ТЕРМОСТАТИЧЕСКИЙ КОНДЕНСАТООТВОДЧИК И СПОСОБ ЕГО РАБОТЫ Российский патент 1997 года по МПК F16T1/08 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, а именно к способу работы и устройствам для отвода конденсата из паропотребляюших аппаратов, и позволяет снизить материалоемкость и повысить надежность работы конденсатоотводчика.

Известен конденсатоотводчик [1] содержащий корпус с входным и выходным каналами, крышку, пакет термобиметалла, клапан, седло и регулирующий орган. К недостаткам его следует отнести повышенный расход термобиметалла, а также возможность эрозионного износа участка выходного канала, противостоящего седлу.

Известен конденсатный горшок [2] включающий в себя наряду с перечисленными в аналоге элементами вспомогательные клапан и седло, камеру смешения, причем седла размещены на противоположных концах камеры. К недостаткам его следует отнести ненадежность работы вспомогательного клапана, а также наличие дополнительных подвижных элементов (пружины противодавления, отражательного элемента и вспомогательного клапана).

Задачей изобретения являются снижение материалоемкости, повышение эффективности и надежности работы конденсатоотводчика.

Поставленная задача решается путем разделения конденсата на два неравных потока, которые подают сначала на два жестко соединенныех между собой клапанных устройства, а затем в камеру смешения навстречу друг другу. При этом часть гидравлических усилий на клапаны и кинетическая энергия потоков гасятся, а результирующая гидравлических усилий компенсируется терморегулятором. Поставленная задача реализуется в устройстве, включающем в себя два седла, установленных с противоположных концов общей для них камеры смешения с возможностью их взаимного перемещения и размещением двух клапанов на одном и том же штоке. Разделение потока жидкости на два неравных, встречно направленных в клапанном устройстве с получением результирующей гидравлической силы, взаимодействующей с терморегулятором и достаточной для оптимальной его работы, компоновка двух седел на одной камере смещения с противоположных ее сторон с возможностью их взаимного перемещения, двух клапанов, размещенных на общем штоке, подтверждает соответствие заявкам требованиям "мировой новизны".

Снижение расхода термобиметалла благодаря уменьшению силы, действующей на термобиметаллически регулирующий орган, повышенная надежность, обусловленная увеличением срока службы термобиметалла и взаимогашением энергии потоков в клапанном устройстве и улучшением условий работы конденсатоотводчика в целом говорит о соответствии патента критерия "промышленная применимость и полезность".

На чертеже дано устройство для реализации заявляемого способа. Оно включает в себя корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами, камеру смешения 4 с размещенными с противоположных сторон ее седлами 5 и 6, шток 7 с двумя клапанами, пакет термобиметалла 8, регулирующее устройство 9 и дроссельную шайбу 10, фильтры 11 и 12 и крышки 13 и 14.

Поток конденсата по входному каналу поступает в корпус 1, где он разделяется на два потока больший направляется вверх через фильтр 11 и седло 6 в смесительную камеру 4, и меньший, который через фильтр 12 седло 5 встречным потоком направляется также в смесительную камеру 4, из которой весь поток конденсата через дроссельную шайбу 10 и выходной канал 3 отводится в систему отвода конденсата.

В рабочем режиме при отводе конденсата с заданной температурой захолаживания оба клапана открыты и конденсат проходит через седла 5 и 6 встречными потоками в смесительную камеру. Так как поток через седло 6 больший, чем через седло 5, то результирующая гидравлических усилий, приложенных к обоим клапанам, направляется вниз и находится в равновесии с силой упругости пакета термобиметалла 8. При повышении температуры конденсата пакет термобиметалла расширяется и поднимает вверх клапаны. Если в конденсатоотводчик поступает пар или конденсат с температурой захолаживания ниже заданной, клапаны закрываются. При снижении температуры конденсаты пакет термобиметалла сжимается, клапаны открываются и отвод конденсата возобновляется.

Величина силы, действующей через шток 7 на пакет термобиметалла 8 зависит в основном, от разности проходных сечений седел 5 и 6 и может быть заранее рассчитана. Это важно особенно для разработки конденсатоотводчиков на большую пропускную способность /80 и более/, т.к. и в этом случае можно использовать термобиметаллические регуляторы из более тонких пластин, которые имеют лучшие эксплуатационные характеристики, быстрее прогреваются и реагируют на изменение температуры, долговечны. В результате достигается экономия дорогостоящего термобиметалла. Следует отметить, что для конденсатоотводчиков известной конструкции с присоединительными размерами более DN 50 мм термобиметаллические регуляторы использовать нецелесообразно и промышленностью они выпускаются, т. к. гидравлические усилия на клапанный орган большие, резко возрастает расход термобиметалла и габариты конденсатоотводчика.

При начальных пусках оборудования или в случае неправильной настройки конденсатоотводчика и поступлении в него пара последний попадает с большой скоростью в камеру смешения 4, взаимогася энергию потоков а дроссельная шайба 10 запирает эту камеру и тем самым резко уменьшает потери пара.

Для гарантированного одновременного перекрытия клапанами седел последние выполнены с возможностью относительного перемещения.

Для возможности сборки двухклапанного штока один из клапанов закрепляется на штоке с помощью разъемного соединения (например конусной насадки).

При использовании данного способа на сильфонных или других термостатических конденсатоотводчиках исполнительный элемент может быть выбран меньшего размера, т. е. могут быть уменьшены габариты конденсатоотводчика, увеличена надежность его работы.

Использование: изобретение относится к трубопроводной арматуре, а именно к способу работы термостатического конденсатоотводчика и устройству для реализации этого способа. Сущность: разделяют входящий поток конденсата на два неравных, поступающий через клапанный орган в камеру смешения с ее противоположных сторон, при этом гидравлическое усилие, воздействующее на регулирующий орган, меньше усилия каждого из потоков, отдельно взятых. Реализуется этот способ в устройстве, содержащем два клапана, неподвижно закрепленных на общем штоке, а седла установлены в камере смещения с возможностью их взаимного перемещения. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Термостатический конденсатоотводчик, содержащий корпус с входным и выходным каналами, пакет биметаллических пластин, камеру смешения, снабженную на торцах седлами с каналами, сообщающими ее с входным каналом корпуса, и подключенную к его выходному каналу, установленные в седлах клапаны, один из которых закреплен на штоке, взаимодействующем с пакетом, а также регулировочное устройство, отличающийся тем, что второй клапан также неподвижно закреплен на штоке, а седла установлены в камере с возможностью их взаимного перемещения. 2. Конденсатоотводчик по п.1, отличающийся тем, что седла выполнены с различными проходными сечениями каналов, а закрепление одного из клапанов на штоке выполнено с помощью разъемного соединения. 3. Конденсатоотводчик по п. 1, отличающийся тем, что камера смешения снабжена дроссельной шайбой, установленной в выходном ее участке. 4. Способ работы термостатического конденсатоотводчика путем отвода переохлажденного конденсата, отличающийся тем, что конденсат разделяют на два неравных потока и направляют на отдельные, жестко связанные между собой клапанные устройства навстречу друг другу в камеру смешения, причем больший поток направляют в сторону сжатия термостатических элементов.