DE3530937C3 - Tellerventil für einen thermodynamischen Kondensatabscheider - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Tellerventil für einen thermodynamischen Kondensatabscheider.

Die Hauptfunktion eines Kondensatabscheiders besteht darin, Kondensat aus einer Dampfleitung, in die der Kondensatabscheider eingefügt ist, abzuziehen. Es ist jedoch wünschens­ wert, außerdem Luft und andere nichtkondensierbare Gase, die sich in der Dampfleitung ansammeln können, abzuleiten. Wenn beispielsweise Dampf in eine zunächst kalte Anlage einge­ leitet wird, ist üblicherweise ein beträchtliches Volumen an Luft vorhanden, das so schnell wie möglich auszustoßen ist, um die Anlage schnellstmöglich auf die Arbeitstemperatur hochzufahren.

In einem thermodynamischen Kondensatabscheider ist ein freibeweglicher Ventilteller vorgesehen, der als Ventilteller eines Ventils dient, der mit konzentrischen Sitzringen unterhalb des Ventiltellers dichtend zusammenpaßt, um eine Verbindung zwischen einem Einlaß in den Kondensatabscheider und einem Abzugsauslaß aus dem Kondensatabscheider freizugeben oder zu verschließen. Wenn anfänglich Dampf eingeleitet wird, wird der Ventilteller durch den auftre­ tenden Druck angehoben, und Luft, die sich in der Leitung befindet, wird ausgestoßen. Anschließend wird entstandenes Kondensat, das zunächst kalt ist, ebenfalls ausgestoßen.

Wenn die Kondensat-Temperatur und der Druck ansteigen, wird Überschußdampf unter dem Ventilteller gebildet, und die Ge­ schwindigkeit des Dampfes, der unter dem Ventilteller in Richtung auf den Abzugsauslaß durchströmt, steigt an, was den Druck unterhalb des Ventiltellers herabsetzt, so daß der Ventilteller in Richtung auf die Sitzringe herunterge­ zogen wird. An dem Umfang des Ventiltellers ist die Ge­ schwindigkeit kleiner, und es ergibt sich ein Druckaufbau in einer Kammer oberhalb des Ventiltellers bis zu einem Punkt, an dem die Kondensat-Temperatur diejenige des Dampfes er­ reicht hat. Der durch Überströmung erzeugte Druck in der Kammer oberhalb des Ventiltellers, welcher auf die große Fläche des Ventiltellers insgesamt einwirkt, überwiegt den Einlaßdruck (welcher auf eine kleinere Fläche des Ventil­ tellers einwirkt), und der Ventilteller schließt gegen die Sitzringe, um eine weitere Strömung zu verhindern. Infolge weiteren Überschußdampfes fällt der Druck in der Kammer oberhalb des Ventiltellers ab, der Einlaßdruck setzt sich durch, und das Ventil öffnet für einen weiteren derartigen Zyklus. Wenn indessen beträchtliche Mengen von Luft ange­ troffen werden, kann ein sog. "air binding" auftreten, d. h. der Kondensatabscheider kann über lange Zeitabschnitte durch Luft verschlossen bleiben, die in der Kammer oberhalb des Ventiltellers eingefangen ist. Dieses Phänomen ist im einzelnen in der Britischen Patentschrift 1,178,160 be­ schrieben.

In einem thermodynamischen Kondensatabscheider, wie er in der Britischen Patentschrift 1,178,160 beschrieben und be­ ansprucht ist, ist ein Bimetall-Ring vorgesehen, der sich entweder ausdehnt oder aufgrund einer Abkühlung zusammen­ zieht und mit einer geneigten Fläche derart zusammenwirkt, daß der Bimetall-Ring verschoben wird, um einen Ventilteller von seiner Sitzanordnung aufgrund des Abkühlens des Bime­ tall-Rings unter eine bestimmte Temperatur abzuheben, um dadurch die Wirkung der Luft, die in einer Kammer oberhalb des Ventiltellers gefangen ist, zu überwinden. Es ist er­ sichtlich, daß der Kondensatabscheider mit der genannten geneigten Oberfläche versehen sein muß und daß ein ausrei­ chender Raum zur Aufnahme des Bimetall-Rings vorgesehen sein muß. Im Betrieb besteht, da der Bimetall-Ring längs der geneigten Fläche nach oben oder nach unten zu verschieben sein muß, die Gefahr, daß er in der einen oder anderen der extremen Positionen hängen bleibt.

Ein weiterer Versuch zu Lösung des Problems des "air binding" besteht darin, die dichtende Seite eines Ventiltellers mit radialen Rillen zu versehen, um einen Luftaustritt aus einer Kammer oberhalb des Ventiltellers zu bewirken. Daraus ergibt sich allerdings das Problem, daß auch Steuerdampf ausströmen kann, und es müssen zusätzliche Maßregeln ge­ troffen werden, um dieses Problem zu lösen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tellerventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das die dem Stand der Technik anhaftenden Probleme sicher und mit Hilfe einer einfachen Konstruktion löst, wobei die Kon­ struktion derart beschaffen sein soll, daß ein erforderli­ cher neuer Ventilteller durch den erfindungsgemäßen Ventilteller ohne Änderung der Konstruktion der übrigen Teile des Kondensatabscheiders ersetzt werden kann.

Zur Lösung der genannten Aufgabe wird ein Tellerventil für einen thermodynamischen Kondensatabscheider mit den in Anspruch 1 beschriebenen Merkmalen vorgeschlagen.

Dieser Ventilteller kann die gleichen äußeren Abmessungen wie ein herkömmlicher Ventilteller für einen thermodynamischen Kondensatabscheider haben, so daß er anstelle eines herkömmlichen Ventiltellers ohne Änderung der übrigen Teile des Kondensatabscheiders eingesetzt werden kann. Ohne Notwendigkeit irgendeiner Modifizierung des Kondensatabscheiders wird eine Anordnung erzielt, in welcher ein Luftaustritt bewirkt wird, wenn dies wie zuvor erläuert erwünscht ist, wobei der zusätzliche Vorteil besteht, daß ein sicheres Unterbrechen des Austritts ebenfalls möglich ist, was er­ reicht wird, wenn das temperaturabhängige Teil den Verfor­ mungszustand annimmt, in welchem es einen Flüssigkeitsstrom von der einen Seite des Ventiltellers zu dessen anderer Seite verhindert, wobei das Tellerventil in diesem Zustand als ein solches mit nichtdurchlöchertem Ventilteller wirkt.

Zum besseren Verständnis der Erfindung und zum Zwecke der Erläuterung derselben wird die Erfindung im einzelnen anhand mehrerer Figuren beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenschnittansicht eines thermodynamischen Kondensatabscheiders.

Fig. 2 zeigt eine schematische Seitenschnittansicht eines Teils des Kondensatabscheiders gemäß Fig. 1, wobei dieser in einem unterschiedlichen Betriebszustand gezeigt ist.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht eines Teils eines erfindungsgemäßen Tellerventils für den Kondensatabscheider gemäß Fig. 1 und Fig. 2.

Der thermodynamische Kondensatabscheider 1, der in den Figuren gezeigt ist, hat einen Einlaß 2, welcher mit einem Abzugsauslaß 3 über eine konzentrische Sitzringanordnung 4 verbunden ist. Eine freibewegliche Scheibe dient als ein Ventilteller 5, der mit der Sitzringanordnung 4 zusammenwirkt um die Verbindung zwischen dem Einlaß 2 und dem Abzugsauslaß 3 freizugeben oder zu verschließen. Der Ventilteller 5 bewegt sich innerhalb einer Kammer 6. Abgesehen davon, daß der Ventilteller 5 nicht aus einer einfachen, nichtdurchlöcherten Scheibe besteht (wie im folgenden beschrieben wird), weist der Kondensatabscheider 1 eine herkömmliche Konstruktion auf und arbeitet in Übereinstimmung mit den zuvor erläuterten Prinzipien.

Der Ventilteller 5, der in den betrachteten Kondensatabscheider eingesetzt ist, weist einen mehrlagigen Aufbau auf, der aus drei Lagen 5A, 5B u. 5C besteht, welche am Umfang des Ventiltellers miteinander verschweißt sind. Eine mitt­ lere Lage, nämlich die Lage 5B, weist eine Öffnung auf, so daß eine innere Kammer 7 in dem Ventilteller definiert ist. Löcher 8 u. 9 in den äußeren Lagen 5A u. 5C definieren durchlöcherte Abschnitte des Ventiltellers, durch welche ein Flüssigkeitsstrom von einer Seite des Ventiltellers zu des­ sen anderer Seite über die innere Kammer 7 des Ventiltellers stattfinden kann.

Innerhalb der inneren Kammer 7 befindet sich ein formmäßig temperaturabhängiges Teil 10, das aus einer Bimetall-Scheibe besteht, die Löcher 11 in der Nähe ihres Umfangs hat und einen nichtdurchlöcherten zentralen Abschnitt aufweist.

Wenn der Kondensatabscheider 1 kalt ist, nimmt das tempera­ turabhängige Teil 10, nämlich die Bimetall-Scheibe, den in Fig. 1 gezeigten Verformungszustand an. Die Bimetall-Scheibe gibt jedes der Löcher 8, 9 frei, so daß ein Flüssigkeitsstrom von der Kammer 6, in welcher sich der Ventilteller bewegt, zu dem Entladungsauslaß 3 stattfinden kann. In diesem Zu­ stand kann der Dampfwasserableiter in herkömmlicher Weise arbeiten, d. h. wie zuvor beschrieben, jedoch mit der Mög­ lichkeit, daß jedwede Luft, die in der Kammer 6 einge­ schlossen ist, über das Loch 8, die Löcher 11 und das Loch 9 entweichen kann, wie dies durch Pfeile in Fig. 1 angedeutet ist. Insbesondere wird der Ventilteller, wenn dieser auf die Sitzanordnung 4 herabgezogen wird, während die betreffende Anlage hochgefahren wird, automatisch wieder angehoben, und das Entladen des kalten Kondensats und nichtkondensierbarer Bestandteile wird fortgesetzt. Wenn indessen eine Normalbe­ triebstemperatur erreicht ist, schnappt das temperaturab­ hängige Teil 10, nämlich die Bimetall-Scheibe, in die in Fig. 2 gezeigte Position über, in welcher der zentrale nichtdurchlöcherte Abschnitt der Bimetall-Scheibe auf dem Loch 9 in der äußeren Lage 5C des Ventiltellers sitz, wobei er den Entladungsweg 8/7/9 verschließt. Der Kondensatabscheider setzt seinen Betrieb fort, als wäre der Ventilteller 5 nicht durchlöchert.

Es ist ersichtlich, daß der Ventilteller 5 die gleichen äußeren Abmessungen wie ein herkömmlicher, nichtdurchlö­ cherter Ventilteller haben kann und daß keine Änderung der übrigen Teile des Kondensatabscheiders 1 notwendig ist, um den Ventilteller 5 aufzunehmen. Auf diese Weise kann der Ventilteller als Austausch-Ventilteller in einen beste­ henden Kondensatabscheider eingesetzt werden.

Claims (4)

1. Tellerventil für einen thermodynamischen Kondensatabscheider (1) mit einem innerhalb einer Kammer (6) frei beweglichen Ventilteller (5), welcher Ventilteller (5) mit einer Sitzanordnung (4) zusammenwirkt, um eine Verbindung zwischen einem Einlaß (2) und einem Abzugsauslaß (3) freizugeben oder zu verschließen und mit einem Bimetallelement (10), das in Abhängigkeit von der Temperatur in einem ersten Zustand eine Verbindung zwischen der Kammer (6) auf der einen Seite des Ventiltellers (5) und dem Abzugsauslaß (3) auf der anderen Seite des Ventiltellers (5) verschließt und in einem zweiten Zustand diese Verbindung freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (5) eine Innenkammer (7) und mit Löchern (8, 9) versehene Abschnitte aufweist, welche Löcher (8, 9) mit der Innenkammer (7) die Verbindung zwischen der Kammer (6) und dem Abzugsauslaß (3) bilden und daß das Bimetallelement (10) vollständig innerhalb der Innenkammer (7) angeordnet ist, derart, daß das Bimetallelement (10) in dem ersten Zustand eines der Löcher (8, 9) verschließt.

2. Tellerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller einen aus mehreren Lagen (5A, 5B, 5C) gebildeten Aufbau aufweist, wobei eine mittlere Lage (5B) eine Öffnung enthält, um mit den benachbarten, äußeren Lagen (5A, 5C) beiderseits der mittleren Lage (5B) die Innenkammer (7) zu bilden.

3. Tellerventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen (5A, 5B, 5C) des Ventiltellers (5) um den Umfang des Ventiltellers (5) herum miteinander verschweißt sind.

4. Tellerventil nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetallelement (10) eine Scheibe ist, die mit Löchern (11) außerhalb eines nicht durchlöcherten zentralen Abschnitts versehen ist, wobei dieser nicht durchlöcherte zentrale Abschnitt in dem ersten Zustand das eine der Löcher (8, 9) verschließt.