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Dampfwasserableiter. Die Erfindung hat den Zweck, bei der Herstellung
von Dampfwasserableitern die hohlen, aus dünnem Blech bestehenden Schwimmer zu beseitigen,
die unter den gewöhnlich in den Dampfleitungen herrschenden starken Drücken, die
zuweilen 3o bis q.o Atm. erreichen, zerdrückt werden.
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Die Erfindung bezweckt ferner, den Nachteil zu beseitigen, der den
Dampfwasserableitern mit Schwimmer anhaftet und der darin besteht, daß die Öffnung
allmählich entsprechend dem Ansteigen des Wasserstandes und des Schwimmers erfolgt.
Der gemäß der Erfindung ausgebildete Dampfwasserableiter zeigt eine sehr rasche
Eröffnung und einen sehr rascheiz Schluß, so daß Dampfverluste vermieden werden
und eine vollkommene Beseitigung des kondensierten Wassers gesichert wird. Diese
raschen Eröffnungs- und Schließbewegungen haben auch den Vorteil, daß die Bildung
feiner Wasserstrahlen und die verfrühte Abnutzung der Dichtungsflächen vermieden
werden.
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Der gemäß der Erfindung ausgebildete Dampfwasserableiter ist durch
einen beweglichen Behälter gekennzeichnet, der zunächst das Dampfwasser frei ablaufen
läßt, welches sich im Unterteil des Ableiters bis zu einer gewissen Höhe ansammelt;
dieses Wasser wirkt alsdann auf ein Ventil des Behälters ein und schließt es, so
daß der Behälter sich mit Wasser füllt, abwärts sinkt und plötzlich und selbsttätig
das am Unterende des Ableiters befindliche Abflußventil öffnet.
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Die Erfindung erstreckt sich auch auf andere zahlreiche Merkmale,
die weiter unten in ihren verschiedenen Kombinationen beschrieben sind.
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Ein gemäß der Erfindung ausgebildeter selbsttätiger Dampfwasserableiter
ist beispielsweise auf den Zeichnungen dargestellt.
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Abb. i ist ein Schnitt durch den Ableiter nach einer senkrechten Ebene.
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Abb. 2 ist ein Schnitt nach einer wagerechten Ebene. Abb. 3 ist ein
Grundriß des Verbindungshebels zwischen der mittleren Stange des Ableiters und dem
Auslaßventil am Unterende des Ableiters.
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Abb. q. ist ein schematischer Schnitt nach einer senkrechten Ebene
durch einen Teil des Ableiters.
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Abb. 5 bis 7 zeigen schematisch den Ableiter in drei aufeinanderfolgenden
Betriebsstellungen. Abb. 8 ist ein senkrechter achsialer Schnitt durch eine abgeänderte
Ausführungsform. Abb. g und io sind ein senkrechter achsialer Schnitt und ein wagerechter
Schnitt durch eine andere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.
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Abb. ir, 12 und 13 sind drei schematische Schnitte durch diese Ausführungsform
bei drei verschiedenen Betriebsstellungen.
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Der selbsttätige Dampfwasserableiter gemäß Abb. r bis 7 besteht aus
einem zylindrischen Gehäuse r mit einem Deckel 2, der einen Stutzen 3 besitzt, welcher
zum Anschließen des Dampfwasserableiters an die Dampfleitung dient.
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Das zylindrische Gehäuse i besitzt andererseits an seinem Unterende
ein Rohr 5 für den Austritt des kondensierten Wassers.
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Ein beweglicher Behälter 6 ist an dem oberen Teil des zylindrischen
Gehäuses i unterhalb des Stutzens 3 angeordnet, so daß der Behälter das kondensierte
Wasser auffangen kann, das aus dem Rohrstutzen 3 zuströmt.
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Der bewegliche Behälter wird bei seinen senkrecht auf- und abwärts
gerichteten Bewegungen durch Bolzen 7 gesteuert, die in den Deckel 2 eingeschraubt
sind. Diese Bolzen unterstützen an ihren Unterenden eine Tragplatte 8, an der zwei
Schwinghebel 9l und 92 angelenkt sind, deren Oberenden iol, io2 mit dem beweglichen
Behälter 6 mittels Lenker iil, 112 verbunden sind.
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Die Schwinghebel g1, 92 sind andererseits durch Lenker 121, 122 mit
einem ringförmigen Gegengewicht 13 verbunden.
Die Achse jedes
Hebels g1, 92 trägt ein Stirnrad 141, 42, die in Eingriff mit zwei Zahnstangen 151,
152 stehen, die an der Außenoberfläche eines Rohres 16 ausgebildet sind, das in
der Platte 8 verschiebbar ist.
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Dieses Rohr 16, welches durch die Fenster 17 in dass Innere des Gehäuses
Z des Ableiters mündet, trägt an seinem Unterende einen Steuerbolzen 18, der in
die Gabel 1g eines Ventilhebels 2o eingreift. Dieser Hebel 2o ist einerseits bei
21 an einer Laterne 2z, die ihrerseits in dem Rohr 5 befestigt ist, und anderseits
bei 23 an dem Ventil 24 angelenkt, das den Kanal 25 der Laterne 22 steuert.
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Eine Feder 26 ist zwischen dem Ventil 24 und einer Scheibe 27 angeordnet,
die in der Laterne 22 durch den Stift 28 festgehalten wird.
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Eine Welle 45 mit Daumen 46 gestattet, von Hand mittels des Handrades
47 die Gabel 1g des Ventilhebels 2o zu bewegen. Ein beweglicher Bolzen 48 mit gekordeltem
Kopf 49 und Druckfeder 50 greift einerseits in das Gehäuse des Ableiters
und anderseits in das Handrad 47 ein und gestattet, die Welle 45, ihren Daumen 46
und den Ventilhebel 2o in allen gewünschten Stellungen zu sichern.
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Der bewegliche Behälter 6 trägt an seinem Unterende ein Abflußrohr
3o, das frei in dem mit den Zahnstangen 15, 15' versehenen Rohr 16 gleitet. .
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Ein Ventil 31 steuert die obere Mündung des Abflußrohres 3o. Dieses
Ventil wird einerseits durch einen Hebel 32 gesteuert, der bei 33 in einer Verlängerung
34 der Platte 8 angelenkt ist. Dieser Hebel trägt einerseits einen vollen Schwimmer
35 und anderseits ein Gegengewicht 36. Der Schwimmer und das Gegengewicht bewegen
sich in Aussparungen 37 des ringförmigen Gegengewichtes 13.
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Der Hebel 32 ist bei 38 an einer Stange 39 angelenkt, die mit ihrem
Oberende 40 in das Ventil 31 eingreift.
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Der Hebel 32, das Gegengewicht 36 und der Schwimmer 35, die in strichpunktierten
Linien in Abb. 1 dargestellt sind, sind nicht in der Ebene dieser Abbildung angeordnet,
sondern in einer senkrecht hierzu stehenden Ebene, wie dies insbesondere aus Abb.
2 sich ergibt.
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Der vorstehend beschriebene Ableiter wirkt in folgender Weise: Bei
einem Anfangszustand (Abb. 5) befindet sich nur eine kleine, bis zur Linie x-x reichende
Wassermenge im unteren Teil des Ableiters 1; hierbei überwindet das Gewicht des
Schwimmers 35 das Gegengewicht -36. Der Hebel 32 dreht sich in Richtung des Pfeiles
52 um seine Achse 33 und hebt das Ventil 31 an. Infolgedessen gelangt das in der
Rohrleitung befindliche kondensierte Wasser in den Behälter 6 und fließt von hier
frei durch die Rohre 30 und 16 und die Fenster 17 in das Gehäuse 1 des Ableiters
ab.
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Infolgedessen bleibt der Behälter 6 leer und sein Gewicht reicht nicht
aus, um das ringförmige Gegengewicht z3 anzuheben, so daß die verschiedenen Teile
der Vorrichtung genau die in Abb. x angegebene Stellung einnehmen. Das Gegengewicht
13 veranlaßt die Hebel g1, 92 und ebenso die Zahnräder 141, 142, sich in Richtung
der Pfeile 521, 522 zu drehen, so daß diese Zahnräder bestrebt sind, die Zahnstangen
151, 152 und das Rohr 16 in Richtung des Pfeiles 53 zu verschieben. Dieses Rohr
nimmt den Ventilhebel 2o mit, der bestrebt ist, sich im Sinne des Pfeiles 54 um
die Achse 21 zu drehen und infolgedessen das Ventil 24 stark- gegen seinen Sitz
zu drücken.
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Der Abflußkanal 25 für das kondensierte Wasser ist daher geschlossen,
und das Wasser sammelt sich mehr und mehr im Unterteil des Gehäuses 1 des Ableiters
an.
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Der Schwimmer 35 taucht also mehr und mehr in das Wasser ein, und
der archimedische Auftrieb auf den Schwimmer nimmt schließlich zu und vermindert
ständig die Wirkung dieses Schwimmers auf den Hebel 32. Das Gegengewicht
36 erlangt schließlich das Übergewicht und bewirkt eine Drehung des Hebels 32 entgegengesetzt
zur Richtung des Pfeiles 52 ; dieses Gegengewicht führt also das Ventil 31 auf seinen
Sitz zurück. Jeder Wasseraustritt aus dem Behälter 6 wird unterbrochen. Das in der
Rohrleitung kondensierte Wasser gelangt so in den Behälter 6 und sammelt sich dort
allmählich an; dieser Betriebszustand ist in Abb. 6 dargestellt.
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Das Gewicht des Behälters 6 wächst auf diese Weise ständig unter der
Wirkung des kondensierten Wassers; andererseits wird der durch das ringförmige Gegengewicht
13 auf die Lenker 121, r22 ausgeübte Zug infolge des auf dieses Gegengewicht ausgeübten
archimedischen Auftriebes stark vermindert.
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Es tritt ein Augenblick ein, wo das Gewicht des Behälters 6 derart
wirkt, daß es den Zug des Gegengewichtes 13 überwindet. Die Hebel g1, 92 drehen
sich unter der Wirkung dieses Gewichtes um ihre Achsen entgegengesetzt zur Richtung
der Pfeile j21, 52z (Abb. i). Diese Hebel nehmen die Zahnräder 141, 142 mit, welche
die Zahnstangen 151, 152 und das Rohr 16 entgegengesetzt zur Richtung des Pfeiles
53 verschieben. Dieses Rohr nimmt den Ventilhebel2o mit, der sich um die Achse 21
entgegengesetzt zur Richtung des Pfeiles 54 dreht. Dieser Hebel nimmt durch das
Gelenk 23 das Ventil 24 mit, das in der Laterne 22 .in Richtung des Pfeiles 6o gleitet.
Dieses Ventil öffnet infolgedessen den Kanal 25 und gestattet dem am Boden des Ableiters
1 angesammelten Wasser, durch das Rohr 5 aus
dem Ableiter auszufließen.
Abb. 7 läßt diese Bewegung erkennen.
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Wenn eine genügende Wassermenge aus dem Topf i abgeflossen ist, so
taucht der volle Schwimmer 35 nur noch zum Teil in das Wasser ein und erleidet nur
noch einen schwachen archimedischen Auftrieb. Infolgedessen wird das Gewicht des
Schwimmers genügend groß, um das Gegengewicht 36 zu überwinden und den Hebel 32
in Richtung des Pfeiles 52 zu drehen: Dieser Hebel hebt also das Ventil 31 an, wodurch
sogleich der Auslauf des Wassers aus dem Behälter 6 in das Gehäuse i des Ableiters
hervorgerufen wird.
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Der so geleerte Behälter 6 besitzt nur noch ein geringes Gewicht,
so daß das Gegengewicht 13, welches übrigens nur noch einen unbedeutenden archimedischen
Auftrieb erleidet, eine überwiegende Größe annimmt und die verschiedenen Teile des
Ableiters in ihre Stellungen gemäß Abb. i und 5 rasch zurückführt, wobei die Hebel
g1, 92 sich im Sinne der Pfeile 521, 522 drehen und die Zahnstangen i51, 152 und
das Rohr 16 in Richtung des Pfeiles 53 verschieben. Dieses Rohr nimmt durch seinen
Bolzen 18 den Ventilhebel 2o mit und dreht ihn in Richtung des Pfeiles 54, so daß
das Ventil 24 auf seinen Sitz gelangt und von neuem den Kanal 25 absperrt.
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Man sieht, daß die vorstehend beschriebenen Bewegungen sehr rasch
erfolgen. Wenn der Behälter 6 mit Wasser gefüllt entgegengesetzt zur Richtung des
Pfeiles 53 sich abwärts bewegt (Abb.7), so nimmt er überdies eine gewisse Geschwindigkeit
und eine gewisse lebendige Kraft an, wodurch eine rasche Öffnung des Ventils 24
hervorgerufen wird. Ebenso fließt das Wasser aus dem Behälter 6 rasch aus, wenn
das Ventil 31 sich öffnet, so daß der Behälter durch das Gegengewicht 13 rasch aufwärts
bewegt wird und so plötzlich das Ventil 24 schließt; die verschiedenen Teile des
Ableiters gehen alsdann aus den Stellungen gemäß Abb. 7 in die Stellungen gemäß
Abb. 5 über.
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Der vorstehend beschriebene Ableiter sichert also ein sehr rasches
Schließen und Öffnen des Ventils 24. Man vermeidet so jeden Dampfverlust bei dem
Betrieb des neuen Ableiters. Diese raschen Offnungs- und Schließbewegungen haben
auch den Vorteil, daß die Bildung feiner Wasserstrahlen und die vorzeitige Abnutzung
der Dichtungsflächen vermieden wird. Man beseitigt auf diese Weise die Nachteile
der Dampfwasserableiter mit Schwimmer, bei denen die Öffnung des Abflußventils allmählich
und in dem Maße stattfindet, wie das Wasser und der Schwimmer ansteigen.
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In dem Fall, wo der Schwimmer aus dem einen oder anderen Grunde außer
Betrieb gesetzt werden soll, genügt es, das Handrad 47 und die Welle 45 zu drehen
(Abb. i und 2). Diese Welle nimmt den Daumen 46 mit, der auf die Gabel ig des Hebels
2o einen Druck ausübt, wodurch das Ventil 24 geöffnet wird.
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Das Auseinandernehmen des Ableiters ist sehr leicht zu bewirken; es
genügt, das Rohr 5 abzunehmen, um gleichzeitig die Laterne 22 und das Ventil 24
zu entfernen, wobei die Gabel ig alsdann von dem Bolzen 18 frei wird. Alsdann nimmt
man den Deckel 2 ab, der die Bolzen 7, die Platte 8 und die ganze Inneneinrichtung
des Ableiters mit heraushebt; man kann alsdann diese Einrichtung reinigen, prüfen
und gegebenenfalls ausbessern.
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Die von dem Ventil 24 gesteuerte Auslaßöffnung 25 ist stets mit einer
Wasserschicht bedeckt und läßt niemals Dampf austreten. Der volle Schwimmer 35 ist
nämlich in einer solchen Höhe angeordnet, daß bei Öffnung des Ventils 31 noch ein
beträchtlicher Wasserstand oberhalb des Ventils 24 vorhanden ist (Abb. 7). In diesem
Augenblick öffnet sich das Ventil 31, wie dies oben auseinandergesetzt wurde, und
das Wasser, welches aus dem Behälter 6 durch das Ventil abfließt, ersetzt das Wasser,
welches durch das Ventil 24 abfließt, und erhält so den Wasserstand oberhalb dieses
Ventils 24, bis daß der Behälter 6 wieder aufsteigt (Abb. 5) und das Ventil 24 schließt.
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Der einfacheren Darstellung wegen ist angenommen, daß mehrere Merkmale
der Erfindung an einer einzigen Vorrichtung vereinigt sind. Indessen ist zu beachten,
daß die Erfindung sich auf diese verschiedenen Merkmale an sich erstreckt, d. h.
gleichgültig, welches die Kombinationen sind, in denen sie auftreten.
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An der vorstehend beschriebenen Vorrichtung können zahlreiche Abänderungen
vorgenommen werden, auf die sich die Erfindung ebenfalls erstreckt. Abb. 8 zeigt
einen senkrechten Schnitt durch eine dieser abgeänderten Ausführungsformen. Hierbei
ist jeder Hebel g1, 92 durch eine Stange 6o1, 6o2 mit einem Hebel 2o verbunden,
der bei 21 an dem Gehäuse 22 des Ventils 24 angelenkt ist. Dieser Hebel ist andererseits
bei 23 an dem Ventil 24 selbst angelenkt. Das Ventilgehäuse 22 wird von einem Rohr
61 getragen, das in den Deckel 2 eingeschraubt ist und mit einer Ableitung 62 für
das kondensierte Wasser in Verbindung steht.
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Die Vorrichtung gemäß Abb. 8 wirkt in entsprechender Weise, wie die
Vorrichtung gemäß Abb. i bis 7. VA'enn der Behälter 6 entgegengesetzt zur Richtung
des Pfeiles 53 sich abwärts bewegt, nehmen die Hebel g1, g2 bei der Drehung um ihre
Achsen die Lenker 6o1, 6o2 in Richtung des Pfeiles 53 mit. Diese beiden
Stangen
bewirken gemeinsam eine Drehung des Hebels 2o um die Achse 21 in Richtung des Pfeiles
54, wodurch das Ventil 24 geöffnet wird.
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Diese Anordnung hat den Vorteil, daß sie einfacher als diejenige gemäß
Abb. i bis 7 ist. Überdies erleichtert sie wesentlich den Zusammenbau und das Auseinanderrehmen
des Ableiters, denn die ganze Einrichtung einschließlich Ventilgehäuse 2z und Rohr
61 ist an dem Deckel 2 befestigt.
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Die abgeänderte Ausführungsform gemäß Abb. g bis 13 unterscheidet
sich von dem Ableiter gemäß Abb. i bis 7 und von dem Ableiter gemäß Abb. 8 in folgenden
Punkten In den beiden zuerst beschriebenen Ableitern wird die Steuerung des Ventils
24 durch einen Mechanismus gesichert, welcher zwischen dem Ventil und den Hebeln
liegt, welche den Behälter 6 mit seinem Gegengewicht 13 verbinden. Man sieht beispielsweise
in Abb. i, daß dieser zwischengeschaltete Mechanismus die Zahnräder 14', 142, die
Zahnstangen 151, 152, das Rohr 16 usw. umfaßt.
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Die abgeänderte Ausführungsform gemäß Abb. g bis 13 gestattet zunächst,
diese Bewegungsübertragung zu vereinfachen. Bei dieser abgeänderten Ausführungsform
ist der Bewegungshebel 2o des Ventils 24 unmittelbar durch den Bügel 65 mit dem
Gegengewicht 13 verbunden, welches das Gewicht des Behälters 6 ausgleicht. Dieses
Gegengewicht 13 bestimmt also die selbsttätige Öffnung dieses Ventils, sobald der
mit Wasser gefüllte Behälter 6 das Gewicht 13 überwindet und es in Richtung des
Pfeiles 53 anhebt. ' Außerdem wird die Verbindung zwischen dem Gegengewicht 13 und
dem Behälter 6 in folgender Weise erzielt Eine Tragplatte 66 ist auf einem durchlöcherten
Rohr 67 befestigt, das in den Zuführungsstutzen 3 für das kondensierte Wasser eingesetzt
ist. Diese Platte wird zwischen einem Flansch 68 des durchlöcherten Rohres 67 und
dem Decke12 des Ableiters gehalten. Zwei Stützen 7o1, 702 sind auf der Tragplatte
66 befestigt und tragen die Gelenkachsen 711, 712 der beiden schwingenden Hebel
g1, 92. Jeder dieser Hebel endigt an jedem seiner Enden in einem Haken 721, 731
und 722, 732. Der Behälter 6 ist mit dem Haken 721, 722 mittels Ringe 741, 742 und
Haken 751, 752 verbunden; das Gegengewicht 13 ist durch Stangen 761, 762 und Ringe
771, 772 mit den Haken 731, 732 verbunden.
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Jeder der schor ingenden Hebel g1, 92 wirkt so wie ein Wagebalken,
an dessen beiden Enden der Behälter 6 und das Gegengewicht 13 aufgehängt sind.
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Die abgeänderte Ausführungsform gemäß Abb. 9 und io wirkt in
gleicher Weise wie die Ausführungsform des Ableiters gemäß Abb. i bis B. Die drei
Betriebsstellungen sind in den Abb. 11, 12 und 13 dargestellt, die den Abb. 5, 6
bzw. 7 entsprechen. Bei der Stellung gemäß Abb. ii überwindet der Schwimmer 35,
der einen geringen archimedischen Auftrieb erleidet, sein Gegengewicht 36 und hält
das Ventil 31 offen. so daß das Dampfwasser, welches durch die Leitung 3 zugeführt
wird, frei aus dem Behälter 6 austritt und sich im unteren Teil des Ableiters ansammelt;
das Ventil a4 wird durch das Gegengewicht i3 geschlossen gehalten.
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Bei der Stellung gemäß Abb. 12 schließt sich das Ventil 31 unter der
Wirkung des Gegengewichts 36, welches den Schwimmer 35 überwindet, der durch einen
starken archimedischen Auftrieb beeinflußt wird; das Kondenswasser sammelt sich
also in dem Behälter 6 an.
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In der Stellung gemäß Abb. 13 nimmt der mit Wasser gefüllte Behälter
6 ein Gewicht an, welches das Gegengewicht überwindet, das einem starken archimedischen
Auftrieb ausgesetzt ist, so daß dieser Behälter abwärts sinkt und hierbei das Gegengewicht
13 in Richtung des Pfeiles 53 emporhebt. Dieses Gegengewicht öffnet bei seiner Aufwärtsbewegung
das Ventil 24, wodurch der Auslauf des in dem Gehäuse i des Kondenstopfes angesammelten
Wassers hervorgerufen wird.
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Diese Eröffnungsbewegung erfolgt sehr rasch. Man sieht in Abb. g,
daß die Hebelarme der Kraft, die von dem Gewicht des wassergefüllten und an den
Haken 721, 732 der Hebel g1, 92 hängenden Behälters 6 gebildet wird, viel rascher
wachsen als die Hebelarme des Widerstandes, der von dem Gewicht i3 gebildet wird,
welches an den Haken 731, 732 befestigt und um den archimedischen Auftrieb vermindert
ist.
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Diese sehr raschen Eröffnungs- und Schließbewegungen des Ventils 24
sind günstig für eire gute Wirkung des Ableiters, was bereits erläutert worden ist.
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Alle Teile, welche die Inneneinrichtung des Ableiters bilden, und
insbesondere die angelenkten Hebel g1, 92, werden von der Tragplatte 66 und dem
Deckel 2 gehalten, so daß man beim Abnehmen des Deckels gleichzeitig alle diese
Teile entfernt. Diese Anordnung erleichtert also die Reinigung und das Ausbessern
des Dampfwasserableiters.
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Schließlich kanndieabgeänderte Ausführungsform gemäß Abb. g bis 13
in sehr einfacher Weise hergestellt werden, während sie eine sehr sichere Wirkung
besitzt.