-
Dampfwasserableiter Die Erfindung betrifft die Ausbildung eines Dampfwasserableiters
mit einem durch ein Bimetallelement gesteuerten, von außen einstellbaren Rückschlagventil
mit kugelförmigem Abschlußkörper und einem Schaft, der in einer drehbar an dem Bimetallelement
angebrachten Wiege frei gleitbar gelagert ist.
-
Bekannt ist ein Dampfwasserableiter mit einem unter Betriebsdruck
stehenden Bimetall-Ausdehnungskörper. Bei diesem Dampfwasserableiter schließt der
Ventilkörper gegen die Ausströmrichtung des Dampfwassers und ist mit dem Bimetall-Ausdehnungskörper
allseitig beweglich mittels einer Stahllitze, einer Kette oder einer Stange mit
Schlitz gekoppelt. Hierbei ist auch die Verwendung des Ventilkörpers als Rückschlagventil
auf Grund der allseitigen Beweglichkeit des Ventilkörpers vorgesehen. Die Einstellung
des Ventilkörpers zum Ventilsitz erfolgt dadurch, daß der Bimetall-Ausdehnungskörper
verstellbar derart gelagert ist, daß er von außen durch eine Stellschraube verstellt
werden kann. Bei dem bekannten Dampfwasserableiter wird zwar eine gewisse Beweglichkeit
des Ventilkörpers erreicht. Es hat sich jedoch ergeben, daß bei Verwendung einer
elastisch wirkenden Stahllitze sehr schnell eine Korrosion der Fäden der Stahllitze
erfolgt, weil die Oberfläche der Stahllitze gegen den Eintritt der Dämpfe nicht
abdichtbar ist. Die Verwendung von Kettengliedern wiederum hat den Nachteil, daß
die einzelnen Glieder sich gegenseitig verklemmen können und damit ihre Beweglichkeit
verlieren. Von Nachteil ist schließlich, daß die Vorrichtung zum Halten des Ventilschaftes
nicht unabhängig von dem Bimetallelement gelagert ist. Hierdurch sind dem Einstellbereich
entweder in der einen oder in der anderen Richtung
wegen der Eigenbeweglichkeit
des Bimetallkörpers enge Grenzen gesetzt.
-
Bekannt ist außerdem ein Dampfwasserableiter mit einem Bimetallelement,
dessen Ventilkörper als Kugel ausgebildet und dessen Schaft frei gleitbar gelagert
ist, so daß der Ventilkörper auch als Rückschlagventil wirken kann. Bei diesem bekannten
Dampfwasserableiter ist eine Verstellung des Rückschlagventils von außen überhaupt
nicht möglich, so daß zwecks Einstellung des Ventilkörpers zum Sitz der Dampfwasserableiter
geöffnet werden muß, was seinen Verwendungsbereich sehr einschränkt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Ventilschaft in der
Weise zu führen, daß er unabhängig vom Bimetallkörper, und zwar von außen derart
einstellbar ist, daß seine Beweglichkeit gegenüber dem Ventilsitz und- dem Bimetall-Ausdehnungskörper
nicht eingeschränkt ist. Es wurde erkannt, daß erst durch eine derartige unabhängige
Einstellbarkeit ein möglichst weiter Einstellbereich erzielbar ist.
-
Die Erfindung besteht darin, daß die Wiege keilförmig ausgebildet
und zwischen dem Ende des Schaftes und der Wiege ein Einstellkeil verschiebbar angeordnet
ist, dessen oberes Ende den Schaft gabelförmig umfaßt und dessen unteres Ende in
Schaftrichtung gleitbar durch eine Welle geführt ist, welche ihrerseits über einen
Bügel drehbar am Ende einer nach außen führenden Stange gelagert ist.
-
Nach der Erfindung kann ferner die Stange außen mit einer-Gewindekappe
fest verbunden sein, mittels welcher die Stange-in die Kammer hinein verschiebbar
ist.
-
Durch diese Ausbildung wird nicht nur ein besonders weiter Einstellbereich
für den Ventilkörper, sondern auch eine einfache und bequeme Verstellung desselben
erreicht. Vorteilhaft ist insbesondere, daß durch die unabhängig von dem Bimetallelement
angebrachte Einstellvorrichtung eine durch die Formänderungen des Bimetallelementes
nicht beeinflußbare Einstellung des Abschlußkörpers zum Ventilsitz vorgenommen werden
kann. Mit diesen Eigenschaften wird ein besonders weiter Anwendungsbereich besonders
für solche Anlagen erschlossen, bei denen aus wirtschaftlichen und technischen Gründen
eine schnelle Abführung des Dampfwassers von Bedeutung ist. Die unabhängige Einstellung
des Ventilkörpers gibt hierbei die Möglichkeit, insbesondere bei weiteren Temperaturbereichen
eine zufriedenstellende und rasche Abführung des Dampfwassers zu ermöglichen.
-
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es zeigt
Fig. i einen senkrechten Querschnitt einer bevorzugten Ausführungsform, Fig. 2 eine
Draufsicht auf einen waagerechten Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. i.
-
Ein äußeres Hauptgehäuse ro umfaßt einen inneren, eine Flüssigkeitskammer
i2 bildenden Hohlraum und weist einander gegenüberliegende, einen Einlaßkanal 14
und einen Auslaßkanal 16 bildende Bohrungen auf. Der Auslaßkanal 16 führt zu einer
erweiterten Zwischenkammer 2o, die wiederum stromabwärts in eine Bohrung mit Innengewinde
22 mündet, welche an die Rohrleitung einer Heizanlage angeschlossen werden kann.
Der Einlaßkanal 14 ist ebenfalls mit einem Anschlußinnengewinde versehen.
-
In den mit einem Innengewinde versehenen Auslaßkanal 16 ist ein ein
Gewinde aufweisender Ventilsitz 24 eingeschraubt, so daß das Ende des Sitzes etwas
in die erweiterte Kammer-2o hineinragt. Innerhalb der Kammer 12 ist ein einen Schaft
30 und einen kugelförmigen Schließkopf 32 aufweisendes Ventil frei schwebend gelagert.
Ein Temperatur- und druckempfindliches Bimetallelement 40 ist im unteren Teil der
Kammer 1.2 mittels Schrauben 42 befestigt, welche in im Gehäuse vorgesehene Gewindebohrungen
eingeschraubt sind. Das Bimetallelement 4o besteht im wesentlichen aus einem Sockel
oder Halter 44, durch welchen die Schrauben 42 durchgehen, sowie aus einer Reihe
mittels Schrauben 48 und Muttern 49 in einem Abstand voneinander am Sockel 44 befestigter
Bimetallsegmente 45, 46, 47.
-
Am ersten Segment 45 des Elementes 4o ist mittels Punktschweißung
od. dgl. ein Bügel 5o befestigt, zwischen dessen beiden Flanschen 5 z eine keilförmige
Wiege 52 drehbar gelagert ist, welche in ihrer Mitte eine Öffnung 53 aufweist. Das
hintere Ende des Ventilschaftes 30 ist mit einem verbreiterten Endstück 31
versehen, welches gleitbar in der in der Wiege 52 vorgesehenen Öffnung 53 sitzt.
Das hintere Ende des Ventilstückes 31 -weist ein Gewinde auf, auf dem Gegenmuttern
33 aufgeschraubt sind.
-
Die Innenfläche der das Ventil tragenden Wiege 52 ist im Verhältnis
zu den Gegenmuttern 33 in einem Winkel abgeschrägt, wobei ein drehbar gelagerter,
gleitbar zwischen der Wiege 52 und den Muttern 33 sitzender Einstellkeil 7o mit
einer entsprechenden Schrägfläche ausgebildet ist. Der gabelförmig ausgebildete
Keil 7o erstreckt sich beiderseits des Ventilendstückes 31 und ist drehbar
am Ende einer Stange 73 gelagert, welche sich durch einen Gewindestopfen 72 zur
Außenseite des Gehäuses io erstreckt, wo sie mit einer auf das Ende eines Gewindepfropfens
72 aufgesetzten Gewindekappe 71 verbunden ist. Die Gelenkverbindung zwischen dem
Ende der Stange 73 und dem Keil 7o besteht aus einem am Ende der Stange drehbar
angeordneten U-Bügel 74, wobei zwischen den Armen dieses Bügels 74 eine Welle 76
gelagert ist, die in einer im unteren Teil des Keils 70 vorgesehenen Öffnung
gleitbar aufgenommen wird.
-
Im Pfropfen 72 ist ein Dichtring 8o vorgesehen, um ein mögliches Entweichen
von Flüssigkeit zwischen der Stange 73 und der Innenfläche des Pfropfens zu verhindern.
Außerdem ist eine Gegenmutter 82 vorgesehen, so daß die Einstellkappe 71 in jeder
gewünschten Stellung festgestellt werden kann.
-
Bei dieser Anordnung bewirkt eine Drehung der auf der Außenseite des
Gehäuses io befindlichen Einstellkappe 71 ein entsprechendes Anheben oder Senken
des gegen die Wiege 52 wirkenden Keils
70, wodurch der Abstand zwischen
dem Ventilschließkopf 32 und dem Ventilsitz 24 verändert wird.
-
Das Gehäuse io umfaßt ferner eine oben in der Mitte angeordnete, zur
Kammer 12 führende Öffnung ioo, in welcher zwischen Asbestdichtungen i 14, 116
eine gegen Chemikalien widerstandsfähige Glasscheibe io2 angeordnet ist. Die Scheibe
io2 wird von einem in die Gehäuseöffnung ioo eingeschraubten, ringförmigen Deckel
io4 in ihrer Lage festgehalten. Das auf diese Art gebildete Schauglas ermöglicht
eine visuelle Überprüfung der in der Kammer 12 befindlichen Flüssigkeit.
-
Das nahe des Einlaßkanals 14 gelegene Ende der Kammer 12 ist zu einem
im wesentlichen zylindrischen Raum 13 verengt, in welchem unter Verwendung
an sich bekannter Mittel ein Sieb 124 angeordnet ist. Wie in der Zeichnung dargestellt,
ist der Abstand zwischen dem Sieb und den benachbarten Wänden der Ventilkammer auf
keinen Fall größer als der Durchmesser der Löcher des Siebes. Unterhalb des Teiles
13 der Kammer ist im Gehäuse io eine Gewindebohrung io5 vorgesehen, in welche
ein Ablaßstopfen io6 eingeschraubt ist, wobei sich zwischen den aufeinanderliegenden
Flächen des Stopfens io6 und des Gehäuses io eine Kupferdichtung io8 befindet.
-
Ferner ist im Gehäuse io über der Erweiterung 22 des Auslaßkanals
16 eine mit einem Innengewinde versehene Öffnung iio vorgesehen, in welche ein schnell
ansprechendes Thermometer 112, vorzugsweise aus Bimetall, so eingeschraubt ist,
daß sein temperaturempfindlicher Teil 113 im Strömungsweg der aus der Kammer
12 austretenden Flüssigkeit liegt.
-
Arbeitsweise und Betrieb Wie aus der vorhergehenden Beschreibung ersichtlich,
kann sich das Ventil gegenüber dem Ventilsitz 24 frei vorwärts und rückwärts bewegen,
wobei die Lagerwiege 52 lediglich eine bewegliche Lagerung bildet. Da das Bimetallelement
40 innerhalb der Kammer 12 fest am Gehäuse io des Abscheiders befestigt ist, kann
es sich unter dem Einfluß der Wärme des in die Kammer 12 eintretenden Dampfes in
Richtung von B nach A durchbiegen, wobei es den Ventilschließkopf
32 gegen den Ventilsitz 24 anzieht und so das Ventil schließt. Wenn kühleres Kondenswasser
in die Kammer 12 eintritt, gestattet der Temperaturabfall eine Durchbiegung des
Elementes 40 in Richtung von A nach B, so daß das Ventil durch den
in Richtung von A nach B
auf den Ventilschließkopf 32 wirkenden Druck
vom Ventilsitz abgehoben werden kann.
-
Der in kaltem Zustand, wenn sich kein Dampf im Abscheider befindet,
bestehende Abstand wird von der Stellung des Einstellkeils 7o bestimmt. Wenn die
Einstellkappe 71 im Uhrzeigersinn gedreht wird, bewegt sich der Keil 70 nach
oben und verringert den Abstand zwischen dem Ventilkopf 32 und dem Ventilsitz 24;
wenn die Einstellkappe 71 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, geht der Keil
nach unten und vergrößert deri Abstand zwischen dem Ventilkopf 32 und dem Ventilsitz
24.
-
In den Stellen gemäß Fig. i befindet sich kein Dampf in der Leitung,
so daß durch den Kesseldampfdruck lediglich Luft und kaltes Wasser aus den Leitungen
gedrückt werden. Dieser auf die Oberfläche des Ventilschließkopfes 32 wirkende Druck
drückt den Schließkopf in die Richtung von A nach B. Der Ventilkopf 32 bewegt sich
in dieser Richtung, bis die Stellmutter 33 gegen den Keil 7o anliegt; der Abscheider
ist offen und die Druckleitung ist mit der Rücklaufleitung verbunden. In diesem
Zustand wirkt das Ventil als ein Luftablaßventil, indem es anfänglich einen Ausstoß
von Luft und kaltem Wasser gestattet. Es ist nicht, wie bei den bisherigen Anlagen,
ein besonderes Ventil erforderlich, und der Vorgang läßt sich durch das Schauglas
io2 und die Uberprüfung der vom Temperaturmesser 112 angezeigten Temperatur visuell
überwachen.
-
Wenn der Dampf in den Abscheider eintritt, wird das Ventil durch Dampftemperatur
geschlossen. Das Kondenswasser wird abgeführt, und in allen zum Abscheider führenden
Leitungen der Anlage befindet sich Dampf. Der eintretende Dampf erwärmt das Bimetallelement
40, wodurch das Bimetall durchgebogen und eine Bewegung in Richtung von
B nach A bewirkt wird, wie oben beschrieben. Hierdurch wird der Ventilkopf
32 in Richtung von B nach A gezogen, so daß die Oberfläche der Kugel
am Ende des Ventilsitzes 24 anliegt, wodurch der Kondenswasserabscheider geschlossen
und der Dampf eingeschlossen ist.
-
Wenn der Dampf kondensiert, wird das Ventil durch Druck geöffnet.
In diesem Zustand tritt das Kondenswasser in die Abscheiderkammer i2 ein und füllt
sie. Die Öffnung des Ventils geschieht in zwei Stufen. Bei der ersten Stufe geschieht
das Öffnen durch einen Temperaturimpuls auf folgende Weise. Da die Temperatur des
in den Abscheider eintretenden Kondenswassers niedriger als die Temperatur des Dampfes
ist, führt das Bimetallelement 4o eine geringe Bewegung in der Richtung von
A nach B aus, da der Ventilschließkopf 3a frei schwebend angeordnet
ist und stets unter Druck steht. Nachdem der Ventilkopf 32 durch diese rückläufige
Bewegung frei geworden ist, wird er vom Sitz 24 abgehoben, wobei er den Abscheider
öffnet und die Hochdruckseite mit der Rücklaufleitung verbindet. Hierdurch kann
das Kondenswasser abfließen. Während dieser Öffnungsstufe wirken folgende Kräfte
auf den Abscheider. Die auf die Wärme zurückzuführende, durch die Durchbiegung des
Elements 40 erzeugte Zugkraft wirkt in der Richtung von B nach
A und hält das Ventil geschlossen. Der Druck wirkt auf den kugeligen Ventilkopf
32, welcher im wesentlichen dieselbe Oberfläche wie die Öffnung des Ventilsitzes
24 aufweist. Dieser auf die Oberfläche des Ventilkopfes wirkende Druck entwickelt
eine Druckkraft, welche, wenn das Kondenswasser in den Abscheider eintritt, in der
Richtung von A nach B gegen die auf die Wärme zurückzuführende Zugkraft
wirkt.
Wenn der auf die Wärme zurückzuführende Zug des Bimetalls
genügend weit abfällt, wird das Biinetallelement 4o etwas in der Richtung von A
nach B abgelenkt, so daß die obenerwähnte Druckkraft die auf die Wärme zurückzuführende
Zugkraft überwindet und das Ventil öffnet. Wenn das Kondenswasser abfließt und der
Ventilkopf teilweise vom Sitz abgehoben ist, wirkt der Druck auf die gesamte Innenfläche
des Ventilkopfes 32. Diese Fläche ist größer als diejenige des Ventilsitzes 24,
so daß auf den Ventilkopf 32 ein größerer Druck ausgeübt wird, welcher den langsam
nachlassenden, auf die Wärme zurückzuführenden Zug des Bimetallelements überwindet.
Diese erhöhte Druckkraft drückt das Bimetallelement in seine Ausgangsstellung zurück,
so daß das Ventil seine volle Bewegung in der Richtung von A nach
B ausführen und sich somit voll öffnen kann.
-
Wenn das Ventil, wie oben beschrieben, geöffnet und das Kondenswasser
oder die Luft abgelassen ist, könnte der Druck auf der Rücklaufleitungsseite B einen
Augenblick lang höher sein, wobei der auf der Einlaßseite A herrschende, das Kondenswasser
aus dem Abscheider hinausdrückende Druck aufgehalten und umgekehrt würde, so daß
das Wasser in den Abscheider zurückfließen und Schäden verursachen würde.
-
Bei der Ausführungsform gemäß der Erfindung führt das Ventil auf Grund
seiner frei schwebenden Lagerung unter dem Einfluß des Luftdruckes von der Seite
B eine Bewegung von B nach A aus und hält den Abscheider geschlossen,
bis die normalen Druckbedingungen wiederhergestellt sind. Bei den bisher bekannten
Anlagen werden gewöhnlich besondere Rückschlagventile eingebaut, um einen solchen
Rückfluß zu verhindern.
-
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht die bestmögliche Temperaturregelung.
Wie oben erwähnt, liegt die Temperatur des Kondenswassers unter gleichartigen Druckverhältnissen
stets unterhalb der Dampftemperatur. Bei den üblichen Kondenswasserabscheidern wird
das Kondenswasser aus dem Abscheider abgelassen, sobald es in diesem erscheint;
mancheArten von Kondenswasserabscheidern lassen dieses Kondenswasser bei Temperaturen
ab, die praktisch ebenso hoch sind wie die Dampftemperatur. Abscheider anderer Bauweise
lassen dieses Kondenswasser nur dann ab, wenn seine Temperatur unter einen bestimmten
Punkt abfällt.
-
Die Erfindung ermöglicht es, im voraus festzulegen, bei welcher Kondenswassertemperatur
der Kondenswasserabscheider bei einem bestimmten Druck öffnen und das Kondenswasser
ablassen soll. Die außen am Abscheider angeordnete und auf den Keil 70 wirkende
Einstellkappe 71 bildet eine Vorrichtung, welche es ermöglicht, den Abscheider auf
verschiedene Ablaßtemperaturen für das Kondenswasser einzustellen.
-
Der Abstand zwischen dem Ventilkopf 32 und dem Ventilsitz 24 wird
von den Durchbiegungseigenschaften des im Element 40 verwendeten Biinetalls bestimmt.
Wenn der Abscheider auf dieses größte Spiel eingestellt ist, öffnet das Ventil bei
der höchstmöglichen Temperatur, um Kondenswasser abzulassen. Bei dem in den Zeichnungen
dargestellten Abscheider liegt diese Temperatur etwa r,66 bis 2,3° C unter der Dampftemperatur.
Wenn zwischen der Ablaßtemperatur und der Kondenswasser- und Dampftemperatur ein
größerer Unterschied erwünscht ist, wird der Abstand zwischen dem Ventilkopf 32
und dem Ventilsitz 24 in kaltem Zustand verringert, so daß eine längere Zeit erforderlich
ist, um die für eine ausreichende Bewegung in Richtung von A nach
B erforderliche Verringerung der auf die Wärme zurückzuführenden Zugkraft
des Elements 40 zu erzielen, auf Grund welcher der Ventilkopf 32 vom Ventilsitz
a4 abgehoben und der Abscheider geöffnet wird.
-
Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht darin,
daß der Ventilkopf 32 auf Grund seiner Anordnung beim Ablassen des Kondenswassers
langsam gegen den Druck freigegeben wird. Hierdurch wird das durch das plötzliche
Öffnen und Schließen der Ventile verursachte Hämmern beseitigt, welches bei den
bisher bekannten Druckdampfanlagen häufig auftritt.
-
Es ist zu bemerken, daß der Kondenswasserabscheider gemäß der Erfindung
in jeder beliebigen Lage eingebaut werden kann. Der Abscheider kann senkrecht, waagerecht
und mit dem Schauglas nach oben oder unten eingebaut werden, wobei diese Einbaulage
keinerlei Einfluß auf das Betriebsverhalten des Abscheiders hat.