs-Vorgang des Verschlußteiles 7 erfolgt dann wie zu F i g. 1 beschrieben. Sinkt der Kondensatspiegel in der Vorkammer 13 unter das Niveau 19, so fällt die Schwimmerkugel 22 von der Entlüftungsbohrung 20 nach unten ab. Im Teilraum 15 über dem Schwimmer 8 steigt daraufhin der Druck an. Die Druckdifferenz an der Drosselöffnung 18 wird mithin abgebaut und die Zusatzkraft des Schwimmers 8 geht zurück. Es findet der zu F i g. 1 beschriebene Schließvorgang statt, jetzt lediglich bei insgesamt höherem Kondensatspiegel.

In der Ausführungsform gemäß Fig.2 weist der Rohrzylinder 12 eine sich nach unten verengende Kegelzone 23 auf. Deren unterer Abschnitt bildet einen Ventilsitz, auf dem der Drosselbund 17 des Schwimmers 8 in der Schließstellung des Verschlußteiles 7 dichtend zur Auflage kommt. In diesem Fall ist also die Drosselöffnung 18 zu Null geworden. Beim Ansteigen des Schwimmers 8 entsteht dann wieder eine Drosselöffnung 18, deren Querschnitt mit dem Schwimmerhub innerhalb der Kegelzone 23 stetig zunimmt, so daß einerseits im Moment des Öffnens schon eine sehr hohe zusätzliche Öffnungskraft entsteht und daß dies andererseits bei Offenstellung des Verschlußteiles
nicht so groß wird, daß sie die Einleitung de Schließvorganges gefährdet.

Unten an dem Schwimmer 8 hängt ein dünnwandige Napf 24 von geringem Eigengewicht. Der Napf 2 besitzt an seinem oberen Ende seitliche Öffnungen 25 durch die Kondensat aus dem Teilraum 14 hindurchtrit und das Napfinnere 26 füllt.

Beim öffnungsvorgang, wenn der Napf 24 vor Kondensat umgeben ist, wird das Gewicht de Schwimmers 8 lediglich um das Eigengewicht de Napfes 24 vergrößert. Aufgrund der gleichen Wicht des Kondensates innerhalb und außerhalb des Napfes 2· hat die Napffüllung auf den Öffnungsvorgang keiner Einfluß. Er läuft wie zu F i g. 1 beschrieben ab.

Setzt infolge gesunkenen Kondensatspiegels in de Vorkammer 13 durch die Zuflußöffnungen 16 ein« Dampfblasenströmung in die Durchflußkammer 14, Ii ein, so addiert sich das Gewicht der Kondensatfüllunj des Napfes 24 zu der Schließkraft des Schwimmers ί hinzu. Die Schließbewegung von Schwimmer 8 unc Verschlußteil 7 wird hierdurch wesentlich beschleunig und einem Dampfaustritt sehr frühzeitig vorgebeugt.

Bei der Ausführung nach F i g. 4 ist der Napf 24 ober auf dem Schwimmer 8 angeordnet. Der durch einei hochstehenden Rand des Schwimmers 8 gebildete, obei offene Napf 24 bleibt nach dem ersten Kondensataus schleusvorgang mit Kondensat gefüllt. Befindet siel Dampf in den Kammern 14 und 15, so addieren sich da Napf- und das Schwimmergewicht. Bei Kondensatanfal muß deshalb der Kondensatspiegel so lange ansteigen bis das Napfgewicht kompensiert ist. Der Öffnungsvor gang setzt demnach erst bei einem höheren Kondensat spiegel 19 ein.

Anstelle des Napfes 34 kann z. B. auch ein Vollkörpe mit der gleichen Wichte wie das Kondensat treten.

Statt des peripheren Drosselbundes 17 am Schwim mer 8 kann auch ein Scheibenkolben vorgesehei werden, dessen Umfang mit der Wand 12 de Durchflußkammer 14, 15 die Durchflußöffnung Ii definiert. Ebenso kann im Rahmen der Erfindung abei auf einen speziellen Drosselkörper verzichtet werden Der Umfang des Schwimmers 8 bildet dann selbst die innere Begrenzungsfläche der Drosselöffnung 18.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Kondensatableiter mit

— einem Ableitergehäuse, das vordruckseitig eine Durchflußkammer aufweist, die durch einen Drosselkörper in einen unteren sowie einen oberen Teilraum untergliedert ist,

— einer peripher zwischen dem Drosselkörper und der umgebenden Wand der Durchflußkammer vorgesehenen Drosselöffnung, welche die beiden Teilräume miteinander verbindet,

— einem unten, stromaufwärts der Drosselöffnung befindlichen Zufluß der Durchflußkammer für das abzuleitende Kondensat,

— einem Ventilsitz und einem damit zusammenwirkenden Verschlußteil, die beide stromabwärts der Drosselöffnung in der Durchflußkammer angeordnet sind, und mit

— einem geschlossenen Schwimmer sowie einer diesen mit dem Verschlußteil verbindenden Übertragungsmechanik,