DE3402441C2

DE3402441C2 -

Info

Publication number: DE3402441C2
Application number: DE19843402441
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. 2805 Stuhr De Foeller
Original assignee: Gestra AG
Current assignee: Gestra GmbH
Priority date: 1984-01-25
Filing date: 1984-01-25
Publication date: 1989-10-12
Also published as: JPH0368279B2; JPS60168992A; DE3402441A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Kondensatableiter mit den Gattungsmerkmalen des Hauptanspruches.The invention relates to a steam trap the generic features of the main claim.

Aus der GB-PS 10 724/1903 ist ein solcher intermittierend arbeitender Kondensat ableiter bekannt. Dessen thermisches Steuerelement ist ein starres Ausdehnungsrohr, das über ein Hebel gestänge im Öffnungssinne auf die beiden Ventile (Dichtpartien) wirkt, deren Verschlußteile von einer Feder im Schließsinne vorgespannt sind; auch der Systemdruck beaufschlagt das in Strömungsrichtung erste Verschlußteil im Schließsinne. Gemäß einer Aus führungsform ist das in Strömungsrichtung zweite Ver schlußteil als Schleppventil ausgebildet, dabei ist eine Verlängerung des Stößels des ersten Verschluß teils im zweiten Verschlußteil verschieblich geführt und bildet dadurch einen Schnüffelpfad nach außen. Such an intermittent condensate is known from GB-PS 10 724/1903 arrester known. Whose thermal control is a rigid expansion tube that has a lever rods in the opening direction on the two valves (Sealing parts) acts, the closure parts of one Spring is biased in the closing direction; also the System pressure applies this in the direction of flow first closure part in the closing sense. According to an out is the second Ver in the direction of flow closing part designed as a drag valve, is an extension of the plunger of the first closure partly slidably guided in the second closure part and thereby forms a sniff path to the outside.

Mit Hilfe dieses Doppelventils sollte die starke Erosion an den Schließteilen des eigentlichen - in Strömungsrichtung ersten - Ventils vermieden werden, welche im Frühstadium des Öffnens und Spätstadium des Schließens infolge der dann besonders hohen Geschwin digkeit des ausströmenden Kondensats oder Kondensat/ Dampf-Gemisches auftritt. Das in diesem Stadium weit gehend geschlossene zweite Ventil soll den Wasser durchtritt an seinem Sitz drosseln und der sich des halb in der Kammer zwischen den beiden Ventilen aufbauende Druck jene hohen Strömungsgeschwindigkei ten verhindern, bis das erste Ventil entweder weiter geöffnet oder ganz geschlossen ist.With the help of this double valve, the strong Erosion on the locking parts of the actual - in Flow direction first - valve to be avoided which are in the early stages of opening and late stages of Closing due to the particularly high speed the condensate or condensate flowing out / Steam mixture occurs. That far at this stage going closed second valve should the water throttles at its seat and the half in the chamber between the two valves building pressure those high flow speeds Prevent th until the first valve either continues is open or completely closed.

Es hat sich gezeigt, daß mit der Maßnahme eines sol chen Doppelventils allein das Verschleißproblem am Ventilsitz nicht zu lösen ist, wenn kontinuierlich sehr kleine Kondensatmengen anfallen; dasselbe gilt für die aus der GB-PS 286/1904 bekannte, ähnliche Ventilkonstruktion. Denn in solchem Falle tendiert das Steuerelement dahin, das Ventil nur ein wenig zu Öffnen und in dieser leichten Öffnungsstellung zu halten. Dieses nach Art einer Undichtigkeit gering fügige Öffnen des Ventils bewirkt sehr hohe Strö mungsgeschwindigkeit des austretenden Kondensats am Ventilsitz und Verschlußteil, was wiederum rasche Erosion an diesen Ventilteilen und damit deren Zerstörung zur Folge hat.It has been shown that with the measure of a sol Chen double valve alone the wear problem Valve seat cannot be released if continuous very small amounts of condensate occur; the same applies for the similar known from GB-PS 286/1904 Valve construction. Because in such a case it tends the control there, the valve just a little too Open and close in this slightly open position hold. This is minor in the manner of a leak Careful opening of the valve causes very high flows speed of the escaping condensate on Valve seat and closure part, which in turn is quick Erosion on these valve parts and thus their Destruction.

Tatsächlich kann schon wegen der geringen Kondensat mengen die vom bekannten Doppelventil (GB-PS 10 724/ 1903) angestrebte Wirkung eines die Öffnungskraft vergrößernden Druckaufbaus in der Zwischenkammer nicht auftreten, weil das wenige abströmende Konden sat die Drosselstelle des zweiten Ventils passiert, ohne daß es zum Druckaufbau kommt. Aber selbst dann, wenn man gleichwohl den Aufbau eines dem Systemdruck entsprechenden Drucks in der Zwischenkammer unter stellte, wäre nur eine verringerte Schließkraft auf das erste Verschlußteil die Folge, nicht jedoch eine Kraft im Öffnungssinne.In fact, because of the low level of condensate the known double valve (GB-PS 10 724 / 1903) desired effect of an opening force increasing pressure build-up in the intermediate chamber does not occur because the few outflowing condensates when the throttle point of the second valve has passed, without pressure building up. But even then if you nevertheless build up a system pressure corresponding pressure in the intermediate chamber below would only result in a reduced closing force the first closure part the result, but not one Force in the sense of opening.

Der Nachteil, daß bei sehr kleinen Kondensatmengen und den dafür (nur) erforderlichen geringen Verschluß teilhüben das gesamte Druckgefälle am Ventilsitzspalt abgebaut wird, haftet auch moderneren Kondensatablei tern an, deren thermisches Steuerelement aus einem geschlossenen Ausdehnungsgefäß besteht, welches mit einer im Bereich der Siedetemperatur des abzuleiten den Kondensats verdampfenden Flüssigkeit gefüllt ist, und das daher eine federnde Betriebscharakteristik hat sowie sehr rasch anspricht (DE-PS 12 36 292 und 15 50 263). Solche elastischen Steuerelemente haben allerdings auch den Nachteil relativ geringer Stell kräfte.The disadvantage that with very small amounts of condensate and the slight closure required for this (only) partly the entire pressure drop across the valve seat gap dismantled, modern steam traps are also liable tern whose thermal control element consists of one closed expansion vessel, which with one in the range of the boiling point the condensate evaporating liquid is filled, and therefore has a resilient operating characteristic and responds very quickly (DE-PS 12 36 292 and 15 50 263). Have such elastic controls but also the disadvantage of a relatively small position powers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kon densatableiter zu schaffen, der auch bei Ableitung kleinster Kondensatmengen am Ventilsitz weitestgehend verschleißfrei bleibt. The invention has for its object a Kon to create a steam trap, even when discharging Smallest amounts of condensate on the valve seat as far as possible remains wear-free.

Durch die Kombination der kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs wird diese Aufgabe bei einem Kondensatableiter der eingangs erörterten Gattung gelöst.By combining the characteristic features of the main claim this is the task of a steam trap resolved at the beginning.

Die unmittelbare Anbringung des ersten Verschlußteils am thermischen Steuerelement läßt dieses Kräfte sowohl im Öffnungssinne als auch im Schließsinne auf das Verschlußteil ausüben; zugleich erlaubt die der Art des Steuerelements eigene Betriebscharakteristik eine elastische Kompression und damit ein stärkeres Öffnen des (ersten) Ventils, als der thermisch bestimmten Stellgröße des Steuerelements entspricht, sofern eine (weitere) Kraft im Öffnungssinne auf das erste Verschlußteil wirkt.The immediate attachment of the first closure part on the thermal control element this forces both in the opening sense as well as in the closing sense on the Exercise closure part; at the same time, that of Art of the control's own operating characteristic elastic compression and thus a stronger opening of the (first) valve than the thermally determined one Control value of the control corresponds, if one (Further) force in the opening sense at first Closure part works.

Letzteres geschieht unmittelbar im Anschluß an einen vom Steuerelement - durch Anlüpfen des ersten Ver schlußteils - eingeleiteten Öffnungsvorgang: In die vom zweiten Ventil zum Auslaßkanal hin abgeschlossene Kammer zwischen den beiden Ventilen tritt unter Druck stehendes Kondensat bzw. Kondensat/Dampf-Gemisch ein. Es wirkt zunächst auf das zweite Verschlußteil im Schließsinne, verstärkt also dessen Dichtwirkung ge genüber dem Auslaßkanal noch. Infolge des nahezu gleichzeitig in der Kammer erfolgenden Druckaufbaus wird der Systemdruck auch auf die zuvor unbelastete Unterseite des ersten Verschlußteils wirksam. Die Folge ist ein starker Öffnungshub des ersten Ver schlußteils, den das federnde Steuerelement zuläßt. The latter happens immediately after one from the control - by opening the first ver closing part - initiated opening process: In the closed off from the second valve to the outlet duct Chamber between the two valves comes under pressure standing condensate or condensate / steam mixture. It initially acts on the second closure part in the Closing sense, thus increasing its sealing effect ge opposite the outlet channel. As a result of the almost pressure build-up occurring simultaneously in the chamber the system pressure is also on the previously unloaded Bottom of the first closure part effective. The The result is a strong opening stroke of the first Ver final part that the resilient control allows.

Im Zuge dieser dynamischen Übersteuerung des ersten Verschlußteils wird das zweite Verschlußteil vom ersten Verschlußteil mitgenommen und aufgerissen, so daß das Kondensat abströmen kann. Wegen der Übersteue rung, die den Kondensatableiter praktisch auf eine größere als der herrschenden Temperatur entsprechende Abflußleitung einstellt, geschieht dies sehr rasch; dabei sinkt der Druck in der Kammer ab. Am Ende des Ableitvorganges steigt die Temperatur am Steuerelement sehr rasch an. Dies führt zusammen mit dem erwähnten Druckabfall in der Kammer zum spontanen Schließen bei der Verschlußteile.In the course of this dynamic override of the first Closure part is the second closure part from taken the first closure part and torn open, see above that the condensate can flow out. Because of oversteer tion that practically reduces the steam trap to a greater than the prevailing temperature Sets drain line, this happens very quickly; the pressure in the chamber drops. At the end of Derivation process increases the temperature at the control element very quickly. This leads together with the mentioned Pressure drop in the chamber for spontaneous closing of the closure parts.

Die vorstehend erläuterte dynamische Übersteuerungs reaktion des Regelkreises führt im Ergebnis zu einem intermittierenden Betrieb des Kondensatableiters mit raschen Öffnungs- und Schließvorgängen, bei denen die gefürchteten, weil erodierenden hohen Strömungsge schwindigkeiten am (ersten) Ventilsitz so gut wie kaum noch auftreten. Demgemäß werden anstelle einer konti nuierlichen Kleinstmengen-Kondensatabgabe entsprechend größere Kondensatmengen intermittierend abgegeben.The dynamic override discussed above reaction of the control loop leads to a result intermittent operation of the steam trap with rapid opening and closing processes in which the feared because of eroding high flow ge hardly any speed at the (first) valve seat still occur. Accordingly, instead of a cont corresponding small quantities of condensate larger amounts of condensate released intermittently.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Gegenstand.The subclaims have advantageous developments the subject of the invention.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Konden satableiters dargestellt. Es zeigt
In the drawing, embodiments of the condensate conductor are shown. It shows

Fig. 1 einen Kondensatableiter im Schnitt, Fig. 1 shows a steam trap in section,

Fig. 2 eine andere Ventil-Ausführungsform des Kondensatableiters in Fig. 1 und Fig. 2 shows another valve embodiment of the steam trap in Fig. 1 and

Fig. 3 eine weitere Ventil-Ausführungsform des Kondensatableiters in Fig. 1. Fig. 3 shows another embodiment of valve of the steam trap in FIG. 1.

In einem Ableitergehäuse 1 (Fig. 1) mit einem Zufluß kanal 2 sowie einem Abflußkanal 3 ist hochdruckseitig ein thermisches Steuerelement 4 angeordnet, das ein Ausdehnungsmedium enthält. An einem hubbeweglichen Wandungsteil 5 des Steuerelements 4 - mithin gleich falls hochdruckseitig - ist ein erstes, rohrförmiges Verschlußteil 6 abgedichtet befestigt, das in seiner Schließstellung auf einem ersten Ventilsitz 7 eines Ventilsitzelementes 8 dichtend aufliegt. Stromabwärts des ersten Verschlußteiles 6 ist in einer Kammer 9 des Ventilsitzelementes 8 ein zweites Verschlußteil 10 angeordnet, das mit einem zweiten Ventilsitz 11 des Ventilsitzelements 8 zusammenwirkt. Das zweite Verschlußteil 10 trägt einen Mitnehmerabschnitt 12. Ihm ist auf seiner dem Steuerelement 4 abgewandten Stirnseite ein am Wandungsteil 5 des Steuerelements 4 vorgesehener Anschlag 13 zugeordnet. In der Schließ stellung der beiden Verschlußteile 6 und 10 besteht jeweils zwischen dem Anschlag 13 und dem Öffnungsmit nehmer 12 sowie auf der anderen Stirnseite zwischen diesem und dem Wandungsteil 5 eine axiale Lose 14, 15, die einen Bruchteil des Arbeitshubes des Steuer elementes 4 beträgt. In a drain housing 1 ( Fig. 1) with an inflow channel 2 and an outflow channel 3 , a thermal control element 4 is arranged on the high pressure side, which contains an expansion medium. On a wall part 5 of the control element 4 which can be moved in a stroke - and therefore also if it is on the high-pressure side - a first, tubular closure part 6 is fastened in a sealed manner, which in its closed position rests sealingly on a first valve seat 7 of a valve seat element 8 . Downstream of the first closure member 6 is arranged a second closure part 10 in a chamber 9 of the valve seat member 8, which cooperates with a second valve seat 11 of the valve seat member. 8 The second closure part 10 carries a driver section 12 . It's 4 end face remote assigned on its side facing the control member at a wall part 5 of the control member 4 stop provided. 13 In the closed position of the two closure parts 6 and 10 there is in each case between the stop 13 and the opening member 12 and on the other end face between this and the wall part 5 an axial lots 14, 15 , which is a fraction of the working stroke of the control element 4 .

Strömt über den Zuflußkanal 2 Dampf in das Ableiter gehäuse 1, so geht das Steuerelement 4 in die in Fig. 1 dargestellte Schließstellung. Fließen dem Kondensatableiter kleinste Mengen an Kondensat mit Siedetemperatur zu, so verharrt das Steuerelement 4 zunächst in Schließposition. Das Kondensat und das Steuerelement 4 kühlen allmählich ab, wodurch eine Kraft in Öffnungsrichtung zunächst nur auf das Ver schlußteil 6 ausgeübt wird, so daß sich dessen Dicht pressung auf den Ventilsitz 7 verringert. An der Dichtpartie 6, 7 ergibt sich folglich eine Leckage. Steht nun diese Leckage quasi im Gleichgewicht mit der geringen Wärmeabgabe kleiner Kondensatmengen, die zufließen, so würde ohne das Vorhandensein der zwei ten Dichtpartie 10, 11 der Kondensatableiter in die ser Leckageposition verharren. Die eingangs beschrie benen Schäden würden eintreten.Flows over the inflow channel 2 steam in the drain housing 1 , the control element 4 goes into the closed position shown in Fig. 1. If the smallest amounts of condensate with boiling temperature flow to the steam trap, the control element 4 initially remains in the closed position. The condensate and the control element 4 gradually cool, whereby a force in the opening direction is initially only exerted on the closure part 6 , so that its sealing pressure on the valve seat 7 is reduced. There is consequently a leak at the sealing section 6, 7 . Now this leakage is almost in equilibrium with the low heat emission of small amounts of condensate flowing in, so the condensate drain would remain in this leakage position without the presence of the two sealing parts 10, 11 . The damage described above would occur.

Statt dessen baut sich jedoch in der Kammer 9 über dem zweiten Verschlußteil 10 ein höherer Druck auf als zuvor herrschte, als das Verschlußteil 6 noch unter der vollen Dichtkraft stand. Das Verschlußteil 10 erhält dadurch eine höhere Dichtpressung und die Dichtpartie 10, 11 wird somit dichter. Dadurch erhöht sich der Zwischendruck in der Kammer 9 weiter. Dieser Zwischendruck wirkt wiederum zusätzlich öffnend auf das Steuerelement 4, dessen Wandungsteil 5 des Steu erelements 4 deshalb - die Lose 14 ausnutzend - einen Öffnungshub ausführt, bis er mittels des Anschlags 13 und des Mitnehmerabschnittes 12 auch dasVerschluß teil 10 öffnet. Das Verschlußteil 6 ist währenddessen schon so weit von seinem Ventilsitz 7 entfernt, daß die hier auftretende Strömungsgeschwindigkeit keine erosive Wirkung mehr hat.Instead, however, a higher pressure builds up in the chamber 9 above the second closure part 10 than prevailed when the closure part 6 was still under the full sealing force. The closure part 10 thereby receives a higher sealing pressure and the sealing section 10, 11 is thus denser. As a result, the intermediate pressure in the chamber 9 increases further. This intermediate pressure in turn has an additional opening effect on the control element 4 , the wall part 5 of the control element 4 therefore - using the lots 14 - executes an opening stroke until it also opens the closure part 10 by means of the stop 13 and the driver section 12 . The closure part 6 is meanwhile so far away from its valve seat 7 that the flow velocity occurring here no longer has an erosive effect.

Nach Ableitung des Kondensats steigt die Temperatur des Steuerelements 4. Daraufhin schließt der Konden satableiter, wobei zuerst das Verschlußteil 10 auf seinem Ventilsitz 11 zur Anlage kommt und erst danach das Verschlußteil 6 auf seinem Ventilsitz 7.After the condensate has been discharged, the temperature of the control element 4 rises. The condenser then closes, with the closure part 10 first coming into contact with its valve seat 11 and only then the closure part 6 on its valve seat 7 .

Somit ist ein spontanes weites Öffnen bei intermittierender Arbeitsweise erreicht und auch bei Kleinstmengen das Druckgefälle am Ventilsitz 7, 11 reduziert. Hierdurch wird auch in diesem Mengenbe reich Verschleiß in den Dichtpartien 6, 7 und 10, 11 langfristig vermieden.A spontaneous wide opening with intermittent operation is thus achieved and the pressure drop at the valve seat 7, 11 is reduced even in the case of very small quantities. As a result, wear in the sealing sections 6, 7 and 10, 11 is also avoided in the long term in this quantitative area.

In den beiden Ausführungen nach den Fig. 2 und 3 ist das erste Verschlußteil 6 an seinem steuerelement seitigen Ende durch einen Boden 16 verschlossen. Überdies trägt das erste Verschlußteil 6 den Anschlag 13 für das zweite Verschlußteil 10. Beide Verschluß teile 6, 10 bilden damit eine Baugruppe, die komplett vormontiert am hubbeweglichen Wandungsteil 5 des Steuerelements 4 befestigt wird. Aufgrund des Bodens 16 am Verschlußteil 6 muß dessen Befestigung nicht druckdicht erfolgen.In the two embodiments according to FIGS. 2 and 3, the first closure part 6 is closed at its control element end by a base 16 . In addition, the first closure part 6 carries the stop 13 for the second closure part 10 . Both closure parts 6, 10 thus form an assembly that is completely preassembled on the movable wall part 5 of the control element 4 . Because of the base 16 on the closure part 6 , its fastening does not have to be pressure-tight.

In Fig. 2 ist außerdem zwischen dem Boden 16 und dem Öffnungsmitnehmer 12 eine Feder 17 angeordnet, wäh rend sich in Fig. 3 die Feder 17 zwischen dem Mitneh merabschnitt 12 und dem Anschlag 13 befindet. In Fig. 2, a spring 17 is also arranged between the bottom 16 and the opening driver 12 , while in Fig. 3 the spring 17 is located between the driver section 12 and the stop 13 .

Die beiden Ausführungen nach den Fig. 2 und 3 weisen dieselbe prinzipielle Funktion auf, wie sie zu Fig. 1 beschrieben wurde.The two designs according to FIGS. 2 and 3 have the same basic function as was described for FIG. 1.

Durch die leicht vorgespannte Feder 17 nach Fig. 2 wird die Dichtpressung des zweiten Verschlußteils 10 gegenüber der des Verschlußteils 6 in Schließstellung erhöht, während die Feder 17 nach Fig. 3 die umge kehrte Wirkung hat. Auf diese Weise ist es möglich, die Druckgefälle an den beiden Dichtpartien 6, 7 und 10, 11 insbesondere während der Phase des Dichtkraftab baues gezielt zu beeinflussen und somit Einfluß auf die Öffnungsgeschwindigkeiten des Steuerelements 4 zu nehmen. Der Bewegungsvorgang kann folglich noch bes ser auf die dynamischen Eigenschaften des Steuerele ments 4 abgestimmt werden.Due to the slightly pre-stressed spring 17 of FIG. 2, the sealing pressure of the second closure part 10 is opposite to the raised portion of the shutter 6 in the closed position, while the spring 17 has 3 to Fig. The reverse effect. In this way, it is possible to specifically influence the pressure drop at the two sealing parts 6, 7 and 10, 11, in particular during the phase of the sealing force construction, and thus to influence the opening speeds of the control element 4 . The movement process can consequently be matched even better to the dynamic properties of the control element 4 .

Claims

1. steam trap with a thermal control element arranged on the high pressure side
and with a closing member closing in the direction of flow, which has two - viewed in the direction of flow - series-connected, mutually independent sealing parts, each of which is formed by a seat on a valve seat element and an associated closure part, which delimit a chamber between them, and of which the first Lot is dense at rest,
wherein the first closure part, as seen in the flow direction, is subject to actuation by the control element and the second closure part is opened by a stop located downstream of the first sealing part and associated with the first closure part, which stop has a slight axial slack compared to the second closure part in the closed position of the two closure parts,
characterized by the combination of the features that

a) the thermal control element ( 4 )
- aa) contains an expansion medium, the vapor pressure of which is equal to or only slightly higher than that of water, and
- bb) carries the first closure part ( 6 );
b) that the second closure part ( 10 ) has a driver section ( 12 ) which engages the stop part ( 13 ) provided on the first closure part ( 6 ) in the chamber ( 9 ) behind; and
c) the second closure part ( 10 ) closes the chamber ( 9 ) with respect to the drain channel ( 3 ) in the quiescent state.

2. Steam trap according to claim 1, characterized in that a spring ( 17 ) is arranged between the driver section ( 12 ) and the control element ( 4 ) ( Fig. 2).

3. Steam trap according to claim 1, characterized in that between the driver section ( 12 ) and the stop ( 13 ) a spring ( 17 ) is arranged ( Fig. 3).