Конденсатоотводчик

Полезная модель относится к средствам для удаления конденсата из теплообменных аппаратов, где в качестве греющего теплоносителя применяется пар, и может быть использована в различных областях техники.

Задачей полезной модели является повышение эффективности и надежности работы конденсатоотводчика.

Конденсатоотводчик, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с крышкой, дном, впускным и выпускным патрубками, размещенный в корпусе открытый поплавок типа «перевернутый стакан», запорный орган, примыкающий к выпускному патрубку и включающий конусное седло, клапанное отверстие, клапан с посадочной поверхностью сферической формы, соединенный с вертикальным штоком и расположенный на выходе из клапанного отверстия, отличающийся тем, что запорный орган содержит дополнительный клапан с посадочной поверхностью сферической формы, размещенный на штоке, который соединен шарнирно с поплавком, а также дополнительные конусное седло и клапанное отверстие, причем дополнительный клапан расположен со стороны входа в дополнительное клапанное отверстие.

Полезная модель относится к средствам для удаления конденсата из теплопотребляющих аппаратов, где в качестве греющего теплоносителя применяется пар, и может быть использована в различных областях техники.

Известны конденсатоотводчики в виде подпорных шайб [1]. Данные конденсатоотводчики составляют большое гидравлическое сопротивление потоку и по этой причине пропускают преимущественно конденсат и с значительно меньшим расходом пар. Они просты по устройству, но их эффективная работа возможна лишь при небольших колебаниях расхода отводимого конденсата и давления на входе по отношению к номинальным их величинам.

Известен конденсатоотводчик с закрытым поплавком, закрепленном на рычаге, и запорным органом, содержащем конусное седло на стороне выхода клапанного отверстия, а также шаровой клапан и шток [2]. Данный конденсатоотводчик работает без пропуска пара при многократных увеличении или уменьшении расхода и давления конденсата по отношению к номинальным их величинам и он дополнительно выполняет функцию обратного клапана. Недостатком его является то, что возможные коррозионные или иные повреждения закрытого поплавка приводят к прекращению функционирования устройства. Подвижный шток, механически не связанный с шаровым клапаном и рычагом, размещен в отверстии направляющей втулки, на торцовых сторонах которой в рабочем состоянии устройства имеется разность давлений рабочей среды. Последнее приводит к нерегулируемым перетокам рабочей среды через кольцевую щель, образованную штоком и стенкой отверстия в направляющей втулке, и возможным загрязнением щели. Перетоки снижают эффективность работы конденсатоотводчика, а возможные загрязнения узкой кольцевой щели могут привести к «заклиниванию» штока и по этой причине нормальная работа устройства может не обеспечиваться.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является конденсатоотводчик, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с крышкой, дном, впускным и выпускные патрубками, размещенный в корпусе открытый поплавок типа «перевернутый стакан», запорный орган, примыкающий к выпускному патрубку и включающий конусное седло, клапанное отверстие, клапан с посадочной поверхностью сферической формы, соединенный с вертикальным штоком и расположенный на выходе из клапанного отверстия [3] - прототип. Использование в известном устройстве открытого поплавка типа «перевернутый стакан» повышает надежность работы конденсатоотводчика по отношению к устройству [2] с закрытым поплавком, так как отпадает необходимость в обеспечении герметичности поплавка для сохранения работоспособности конденсатоотводчика.

Недостатком известного устройства, как и аналога [2], является наличие рычажной системы, которая в процессе эксплуатации подвержена износу, что может привести к нарушениям в работе конденсатоотводчика. Другим недостатком известного устройства является ограничение по максимальному перепаду давления выпускаемого потока конденсата в запорном органе. Возможное при работе конденсатоотводчика превышение данного перепада давления может привести к пропуску пара через запорный орган.

Задачей настоящей полезной модели является повышение эффективности и надежности работы конденсатоотводчика.

Поставленная задача решается тем, что в конденсатоотводчике, содержащем вертикальный цилиндрический корпус с крышкой, дном, впускной и выпускной патрубки, размещенный в корпусе поплавок типа «перевернутый стакан», запорный орган, примыкающий к выпускному патрубку и включающий конусное седло, клапанное отверстие, клапан с посадочной поверхностью сферической формы, соединенный с вертикальным штоком и расположенный на выходе из клапанного отверстия, запорный орган содержит дополнительный клапан с посадочной поверхностью сферической формы, размещенный на штоке, который соединен шарнирно с поплавком, а также дополнительные конусное седло и клапанное отверстие, причем дополнительный клапан расположен со стороны входа в дополнительное клапанное отверстие.

В отличие от известных устройств [2, 3], оснащение запорного органа еще одним, дополнительным клапаном с посадочной поверхностью сферической формы, размещенным на штоке, который соединен шарнирно с поплавком, а также дополнительными конусным седлом и клапанным отверстием, при том, что дополнительный клапан расположен со стороны входа в дополнительное клапанное отверстие, обеспечивает разгруженность клапанного узла от действия перепада давлений потока на входе и выходе запорного органа, а следовательно, повысит эффективность и надежность работы конденсатоотводчика. Клапанный узел является уравновешенным по силовому на него воздействию давления выпускаемой среды. Предлагаемое решение выводит перепад давления потока в запорном органе из числа параметров, значимых для работы конденсатоотводчика, позволяет уменьшить его габариты и металлоемкость. В отличие от прототипа, где имеется рычажная система, подверженная активному износу в процессе работы, в предлагаемом конденсатоотводчике вертикальный шток клапанов непосредственно соединен шарнирно с поплавком, что упрощает конструкцию. Устранение промежуточного звена, рычага с шарнирами, для передачи механических сил в системе «запорный орган - поплавок» в совокупности с разгруженностью клапанного узла от воздействия перепада давлений потока в запорном органе позволяет, кроме того, значительно снизить габариты и вес конденсатоотводчика.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом [3] и с аналогами [1, 2] показывает, что заявляемое решение соответствует критериям «новизна» и «существенные отличия».

На фиг.1 показан вертикальный разрез предлагаемого конденсатоотводчика.

Конденсатоотводчик содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с крышкой 2 и дном 3. На крышке 2 размещен выпускной патрубок 4, а через дно 3 проходит впускной патрубок 5. В корпусе 1 размещен открытый поплавок 6 типа «перевернутый стакан, который через плоское ребро 7 шарнирно соединен с вертикальным штоком 8. К впускному патрубку 5 примыкает запорный орган 9, который с помощью накидного фланца 10 закреплен на крышке 2 винтами 11. Для герметизации соединения запорного органа 9 с крышкой 2 служит прокладка 12. Запорный орган 9 включает в себя конусное седло 13 и дополнительное конусное седло 14, клапанное отверстие 15 и дополнительное клапанное отверстие 16, клапан 17 и дополнительный клапан 18 с посадочными поверхностями сферической формы. Клапаны 17 и 18 жестко закреплены на вертикальном штоке 8. Дополнительные конусное седло 14 и клапанное отверстие 16 выполнены в резьбовом элементе 19, который имеет ограничители 20 вертикального перемещения штока 8 вниз. Запорный орган имеет сверление 21 для подачи конденсата к клапанному отверстию 15 и канал 22 для выпуска конденсата в патрубок 4. Поплавок 6 имеет отверстие 23 малого диаметра для выпуска неконденсирующихся газов из внутренней полости поплавка. Герметичность фланцевого соединения дна 3 с корпусом 1 обеспечивается наличием прокладки 24. На дне 3 установлена резьбовая пробка 25 для удаления осадочных отложений и слива конденсата.

Конденсатоотводчик работает следующим образом. При пуске в работу поплавок 6 находится в нижнем положении, чему соответствует посад дополнительного клапана 18 на ограничители 20. Запорный орган 9 открыт для выпуска конденсата. Поступающий через впускной патрубок 5 конденсат заполняет объем корпуса 1, вытесняя через открытый запорный орган 9 воздух. При подъеме уровня конденсата, он начинает проходить сначала через дополнительное клапанное отверстие 16, а затем и через сверление 21 и далее - клапанное отверстие 15, в канал 22 и выпускной патрубок 4. Если вместе с конденсатом через впускной патрубок 5 будет поступать пар, то он начнет скапливаться в объеме поплавка 6 и это создаст действующую на поплавок 6 выталкивающую «архимедову» силу. Поплавок 6 вместе со штоком 8, клапаном 17 и дополнительным клапаном 18 переместится вверх и при посадке сферических клапанов 17 и 18 на свои конусные седла соответственно 13 и 14 запорный орган 9 закроется для выпуска потока. Таким образом, пропуск пара будет исключен. Как только поступившая в поплавок 6 малая порция пара частично пройдет через дренажное отверстие 23 вместе с неконденсирующимися газами и частично сконденсируется, поплавок под действием своего веса переместится в нижнее положение и запорный орган 9 вновь откроется для выпуска конденсата. Выпуск конденсата будет продолжаться до тех пор, пока очередная порция пара не приведет к подъему поплавка и закрытию запорного органа, после чего цикл снова повторяется.

При работе конденсатоотводчика внешняя по отношению к поплавку 6 часть полости корпуса 1 постоянно заполнена конденсатом и служит гидравлическим затвором для пара, препятствуя его проходу к запорному органу 9.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает по сравнению с существующими устройствами следующие преимущества:

- надежная и эффективная работа при любых, в том числе и высоких, разностях давлений конденсата во впускном и выпускном патрубках;

- предельно упрощена конструктивная схема передачи механических сил от поплавка к запорному органу; уменьшено число элементов участвующих в данной передаче;

- конструкция устройства проще, технологичнее в изготовлении, удобнее в обслуживании;

- объем, металлоемкость и вес конденсатоотводчика значительно меньше;

- имеет хорошую ремонтопригодность.

Источники информации

1. Левин М.С. Использование отработавшего и вторичного пара и конденсата. - М.: Энергия, 1971. с.63, 54.

2. Патент на изобретение RU 2137022, С, М. кл. F16Т 1/20 от 22.01.1998. Опубл. 10.09.99, бюл. 25.

3. Патент на изобретение RU 2387918, С2, МПК F16Т 1/30 от 20.07.2006. Опубл. 27.04.2010, бюл. 12.

Конденсатоотводчик, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с крышкой, дном, впускным и выпускным патрубками, размещенный в корпусе открытый поплавок типа «перевернутый стакан», запорный орган, примыкающий к выпускному патрубку и включающий конусное седло, клапанное отверстие, клапан с посадочной поверхностью сферической формы, соединенный с вертикальным штоком и расположенный на выходе из клапанного отверстия, отличающийся тем, что запорный орган содержит дополнительный клапан с посадочной поверхностью сферической формы, размещенный на штоке, который соединен шарнирно с поплавком, а также дополнительные конусное седло и клапанное отверстие, причем дополнительный клапан расположен со стороны входа в дополнительное клапанное отверстие.