DE3532893A1 - Messer zum integrieren der arbeitszeit eines kondenstopfes - Google Patents

Messer zum integrieren der arbeitszeit eines kondenstopfes

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Wartung eines Kondenstopfes und mehr insbesondere auf einen Messer zum Integrieren der Arbeitszeit dieses Kondenstopfes.
Ein Kondenstopf ist ein Ventil zum automatischen Abführen von Kondensat aus einem Dampfförderrohr oder einem Apparat, in dem Dampf angewendet wird. Ein Versagen führt of zu einem ernsten Unfall oder zu Verlusten.
Wenn das Ventil sich nicht öffnet, wird das angesammelte Kondenswasser oder die Dampffühlung in einem Forderrohr oder einem Apparat, in dem Dampf angewendet wird, zu der Erscheinung von Wasserschlag oder einer Verminderung der Wirkung des Apparats führen, mit als Resultat die Fabrikation weniger guter Produkte. Wenn das Ventil sich nicht schliesst, verursacht dies das Ausströmen einer grossen Dampfmenge.
Der Wartung des Kondenstopfes muss also grosse Sorgfalt gewidmet werden. Es ist üblich, dass der Kondenstopf in regelmässigen Zwischenräumen kontrolliert wird unter Anwendung von z.B. einem Stethoskop, einem Vibrometer oder einem Thermometer, wobei eine Liste der Untersuchungsresultate angelegt wird. Ein Kondenstopf, der sich an einer sehr wichtigen Stelle befindet, ist in der Nähe des Auslasses mit einem Kontrollglas zur visuellen untersuchung der inneren Strömung versehen.
Es ist auch gebräuchlich, dass ein Umlauf oder ein By-pass zwischen der Stromaufwärtsseite und der Stromabwärtsseite eines Kondenstopfes vorgesehen wird, und dass Ein- und Ausventile an den Enden des Umlaufs vorhanden sind, so dass, wenn der Kondenstopf versagt, Kondensat über den Umlauf abgeführt werden kann, während der Kondenstopf dann gegen einen neuen ausgewechselt werden kann.
Für die Kontrolle des Kondenstopfes kann man sich lediglich auf das wohlerwogene Urteil eines Fachmannes verlassen, was viel Zeit in Anspruch nimmt.
Die für die Wartung eines Kondenstopfes erforderliche Zeit kann dadurch erspart werden, dass man entweder die Lebensdauer desselben schätzt und ein Schema zur kontrolle oder zum Ersatz aufstellt, oder aber ein zuverlässigeres Produkt nimmt.
Die Lebensdauer eines Kondenstopfes lässt sich jedoch nicht leicht bestimmen, und zwar nicht nur, weil es verschiedene Typen desselben gibt, sondern auch weil diese Bestimmung von den Umständen abhängig ist, unter denen der Kondenstopf angewendet wird (z.B. Dampfdruck, Wasserqualität und Arbeitsbedingungen des Apparats, in dem der Dampf angewendet wird. Es ist notwendig, dass die wirkliche wirksame Zeit jedes gesonderten Kondenstopfes an der Anordnungsstelle gemessen wird. Dies erfordert jedoch viel Arbeit. Es ist wichtig, dass ein Messer entwickelt wird, der leicht anwendbar und preisgünstig ist. Der Messer muss die wirkliche Arbeitszeit eines Kondenstopfes integrieren können.
Weil ein Kondenstopf während der Anwendung Dampf und heisses Kondenswasser enthält, ist es möglich, die Arbeitsbedingungen zu bestimmen, wenn die Temperatur desselben oder die Temperatur der Rohrleitung stromaufwärts oder stromabwärts bestimmt wird.
Die Aufgabe der Erfindung ist die Verschaffung eines einfachen Messers, der die wirksame Zeit eines Kondenstopfes integrieren kann durch die Bestimmung der Temperatur desselben oder der der Rohrleitung stromaufwärts oder stromabwärts davon und die Bestimmung der Zeit, während welcher der Kondenstopf oder die Rohrleitung eine hohe Temperatur hat.
Gemäss der Erfindung wird dieser Zweck erreicht durch einen Messer, bestehend aus:
a) einem Gerät zum Integrieren der Zeit der Leistungszufuhr, gebildet durch ein transparentes Gefäss mit einem Elektrolyten zwischen zwei Quecksilbersäulen, über welche eine Gleichspannung gesetzt wird für das elektrolytische Niederschlagen von Quecksilber der einen Säule auf die andere, wobei der Abstand der resultierenden Verschiebung des Elektrolyten die Zeit der Leistungszufuhr angibt, und aus einem Thermoelement, das mit diesem Gerät verbunden ist; wobei
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b) das Gerät und die Standardverbindung des Thermoelementes in einem Kasten angeordnet sind, der thermisch isoliert ist in bezug auf die Temperaturmessverbindung des Thermoelementes;
c) der Messer in dem Kondenstopf oder der Rohrleitung stromaufwärts oder stromabwärts davon derart montiert ist, dass die temperatur-messende Verbindung des Thermoelementes sich innerhalb des Kondenstopfes oder der Rohrleitung oder in der Nähe der Oberfläche des Kondenstopfes oder der Rohrleitung befindet.
Der Messer arbeitet in der nachstehenden Weise.
Die temperatur-messende Verbindung (warme Verbindung) des Thermoelementes befindet sich innerhalb des Kondenstopfes oder der Rohrleitung stromaufwärts oder stromabwärts davon oder in der Nähe der Oberfläche des Kondenstopfes oder der Rohrleitung und erreicht die Temperatur dieser Stelle. Die Standardverbindung (kalte Verbindung) ist thermisch in bezug auf die wärme Verbindung isoliert und wird auf Umgebungstemperatur gehalten. Dadurch wird eine elektromotorische Kraft erzeugt als Resultat des 'Seebeck'-Effektes und diese verursacht eine Gleichspannung, die über die zwei Quecksilbersäulen in dem integrierenden Gerät entsteht.
Dieser elektrische Strom verursacht den elektrolytischen Niederschlag von Quecksilber der einen Säule, die mit positiver Elektrizität geladen ist, auf die andere, die mit negativer Elektrizität geladen ist über den Elektrolyten, wodurch eine Änderung der Stellung des Elektrolyten von der negativ geladenen Säule nach der positiv geladenen Säule entsteht. Diese Stellungsänderung kann durch die Wand des transparenten Gefässes wahrgenommen werden.
Der Abstand einer derartigen Verschiebung des Elektrolyten ist proportional zu dem Wert des elektrischen Stromes, der in Ströming versetzt wird. Die elektromotorische Kraft des Thermoelementes wird wesentlich grosser im Verhältnis zu dem Unterschied in Temperatur zwischen der warmen und der kalten Verbindung.
Je höher die Temperatur des Kondenstopfes oder der Rohrleitung ist, desto stärker ist die elektromotorische Kraft die dann entwickelt wird, weil die kalte Verbindung auf Umgebungstemperatur gehalten wird. Es wird daher eine
Änderung der Stellung des Elektrolyten stattfinden, wenn der Kondenstops arbeitet und nicht, wenn dieser nicht arbeitet. Weil jeder Kondenstopf immer bei einer im wesentlichen gleichen Temperatur arbeitet oder bei einer Temperatur, die sich gemäss einem bestimmten Muster ändert, ist der Abstand der Verschiebung des Elektrolyten zu der wirksamen Zeit des Kondenstopf es proportional.
Die Erfindung ergibt eine Anzahl spezieller Effekte.
Die Kombination des elektrolytischen Geräts und des Thermoelementes kann billig hergestellt werden, weil kein Schaltkreis für die Bestimmung, ob der Kondenstopf arbeitet oder nicht arbeitet, notwendig ist.
Der Messer gemäss der Erfindung lässt sich leicht handhaben weil der heisse Dampf als Quelle für elektrische Energie angewendet wird und keine gesonderte Kraftquelle erforderlich ist.
Wenn der Druck des Dampfes ansteigt, hat der Kondenstopf oder die Rohrleitung eine höhere Temperatur und das Thermoelement entwickelt eine grössere elektromotorische Kraft, die zu einer schnelleren Verschiebung des Elektrolyten führt. Je höher der Dampfdruck ist, desto kurzer ist die Lebensdauer des Kondenstopfes. Es ist also möglich, die Lebensdauer des Kondenstopfes etwa zu schätzen an Hand des Abstandes der Verschiebung des Elektrolyten, ohne dass dabei der Dampfdruck berücksichtigt werden muss.
Der Elektrolyt bewegt sich nicht, wenn der Kondenstopf Kondenswasser sammelt und eine niedrige Temperatur hat, weil dieser sich dann nicht öffnet, aber bewegt sich schnell bei einem Dampfleck und hat eine hohe Temperatur wenn dieser sich nicht schliesst. Wenn der Verschiebungsabstand in regelmässigen Zeiträumen gemessen wird, ist es also möglich, jeden Fehler in dem Kondenstopf zu entdecken und die Lebensdauer etwa zu schätzen auf Grund der Neigung, die der Elektrolyt in bezug auf den Verschiebungsabstand hat.
Die Erfindung wird jetzt an Hand einiger Beispiele besprochen.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Schema des Prinzips der Wirkung eines zeit-integrierenden Messers gemäss der Erfindung;
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Fig. 2 eine Seitenansicht der Anordnung des Integriermessers, und die Figuren 3-9 Seitenansichten, teilweise im Schnitt, verschiedener Ausführungsformen.
Gemäss Fig. 1 besteht ein elektrolytisches Gerät 101 zum Integrieren der Zeit zum Zuführen von Leistung aus einem transparenten zylindrischen gläsernen Gefäss 102 mit einem Elektrolyten 105, der sich zwischen zwei Quecksilbersäulen 103 und 104 befindet. Die gegenüberliegenden Enden des Gefässes 102 sind durch elektrisch leitende Anschlüsse 106 und 107 abdichtend abgeschlossen.
Ein Thermoelement 116 umfasst zwei Drähte 113 und 114 verschiedener Leitfähigkeit, die an einem Ende 112 verbunden sind, welches Ende die Temperaturmess verbindung (warme Verbindung) bildet. Die anderen Ende der Drähte 113 und 114 sind duch Verbindungsdrähte 108 und 109 mit den Anschlüssen 106 bzw. 107 des Gerätes 101 verbunden. Die Verbindungen 111 und 115 zwischen den Drähten des Thermoelementes und den kompensierenden Drähten bilden Standardverbindungen (kalte Verbindungen). Der so gebildete elektrische Kreis umfasst einen Widerstand 110 für die Zufuhr eines geeigneten elektrischen Stroms zu dem Gerät 101.
Die wärme Verbindung 112 befindet sich in dem hohen Temperaturgebiet, d.h. auf einem Kondenstopf, wie noch beschrieben werden wird, während die kalten Verbindungen 111 und 115 auf Umgebungstemperatur gehalten werden. Weil das Gerät 101 in einem verhältnismässig niedrigen Temperaturgebiet angewendet wird, befinden sich dieses und die kalten Verbindungen 111 und 115 in einem Gebiet, das von der warmen Verbindung 112 thermisch isoliert ist.
Als Folge des 'Seebeck'-Effektes entwickelt das Thermoelement 116 eine thermoelektrische, elektromotorische Kraft, die von dem Temperaturunterschied zwischen der warmen Verbindung 112 und den kalten Verbindungen 111 und 115 abhängig ist, wodurch eine Gleichspannung über die Anschlüsse
106 und 107 des Geräts 101 entsteht. Wenn der Anschluss 106 positiv und der Anschluss 107 negativ ist, wird Quecksilber von der Säule 104 in der Nähe des Anschlusses 106 auf die Säule 103 in der Nähe des Anschlusses
107 niedergeschlagen in einem Mass, das zu dem angelegten Spannung proportional ist. Als Resultat wird der Elektrolyt 105 sich nach dem Anschluss 107 verschieben (nach rechts in Fig. 1). Diese Verschiebung
ist durch die Wand des transparenten Gefässes 102 sichtbar. Die Anordnung der Anlage geht aus Fig. 2 hervor.
Kondenswasser, das sich in einer Dampfforderrohrleitung oder in einem Apparat, bei dem Dampf angewendet wird, bildet und das nicht wiedergegeben ist, wird in dem Kondenstopf 201 über ein stromaufwärtiges Rohr 202 gesammelt und fliesst über ein stromabwärtiges Rohr 203 in eine nicht wiedergegebene Abfuhr. Der Kondenstopf 201 ist ein Kondenstopf des Scheibentyps.
Ein Messer 204, 205 oder 206 zum Integrieren der wirksamen Zeit des Kondenstopf es gemäss der Erfindung ist derart angeordnet, dass die wärme Verbindung 207, 208 oder 209 sich in dem stromaufwärtigen Rohr 202, dem Kondenstopf 201 oder in dem stromabwärtigen Rohr 203 oder aber in der Nähe der Oberfläche davon befindet. Die kalte Verbindung 210, 211 oder 212 ist derart angeordnet, dass diese auf Umgebungstemperatur gehalten werden kann.
Wenn der Kondenstopf ausser Betrieb ist oder sich nicht öffnet, ist dessen Temperatur und die des stromaufwärtigen Rohres 202 niedrig, während das Übrige eine höhere Temperatur hat. Der Messer 204 auf dem stromaufwärtigen Rohr 202 oder der Messer 205 auf dem Kondenstopf 201 integriert die wirkliche wirksame Zeit des Kondenstopfes 201 fast genau.
Die wirksame Zeit des Kondenstopfes wird integriert, sogar wenn dieser sich nicht schliesst und ein Dampfleck verursacht. Dies is nicht notwendigerweise unerwünscht, weil dadurch die Lebensdauer des Kondenstopfes bestimmt werden kann, die durch eine solche Störung gekürzt wird. In einem solchen Fall wird die abnorme Vergrösserung der Verschiebung des Elektrolyten angeben, dass ein solcher Fehler in dem Kondenstopf entstanden ist.
Die Temperatur des stromabwärtigen Rohres 203 ist ein guter Index der Wirkung des Kondenstopfes 201. Weil ein Kondenstopf des Scheibentyps sich intermittierend öffnet und schliesst, zeigt der Integriermesser 206 in dem stromabwärtigen Rohr 203 die Zwischenzeiten der Wirkung des Topfes und ermöglicht eine richtigere Schätzung der Lebensdauer. Wenn ein grosser Gegendruck Ansammlung von Dampf und Kondenswasser in dem stromabwärtigen Rohr 203 verursacht, ändert sich die Temperatur so langsam, dass der Messer die Arbeitszeit des Kondenstopfes 201 nicht mehr genau
wiedergibt.
Gemäss Fig. 3 ist der Messer nach der Erfindung mit einem Rohr 301 stromaufwärts oder stromabwärts des Kondenstopfes mittels eines Metallbandes 302 verbunden. Ein Kasten 303 hat die Form eines Stabes, wobei ein Ende (das rechte Ende in Fig. 3) einen langgedehnten Hohlraum aufweist zum Aufnehmen eines Gerätes zum Integrieren der Zeit der Leistungszufuhr, bestehend aus einem Glasrohr 304 mit Elektrolyten zwischen den zwei Quecksilbersäulen 305, der kalten Verbindung des Thermoelementes und der Komponenten des elektrischen Kreises. Der Hohlraum ist durch eine Glasplatte 306 abgedeckt. Dieser Teil wird bei jedem der weiteren Beispiele auch als Gerätteil bezeichnet werden.
Der Kasten 303 ist an der Aussenseite an seinem anderen Ende mit Schraubengewinde versehen. Das Band 302 hat Enden 308, die dicht zueinander gebracht sind, und ist fest um das Rohr 301 gezogen.
Der Kasten 303 hat eine innere Bohrung, in welche sich die Thermoelementdrähte 309 befinden. Die warme Verbindung des Thermoelementes befindet sich möglichst nahe dem Rohr 301, und der Kasten 303 ist dünn oder lang genug, oder aus einem Material mit einer niedrigen thermischen Leitfähigkeit gebildet, so dass der Gerätteil möglichst gut auf Umgebungstemperatur gehalten werden kann. Das Band 302 hat einen Innendurchmesser, der etwas grosser als der Aussendurchmesser des Rohres 301 ist. Gesonderte Teile zum Anziehen des Bandes 302 sind nicht erforderlich, weil das Schraubengewinde-Ende des Kastens 303 als Zugschraube dient.
Der Messer gemäss der Erfindung nach Fig. 4 umfasst einen Kasten 405, der stromaufwärts oder stromabwärts des Kondenstopfes unter Zwischenschaltung zweier halbkreisförmiger Teile 402 und 403 an einem Rohr 401 befestigt ist. Der Kasten 405 hat im allgemeinen die Form eines Stabes mit an dem Unterende einem Flansch 407, der zwischen dem Rohr 401 und dem halbkreisförmigen Teil 403 festgehalten wird. Die halbkreisförmigen Teile 402 und 403 werden durch zwei Bolzen 404 um das Rohr 401 gezogen.
Der Kasten 405 umfasst an dem Oberende einen Gerätteil 406 und hat eine axiale Bohrung, in welche die Thermoelementdrähte 408 aufgenommen sind.
Wenn die halbkreisförmigen Teile 402 und 403 dick genug sind, liefern sie eine grössere Zugkraft als das Band gemäss Fig. 3.
Ein anderer Bandtyp 502 gemäss Fig. 5 wird zur Befestigung eines Integriermessers gemäss der Erfindung an einem Rohr 501 stromaufwärts oder stromabwärts des Kondenstopfes benutzt. Das Band 502 ist mit einem Ende mit dem Boden des Zugorgans 506 verschweisst und das andere Ende erstreckt sich durch einen Schlitz 507 in dem Zugorgan 506 und wird durch das Unterende des Kastens 503 festgehalten, das mittels Gewinde mit dem Zugorgan 506 zusammenarbeitet.
Der Kasten 503 umfasst an dem oberen Ende ein Gerätteil 504 und hat eine axiale Bohrung, in welche die Thermoelementdrähte 505 liegen.
Das Band 502 lässt sich leicht handhaben, weil dieses in bezug auf den Aussendurchmesser des Rohres 501 eine grosse Freiheit hat, und wird von Hand um das Rohr 501 angeordnet.
Gemäss Fig. 6 ist eine Schraubenfeder 604 zwischen dem Gerätteil 605 eines Integriermessers gemäss der Erfindung und einem Organ 603 zur Befestigung der warmen Verbindung der Thermoelementdrähte 606 verbunden. Ein Magnet 602 ist an dem Befestigungsorgan 603 angeordnet und wird magnetisch am Kopf eines Kondenstopfes 601 des Schwimmertyps festgehalten.
Die Anwendung des Magneten erleichtert das Montieren des Messers auf einem bestimmten Gegenstand, wenn dieser aus magnetischem Material besteht. Die Schraubenfeder 604 ist ein guter thermischer Isolator zwischen der warmen Verbindung der Thermoelementdrähte 606 und dem Gerätteil 605.
Der Gerätteil 703 gemäss Fig. 7 eines Integriermessers gemäss der Erfindung ist aufgehängt mit einem dünnen Draht 705 an einem Haken 704, der um das Rohr 702 befestigt ist, stromaufwärts oder stromabwärts des Kondenstopfes 701. Die warme Verbindung 707 der Thermoelementdrähte 706 ist an dem Kopf des Hakens 704 befestigt.
Das Aufhängen des Geräts durch einen Draht 705 erleichtert das Montieren und bildet gleichfalls eine gute thermische Isolation.
Kondenstöpfe gemäss Fig. 8, insbesondere vom mechanischen Typ, werden mit
wärmeisolierendem Material überzogen. Fig. 8 zeigt eine geeignete Ausführungsform für solche Kondenstopfe.
Eine wärmeisolierende Bekleidung für einen Kondenstopf 801 des Schwimmertyps umfasst ein wärmeisolierende Material 803 und eine Aussenverkleidung 802. Ein Messer zum Integrieren der wirksamen Zeit des Kondenstopfes umfasst einen im wesentlichen stabförmigen Kasten 805 mit einem Gerätteil 804 an dem Oberende. Der Kasten 805 hat Aussengewinde an dem Unterende, das mit der Aussenflache der wärmeisolierenden Bekleidung verbunden ist, und steht mit der Fläche des Kondenstopfes 801 in Kontakt. Der Kasten 805 weist eine axiale Bohrung auf, in welche die Thermoelementdrähte 806 sich befinden.
Die wärmeisolierende Bekleidung wird zum Montieren des Messers gebraucht und beseitigt die Notwendigkeit der Benutzung gesonderter Montageteile. Die Bekleidung gewährleistet, dass der Gerätteil in der Nähe der Umgebungstemperatur gehalten wird.
Ein Integriermesser gemäss der Erfindung nach Fig. 9 umfasst einen Kasten 902, der mit Schraubengewinde gasdicht an einer T-Verbindung 905 angeordnet ist, die an einem Rohr stromaufwärts oder stromabwärts eines Kondenstopfes befestigt ist. Der Kasten 902 hat im wesentlichen die Form eines Stabes und umfasst einen Gerätteil 901 an dem Oberende. Der Kasten 902 hat eine axiale Bohrung, in welche die Thermoelementdrähte 903 liegen.
Der Kasten 902 ist an seinem Unterende mit einem Bolzen 904 versehen, der mittels Schraubengewinde mit dem T-Teil 905 verbunden ist. Der Bolzen 904 ragt mit dem Unterende in einen Fluidumdurchgang in dem T-Teil 905, und die warme Verbindung der Thermoelementdrähte 903 befindet sich in dem vorstehenden Ende des Bolzens 904.
Durch diese Konstruktion ist es möglich, dass das Thermoelement die Temperatur des Fluidums in der Rohrleitung mit einem hohen Empfindlichkeitsmass bestimmt.

Claims (1)

13. Sept. 1985 36 289 B
TLV Co., Ltd., Hibiya Kokusai Bldg., 8F, 2-3, Uchisaiwai-cho 2-chome, Chiyoda-ku, Tokyo, 100 Japan
'Messer zum Integrieren der Arbeitszeit eines Kondenstopfes'
/\. Messer zum Integrieren der Arbeitszeit eines Kondenstopfes, bestehend aus einem Gerät zum Integrieren der Zeit der Leöstungszufuhr, gebildet durch ein transparent Gefäss mit einem Elektrolyten zwischen zwei Quecksilbersaulen, über welche eine Gleichspannung gesetzt wird für das elektrolytische Niederschlagen von Quecksilber der einen Säule auf die andere, wobei der Abstand der resultierenden Verschiebung des Elektrolyten die Zeit der Leistungszufuhr angibt, und aus einem Thermoelement, das mit diesem Gerät verbunden ist, welches Gerät und die kalte Verbindung dieses Thermoelementes in einem Kasten angeordnet sind, der thermisch isoliert ist in bezug auf die wärme Verbindung dieses Thermoelementes, welcher Messer in dem Kondenstopf oder in der Rohrleitung stromaufwärts oder stromabwärts desselben montiert ist und zwar derart, dass die warme Verbindung sich innerhalb dieses Kondenstopfes oder dieser Rohrleitung befindet oder auf oder in der Nähe der Oberfläche des Kondenstopfes oder der Rohrleitung.
DE3532893A 1984-09-19 1985-09-14 Gerät zum Integrieren der wirksamen Arbeitszeit eines Kondenstopfes unter Berücksichtigung der Temperaturen des Kondenstopfes sowie der an den Kondenstopf stromaufwärts und stromabwärts angeschlossenen Rohre Expired - Fee Related DE3532893C2 (de)

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