DE2307084A1

DE2307084A1 - Ventilbetaetigter dampfwasserableiter

Info

Publication number: DE2307084A1
Application number: DE2307084A
Authority: DE
Inventors: Warren Henry Brand; Jun John Scott
Original assignee: Yarway Corp
Current assignee: YWHC Inc WILMINGTON DEL US
Priority date: 1972-04-19
Filing date: 1973-02-14
Publication date: 1973-11-08
Also published as: AU5141173A; NL7302436A; IT1045751B; CA975242A; US3791578A; FR2181285A6; JPS5146288B2; GB1405505A; BR7300762D0; JPS4916923A

Description

Dr.-lng. E. BERKENFELD · Dipl.-lng. H. BERKENFELD, Patentanwälte, Köln Anlage Aktenzeichen

zur Eingabe vom 2. Februar 1973 vA// Named.Anm. Yarway Corporation

Ventilbetätigter Dampfwasserableiter

Die Erfindung bezieht sich auf Dampfwasserableiter und insbesondere auf ventilbetätigte Dampfwasserableiter.

Eine Hauptaufgabe der Erfindung besteht daher in der Ausbildung eines verbesserten ventilbetätigten Dampfwasserableiter_β

Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht in der Ausbildung eines ventilbetätigten Dampfwasserabieiters, der bestimmte, seinen Betrieb verbessernde Verhältnisse zwischen seinen Abmessungen aufweist,.

Noch eine andere Aufgabe der Erfindung besteht in der Ausbildung eines ventilbetätigten Dampfwasserableiter, der eine verhältnismäßig einfache, aber kompakte Konstruktion aufweist und der sich wirtschaftlich herstellen und instandhalten läßt«

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Ausbildung eines ventilbetätigten Dampfwasserableiters, der in verbessertem Maße auf Änderungen in der Arbeitsmitteltemperatur anspricht und gleichzeitig leise arbeitet.

Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Ausbildung eines verbesserten Ventilbetätigten Dampfwasserableiters mit einem breiten Verwendungsbereich, der zum Anlassen einer Anlage eine große Kondensatmenge durchläßt und anschließend die Steuerung einer kleineren Kondensatmenge zuläßt.

Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht in der Ausbildung eines verbesserten Dampfwasserableiters mit einem mehrstufigen Steuerventil, welches dem Dampfwasserableiter die Steuerung ei-

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nes großen Strömungsbereichs und eine bessere Voraussagbarkeit der Strömung ermöglicht.

Noch eine andere Aufgabe der Erfindung besteht in der Ausbildung eines ventilbetätigfeten Dampfwasserabieiters, in welchem ein verhältnismäßig kleines, thermisch empfindliches Element, das verhältnismäßig kleine Kräfte auffübt, die Wirkungsweise eines großen Ventilteils steuern kann.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Ausbildung eines neuartigen Dampfwasserableiters, der sowohl große als auch kleine Kondensatmengen verarbeiten und steuern kann und der eine Vielzahl von Ventilsitzteilen aufweist, die entsprechend bemessen sind, um die dem Ableiter über einen großen Bereich von Strömungsgeschwindigkeiten auferlegte Belastung zu verarbeiten.

Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in Verbesserungen von ventilbetätigten Dampfwasserableitern, in welchen stets ein unausgeglichener Druck parallel zum Steuerventil in allen Offenstellungen des Ventils vorhanden ist, um eine kontinuierliche Strömung des Arbeitsmittels an dem thermisch empfindlichen Steuerelement vorbei zu gewährleisten»

Im einzelnen sieht die vorliegende Erfindung einen ventilbetätigten Dampfwasserableiter mit einem thermisch empfindlichen Steuerventil vor, das nach Maßgabe eines Anstiegs in der Temperatur des durchtretenden Arbeitsmittels in Tätigkeit tritt und ein Hauptventil schaltet, um den Arbeitsmitteldurchfluß zu unterbrechen, und das nach Maßgabe eines Abfalls in der Temperatur des durchfließenden Arbeitsmittels erneut in Tätigkeit tritt, um das Hauptventil zu schalten, damit erneut ö Arbeitsmittel durch den Dampfwasserableiter durchfließen kann. Ein Hauptventil sitzt zwischen dem Ein- und Auslaß des Dampfwasserableiter und ist gegenüber seinem Sitz verschiebbar. Ein erster Strömungskanal ist am Umfang des Hauptventilgliedes angeordnet und verbindet den Einlaß /mit einer Steuerkammer. Ein zweiter Strömungskanal sitzt zen-

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trisch im Hauptventilglied und verbindet die Steuerkammer mit dem Auslaß. Ein Steuerventil, das von einem temperaturabhängigen Element herabhängt, welches vom Hauptventilglied getragen wird, schließt den zweiten Strömungskanal und erzeugt in der Steuerkammer Kräfte, um das Hauptventil bei einem Anstieg in der Temperatur des durch die Kammer durchtretenden Arbeitsmittels zu schließen und um bei einer Temperaturabnahme die in der Steuerkammer herrschenden Schließkräfte zwecks Öffnung des Hauptventils herabzusetzen. Zur Gewährleistung eines zufriedenstellenden Betriebes des Dampfwasserabieiters muß die Drosselung der Strömung im zweiten oder Hauptkanal geringer als die Drosselung der Strömung im ersten oder Umfangskanal sein.

Die Erfindung betrifft daher einen Dampfwasserableiter, der an Hauptventilglied aufweist, welches in einer Steuerkammer angeordnet ist und in Tätigkeit tritt, um die Strömung des Arbeitsmittels durch den Ableiter zu unterbrechen entsprechend der Betätigung eines Steuerventils durch ein thermisch empfindliches Element, das auf dem Hauptventilglied angeordnet ist. Das Hauptventilglied ist mit einer Einrichtung versehen, welche eine Menge des Arbeitsmittels parallel zu dem thermisch empfindlichen Element lenkt, um das Ansprechen des Dampfwasserableiter auf Änderungen in der Temperatur des durch den Ableiter durchtretenden Arbeitsmittels zu verbessern. Bei der dargestellten Ausführungsform strömt eine Menge des Arbeitsmittels vom Einlaß durch einen Durchlaß rund um den Umfang des Hauptventilgliedes aufwärts, dann an dem thermisch empfindlichen Element vorbei und durch einen zentralen Durchlaß in dem Hauptventil zum Auslaß. Durch Änderungen in der Temperatur des Arbeitsmittels wird das thermisch empfindliche Element ausgedehnt und zusammengezogen zwecks Betätigung des Steuerventils, um Druckkräfte auf das Hauptventil zur Einwirkung zu bringen, welche bewirken, daß das Hauptventilglied mit seinem Sitz in und außer Eingriff kommt. Ein zufriedenstellender Betrieb des Dampfwasserabieiters ist gewährleistet, wenn die Drosselung der Strömung im zentralen Durchlaß des Hauptventilgliedes geringer ist als die Drosselung der Strömung im Um-

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fangsdurchlaß, wobei die Fähigkeit des Mengenflusses durch den zentralen Strömungsdurchlaß größer ist als die Fähigkeit des Mengenflusses durch den Umfangsdurchlaß unter Berücksichtigung des Druckdifferentials parallel zu jedem dieser Strömungsdurchlässe. Bei einer anderen dargestellten Ausführungsform steuert das thermisch geregelte Steuerventil die Wirkungsweise eines zweiten Steuerventils, welches seinerseits die Wirkungsweise des Hauptventils steuert, um eine mehrstufige Steuerung der Strömung des Kondensats zu erzielen.

Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in welchen zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt des ventilbetätigten Dampfwasserableiters gemäß, der Erfindung,

Fig. 2 in größerem Maßstab einen teilweisen Längsschnitt des Ableiters gemäß Fig. 1, wobei sich das Steuerventil 4&& und das Hauptventil in der Offenstellung befinden,

Fig. 3 einen Längsschnitt eines Dampfwasserabieiters mit einem mehrstufigen Steuerventil und

Fig. 4 in größerem Maßstab einen teilweisen Längsschnitt des Abie· leiters gemäß Fig. 3 in einer Offenstellung.

Die Figuren 1 und 2 veranschaulichen einen erfindungsgemäßen Dampfwasserableiter, der Einrichtungen enthält, die das Druckdifferential parallel zum Hauptventil und Steuerventil regeln und eine mögliche Umkehrung der Strömung innerhalb der Steuerkammer verhindern, welche das thermische Steuerelement beschädigen könnte, und die ferner eine kontinuierliche Strömung durch die Steuerkammer in allen Offenstellungen des Hauptventils gewährleisten, so daß das thermische Steuerelement auf die Temperatur des Arbeitsmittels innerhalb des Ableiters richtig anspricht.

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Bei dieser Ausführungsform der Erfindung weist das Gehäuse 41 des Dampfwasserabieiters 40 einen Einlaß 42 und einen Auslaß 43 auf. In dem Dampfwasserableiter ist zwischen dem Einlaß und dem Auslaß eine Steuerkammer 44 mittels einer aufwärtsgerichteten zylindrischen Kappe 45 vorgesehen, die in eine Einschnürung auf der Oberseite des Gehäuses 41 eingeschraubt ist. Um die Steuerung der Strömung des Kondensats durch den Dampfwasserableiter zu ermöglichen, ist eine Hauptventilanordnung 46 vorgesehen, welche auf einem Venti.l sitz 47 aufsitzen kann, der am Gehäuse des Dampfwasserableiters stromaufwärts vom Auslaß 43 befestigt ist.

Die Hauptventilanordnung 46 enthält einen im allgemeinen hohlen zylindrischen Kolben 48, der am unteren Ende einen konischen Ventilteil 49 aufweist. Der Kolben 48 ist in der Steuerkammer 44 axialverschiebbar angeordnet und steht in der einen Stellung mit dem Ventilsitz 47 in Eingriff, um die Strömung des Arbeitsmittels parallel zum Ventilsitz zu verhindern, während der Kolben in der anderen Stellimg vom Ventilsitz abgehoben ist, um die Strömung zu ermöglichen.

Die Wirkungsweise der Hauptventilanordnung 46 dieses Dampfwasserableiters ist folgende:

Wenn die Temperatur in der Steuerkammer 44 abnimmt, hebt das thermisch empfindliche Element 50 das Steuerventil 51 vom Ventilsitz 52 ab, was die Strömung durch den Kanal 53 in der Hauptventilanordnung 46 zum Auslaß ermöglicht. Wenn der Strömungsbereich oder die Geschwindigkeit des Mengenflusses durch das Steuerventil größer wird als der Zwischenraumbereich 54 oder die Geschwindigkeit des Mengenflusses zwischen der Kappe 45 und der Hauptventilanordnung 46, wird die letztere geöffnet. Wenn die Temperatur in der Steuerkammer zurimmt, was gegen Ende der Kondensatabführung erfolgt, v/erden ebenso das Steuerventil und das HauptvaitLl geschlossen.

Ein wichtiges Merkmal der Ausführungsform gemäß der Erfindung be- :;teht in der Regelung des Drucks in der Steuerkammer relativ zum

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Systemdruck, um einen plötzlichen Druckanstieg in der Stauerkammer zu verhindern und eine kontinuierliche Strömung des Arbeitsmittels durch die Steuerkammer zu gewährleisten, nachdem sich das Hauptventil öffnet. Um dies zu erzielen, ist eine langgestreckte Öffnung 55 vorgesehen, die sich durch die Mitte des Hauptventilsitzes 47 erstreckt, Das Hauptventilelement 46 endet in einer langgestreckten Spitze 56, die in der Mitte der Öffnung 55 angeordnet ist. Dies ergibt in allen Offenstellungen des Hauptventils einen langgestreckten ringförmigen Durchlaß 57 zwischen der Spitze 56 und der Wand der Öffnung 55» durch den die Hauptströmung des Kondensats hindurchgehen muß. Die Kondensatstromung wird daher durch das Verhältnis des Zwischenraumbereichs und der Länge des Durchlasses 57 geregelt. Die Länge L des Durchlasses 57 soll vorzugsweise ungefähr gleich dem Durchmesser D des Durchlasses sein. Wenn das Hauptventil vollständig angehoben ist, soll die Spitze 56 eine Strecke in den Durchlaß 37 eingeführt sein, die ungefähr gleich 0,5-1 D ist.

Gemäß den Figuren 1 und 2 bezeichnen P₁ den Einlaßdruck, Pp den Steuerkammerdruck, P^ den Auslaßdruck, sowie P.,. und P^₂ die Drücke in der Auslaßverengung des Steuerventils bzw. in der Auslaßverengung des Hauptventils. \·ίβηη im normalen Betrieb sowohl das Steuerventil als auch das Hauptventil geschlossen sind, ist Pp = P^. Wenn sich bei einer Konstruktion ohne die Ventilspifcze 56 innerhalb des langgestreckten Durchlasses 57 das Steuerventil öffnet, wird ein Verengungsdruck P,^ erzeugt, der zu der Temperatur der Flüssigkeit in Beziehung steht und dem Dampfdruck der Flüssigkeit entspricht. Der Steuerkammerdruck Pp nimmt auf einen P.. angenäherten Druck ab und wenn dieser Druck genügend verringert ist, öffnet sich das Hauptventil. Bei der Öffnung des Hauptventils und ohne die Verwendung der Spitze 56 wird P^ ungefähr gleich P,- sein und die Verengung des Steuerventils wird den Drükken P, und P^ ausgesetzt. Dadurch werden P^ und Pp auf einen P^ angenäherten Druck erhöht. Zwischen der Steuerkammer 44 und dem Auslaß 43 wird daher ein ungenügender Differentialdruck vorhanden sein, der die Strömung durch die Steuerkammer auf ein Mindestmaß

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herabsetzt. Ohne angemessene Strömung wird das thermisch empfindliche Element nicht in einer voraussagbaren Weise ansprechen und wird hinter den tatsachlichen Änderungen der Temperatur im Ableiter zurückbleiben. Auch die Veränderung des Drucks in der Steuerkammer von Pp auf P, kann genügend rasch erfolgen, um eine mögliche Beschädigung des thermisch empfindlichen Elements zu bewirken, wenn dasselbe aus einem Balg besteht, wie in den Zeichnungen dargestellt ist.

Das Ansteigen des Steuerkammerdrucks P₂ auf den Einlaßdruck ■© P. wird durch die Konstruktion gemäß Fig. 1 verhindert. Bei dieser Konstruktion wird der Auslaßdruck P, im wesentlichen unter P₁ gehalten, so daß P., stets größer ist als Pp, wenn das Steuerventil geöffnet ist, wodurch eine Strömung in die Steuerkammer durch die Verengung bei 54 bewirkt wird. Bei der Konstruktion gemäß den Figuren 1 und 2 sind die Verengungsdrücke P^ und P^p vorhanden, wenn das Steuerventil und das Hauptventil geöffnet sind, und dieselben sind nahezu gleich dem Dampfdruck der Flüssigkeit, welche durch diese Verengungen fließt. Die Drücke P, >, und P. _? werden nach dem Auslaß entlüftet und begrenzen daher den Maximalwert von P-J. auf einen Druck, der P^ und P^₂ angenähert ist. Bei dieser Konstruktion wird demgemäß der Druck Pp auf einem niedrigen Grenzwert gehalten, der die Beschädigung des Balges verhindert, und die Strömung durch die Steuerkammer wird aufrecht erhalten. Der "teuerkammerdruck und die Gesamtströmung durch den Ableiter können leicht vorausgesagt werden.

Dac Steuerventil ist vorzugsweise so ausgebildet, daß dasselbe Ln vollständig geöffnetem Zustand eine Kapazität aufweist, die gleich 10 bis 25 % der Kapazität des Hauptventils ist. Bei dieser Ausbildung werden geringe Strömungsgeschwindigkeiten des Kondensats durch den Dampfwasserableiter ausschließlich durch das steuerventil verarbeitet, was eine bessere Regelung der Strömung 'Jen Kondensate ergibt.

Die Figuren 3 und A- veranschaulichen eine abgeänderte Ausfüh-

rungsform des Dampfwasseralileiters gemäß der Erfindung, welche ein mehrstufiges Steuerventil verwendet. Diese Ausführungsform der Erfindung sieht eine ausgezeichnete Regelung der Strömung über einen äußerst großen Strömungsbereich vor.

Gemäß den Figuren 3 und 4 weist der Dampfwasserableiter 60 ein Gehäuse 61 auf, welches einem üblichen kugelförmigen Gehäuse mit einem Einlaß 62 und einem Auslaß 63 ähnlich ist, die durch einen Steg 64 voneinander getrennt sind, der mit einer mittleren öffnung versehen ist, welche einen Ventilsitz 65 aufnimmt. Das offene obere Ende des Gehäuses 61 kann durch eine abnehmbare -Flanschenplatte oder Kappe 7 66 abgedichtet werden. Eine Steuerkaramer 67 wird innerhalb des Gehäuses zwischen dem Einlaß und Auslaß durch eine zylindrische Hülse 68 gebildet, die an der Kappe zum Beispiel in der in Fig. 3 gezeigten Weise befestigt ist. Gewünschtenfalls kann ein- die Hülse 68 umgebendes zylindrisches gelochtes Sieb 69 vorgesehen werden, das sich zwischen dem Ventilsitz und der Kappe erstreckt, um zu* verhindern, daß feste Teilchen die Wirkungsweise des Ableiters stören.

Um die Regelung der Strömung des Kondensats durch den Dampfwasserableiter zu ermöglichen, ist eine Hauptventilanordnung 70 vorgesehen, welche auf einem Ventilsitzeinsatz 71 im Hauptventilsitz 65 aufsitzen kann. Die Hauptventilanordnung 70 enthält einen hohlen Kolben 72, welcher am unteren Ende einen im allgemeinen konischen Ventilteil 73 aufweist. Der Kolben 72 wird innerhalb , der Hülse 68 für eine gleitende axiale Bewegung zum Ventilsitz 65 hin und von demselben weg geführt. In der einen Grenz-F.teilung steht der Kolben daher mit dem Ventilsitz in Eingriff urd verhindert die Strömung des Arbeitsmittels parallel zum Ventilsitz, während derselbe in der anderen Grenzeteilung vom Ventilsitz entfernt ist, wie beispielsweise in Fig. 4 gezeigt ist, um ciie freie Strömung des Arbeitsmittels parallel zum Ventilsitz zu ermöglichen. Vom oberen Ende des Kolbens 72 erstreckt sich eine Reihe von Umfangsrippen 74 nach außen, welche die Bewegung des Kolbens 72 innerhalb der Hülse 68 führen.

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Innerhalb des Kolbens 72 ist die Steuerventilanordnung 76 angeordnet, die einen gelochten Zylinder 77 enthält, der an seinem unteren Ende an einer kreisförmigen Ventilscheibe 78 und an seinem oberen Ende an einer kreisförmigen Stützplatte 79 befestigt ist. Die Steuerventilanordnung ist innerhalb des Kolbens 72 für eine axiale Bewegung angeordnet, wobei die obere Grenze der Bewegung relativ zum Kolben 72 durch eine Halteplatte 80 geregelt wird, welche innerhalb des oberen Endes des Kolbens 72 gegen ei- n,- vtpjne Schulter durch einen Sprengring 81 befestigt ist.

Innerhalb des gelochten Zylinders 77 der Steuerventilanordnung und -mi der Haiteplatte 80 einstellbar angeordnet ist ein thermisch empfindliches Element 82, welches im vorliegenden Fall in ier Form sines Balges dargestellt ist und welches an seinem unteren Ende ein konisches erstes Steuerventil 83 trägt. Dieses erste Steuerventil 83 kann mit einer Ventilöffnung 84 innerhalb der Ventilscheibe 78 in Eingriff kommen und dieselbe abdichten. Das thermisch empfindliche Element 82 ist relativ zu der oberen otützplatte 79 so eingestellt, daß das erste Steuerventil 83 innerhalb der mittleren Öffnung der Ventilplatte 78 aufsitzt, wenn sich die Temperatur innerhalb der Steuerkammer der Sättigungstemperatur des Arbeitsmittels nähert. Wenn die Temperatur in der oteuerkammer abnimmt, zieht sich das thermisch empfindliche Element zusammen, so daß sich das erste Steuerventil 83 von der Öffnung 84 weg bewegt und die Strömung des Arbeitsmittels durch die öffnung 84 ermöglicht. Dies ist die erste Stufe des mehrstufigen Steuerventils, welches diese Ausführungsform des Dampfwasserab- /_: leiters gemäß der Erfindung enthält.

Die zweite Stufe des Steuerventils wird geöffnet, nachdem die erste Stufe die vollständig geöffnete Stellung erreicht hat, und becteht aus der Ventilscheibe 78, welche auf einem Ventilsitz, 85 nn; oberen Ende eines hohlen zylindrischen Rohres 86 aufsitzer ■^v», clac von dem Ventilteil 73 getragen wird. Nachdem die C 'ste :.:+.ufe dec Steuerventils 83 geöffnet ist, wird die Ventilscheibe 7" von ihrem Sitz 85 abgehoben, wie nachstehend genauer besi>hrie-

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ben wird, so daß sich die zweite Stufe des Steuerventils öffnen kann. Wenn die zweite Stufe des Steuerventils die Offenstellung erreicht, öffnet sich das Hauptventil 73, wie ebenfalls nachstehend noch genauer beschrieben x^ird.

Die erste Stufe der Steuerventilanordnung ist Vorzugsweise so ausgebildet, daß sie eine Kapazität aufweist, um ungefähr 10 bis 25 % der Gesamtkapazität der Strömung durch die zweite Stufe der Steuerventilanordnung zu verarbeiten, während die zweite Stufe der Steuerventilanordnung so ausgebildet ist, daß sie 10 bis 25 % der Gesamtkapazität der Strömung durch den Dampfwasserableiter verarbeiten kann.

. Die Wirkungsweise des in den Figuren 3 und k dargestellten Dampfwasserableiter ist im allgemeinen jener der ersten Ausführungsform ähnlich. Wenn sich das Arbeitsmittel im Ableiter auf seiner Sättigungstemperätur oder, in der Nähe derselben befindet, sind das Hauptventil und beide Stufen des Steuerventils geschlossen und kein Arbeitsmittel strömt durch den Ableiter. Wenn die Temperatur innerhalb der Steuerkammer 67 abnimmt, hebt das thermisch empfindliche Element 82 das erste Steuerventil 8.3 von seinem Sitz in der Ventilscheibe 78 ab, was die Strömung durch die Öffnung 84 und durch die mittlere öffnung im Rohr 86 zsium Auslaß des Ableiters ermöglicht. Wenn das erste Steuerventil 83 geöffnet ist, ist der Strömungsbereich oder die Gesamtkapazität der Strömung durch dieses Ventil größer als der Strömungsbereich oder die Gesamtkapazität der Strömung durch den Zwischenraum zwischen der Umfangs fläche der Ventil scheibe 78 und der inneren Wand des Kolbens 72. Der Druck oberhalb der Ventilscheibe 78 wird unter jenen absinken, der unterhalb der Ventilscheibe 78 vorhanden ist, was ermöglicht, daß die Ventilscheibe 78 von ihrem Sitz 85 abgehoben wird, wodurch die zweite Stufe der Steuerventilanordnung geöffnet wird. In dieser Offenstellung der Steuerventilanordnung strömt Kondensat vom Einlaß durch den geregelten Zwischenraumspalt 87, der zwischen der äußeren Umfangsfläche des konischen Hauptventils 73 und der inneren Wand der Hülse 68 vorgesehen ist,

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dann durch die Öffnungen 88 im Kolben 72 und in den Bereich unterhalb der Steuerventilscheibe 78. Wenn die Steuerventilscheibe 73 in eine Stellung angehoben ist, in welcher der Bereich oder die Kapazität für die Strömung des Arbeitsmittels parallel zum Steuerventilsitz 85 größer ist als der Bereich oder die Kapazität für die Strömung des Arbeitsmittels, die durch den Zwischenraumspalt 87 vorgesehen wird, nimmt der Druck innerhalb der Steuerkammer 67 auf einen Wert unterhalb des Einlaßdrucks ab, was dem Einlaßdruck ermöglicht, den konischen Ventilteil 73 und die Hauptventilanordnung 70 von ihrem Ventilsitz 65 abzuheben, wodurch die Strömung des Kondensats direkt parallel zum Hauptven— tilsitz ermöglicht wird.

Wenn Kondensat aus dem Ableiter abgeführt wird und die Temperatur innerhalb des Ableiters sich der Sättigungstemperatur des Arbeitsmittels nähert, beginnt das thermisch empfindliche Element 82 sich auszudehnen, so daß das erste Steuerventil 83 geschlossen wird. Dies bewirkt, daß der Druck in der Kammer oberhalb der Ventilscheibe 78 auf einen dem Einlaßdruck angenäherten Wert angehoben wird,und die Ventilscheibe 78 wird hierauf in die Schließstellung bewegt, so daß die zweite Stufe des Steuerventils geschlossen wird. Wenn sich die zweite Stufe des Steuerventils ihrer Schließstellung nähert, wird der Druck innerhalb der Sie erkammer 67 auf einen dem Einlaßdruck angenäherten Druck angehoben, was bewirkt, daß das Hauptventil 73 geschlossen wird. Das Hauptventil 73 und die beiden Stufen des Steuerventils bleiben geschlossen, was eine Strömung des Arbeitsmittels zum Ableiter verhindert, bis die Temperatur innerhalb des Ableiters wieder abzunehmen beginnt, zu welchem Zeitpunkt die vorstehend beschriebene Arbeitsweise des Ableiters wiederholt wird.

Aus dem vorstehenden ist ersichtlich, daß ein verbesserter ventilbetätigter Dampfwasserableiter geschaffen wurde, der eine einfache, aber kompakte Konstruktion aufweist, der einen vollständigen Verschluß für heißen Kondensationsdampf bietet, der im Betrieb verhältnismäßig leise ist, der auf Änderungen der Tempe-

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ratur des durch den Ableiter strömenden Arbeitsmittels rasch anspricht und der eine modulierte Kondensatströmung für verhältnismäßig kleine Mengen der Kondensatansarnmlung vorsieht.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen' beispielsweisen Ausführungsformen beschränkt, die verschiedene Abänderungen erfahren können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

P a t e η t a η s ρ r ü c h e i

Claims

Dr.-Ing. E. BERKENFELD ■ Dipl.-Ing. K. BERKENFELD,

/Z

Anlage Aktenzeichen

zur Eingabe vom 2. Februar 1973 vA// Named.Anm. Yarway Corporation

PATENTANSPRÜCHE

(λ. /Ventilbetätigter Dampfv/asserableiter, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (41) mit einem Einlaß ^42) und einem Auslaß (43), durch eine Einrichtung, welche eine vom Gehäuse getragene Steuerkammer (44) bildet, durch einen Hauptventilsitz (47), der zwischen dem Einlaß und Auslaß vorgesehen ist, durch einen im Hauptventilsitz ausgebildeten Strömungsdurchlaß (55)» der eine Verbindung zwischen dem Einlaß und Auslaß herstellt und der einen verengten Bereich (57) aufweist, durch einen in der Steuerkammer (44) angeordneten Hauptventilteil (46), der gegen den Hauptventilsitz (47) hin- und von demselben wegverschiebbar ist, um die Strömung des Arbeitsmittels vom Einlaß und zum Auslaß zu blockieren und zu erlauben, durch einen ersten Strömungsdurchlaß (54), der eine Verbindung zwischen dem Einlaß (42.) und der Steuerkammer (44) herstellt, um die Strömung einer Menge des Arbeitsmittels in die Steuerkammer zu ermöglichen, durch einen zweiten Strömungsdurchlaß (53)» der eine Verbindung zwischen dem Auslaß (43) und der Steuerkammer (44) herstellt, um das Abfließen des Arbeitsmittels aus der Steuerkammer zu ermöglichen, wobei der zweite Stremungsdurchlaß einen verengten Bereich aufweist, durch ein Steuerventil (52), das mit dem zweiten Strömungsdurchlaß (53) zusammenwirkt, um die Strömung des Arbeitsmittels durch denselben zu erlauben und zu blockieren, wobei das Steuerventil (52) für eine Bewegung zwischen einer geschlossenen und einer vollständig geöffneten Stellung angenrdnet ist, durch eine temperaturabhängige Einrichtung (50) in der Steuerkammer (44), welche die Stellung des Steuerventils (52) entsprechend der Temperatur in der Steuerkammer regelt, wobei die Kapazität des zweiten Strömungsdurchlasses (53) für den gesamten Mengenfluß größer ist als die Kapazität des ersten Strömungs-

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durchlasses (54) für den gesamten Mengenfluß, wenn sich das Steuerventil .(52) in der vollständig geöffneten Stellung befindet, so daß der Hauptventilteil (46) von seinem Sitz (47) abgehoben wird, um die Strömung durch den Ableiter zu erlauben, nachdem das Steuerventil (52) die Strömung des Arbeitsmittels durch den zweiten Strömungsdurchlaß (53) erlaubt und sich in seine vollständig geöffnete Stellung bewegt_o
2. Vorrichtung nach Anspruch .1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsdurchlaß im Hauptventilsitz (47) aus einer langgestreckten Öffnung (3¹?) besteht, die sich durch den Hauptventilsitz erstreckt, und daß der Hauptventilteil (46) eine langgestreckte Spitze (56) aufweist, welche sich koaxial zu der langgestreckten Öffnung (55) und mindestens teilweise innerhalb derselben erstreckt, sowie daß die Spitze des Hauptventilteils in dem Hauptventildurchlaß einen ringförmigen Strömungsbereich bildet, durch den das Arbeitsmittel strömen kann, wobei der ringförmige Bereich in dem Strömungsdurchlaß des Hauptventilsitzes den verengten Bereich bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsdurchlaß (55) des Hauptventilsitzes (46) einen im allgemeinen kreisförmigen Querschnitt und eine axiale Länge (L) aufweist, die ungefähr gleich seinem Durchmesser (D) ist„

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verschiebung des Hauptventilteils (46) vom Hauptventilsitz (47) weg die Spitze (56) des Hauptventilteils in den Strömungsdurchlaß (55) des Hauptventilteils um eine Strecke eingeführt wird, die mindestens ungefähr der Hälfte des Durchmessers des Strömungsdurchlasses gleich ist»

5· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil eine Größe aufweist-, um ungefähr 10 bis 25 % der Gesamtströmungskapazität des Arbeitsmittels durch den Dampfwasserableiter zu verarbeiten.

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ο. Ventilbetätigter Dampfwasserableiter, gekennzeichnet durch im Abstand liegende Einlaß- und Auslaßkammern (62, 63), durch eine Steuerkammer (67) zwischen den Einlaß- und Auslaßkammern, durch eine Einrichtung (64), welche einen Hauptventilsitz (65) zwischen den Einlaß- und Auslaßkammern bildet, durch einen Hauptventilteil (73), der innerhalb der Steuerkammer (67) angeordnet ist. und der auf dem Hauptventilsitz (65) aufsitzen kann, um eine Verbindung zwischen den Einlaß- und Auslaßkammern parallel zum Hauptventilsitz zu verhindern, durch ein in der Steuerkammer (67) angeordnetes Steuerventil (76, 77), welches die Strömung des Arbeitsmittels aus der Einlaßkammer (62) in die Auslaßkammer (63) regelt, wobei das Steuerventil eine erste Stufe (83) des Steuerventils und mindestens eine zweite Stufe (78) des Steuerventils umfaßt, durch eine innerhalb der Steuerkammer (67) angeordnete temperaturabhängige Einrichtung (82), welche mit der ersten Stufe (83) des Steuerventils verbunden ist und welche bewirkt, daß sich die erste Stufe des Steuerventils öffnet, wenn die Temperatur iri der Steuerkammer niedriger ist als eine vorherbestimmte Temperatur, und daß sich die erste Stufe des Steuerventils schließt, wenn die Temperatur in der Steuerkammer höher ist als eine vorherbestimmte Temperatur, wobei die erste Stufe des Steuerventils für eine Bewegung zwischen einer geschlossenen und einer vollständig geöffneten Stellung angeordnet ist, während auch die zweite Stufe des Steuerventils für eine Bewegung zwischen einer geschlossenen und einer vollständig geöffneten Stellung angeordnet ist, so daß die erste Stufe des Steuerventils die Öffnung der zweiten Stufe des Steuerventils bewirken kann, wenn die erste Stufe des Steuerventils gegen die vollständig geöffnete Stellung bewegt wird und sich derselben nähert, bzw. die Schließung der zweiten Stufe des Steuerventils bewirken kann, wenn die erste Stufe des Steuerventils gegen die Schließstellung bewegt wird und sich derselben nähert, so daß die zweite Stufe des Steuerventils die Öffnung des Hauptventilteils (73) bewirken kann, wenn die zweite Stufe des Steuerventils gegen die vollständig geöffnete Stellung bewegt wird und sich dersel-

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ben nähert, bzw. die Schließung des Hauptventilteils bewirken kann, wenn die zweite Stufe des Steuerventils gegen die Schließstellung bewegt wird und sich derselben nähert.

7» Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfwasserableiter eine vorherbestimmte Strömungskapazität, des Arbeitsmittels aufweist, wenn der Hauptventilteil (73) sich in der vollständig geöffneten Stellung befin-edet, und daß die gesamte Strömungskapazität des Arbeitsmittels durch die ersten und zweiten Stufen des Steuerventils wesentlich geringer ist als die vorherbestimmte Strömungskapazität des Arbeitsmittels.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite" Stufe des Steuerventils eine Strömungskapazität' des Arbeitsmittels aufweist, die ungefähr 10 bis 25 % der vorherbestimmten Strömungskapazität des Arbeitsmittels gleich ist, und daß die e*rste Stufe des Steuerventils eine Strömungskapa-

'zität des Arbeitsmittels aufweist, die ungefähr 10 bis 25 % der Strömungskapazität des Arbeitsmittels durch die zweite Stufe des Steuerventils gleich ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Strömungsdurchlaß (86), der sich durch den Hauptventilteil (73) erstreckt, durch eine Einrichtung, welche einen Ventilsitz (85) auf dem Strömungsdurchlaß (86) des Hauptventilteils (73) bildet, wobei die zweite Stufe (78) des Steuerventils auf dem Ventilsitz (85) des Strömungsdurchlasses (86) des Hauptventilteils (73) aufsitzen kann, durch eine Einrichtung, welche einen Strömungsdurchlaß (84) bildet, der sich durch die zweite

' Stufe (78) des Steuerventils in Verbindung mit dem Strömunpsdurchlaß (86) im Hauptventilteil (73) erstreckt, und durch eine Einrichtung, welche einen Ventilsitz bildet, welcher den Strömungsdurchlaß (84) durch die zweite Stufe (78) des Steuerventils umgibt, wobei die erste Stufe (83) des Steuerventil.:- auf dem Ventilsitz des Strömungsdurchlasses (84) aufsitzen

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kann, der sich durch die zweite Stufe (78) des Steuerventils erstreckt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkammer (67) durch eine ringförmige Hülse (68) gebildet wird, daß die Hülse auf einem abnehmbaren Teil (66) des Dampfwasserabieiters befestigt ist, daß der Hauptventilteil (73) von der Hülse (68) getragen wird und relativ zu derselben verschiebbar ist, sowie daß das Steuerventil (76) von dem Hauptventilteil (73) getragen wird.

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