Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kondensatableitervorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Diese Vorrichtung wird zum Ableiten von Kondensat, das in unterschiedlichen Arten von Dampf verwendenden Geräten und Dampfleitungen erzeugt wird, eingesetzt, oder zum Zuführen des unter Druck stehenden Kondensats an einen Boiler oder an ein Gerät, das Abwärme verwertet.

Kondensat, das in Dampf verwendenden Geräten kondensiert wurde, wird normalerweise durch einen Kondensatabscheider abgeleitet. Wenn das Kondensat jedoch an einen Ort höheren Drucks geleitet werden soll, wie beispielsweise an einen Boiler oder an ein Gerät, das Abwärme verwertet, oder in den Fällen, wo der Sekundärdruck höher ist als der Primärdruck, wie beispielsweise beim Ableiten des Kondensats von einem Vakuum in die Atmosphäre, kann das Kondensat nicht mittels eines Kondensatabscheiders abgeleitet werden.

Falls der Sekundärdruck höher als der Primärdruck ist, wird ein Kondensatableiter (Dampffalle) wie der in der offen gelegten japanischen Gebrauchsmusterschrift sho-50-147228 beschriebene verwendet. Diese Vorrichtung weist eine Kondensataufnahmekammer mit einem Kondensateinlass und einem Kondensatauslass sowie einem Einlass und Auslass für ein Hochdruck-Arbeitsmedium (Druckgas) auf. In der Kondensataufnahmekammer ist ein offener oder geschlossener Schwimmer derart angeordnet, dass er mit dem Wasserstand steigt oder fällt, und dieser ist mit einem Einlassventil zum Öffnen und Schließen des Einlasses für das Hochdruck-Arbeitsmedium und mit einem Auslassventil zum Öffnen und Schließen des Flüssigkeitsauslasses verbunden. Durch das Zusammenwirken mit entsprechenden Rückschlagventilen, die an den Kondensateinlass- und auslassöffnungen angeordnet sind, wird das Kondensat in die Kondensataufnahmekammer eingeleitet nachdem der Einlass für das Hochdruck-Arbeitsmedium geschlossen wurde, und der Flüssigkeitsauslass wird geöffnet, wenn der Wasserstand in der Kondensataufnahmekammer ein vorbestimmtes Niveau erreicht hat. Wenn das vorbestimmte Niveau erreicht ist, wird der Auslass für das Hochdruck-Arbeitsmedium geschlossen und der Flüssigkeitseinlass geöffnet, wodurch das Hochdruck-Arbeitsmedium in die Kondensataufnahmekammer eingeleitet wird, so dass die Wirkung des steigenden Drucks die Ableitung des Kondensats aus der geöffneten Auslassöffnung bewirkt.

Weiterhin zeigt das US Patent 5,141,450 eine Vorrichtung, die im Wesentlichen gleich wie die oben beschriebene Vorrichtung ausgebildet ist.

Bei den oben genannten, Dampf verwendenden Geräten, beispielsweise einem Wärmetauscher zur Erwärmung einer durch Dampf zu erwärmenden Flüssigkeit, wird die Zufuhr zum Wärmetauscher nach einer Druckregelung des Dampfes durchgeführt, um die Temperatur der zu erwärmenden, von dem Wärmetauscher gelieferten Flüssigkeit konstant zu halten, was einen Anstieg des Primärdrucks auf einen höheren Druck oder einen Abfall auf einen niedrigeren Druck als den Sekundärdruck bewirken kann.

Wenn ein Kondensatableiter wie der in der oben genannten, veröffentlichten Gebrauchsmusterschrift sho-50-147228 oder dem US Patent 5,141,450 genannte an einem derartigen, Dampf verwendenden Gerät montiert wird, entsteht ein Problem dadurch, dass wenn der Primärdruck auf einen Wert steigt, der höher ist als der Sekundärdruck, das Rückschlagventil im Kondensatauslass ständig offen ist, so dass nicht nur das Kondensat, sondern auch der unter hohem Druck stehende Dampf hierdurch herausgeleitet wird. Wenn eine herkömmliche Dampffalle an einem derartigen, Dampf verwendenden Gerät montiert wird, wird sie daher nicht verwendbar sein, wenn der Primärdruck niedriger ist als der Sekundärdruck.

Das Dokument GB-A-26407, das den nächstkommenden Stand der Technik darstellt, offenbart eine Kondensatableitervorrichtung der eingangs genannten Art. Diese Vorrichtung weist den Nachteil auf, dass ein Führungsstück des Ventils in das Hauptventilteil eingreift und dessen geschlossener Zustand neigt dazu, nicht nachzugeben, wenn der Primärdruck erheblich höher ist als der Sekundärdruck, selbst wenn der Schwimmer anfängt, in der Kondensataufnahmekammer auf Grund seiner Auftriebskraft in dem in der Kammer bevorrateten Kondensat zu steigen. Je größer der Druckunterschied zwischen dem Primärdruck und dem Sekundärdruck wird, desto mehr nimmt diese Neigung zu. Dementsprechend müssen Glieder, die dem Hochdruck-Arbeitsmedium zugeordnet sind, bewegt werden, selbst wenn eine Ableitung des Kondensats ohne das Hochdruck-Arbeitsmedium durchgeführt werden könnte, da der Primärdruck höher ist als der Sekundärdruck. Dies führt zu einer kürzeren Lebensdauer der entsprechenden Glieder.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Kondensatableitervorrichtung bereit zu stellen, die eine Betätigung der Ventilanordnung unabhängig von den jeweiligen Drücken auf der Primärseite und auf der Sekundärseite ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung eine Kondensatableitervorrichtung wie im Anspruch 1 beansprucht vorgeschlagen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden eine obere Fläche des oberen Ventilkörpers und eine untere Fläche des unteren Ventilkörpers von dem Primärdruck in der Kondensataufnahmekammer beaufschlagt, und eine untere Fläche des oberen Ventilkörpers und eine obere Fläche des unteren Ventilkörpers werden von einem Sekundärdruck in der Kondensatauslassöffnung beaufschlagt. Weiterhin kann die Ventilanordnung Spaltbereiche aufweisen, über die die Kondensataufnahmekammer und ein geschlossener Raum unter dem unteren Ventilsitz miteinander kommunizieren, wenn die Ventilkörper auf ihren Ventilsitzen aufliegen.

Im Folgenden wird die Arbeitsweise der Kondensatableitervorrichtung beschrieben.

Wenn der Primärdruck niedriger ist als der Sekundärdruck sind das Rückschlagventil in der Kondensatauslassöffnung und das Einlassventil zum Öffnen und Schließen des Einlasses für das Hochdruck-Arbeitsmedium geschlossen und das Rückschlagventil in der Kondensateinlassöffnung und das Auslassventil zum Öffnen und Schließen des Auslasses sind geöffnet, bis der Wasserstand in der Kondensataufnahmekammer einen vorbestimmten Stand erreicht. Kondensat strömt dann von der Kondensateinlassöffnung in die Kondensataufnahmekammer und der Schwimmer steigt zusammen mit der Zunahme des Wasserstandes. Das Steigen des Schwimmers bewirkt, dass die Ventilanordnung, die mit dem Schwimmer verbunden ist, die Kondensatauslassöffnung öffnet, jedoch hält das Rückschlagventil in der Kondensatauslassöffnung das Ventil geschlossen. Wenn in der Kondensataufnahmekammer ein vorbestimmter Wasserstand erreicht wird, wird das Einlassventil geöffnet und das Auslassventil geschlossen. Das durch den Flüssigkeitseinlass eingeleitete Hochdruck-Arbeitsmedium bewirkt einen Druckanstieg in der Kondensataufnahmekammer, wodurch das Rückschlagventil in der Kondensatauslassöffnung geöffnet wird und das Kondensat durch die Kondensatauslassöffnung abgeleitet wird. Der Schwimmer sinkt zusammen mit der Abnahme des Wasserstandes auf Grund der Ableitung des Kondensats und wenn er in eine vorbestimmte Position abgesunken ist, wird das Einlassventil geschlossen und das Auslassventil geöffnet. Weiterhin schließt die Ventilanordnung die Kondensatauslassöffnung und gleichzeitig wird das Rückschlagventil in der Kondensatauslassöffnung geschlossen, um die Ableitung des Kondensats zu beenden. Dieser Vorgang wiederholt sich periodisch, so dass sich die Bevorratung und Ableitung des Kondensats entsprechend wiederholt.

Wenn der Primärdruck höher ist als der Sekundärdruck werden die jeweiligen Rückschlagventile in der Kondensateinlassöffnung und der Kondensatauslassöffnung geöffnet. Der Schwimmer steigt und fällt zusammen mit dem Wasserstand in der Kondensataufnahmekammer, so dass die Ventilanordnung die Kondensatauslassöffnung schließt und öffnet, wodurch das Kondensat durch diese abgeleitet wird.

Die oben genannte und weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung anhand des Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

1 einen Querschnitt durch eine Kondensatableitervorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei der Funktionszustand dargestellt ist, bei dem der Primärdruck niedriger ist als der Sekundärdruck.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung, die die oben genannten technischen Merkmale zeigt, näher beschrieben. Eine in 1 dargestellte Kondensatableitervorrichtung weist einen Grundkörper 1 mit einem daran mittels nicht dargestellten Schrauben befestigten Deckel 2 auf, wobei der dadurch erzeugte innere Hohlraum als Kondensataufnahmekammer 3 bezeichnet wird. Der Grundkörper 1 weist in seinem oberen Bereich eine Kondensateinlassöffnung 4, die mit der Kondensataufnahmekammer 3 kommuniziert, und in seinem unteren Bereich eine Kondensatauslassöffnung 5 auf. Rückschlagventile 6 und 7 sind jeweils in der Einlassöffnung 4 und der Auslassöffnung 5 angeordnet. Der Deckel 2 weist einen Einlass 8 und Auslass 9 für ein Hochdruck-Arbeitsmedium auf. Der Einlass 8 kommuniziert mit der Kondensataufnahmekammer 3 durch ein Einlassventil 10 und der Auslass 9 kommuniziert mit der Kondensataufnahmekammer 3 durch ein Auslassventil 11. Das Einlassventil 10 besteht aus einem Einlassventilsitz 12 und einem Einlassventilkörper 13, der zum Schließen und Öffnen des Einlassventils 10 an dem Einlassventilsitz 12 anliegt oder von diesem abgehoben ist. Das Auslassventil 11 besteht aus einem Auslassventilsitz 14 und einem Auslassventilkörper 15, der zum Schließen und Öffnen des Auslassventils 11 an dem Auslassventilsitz 14 anliegt oder von diesem abgehoben ist.

Ein geschlossener Schwimmer 21, der zusammen mit dem Wasserstand steigt und fällt, ist in der Kondensataufnahmekammer 3 angeordnet. Ein Hebel 22 ist mit seinem einen Ende an dem Schwimmer 21 und mit seinem anderen Ende mittels eines Stifts 25 an einem Verbindungsglied 23, das einen kanalartigen Querschnitt aufweist und sich aufwärts gerichtet erstreckt, sowie einem sich nach unten erstreckenden Schwimmerschaft 24 befestigt.

In dem mittleren Bereich der Vorrichtung ist das vordere Ende des Hebels 22 mittels eines Stifts 31 drehbar mit einem Befestigungsglied 30, das an dem Deckel 2 befestigt ist, verbunden. Der Stift 31 stellt das Schwenkgelenk des Schwimmers 21 dar. Das Verbindungsglied 23 weist an seinem oberen Ende eine Durchbrechung 32 (in gestrichelter Linie dargestellt) auf und ein Stift 34 ist an einem Ventilschaft 33, der mit einem Auslassventilkörper 15 verbunden ist, befestigt und beweglich in die Durchbrechung 32 eingesetzt.

Die Kondensataufnahmekammer 3 weist an ihrem unteren Ende eine Öffnung 40 auf, die mittels eines unteren Deckels 41, der mittels nicht dargestellter Schrauben befestigt ist, verschlossen ist. Ein oberes Ventilsitzteil mit einem oberen Ventilsitz 42 an seinem oberen Ende ist zwischen der Öffnung 40 und dem unteren Deckel 41 angeordnet und gleichzeitig ist ein unteres Ventilsitzteil mit einem unteren Ventilsitz 43 an seinem oberen Ende in das Innere der unteren Partie des oberen Ventilsitzteils eingeschraubt. Die oberen und unteren Ventilsitzteile sind durch den unteren Deckel 41 gefangen.

In dem Bereich zwischen dem oberen Ventilsitzorgan und dem unteren Ventilsitzorgan ist ein gestuftes Ventilschaftrohr 47 angeordnet, das an der unteren Partie des gestuften Schwimmerschafts 24 befestigt ist, der über den Hebel 22 mit dem Schwimmer 21 befestigt ist, wobei das Rohr 47 konzentrisch zum Schwimmerschaft 24 angeordnet ist. Der Schwimmerschaft 24 erstreckt sich durch das Ventilschaftrohr 47, wobei ein Spaltraum 49 verbleibt, und weist an seinem unteren Ende eine Mutter 50 auf, die auf ihn aufgeschraubt ist.

Ein oberer Ventilkörper 44, der an einem oberen Ventilsitz 42 anliegt und von diesem abhebbar ist, und ein unterer Ventilkörper 45, der an einem unteren Ventilsitz 43 anliegt und von diesem abhebbar ist, sind außenseitig an dem Ventilschaftrohr 47 unter Zwischenschaltung eines sich zwischen ihnen erstreckenden Verbindungsrohres 46 montiert und durch eine Mutter 48, die auf das untere Ende des Ventilschaftrohrs 47 aufgeschraubt ist, befestigt, wobei das obere Ende des oberen Ventilkörpers 44 und das obere Ende des Ventilschaftrohrs 47 an der Stufe des Ventilschaftrohrs 47 bzw. der Stufe des Schwimmerschafts 24 anliegen. Der obere Ventilsitz 42, der obere Ventilkörper 44, der untere Ventilsitz 43 und der untere Ventilkörper 45 bilden ein zusammengesetztes Sitzventil.

Die oberen und unteren Ventilkörper 44 und 45 weisen eine Vielzahl von Leitblechen auf, die zur Führung der oberen und unteren Ventilsitzorgane verwendet werden.

Das Ventilschaftrohr 47 weist in seinem oberen und unteren Bereich Durchtrittsöffnungen 51 und 52 auf, so dass die Kondensataufnahmekammer 3 und der Raum unter dem unteren Ventilkörper 45 über den Spaltraum 49 miteinander kommunizieren. Diese Konstruktion reduziert den Einfluss durch Druckdifferenzen auf die Vorgänge des Öffnens und Schließens des Ventils.

Falls der Primärdruck an dem Rückschlagventil 6, das in der Kondensateinlassöffnung 4 angeordnet ist, geringer ist als der Sekundärdruck an dem Rückschlagventil 7, das in der Kondensatauslassöffnung 5 angeordnet ist, wird das Rückschlagventil in der Einlassöffnung 4 geöffnet und ermöglicht dem Kondensat das Einströmen in die Kondensataufnahmekammer 3. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Schwimmer 21 in seiner niedrigsten Stellung, das Einlassventil 10 ist geschlossen und das Auslassventil 11 ist geöffnet, dies auf Grund der Relativstellung des Verbindungsglieds 23 und Ventilschafts 33 zueinander, die mit dem Schwimmer 21 über den Hebel 22 verbunden sind. Weiterhin werden die oberen und unteren Ventilkörper 44 und 45 in Anlage zu den oberen und unteren Ventilsitzen 42 und 43 gebracht, dies auf Grund der Relativstellung des Schwimmerschafts 24, der mit dem Schwimmer 21 über den Hebel 22 verbunden ist.

Zusammen mit dem Anstieg des Wasserstands auf Grund des einströmenden Kondensats steigt auch der Schwimmer 21, was ein Anheben des Verbindungsglieds 23 und des Schwimmerschafts 24 bewirkt. Beim Anheben des Schwimmerschafts 24 wird auch das zusammengesetzte Sitzventil angehoben, was ein gleichzeitiges Abheben des oberen Ventilkörpers 44 und des unteren Ventilkörpers 45 von dem oberen Ventilsitz 42 bzw. dem unteren Ventilsitz 43 bewirkt, so dass das zusammengesetzte Sitzventil geöffnet wird, so dass der Druck in dem Raum zwischen der Öffnung 40 und dem unteren Deckel 41 angeglichen wird an den in der Kondensataufnahmekammer 3 herrschenden, und dementsprechend mit dem Primärdruck am Rückschlagventil 6. In diesem Augenblick bleibt das Rückschlagventil 7 in der Auslassöffnung 5 geschlossen, da der Sekundärdruck größer ist als der Primärdruck.

Die Auftriebskraft des Schwimmers 21 wirkt auf den Ventilschaft 33 von dem Augenblick an, an dem der Schwimmer 21 bis zu einer vorbestimmten Stellung gestiegen ist und der untere Rand der Durchbrechung 42 des Verbindungsglieds 23 in Kontakt mit dem Stift 34 des Ventilschafts 33 gelangt. Wenn der Wasserstand ansteigt und der Schwimmer 21 eine höhere Position erreicht, steigt auch der Ventilschaft 33, wodurch der Ventilkörper 13 von dem Einlassventilsitz 12 abgehoben wird, so dass das Einlassventil 10 geöffnet wird. In der Zwischenzeit gelangt der Auslassventilkörper 15 in Anlage an dem Auslassventilsitz 14, wodurch das Auslassventil 11 geschlossen wird.

Der geöffnete Zustand des Einlassventils 10 und der geschlossene Zustand des Auslassventils 11 bewirken ein Einströmen des Hochdruck-Arbeitsmediums durch den Flüssigkeitseinlass 8 und das Einlassventil 10 in die Kondensataufnahmekammer 3, wodurch der Druck in der Kondensataufnahmekammer 3 ansteigt und das Rückschlagventil 6 schließt. Wenn der Druck in der Kondensataufnahmekammer 3 höher wird als der Sekundärdruck am Rückschlagventil 7, wird das Rückschlagventil 7 geöffnet und ermöglicht dem Kondensat das Ausströmen durch die Auslassöffnung 5.

Mit einem Absinken des Wasserstands auf Grund des ausströmenden Kondensats fällt auch der Schwimmer 21, wodurch sich das Verbindungsglied 23 und der Schwimmerschaft 24 durch den Hebel 22 nach unten in Richtung der Schließstellung des zusammengesetzten Sitzventils bewegen. Der Ventilschaft 33 bewegt sich von dem Moment an abwärts, ab dem der Schwimmer 21 in eine vorbestimmte Stellung abgesunken ist und der obere Rand der Durchbrechung 32 gerät in Anlage zu dem Stift 34, so dass das Eigengewicht des Schwimmers 21 auf den Ventilschaft 33 wirkt. Die Abwärtsbewegung des Ventilschafts 33 bewirkt ein Schließen des Einlassventils 10 und ein Öffnen des Auslassventils 11. Der geschlossene Zustand des Saugventils 10 und der geöffnete Zustand des Auslassventils 11 bewirken ein allmähliches Abnehmen des Drucks in der Kondensataufnahmekammer 3, so dass der Ausstoß von Kondensat unter dem Restdruck erfolgt.

Ein weiteres Absinken des Schwimmers 21 bewirkt ein Anliegen des oberen Ventilkörpers 44 und des unteren Ventilkörpers 45 mit dem zugehörigen oberen Ventilsitz 42 bzw. unteren Ventilsitz 43, wodurch das zusammengesetzte Sitzventil geschlossen wird, so dass die Auslassöffnung 5 verschlossen wird, wodurch das Rückschlagventil 7 in der Auslassöffnung 5 geschlossen und der Ausstoß von Kondensat unterbrochen wird. Auf diese Weise wird der oben erwähnte Zyklus wiederholt.

Falls der Primärdruck höher ist als der Sekundärdruck, können beide Rückschlagventile 6 und 7 leicht zusammen geöffnet werden. Wenn Kondensat durch die Einlassöffnung 4 in die Kondensataufnahmekammer 3 strömt, steigt der Wasserstand an, wodurch der Schwimmer 21 steigt und damit das Verbindungsglied 23 und den Schwimmerschaft 24 über den Hebel 22 nach oben bewegt. Das Ansteigen des Schwimmerschafts 24 bewirkt, dass der obere Ventilkörper 33 und der untere Ventilkörper 45 von dem oberen bzw. unteren Ventilsitz 42 und 43 abheben, so dass Kondensat durch die Auslassöffnung 5 ausgestoßen wird. In Abhängigkeit von der Einströmgeschwindigkeit des Kondensats in die Kondensataufnahmekammer 3 kann die Auftriebskraft des Schwimmers 21, der über das Verbindungsglied 23 ein Ansteigen des Ventilschafts 33 bewirkt, wodurch der Einlassventilkörper 13 nach oben gezwungen wird, ein Einströmen des Hochdruck-Arbeitsmediums in die Kondensataufnahmekammer 3 bewirken. In diesem Fall unterstützt das Hochdruck-Arbeitsmedium den Ausstoß des Kondensats und der Öffnungszustand des Rückschlagventils 6 kann auch in Abhängigkeit von dem Druck eingestellt werden.

Zusammen mit einem Absinken des Wasserstands auf Grund des Ausstoßes des Kondensats sinkt der Schwimmer 21, wodurch der obere Ventilkörper 44 und der untere Ventilkörper 45 ihren Sitz auf dem oberen Ventilsitz 42 bzw. dem unteren Ventilsitz 43 einnehmen, wodurch das zusammengesetzte Sitzventil geschlossen wird, so dass die Auslassöffnung 5 verschlossen wird.