DE69928723T2

DE69928723T2 - Kondensatableiter

Info

Publication number: DE69928723T2
Application number: DE69928723T
Authority: DE
Inventors: Michael John Gloucester Brint
Original assignee: Spirax Sarco Ltd
Current assignee: Spirax Sarco Ltd
Priority date: 1998-05-13
Filing date: 1999-05-12
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2019-05-13
Also published as: DE69928723D1; GB9810240D0; EP0957307A3; EP0957307A2; EP0957307B1; JP2000046293A; US6138706A

Description

Die Erfindung betrifft Kondensatfallen.
Die GB-A-2256472 offenbart eine Kondensatfalle mit einer Fallenkammer, welche einen Auslass aufweist, der durch ein Ventil angesteuert wird, und einer Sensorkammer, welche einen Einlass aufweist, wobei die Sensorkammer mit der Fallenkammer durch einen ersten Kanal in Verbindung steht, der sich in die Sensorkammer an einer ersten Mündung in einem oberen Bereich der Sensorkammer erstreckt, und durch einen zweiten Kanal, der sich in die Sensorkammer an einer zweiten Mündung öffnet, welche zweite Mündung in der Sensorkammer auf einem niedrigeren Niveau gelegen ist als die erste Mündung, wobei ein Sensor vorhanden ist, der ein Sensorelement aufweist, das innerhalb der Sensorkammer auf einem Niveau liegt, das nicht niedriger ist als der unterste Teil der zweiten Mündung.
Die Sensorkammer umfasst das Innere einer Röhre mit quadratischem Querschnitt, welche in einen zylindrischen Hohlraum eingepasst ist. Die ersten und zweiten Mündungen werden durch Zwischenräume zwischen den oberen bzw. unteren Enden der Röhre und der Wand des Hohlraums begrenzt. Beim normalen Betrieb der Kondensatfalle enthält die Sensorkammer Kondensat, und so ist das Sensorelement untergetaucht. Wenn ein Lecken über das Ventil auftritt, bewirkt die resultierende Druckdifferenz, dass das Kondensat über das untere Ende der Sensorröhre hinaus und in die Fallenkammer gedrückt wird, mit dem Ergebnis, dass das Sensorelement Dampf ausgesetzt ist und so ein Alarmsignal liefert.
Ein Nachteil der in der GB-A-2256472 beschriebenen Vorrichtung liegt darin, dass die Röhre mit quadratischem Querschnitt ihrerseits eine speziell hergestellte Komponente ist und es komplexe Maßnahmen erfordert, ihr unteres Ende zu lokalisieren. Auch kommunizieren die ersten und zweiten Kanäle mit der Fallenkammer über eine gemeinsame Mündung, was bedeutet, dass es schwierig ist, das Verhältnis zwischen den Strömungsquerschnitten der beiden Kanäle zu kontrollieren. Darüber hinaus tendiert die Kondensatoberfläche in der Sensorkammer dazu, unstabil zu sein, was zu raschen Fluktuationen im Ausgang des Sensor führt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine perforierte Abschirmung in der Sensorkammer im Strömungspfad zwischen dem Einlass und der oder jeder zweiten Mündung bereitgestellt.
Die Abschirmung dient dazu, die Strömung durch den zweiten Kanal zu dämpfen, wodurch eine stabile Kondensatoberfläche in der Sensorkammer aufrechterhalten wird.
Vorzugsweise öffnen sich die ersten und zweiten Kanäle in der Fallenkammer an voneinander getrennten Orten.
Vorzugsweise befindet sich die Sensorkammer in der normalen Ausrichtung der im Gebrauch befindlichen Kondensatfalle direkt unterhalb der Fallenkammer. In einem solchen Fall können sich die ersten und zweiten Kanäle vertikal und unabhängig voneinander zwischen der Sensorkammer und der Fallenkammer erstrecken.
Der Einlass, der Auslass, der erste und der zweite Kanal und die Sensorkammer können als gemeinsamer Körper ausgebildet sein. Eine Kappe kann am Körper gesichert sein, um die Fallenkammer zu begrenzen.
Der Einlass und der Auslass können Kanäle aufweisen, die miteinander ausgerichtet sind und sich an entgegengesetzten Enden des Körpers öffnen, so dass die Kondensatfalle in einer Pipeline installiert werden kann.
Die Sensorkammer kann eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweisen, und wenn der Einlass und der Auslass so ausgerichtete Kanäle aufweisen, kann der Achse der Sensorkammer die gemeinsame Achse der Einlass- und Auslasskanäle unter einem spitzen Winkel schneiden. Die Sensorkammer kann eine Öffnung an ihrem unteren Ende aufweisen, in welcher eine Montageeinheit für den Sensor aufgenommen ist.
Es kann mehr als einen zweiten Kanal geben; bspw. können zwei zweite Kanäle vorhanden sein, die sich an Mündungen öffnen, die auf gegenüberliegenden Seiten der Sensorkammer angeordnet sind.
Für ein besseres Verständnis der Erfindung und um zu zeigen, wie sie ausgeführt werden kann, wird nun beispielhaft auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. In diesen sind:
1 eine Schnittansicht einer Kondensatfalle;
2 eine Draufsicht auf eine Körperkomponente der Falle von 1; und
3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III von 2.
Die in 1 gezeigte Kondensatfalle umfasst einen Körper 2 und eine Kappe 4, welche an den Körper 2 geschraubt ist, um eine Fallenkammer 6 zu schaffen. Der Körper weist einen Einlasskanal 8 und einen Auslasskanal 10 auf. Ein Fallenelement 12 ist innerhalb der Fallenkammer 6 montiert und wirkt mit einem Sitz 14 zusammen, um ein Ventil zu schaffen, das einen Eingang zum Auslasskanal 10 öffnen und verschließen kann.
Eine Sensorkammer 16 ist im Körper 2 ausgebildet. Die Sensorkammer umfasst einen zylindrischen Hauptbereich 16A, einen abgeschrägten Bereich 16B und einen Einlassbereich 16C mit geringerem Durchmesser, in welchen sich der Einlass 8 öffnet. Es ist in 1 zu erkennen, dass sich die Sensorkammer 16 direkt unterhalb der Fallenkammer 6 befindet, wobei die Zentrumslinie X der Sensorkammer die gemeinsame Zentrumslinie Y der Einlass- und Auslasskanäle 8 und 10, die an entgegengesetzten Enden des Körpers 2 austreten, unter einem spitzen Winkel schneidet. Der Schnittwinkel beträgt etwa 55°. Das untere Ende der Sensorkammer 16 weist ein Schraubengewinde 18 auf, welches einen Fitting 20 aufnimmt, um das untere Ende der Sensorkammer 16 zu verschließen. Ein Sensor 22 ist am Fitting 20 gesichert und weist ein Sensorelement 24 auf, welches sich auf der Achse der Sensorkammer 16 befindet.
Eine perforierte Abschirmung 32 befindet sich in der Sensorkammer 16. Die Abschirmung 32 ist zylindrisch und ist durch eine große Anzahl kleiner Löcher perforiert. Die Abschirmung 32 befindet sich zwischen dem abgeschrägten Bereich 16B und dem Sensor 22.
Die Sensorkammer 16 steht mit der Fallenkammer 6 durch einen ersten Kanal 26 und ein Paar zweite Kanäle 28 in Verbindung. Der erste Kanal 26 öffnet sich in den Einlassbereich 16C der Sensorkammer 16 an einer ersten Mündung 26A. Die zweiten Kanäle 28 öffnen sich in den Hauptbereich 16A der Sensorkammer 16 an jeweiligen zweiten Mündungen 28A.
Es ist aus 2 zu erkennen, dass der Körper eine kreisförmige Fläche 30 aufweist, welche die untere Wand der Fallenkammer 6 bildet. Der erste Kanal 26 und die beiden zweiten Kanäle 28 münden in die Fallenkammer 6 an jeweiligen Mündungen 26B und 28B in der Oberfläche 30.
Die erste Mündung 26A, an der sich der erste Kanal 26 in die Sensorkammer öffnet, befindet sich im oberen Bereich der Sensorkammer und ist in der veranschaulichten Ausführungsform ganz an der Spitze der Sensorkammer 16. Die Mündungen 28A, an denen sich die zweiten Kanäle 28 in die Sensorkammer 16 öffnen, befinden sich auf einem niedrigeren Niveau aus die erste Mündung 26A und liegen im unteren Bereich der Sensorkammer 16. Das Sensorelement 24 ist auf einem Niveau ähnlich demjenigen der Mündungen 28A der zweiten Kanäle 28 positioniert, jedoch oberhalb der untersten Extremität jener Mündungen.
Beim normalen Betrieb der Kondensatfalle, die in den Figuren gezeigt ist, tritt Kondensat durch den Einlass 8 in die Falle ein und sammelt sich in der Sensorkammer 16. Wenn sich das Kondensat ansammelt, fällt die Temperatur in der Fallenkammer 6. Das Fallenelement 12 ist temperaturempfindlich, und schließlich bewirkt die fallende Temperatur, dass sich das Fallenelement 12 vom Sitz 14 weg bewegt, wodurch der Auslass 10 geöffnet wird. Der Dampfdruck stromaufwärts der Kondensatfalle zwingt dann das Kondensat durch die Kanäle 26 und 28 in die Fallenkammer 6 und dann durch den Auslass 10. Wenn das ganze Kondensat abgelassen ist, tritt Dampf in die Fallenkammer 6 ein, wodurch die Temperatur erhöht wird und es bewirkt wird, dass das Fallenelement den Sitz 14 wieder verschließt, um das Entkommen von Dampf zu verhindern.
Es ist anzumerken, dass die gesamte Kondensatströmung zwischen dem Einlass 8 und dem zweiten Strömungskanal 28 durch die Perforationen der Abschirmung 32 tritt.
Wenn das Fallenelement 12 nicht zufriedenstellend am Sitz 14 aufsitzt, schließt sich die Falle nicht richtig, und Dampf tritt fortgesetzt aus der Fallenkammer 6 zum Auslass 10 hin aus. Wenn das Leck klein ist, beeinträchtigt es nicht den Aufbau von Kondensat in der Sensorkammer 16, sondern wird durch die Strömung durch den ersten Kanal 26 aufgenommen. Das Sensorelement 24 bleibt deshalb im Kondensat untergetaucht und das Ausgangssignal aus dem Sensor 22 reflektiert den Normalbetrieb.
Wenn das Lecken ernsthaft wird, baut sich ein Druckabfall zwischen der Sensorkammer 16 und der Fallenkammer 6 auf, und dies treibt Kondensat aus der Sensorkammer 16 durch den zweiten Kanal 28 in die Fallenkammer 6. Das Ergebnis davon, fällt das Niveau des Kondensats in der Sensorkammer 16 unterhalb das Niveau des Sensorelements 24, welches nun dem heißen Dampf ausgesetzt ist. Der Sensor 22 generiert deshalb ein Ausgangssignal, welches einen Leckstatus reflektiert, und kann so bewirkten, dass ein Alarm ausgegeben wird.
Der erste Kanal 26 ist bezüglich des Durchmessers in Bezug auf die Kanäle 28 kleiner. Bspw. kann der Durchmesser des Kanals 26 in der Ausführungsform von 4 etwa 3,5 mm betragen. Es hat sich als wünschenswert für das Verhältnis der Strömungsquerschnitte des ersten Kanals 26 und der zweiten Kanäle 28 herausgestellt, wenn es weniger als 50% und vorzugsweise weniger als 25% beträgt.
Beim Betrieb dienen die Perforationen in der Abschirmung 32 dazu, die Strömung durch den zweiten Kanal 28 zu dämpfen, so dass eine stabile Kondensatoberfläche in der Sensorkammer 16 aufrechterhalten wird. Dies vermeidet schnelle Fluktuationen am Ausgang des Sensors 22. Die Abschirmung 32 dient dazu, den Druckabfall zwischen dem Einlass 8 und den zweiten Kanälen 28 zu begrenzen. Dies erhöht die Empfindlichkeit der Vorrichtung, wodurch eine verstärkte Veränderung des Kondensatniveaus in der Sensorkammer 16 erzeugt wird, wenn sich die Falle nicht richtig schließt.
Da die Abschirmung 32 zylindrisch ist, kann sie geeignet gegen die Wand des abgeschrägten Bereichs 16b und gegen den Sensor 22 gesetzt werden, ohne dass eine Modifikation dieser Komponenten erforderlich ist.

Claims

Kondensatfalle, aufweisend eine Fallenkammer (6) mit einem Auslass (10), der durch ein Ventil (12, 14) angesteuert wird, und eine Sensorkammer (16) mit einem Einlass (8), wobei die Sensorkammer (16) mit der Fallenkammer (6) durch einen ersten Kanal (26) in Verbindung steht, wobei sich der Kanal an einer ersten Mündung (26A) in einem oberen Bereich (16C) der Sensorkammer (16) in diese öffnet, sowie durch einen zweiten Kanal (28), der sich in die Sensorkammer an einer zweiten Mündung (28A) öffnet, welche zweite Mündung auf einem niedrigeren Niveau gelegen ist als die erste Mündung (26A), wobei ein Sensor (22) vorhanden ist, der ein Sensorelement (24) aufweist, das innerhalb der Sensorkammer (16) auf einem Niveau liegt, das nicht niedriger ist als der unterste Teil der zweiten Mündung (28A), dadurch gekennzeichnet, dass eine perforierte Abschirmung (32) in der Sensorkammer (16) im Strömungspfad zwischen dem Einlass (8) und der oder jeder zweiten Mündung (28A) vorhanden ist.
Kondensatfalle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste und der zweite Kanal (26, 28) in die Fallenkammer an voneinander getrennten Orten öffnen.
Kondensatfalle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorkammer (16) beim normalen Gebrauch der Kondensatfalle direkt unterhalb der Fallenkammer (6) gelegen ist.
Kondensatfalle nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (8), der Auslass (10), der erste und der zweite Kanal (26, 28) und die Sensorkammer (16) in einem gemeinsamen Körper (2) vorhanden sind.
Kondensatfalle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorkammer (16) eine Ausnehmung im Körper (2) aufweist, wodurch der Körper (2) die Wand der Sensorkammer (16) bildet, wobei die ersten und zweiten Mündungen (26A, 28A) in der Wand der Sensorkammer (16) vorhanden sind.
Kondensatfalle nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (2) einen Oberflächenbereich (30) aufweist, welcher durch eine Kappe (4) eingeschlossen ist, die auf den Körper (2) montiert ist, um die Fallenkammer (6) zu begrenzen, wobei sich die ersten und zweiten Kanäle (26, 28) an jenem Oberflächenbereich (30) in die Fallenkammer (6) öffnen.
Kondensatfalle nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (8) und der Auslass (10) Einlass- und Auslasskanäle aufweisen, welche miteinander ausgerichtet sind, wobei die Sensorkammer (16) im Wesentlichen zylindrisch ist und mit ihrer Achse (X) so ausgerichtet ist, dass sie die gemeinsame Achse (Y) der Einlass- und Auslasskanäle unter einem spitzen Winkel schneidet.
Kondensatfalle nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung (32) in der Sensorkammer (16) so positioniert ist, dass die gesamte Strömung vom Einlass (8) zu dem oder jedem zweiten Kanal (28A) durch die Abschirmung (32) verläuft.
Kondensatfalle nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung (32) zylindrisch ist, wobei das Sensorelement (24) innerhalb der Abschirmung (32) liegt.
Kondensatfalle nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der minimale Querschnittsbereich des ersten Kanals (26) nicht größer ist als 50% des Querschnittsbereichs des zweiten Kanals (28) oder des vereinigten Querschnittsbereichs der zweiten Kanäle (28).
Kondensatfalle nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der minimale Querschnittsbereich des ersten Kanals (26) nicht größer ist als 25% der Querschnittsfläche des zweiten Kanals (28) oder des gesammelten Querschnittsbereichs der zweiten Kanäle (28).