APPARATUS FOR REMOVING CONDENSATE AND THE LIKE FROM PRESSURE SYSTEMS

Abstract: 1. An apparatus for removing condensate or the like from pressure systems like pressurized gas or steam systems, comprising an accumulator (1) for the condensate being connected to the pressure system and being provided with at least one meter sensing the liquid level and an outlet valve (19) being automatically controlled by said meter and being acted by the pressure within the accumulator, of which the pressure medium actuator defines a gas-filled chamber (18) on the outside having a larger area, whereby a pressure line is provided for connecting the upper part of the accumulator permanently filled with gas with the chamber for producing the closing pressure for the outlet valve and a three-way valve (31) as vent valve for the chamber which is controllable for the opening of the outlet valve, characterized by a) sensors (12, 13, 14) as meters sensing the liquid level, delivering electronic controlling signals and being stationary within the accumulator (1), b) a controlling unit (29) connected to the sensors for controlling the vent valve being formed as a three-way valve (31), and c) the arrangement of the outlet valve (19) comprising a diaphragma actuator in the upper part of a side wall of the accumulator (1) and of a riser (32) open at its lower end by which the outlet valve is connected with the lower portion of the accumulator (1), or d) the arrangement of the outlet valve (19) comprising a diaphragma actuator in the lower part (4) of the accumulator (1), which is connected to the lower portion of the accumulator (1) by an outlet part (17) in the bottom of the lower part (4).

Description: Vorrichtung zum Ableiten von Kondensat und dergleichen aus Drucksrstemen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ableiten von Kondensat und dergleichen aus Drucksystemen wie Druckgas- und Dampfsystemen. Gase können in geringen Mengen Verunreinigungen wie kondensierbare Flüssigkeiten und Öle enthalten, die als Kondensat schwerer als das Gas sind und sich daher vom Gas trennen und nach unten abgeführt werden. Andererseits scheidet sich aus Dampf Kondensat ab, das schwerer als der Dampf ist und gesammelt und abgeführt werden kann. Das Kondensat wird bei Drucksystemen gesammelt und von Zeit zu Zeit abgeleitete Es ist bisher schwierig, stark verunreinigtes Kondensat, welches Rostabrieb aus Leitungssystemen, Behältern usw. vercrackte Öle und sonstige Verunreinigungen enthält aus Drucksystemen vollautomatisch abzulassen. Bekannte Schwimmerableiter haben den Nachteils dass die zur Verfügung stehende Öffiiungskraft attf den Auftrieb des Schwimmers begrenzt und daher verhältnismässig gering ist, so dass nur kleine Schliesskörper bewegt werden und dementsprechend nur kleine ÖffnungsaXuerschnitte zu beherrschen sind. Dabei führen schon geringe Verunreinigungen zur Verstopfung des Öffnungsquerschnittes0 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Ableiten von Kondensat und dergleichen aus Drucksystemen zu schaffen, in welcher sich das Kondensat sammelt und ohne unerwünschte Verluste des Druckmediums und ohne ständige Überwachung vollautomatisch abfliessen kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Vorrichtung einen an das Drucksystem anzuschliessenden Sammelbehälter für das Kondensat aufweist, der mit einem von Zeit zu Zeit zu öffnenden Auslassventil und einem Füllstandsmesser zum automatischen Steuern des Aus dass ventils versehen ist. Die erfindungsgemässe Vorrichtung besteht also aus einem Behälter, in den das im Drucksystem gebildete Kondensat aus Wasser, Öl und sonstigen fliessfähigen Verunreinigungen gesammelt wird, so dass der Behälter nach und nach gefüllt wird. Ein im Behälter be- findlicher Füllstandsmesser liefert, wenn sich im Behälter eine gewisse Menge Kondensat angesammelt hat, ein Steuersignal, das nach entsprechender Verstärkung geeignet ist, das Auslassventil für eine bestimmte Zeit zu öffnen, nämlich bis der Flüssigkeitsspiegel im Sammelbehälter auf eine vorgegebene Untergrenze gesunken ist. Diese Untergrenze kann über der zum Ventil führenden ASslassöffnung oderauf gleicher Höhe liegen. Im erstgenannten Falle wird verhindert, dass mit dem Kondensat Druckmedium wie Druckgas oder Dampf, welches für das Auslaufen der Flüssigkeit aus dem Sammelbehälter sorgt, ebenfalls durch das Auslassventil entweichen kann. Im letztgenannten Fall wird bewusst auch Druckmedium aus dem Sammelbehälter ausströmen gelassen, nachdem die Flüssigkeit unter einen bestimmten Pegel gesunken ist, um eventuell sich auf den Dichtungsflächen des Auslassven- tils absetzende Verunreinigungen auszublasen, bevor das Druckventil wieder schliesst. Bei der praktischen Ausführung der Erfindung kann der Füllstandsmesser wenigstens einen im Sammelbehälter liegendcn, elektronische Steuersignale liefernden Fühler aufweisen der beispielsweise von oben in den Sammelbehälter hineinragt. Sind mehrere derartige Fühler vorgesehen, so haben diese beispielsweise unterschiedliche Längen und ragen dementsprechend unterschiedlich tief in den Sammelbehälter hinein. Es ist aber auch möglich, Fühler in die Seitenwand des Sammelbehälters einzulassen oder von der Seite oder von unten in den Sammelbehälter hineinzuführen. Zweckiriässig ist jeder Fühler an einen Verstärker angeschlossen und mit einer Zeitverzögerungsschaltung ver bunden, welche das vom Steuersignal geöffnete Aus dass ventil nach einer vorgegebenen Zeitspanne wieder schliesst. Dabei kann die Verzögerungszeit der Zeitverzögerungsschaltung einstellbar sein. In diesem Falle genügt es, nur einen einzigen Fühler vorzusehen, wenngleich man bei dieser Art der Steuerung auch mit mehreren Fühlern arbeiten kann. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann im Sagmel- behälter ein elektronisch arbeitender Alarmfühler angeordnet sein > der bei Kontakt mit der im Sammelbehälter hochsteigenden Flüssigkeit ein Alarmsignal auslost und gegebenenfalls auch das Öffnen des Auslassventils bewirkt, nämlich dann, wenn dieses bei einem Ausfall der normalen Störung durch die hierfür vorgesehenen anderem Fühler sich nicht geöffnet haben sollte. Besonders zweckmässig ist es, wenn die Fühler kapazitiv arbeiten, d.h. auf kapazitivem Wege Steuer- und Alarm signale liefern. Eine andere Möglichkeit besteht jedoch darin, die Fühler durch elektrische Leitfäiigkeit der Flüssigkeit (Kondensat) Steuer- und Alarmsignale liefern zu lassen. Um zu verhindern, dass sich im Bereich der zum Auslassventil führenden Öffnung des Sammelbehälters stärkere Turbulenzen ergeben, die zu Fehlern führen können, ist es vorteilhaft, vor der zum Auslassventil führenden Auslassöffnung im Sammelbehälter ein Abdeckblech anzuordnen. Das Auslassventil kann beispielsweise ein vom Druck des im Drucksystem befindlichen Gases oder Dampfes zu steuerndes Ventil sein, beispielsweise ein Membranventil, dessen Membran mit der flächenmässig grösseren Aussenseite eine Kammer begrenzt, an die eine zu entlüftende Druckleitung angeschlossen ist. Ist diese Druckleitung ent lüftet, öffnet sich das Membranventil, bis die Druckleitung wieder unter Druck gesetzt wird. Die Druckleitung kann dabei aus dem oberen Ende des Sammelbehälters herausgeführt sein, so dass sie also mit dem im Drucksystem herrschenden Druck gespeist wird und'daher keine weitere Druckmittelquelle erforderlich ist. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäBen Vorrichtung schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen Sammelbe halter, wobei die Steuerelemente schematisch angedeutet sind, und Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch eine abgewandelte Aus führungs form eines Sainmelbehälters. Der in Fig. 1 dargestellte Sammelbehälter 1 hat ein zweiteiliges Gehäuse, dessen Oberteil 2 in das obere Ende 3 des Unterteiles 4 eingesteckt ist, wobei eine Dichtung 5 in Fo-rm eines O-Ringes für eine dichte Ver- bindung sorgt. Das Oberteil 2 enthält zwei rechtwinklig zueinanderverlaufende Einlassstutzen 6 und 7, von denen einer an ein Drucksystem wie beispielsweise eine Druckgasleitung oder eine Dampfleituiig angeschlossen werden kann, wahrend der andere Stutzen beispielsweise mittels eines nicht dargestellten Stopfens verschlossen gehalten wird. In das Oberteil 2 ragt eine Prallwand 8 hinein, die gewährleistet, dass das durch den Stutzen 6 und 7 herangeführte Druckmedium und Kondensat nach unten in das Unterteil 4 des Gehäuses 1 gelangt und das Kondensat im übrigen Teil des Oberteiles 2 hochsteigen muss, wenn der Kondensatspiegel über die Unterkante der Prallwand 8 ansteigt. Das Oberteil 2 enthält an der dem Einlassstutzen 6 gegen überliegenden Seite eine Öffnung 9, an die eine Druckleitung 10 angeschlossen werden kann, deren Funktion weiter unten beschrieben wird. In die Abdeckwand II des Oberteiles 2 ist ein stabförmiger Fühler 12 druckdicht eingesetzt, der benutzt wird, um den Sammelbehälter 1 zu entleeren, wenn in ihm angesammeltes Kondensat einen gewissen Pegel erreicht hat oder überschreitet. Ein weiterer, in seiner Funktion ähnlicher, jedoch längerer Fühler 13 kann in gleIcher Weise in die Abdeckwand 11 eingesetzt werden Schliesslich ist ein dritter Fühler 14 angedeutet, der als Alarmgeber dient. Das Unterteil 4 des Sammelbehälters 1 enthält am tiefsten Punkt eine normalerweise geschlossen gehaltene Aus auf öffnung 15, die nur zu Reinigungszwecken geöffnet wird. Ausserdem befindet sich im Boden 16 des Unterteils 4 eine Auslassöffnung 17, die in eine Kammer 18 eines Membranventils 19 führt. Das Membranventil 19 enthält eine Membran 20, die vom Deckel 21 festgeklemmt wird und vor einer Auslassöffnung 22 liegt, gegen deren Rand 23 sie dichtend gedrückt wird, wenn in der Kammer 18 der Druck des Systems herrscht, wie nachstehend im einzelnen erläutert wird. Oberhalb der Öffnung 17 ist am Boden 16 des Unterteils 4 ein Abdeckblech 24 angedeutet, das eine Verwirbelung der im Sammelbehälter 1 befindlichen Flüssigkeit vor dem MembranvenSl 19 und damit einen Sog beim Auslaufen der Flüssigkeit verhindern soll. Am Ende der Druckleitung 10 ist ein Dreiwege-Magnetventil 31 angeordnet, das in seiner Ruhestellung eine Verbindung von der Öffnung 9 zu einer Öffnung 30 im Deckel 21 des Membranventils 19 der Kammer 18 herstellte Daher herrscht dann in der Kammer 18 derselbe Druck wie im Sammelbe- hälter l, d.h. der Druck des Systems, so dass die Membran 20 fest auf den Sitz 23 gedrückt wird, weil der auf die Oberseite der Membran einwirkende gesamte Druck wegen der geringeren Einwirkungsfläche kleiner als der auf deren Unterseite insgesamt einwirkende Druck ist. Um das Membranventil 19 zu öffnen und Flüssigkeit aus dem Sammelbehälter l durch den Auslass 22 ausströmen zu lassen, muss der in der Kammer 18 herrschende Druck abge- baut werden. Zu diesem Zweck wird der Schliesskörper des Ventils- 31 unter Spannung verschoben, um die dritte Öffnung des Ventils in die Atmosphäre zu öffnen und somit die Druckleitung 10 und die Kammer 18 zu entlüften. Da jetzt in der Kammer 18 praktisch kein Überdruck mehr herrscht, wird die Membran 20 von ihrem Sitz 23 von der auf ihre Oberseite drückenden, im Sammelbehälter 1 befindlichen Flüssigkeit gelüftet, so dass die Flüssigkeit auslaufen kann. Ist der Flüssigkeitsspiegel im Sammelbehälter 1 genügend weit abgesunken, wird das durch elektrische Kabel 28 herangeführte, das Lüften des Ventils 31 bewirkende Steuersignal unter brodien, so dass der Schliesskörper des Ventils 31 in seine Ruliestellung zurückkehrt und die Klammer 18 wieder durch die Druckleitung 10 unter den an der Öffnung 9 herrschenden Druck des Systems gesetzt wird. Dadurch wird die Membran 20 wieder in die in Fig. 1 dargestellte Schliesslage auf den Sitz 23 gedrückt. Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung arbeitet folgendermassen: Wenn nur ein einziger Fühler 12 vorhanden ist, löst dieser ein Steuersignal aus, welches zum Lüften des Leitungsabschnittes 10a und dadurch zum Entspannen der Druckkammer 18 führt, sobald der Flüssigkeitsspiegel im Gehäuse 1 so weit angestiegen ist, dass er das untere Ende des Fühlers 12 erreicht hat. Das Membranventil 19 wird dann vom auf die Oberseite der Membran 20 wirkenden Druck geöffnet, so dass die im Gehäuse angesammelte F+üssigkeit durch den Auslass 22 abfliesst. Nach Ablauf einer -einstellbareol Zeitspanne, welche vom Betriebsdruck im Gehäuse, vom offenen Querschnitt des Auslasses 22, der Viskosität der Flüssigkeit und einer eventuell ge wünschten Reinigung des Ventiles mittels nach der Flüssigkeit ausströmenden Druckluft bzw. Gas oder Dampf abhängt, wird der Leitungsabschnitt 10a wieder unter Druck gesetzt, so dass das Membranventil 19 schliesst. Vielfach erfolgt das Schliessen des Membransventils 19 aber bereitslbevor das Gehäuse ganz von Flüssigkeit entleert ist. Die Messung des Flüssigkeitsspiegels im Sammelbehalter 1 und die Steuerung des Ablaufes der dort angeattnnelten Flüssigkeit kann kapazitiv oder auch durch elektrische Leitfähigkeit erfolgen. Wenn der Fühler die maximale Kondensathöhe signalisiert und kein Signalabfall erfolgt, weil die nachfliessende Kondensatmenge zu gross ist und dementsprechend sich der Sammelbehälter auch bei geöffnetem Ventil nicht ent- leert oder wenn das Ventil nicht öffnet bzw. verstopft ist, wird nach einer vorgegebenen Zeit ein Alarmkontakt geschlossen, beispielsweise wenn der Flüssigkeits- spiegel den Alaimfühler 14 erreicht. Dann kann Bedienungsoder Überwachungspersonal geeignete Notmassnabmen treffen. Ist die Vorrichtung aber mit zwei Fühlern 12 und 13 ausgestattet, die beispielsweise kapazitiv arbeiten, liefert der Fühler 12 das das Ventil öffnende Steuersignal, während der Fühler 13 das Schliesssignal abgibt, wenn an ihm keine Kapazität mehr registriert wird. Die Steuerung kann aber auch so erfolgen, dass das Ventil erst nach Ablauf einer einstellbaren Zeitspanne nach Kapazitätsab fall am Fühler 13 schliesst. Auf diese Weise ist einerseits eine genauere Steuerung möglich, weil der Fühler 13 dichter am minimalen Füllstandspegel des Sammelbehälters l liegt. Andererseits lässt sich so auch in einfacher Weise das Ventil zu Reinigungszwecken mit Gas oder Dampf durchstromen, wenn die Flüssigkeit ausgelaufen ist und der Flüssigkeitsspiegel unter die Öffnung 17 gesunken ist. Wenn das Ventil erst nach Ablauf einer gewissen Zeit spanne nach Absinken des Flüssigkeitsspiegels unter den zweiten Fühler schliessen soll > wird die Steuerung beispielsweise mittels einer elektronischen Rampe durchgeführt, um eine Einstellung auf unterschiedliche Drücke im Sammelbehälter überflussig zu machen. In diesem Falle bestimmt die Aus laufzeit zwischen dem Augenblick, wenn der Flüssigkeitsspiegel unter das untere Ende des kürzeren Fühlers 12 sinkt, bis ZU dem Augenblick, wenn der Flüssigkeitsspiegel unter das untere Ende des zweiten Fühlers 13 sinkt, die restliche Auslaufzeit5 einfach dadurch5 dass beide Zeit spannen gleich lang ge wählt werden. Obwohl beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Steuerkasten 29 unmittelbar am Sammelbehälter 1 angebracht ist, kann er auch entfernt vom Sammelbehälter vorgesehen sein. Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 ist der Sanel- behälter 1 ähnlich wie in Fig. 1 ausgebildet. Der wichtigste Unterschied liegt darin5 dass das Membranventil 19 nicht an Unterteil 4, sondern am Oberteil 2 des Sammelbehälters 1 angeordnet ist. Dementsprechend ist im Sammelbehalter 1 ein nach unten offenes Steigrohr 32 vorgesehen, welches mit seinem oberen Ende in eine zum Membranventil 19 führende Bohrung 33 mündet. In diesem Falle bestimmt das untere Ende 34 den minimalen Flüssigkeitspegel im Sammelbehälter l, denn der im Druckgas- oder Dampfsystem herrschende Gas- bzw. Dampfdruck kann Flüssigkeit durch das Steigrohr 32 nur zum Membranventil 19 und damit zum Auslass 22 drücken, wenn die Flüssigkeit nicht unter das untere Ende 34 des Steigrohres 32 abgesunken ist. Im übrigen erfolgt die Steuerung ebenso wie beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 Dementsprechend sind-gleiche Teile beider Aus fühningsformen auch mit gleichen Positionsziffern bezeichnet. Statt des Nembranventils 19 kann auch ein direkt oder indirekt zu betätigendes Magnetventil am Auslass 22 vorgesehen sein. Auch andere Ventilarten sind verwendbar. Zusätzlich kann auch eine zweite Alarmsteuerung vorgesehen seine Diese überwacht durch Endschalter das Schliessen des Auslassventils. Wenn das Ventil schliessen soll, jedoch aus irgendwelchen Gründen tatsächlich nicht schliesst, wird ein Alarmkontakt geschlossen und dementsprechend ein Alarm ausgelöst. Diese Funktion kann auch durch einen Drucksensor in der Auslaufleitung für das Kondensat erzielt werden, welcher Alarm auslöst, wenn nach erfolgter Schliessung des Ventils in der Auslaufleitung noch ein Überdruck gemessen wird, der eine mangelhafte Schliessung des Ventils anzeigt.

Claims: Patentansprüche: 1. Vorrichtung zunl Ableiten von Kondensat und der gleichen aus Drucksystemen wie Druckgas- und Dampf systemen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass sie einen an das Drucksystem anzuschliessenden Sammelbehälter (1) für das Kondensat aufweist, der mit einem von Zeit zu Zeit zu öffnenden Auslassventil (19) und einem Füllstandsmesser (12, 13, 29) zum automatischen Steuern des Auslassventils versehen ist. 2e Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandsmesser (29) wenigstens einen im Sammelbehälter (t) liegenden elektronische Steuer signale liefernden Fühler (12, 13) aufweist. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Fühler (12, 13) von oben in den Sammelbehälter (1) hineinragen. 4.. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei unterschiedlich tief in den Sammelbe hälter hineinragende Fühler (12 und 13) aufweist. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Fühler (12, l3) an einen Verstärker angeschlossen und mit einer Zeitverzö gerungsschaltung verknüpft ist, welche das vom Steuer signal geöffnete Ventil (19) nach einer vorgegebcnen Zeitspanne wieder schliesst. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungszeit der Zeitverzögerungsschal- tung einstellbar ist. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, dass im Sammelbehälter (1) ein elektronisch arbeitender Alarmfühler (14) angeordnet ist, der bei Kontakt mit der im Sammelbehälter hoch steigenden Flüssigkeit ein Alarmsignal auslöst und ggfs. das Öffnen des Ventils (l9) bewirkte wenn sich dieses nicht durch die Steuerung mittels der anderen Fühler (12, 13) geöffnet hat. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, dass die Fühler (12, 13, 14) kapazitiv Steuer- bzw. Alarmsignale erzeugen. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche l bis 7, da durch gekennzeichnet, dass die Fühler (12, 13, 14) durch elektrische Leitfähigkeit des angesammelten Kondensats Steuer- bzw. Alarmsignale erzeugen. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da durch gekennzeichnet, dass im Sammelbehälter (1) vor der zum Auslassventil (l9) führenden Auslassöffnung (l7) ein Abdeckblech (24) angeordnet ist. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche t bis 10, da durch gekennzeichnet, dass das Auslassventil (l9) vom Druck des Druckgases oder Dampfes zu steuern ist. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11; dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassventil (19) ein Membranventil ist, dessen Membran (20) mit der flächenmässig grösseren ( 8) Aussenseite eine Kammer begrenzt, an die eine zu ent lüfter.de Druckleitung (lO) angeschlossen ist. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckleitung (10) aus dem oberen Ende des Sammelbehälters (1) herausgeführt ist und ein mittels von den Fühlern (12, 13, 14) gelieferten Steuer signalen zu öffnendes Lüftungsventil (31) enthält.

Inventors: MULLER-FALKENBERG, KONRAD, Müller-Falkenberg, Konrad
Applicants: KOCH, BERTHOLD
Application year: 1982
Main classification: F16T1
IPC codes: F16T1