Dampfwasserableiter hoher Leistung Zusatz zum Patent 941910
Dampfwasserableiter,
bei denen ein durch ein Steuerorgan, insbesondere durch einen Schwimmer, Thermostat,
Elektromagnet od. dgl., in Abhängigkeit vom Wasserzufluß gesteuertes Abflußorgan
parallel zu einem weiteren Abflußorgan mit selbsttätig nicht veränderlichem starrem
Ausflußquerschnitt geschaltet ist, sind bekannt. Dabei soll nach Möglichkeit das
zweite, selbsttätig nicht bewegte Abflußorgan das im Dauerbetrieb anfallende Wasser
ableiten, während das erste mit selbsttätig bewegten Teilen arbeitende Abflußorgan
zwecks Verringerung des Verschleißes nur bei abnormal großem Wasseranfall in Tätigkeit
treten soll, also beispielsweise bei Inbetriebsetzen der noch kalten Dampfanlage.
Das Hauptpatent 941 gro betrifft einen Dampfwasserableiter, bei dem das durch das
Steuerorgan selbsttätig bewegte Abflußorgan mit dem weiteren Abflußorgan mit selbsttätig
nicht veränderlichem starrem Ausflußquerschnitt derart kombiniert ist, daß der AbfluB
aus beiden Abflußorganen durch die gleiche zwischen Ableitergehäuse und Austrittsstutzen
vorgesehene Öffnung erfolgt.Steam water drains high performance Addition to patent 941 910 Steam water drains, in which an outflow device controlled by a control device, in particular a float, thermostat, electromagnet or the like, depending on the water inflow, is connected in parallel to another outflow device with an automatically invariable rigid outflow cross-section, are known. If possible, the second, automatically not moving drainage element should drain the water that accumulates in continuous operation, while the first drainage element, which works with automatically moving parts, should only come into operation in order to reduce wear and tear, for example when the steam system is still cold. The main patent 941 gro relates to a steam water drain, in which the drainage element, which is automatically moved by the control element, is combined with the other drainage element with an automatically unchangeable rigid outlet cross-section in such a way that the drainage from both drainage elements takes place through the same opening provided between the drainage body and the outlet connection.
Wenn derartige Dampfwasserableiter unter hohem Betriebsdruck stehen,
so sind in beiden Fällen von dem Steuerorgan (Schwimmer, Thermostat od. dgl.) erhebliche
Kräfte aufzubringen, um die durch den Betriebsdruck auf die wirksame Fläche der
selbsttätig gesteuerten Absperrorgane (Düsennadel, Kolben od. dgl.)
ausgeübte
Kraft zu überwinden. Dadurch werden diese Steuerorgane hoch beansprucht und ihre
Betriebssicherheit und Lebensdauer entsprechend beeinträchtigt, oder aber es müssen
kostspielige Mittel aufgewendet werden, um die Steuerorgane solchen Beanspruchungen
entsprechend auszubilden. Auch kann der Einfluß des Betriebsdruckes unerwünscht
die Charakteristik des Steuerorgans beeinflussen.If such steam traps are under high operating pressure,
so in both cases of the control member (float, thermostat or the like.) Significant
To apply forces to the effective area of the by the operating pressure
automatically controlled shut-off devices (nozzle needle, piston or the like)
practiced
Strength to overcome. As a result, these control organs are highly stressed and theirs
Operational safety and service life are impaired accordingly, or else they have to
Costly funds are expended to control the controls of such strains
to train accordingly. The influence of the operating pressure can also be undesirable
affect the characteristics of the control organ.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die selbsttätig gesteuerten Absperrorgane
vom Betriebsdruck ganz oder teilweise zu entlasten, wobei Maßnahmen zur Anwendung
kommen können, die an sich bei ähnlichen Einrichtungen, z. B. bei Ventilen als Doppelsitzventile,
bekannt sind.According to the invention it is proposed that the automatically controlled shut-off devices
to relieve of the operating pressure in whole or in part, taking measures to apply
may come, which in itself at similar facilities, z. B. for valves as double seat valves,
are known.
In Abb. z ist ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Der
Dampfwasserableiter enthält einen Eintrittsstutzen A, Austrittsstutzen B, Gehäuse
C und als Steuerorgan einen Thermostaten D, im Beispiel bestehend aus einem Bimetallstreifen.
Das kombinierte Abflußorgan besteht in diesem Beispiel aus den beiden in Ausflußrichtung
konisch verjüngten Düsennadeln J' und J", die durch die Spindel
Q starr miteinander verbunden sind, und aus den beiden Abflußorganen mit
starrem Querschnitt, den Sitzbüchsen H' und H", die sich beide in Ausflußrichtung
düsenförmig erweitern. Um eine Entlastung vom Betriebsdruck zu erreichen, ist der
äußere Durchmesser beider Düsennadeln J' und J" sowie der lichte Durchmesser beider
Absperrorgane H' und H" jeweils gleich groß. Durch den Betriebsdruck
werden also Flächen gleichen Querschnitts an den bewegten Teilen belastet, die beiderseits
Kräfte gleicher Größe in entgegengesetzte Richtung ausüben, welche von der verbindenden
Spindel Q aufgenommen werden und somit das Steuerorgan D nicht beeinflussen.An exemplary embodiment is shown schematically in Fig. Z. The steam trap contains an inlet nozzle A, outlet nozzle B, housing C and, as a control element, a thermostat D, in the example consisting of a bimetallic strip. The combined drainage element in this example consists of the two nozzle needles J ' and J " which are conically tapered in the outflow direction and which are rigidly connected to one another by the spindle Q , and the two drainage elements with a rigid cross-section, the seat bushings H' and H", which are both expand like a nozzle in the outflow direction. In order to achieve relief from the operating pressure, the outer diameter of both nozzle needles J 'and J "and the clear diameter of both shut-off devices H' and H" are each the same size. The operating pressure thus loads areas of the same cross section on the moving parts, which on both sides exert forces of the same magnitude in opposite directions, which are absorbed by the connecting spindle Q and thus do not affect the control element D.
Die Düsennadeln sind in Schließstellung gezeichnet, die geöffnete
Stellung ist strichpunktiert angedeutet. Ein einstellbarer Anschlag K, gegen den
die nach der einen Seite über die Düsennadel J" verlängerte Spindel Q stößt, verhindert,
daß ein Hub über die Abschlußstellung hinaus bzw. eine Drosselung über einen gewünschten
kleinsten Querschnitt hinaus erfolgt. Nach Durchströmen der Abflußorgane J' bzw.
J" und H' bzw. H" fließt das Dampfwasser durch die Kanäle R' bzw.
R" zum Abflußstutzen B. Der Erfindungsgedanke ist jedoch in gleicher Weise auch
bei Durchfluß in umgekehrter Richtung anwendbar. Auch ist es möglich, daß der Angriff
des Steuerorgans nicht, wie dargestellt, zwischen den Düsennadeln J', J",
sondern
an einem über die Abflußorgane nach einer Seite hinaus verlängerten Ende der Spindel
Q angreift.The nozzle needles are shown in the closed position, the open position is indicated by dash-dotted lines. An adjustable stop K, against which the spindle Q, which is extended to one side beyond the nozzle needle J ", strikes, prevents a stroke beyond the final position or a throttling beyond a desired smallest cross-section . J "and H ' or H" , the steam water flows through the channels R' or R "to the drain connection B. The idea of the invention can, however, be used in the same way with flow in the opposite direction. It is also possible that the control element does not act between the nozzle needles J ', J " , as shown, but rather acts on an end of the spindle Q that is lengthened to one side beyond the drainage elements.
Die Erfindung ist ebenso anwendbar für mehrstufige Düsen, wie in Abb.
z dargestellt. Dabei wird auf der einen Seite in jeder Sitzbüchse HI', H2 und H3'
eine entsprechende Verdickung 11' J2' und J3' der Düsennadel wirksam. Das
gleiche gilt sinngemäß auf der entgegengesetzten Seite für die Sitzbüchsen Hl",
H2" und H3" und die zugehörigen Verdickungen Ji ', I," und J3 '. Hier werden jeweils
entsprechende Teile der Abflußorgane beiderseits mit gleichem Durchmesser ausgeführt.
Der Durchmesser von Jy' wird also gleich dem Durchmesser von Ii ', der von J2' gleich
dem von J2 ' usw. Das gleiche gilt sinngemäß für die starren Abflußorgane. Hingegen
können die einzelnen Stufen für sich, z. B. J,', J,', J3' mit verschiedenem Durchmesser
ausgeführt werden.The invention is also applicable to multi-stage nozzles, as shown in Fig. Z. A corresponding thickening 11 ' J2' and J3 'of the nozzle needle is effective on one side in each seat sleeve HI', H2 and H3 '. The same applies mutatis mutandis on the opposite side for the seat bushings Hl ", H2" and H3 "and the associated thickenings Ji ', I," and J3'. Here, corresponding parts of the drainage organs are made with the same diameter on both sides. The diameter of Jy 'is therefore equal to the diameter of Ii', that of J2 'is equal to that of J2', etc. The same applies analogously to the rigid drainage organs. On the other hand, the individual stages can for themselves, for. B. J, ', J,', J3 'can be designed with different diameters.
Eine Vereinfachung in der Herstellung läßt sich, wie in Abb. 3 an
einem Beispiel mit einstufigen Düsen gezeigt, erreichen, wenn auf der einen Seite
die Düsennadel J' (bzw. bei mehrstufigen Düsen die Verdickungen J1', J2 und J2)
als zylindrische Kolben, hingegen die zugehörigen Sitzbüchsen H' (bzw. H,',
H2 und H3) in Ausflußrichtung düsenförmig erweitert ausgeführt werden. Umgekehrt
werden dann auf der anderen Seite die Düsennadel J" bzw. die Verdickungen Ji
", J2", J3" in Ausflußrichtung konisch verjüngt, die Sitzbüchsen
H" bzw. Hl", H2", H3" mit zylindrischen Bohrungen ausgeführt. Auch auf diese
Weise wird erreicht, daß aus der Kombination zwischen Düsennadel und Sitzbüchse
auf beiden Seiten Ausflußorgane entstehen, die in ihrer Wirkung einer in Richtung
des Ausflusses sich in einem festlegbaren Winkel düsenförmig erweiternden ein- oder
mehrstufigen Düse entsprechen. Ebenso wird auch hier die Druckentlastung erreicht,
wenn die entsprechenden wirksamen Durchmesser gleich sind.A simplification in production can be achieved, as shown in Fig. 3 using an example with single-stage nozzles, if on one side the nozzle needle J '(or, in the case of multi-stage nozzles, the thickenings J1', J2 and J2) as a cylindrical piston , on the other hand, the associated seat bushes H ' (or H,', H2 and H3) are designed to be expanded like a nozzle in the outflow direction. Conversely, the nozzle needle J "or the thickenings Ji " , J2 ", J3" are then tapered conically in the outflow direction on the other side, the seat sleeves H " and Hl", H2 ", H3" are designed with cylindrical bores. In this way it is also achieved that the combination between the nozzle needle and the seat sleeve results in outflow organs on both sides which correspond in their effect to a single or multi-stage nozzle widening in the direction of the outflow at a definable angle. The pressure relief is also achieved here if the corresponding effective diameters are the same.
In Abb. q. werden zwei mit Labyrinthrillen versehene, durch die Spindel
Q starr miteinander verbundene und gemeinsam axial verschiebbare Kolben
N' und N"
gleichen Durchmessers in den zylindrischen Bohrungen F' und
F" gleichen Durchmessers wirksam. Die Betätigung erfolgt über den Hebel 0 durch
das Steuerorgan D, hier als Schwimmer angenommen und dargestellt. Mit der vom Schwimmer
gesteuerten Hubbewegung in einer Richtung werden beide Kolben axial so verschoben,
daß beide Kolben den Durchfluß zunehmend gleichmäßig in der Weise drosseln, daß
mit dem Hub. zunehmend mehr Labyrinthrillen eingeschaltet werden, bis schließlich
in Endstellung die ganzen Kolben in den zylindrischen Bohrungen eingetaucht sind.
Die umgekehrte Wirkung tritt bei Hub in entgegengesetzter Richtung ein, bis in der
anderen Endstellung der volle Durchflußquerschnitt in beiden Bohrungen der Abflußorgane
freigegeben wird. Auch hier wird durch Ausführung beider Kolben mit gleichem Durchmesser
-die Entlastung vom Betriebsdruck erreicht. _ Bei den bisher geschilderten Ausführungen
wurde durch gleiche Durchmesser beiderseits volle Entlastung des Steuerorgans angestrebt.
Es gibt aber Fälle, in denen die Druckeinwirkung des Betriebsmediums auf die beweglichen
Abflußorgane dazu verwendet werden soll, einen zusätzlichen Einfluß auf das Steuerorgan
D auszuüben, z. B. wenn das Steuerorgan D aus einem auf Temperaturänderung entsprechenden
Bimetallstreifen besteht, der zusätzlich durch den Betriebsdruck beeinflußt werden
soll. Dadurch läßt sich erreichen, daß Abflußorgane, die im drucklosen Zustand schon
bei Überschreiten einer Temperatur von etwa zoo° schließen, unter Druck auch bei
höheren, jedoch noch unter Sattdampftemperatur liegenden Temperaturen geöffnet bleiben,
wodurch ein Aufstauen des Dampfwassers besser vermieden werden kann. Bei bekannten
Ausführungen dieser Art erfolgt der erwünschte Druckeinfluß dadurch, daß die Einwirkung
des Betriebsdruckes auf das vom Bimetallstreifen gesteuerte,
nicht
entlastete Absperr- oder Drosselorgan ausgenutzt wird. Sofern es sich in solchen
Fällen aber um hohe Drücke oder um große Flächen an den gesteuerten Abflußorganen
handelt, sind von den Steuerorganen gewaltige Kräfte aufzubringen. Eine weitere
Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sieht daher vor, daß die bewegten Teile der
gesteuerten Abflußorgane nur teilweise vom Betriebsdruck entlastet werden, damit
ein verbleibender Rest für den erwünschten zusätzlichen Druckeinfluß auf das Steuerorgan
ausgenutzt werden kann. Das hierzu angewendete Mittel ist an sich in Verbindung
mit anderen Einrichtungen bekannt. Es besteht darin, daß die gegenüberliegenden
Flächen der durch die starre Spindel Q verbundenen bewegten Teile der Abflußorgane,
z. B. J', J" verschiedene Durchmesser haben.In Fig.q. two pistons N ' and N "of the same diameter, provided with labyrinth grooves, rigidly connected to one another by the spindle Q and axially displaceable together, act in the cylindrical bores F' and F" of the same diameter. The actuation takes place via the lever 0 by the control element D, here assumed and shown as a float. With the stroke movement controlled by the float in one direction, both pistons are axially displaced so that both pistons throttle the flow increasingly evenly in such a way that with the stroke. increasingly more labyrinth grooves are switched on until finally all the pistons are immersed in the cylindrical bores in the end position. The opposite effect occurs when the stroke is in the opposite direction, until the full flow cross-section in both bores of the drainage organs is released in the other end position. Here, too, relief of the operating pressure is achieved by designing both pistons with the same diameter. _ In the designs described so far, the aim was to fully relieve the control organ by having the same diameter on both sides. But there are cases in which the pressure of the operating medium on the movable discharge elements should be used to exert an additional influence on the control element D, for. B. if the control element D consists of a bimetal strip corresponding to a change in temperature, which is also to be influenced by the operating pressure. In this way it can be achieved that drainage organs which close in the unpressurized state when a temperature of about zoo ° is exceeded remain open under pressure even at higher temperatures, but still below saturated steam temperature, so that a damming up of the steam water can be better avoided. In known designs of this type, the desired influence of pressure takes place in that the action of the operating pressure on the non-relieved shut-off or throttle element controlled by the bimetallic strip is exploited. If, however, high pressures or large areas of the controlled discharge organs are involved in such cases, the control organs have to exert enormous forces. A further embodiment of the inventive idea therefore provides that the moving parts of the controlled drainage organs are only partially relieved of the operating pressure so that a remainder can be used for the desired additional pressure influence on the control element. The means used for this purpose is known per se in connection with other facilities. It consists in that the opposite surfaces of the moving parts of the drainage organs connected by the rigid spindle Q, e.g. B. J ', J "have different diameters.
Die durch den Durchmesserunterschied bedingte, vom Druck nicht entlastete
Differenzfläche überträgt dann den Einfluß des Betriebsdruckes über die Spindel
Q auf das Steuerorgan D. Durch geeignete Auswahl der Durchmesser und
entsprechende Festlegung der druckbeaufschlagten Differenzflächen kann die Höhe
der erwünschten Krafteinwirkung im Verhältnis zum Betriebsdruck nach Belieben festgelegt
werden. Der lichte Durchmesser der starren Abflußorgane (z. B. H') wird jeweils
dem Durchmesser der in ihnen spielenden beweglichen Abflußorgane (z. B. J') angepaßt.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung mit teilentlasteten Druckflächen der bewegten
Absperrorgane ist bei allen beschriebenen und in den Abb. i bis q. dargestellten
Ausführungen möglich.The differential area caused by the difference in diameter and not relieved of pressure then transmits the influence of the operating pressure via the spindle Q to the control element D. By suitable selection of the diameter and appropriate definition of the pressurized differential areas, the amount of the desired force in relation to the operating pressure can be determined at will will. The clear diameter of the rigid drainage organs (z. B. H ') is adapted to the diameter of the movable drainage organs playing in them (z. B. J'). The embodiment according to the invention with partially relieved pressure surfaces of the moving shut-off elements is in all described and in Figs. I to q. shown designs possible.