Патент на изобретение №2323383

(54) КОНДЕНСАТООТВОДЧИК

(57) Реферат:

Изобретение относится к средствам для удаления конденсированной фазы из аппаратов и трубопроводов с парожидкостной рабочей средой и может быть использовано в различных областях техники. Конденсатоотводчик содержит вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и дном, впускной и выпускной патрубки, размещенный в корпусе закрытый поплавок, снабженный сверху направляющим стержнем и снизу штоком с клапаном, расположенным в клапанном отверстии в выпускном патрубке. Клапан выполнен в виде вертикально ориентированной трубки, снабженной верхним торцом с закраиной и поперечной заглушкой в нижней части, трубка имеет несколько рядов сквозных отверстий в диаметральных сечениях на стенке, а шток соединен с клапаном шарнирно с возможностью угловых относительных смещений. Изобретение позволяет упростить конструкцию, снизить габариты и металлоемкость, повысить надежность работы конденсатоотводчика. 2 ил.

Изобретение относится к средствам для удаления конденсированной фазы из аппаратов и трубопроводов с парожидкостной рабочей средой и может быть использовано 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 допускают лишь небольшие колебания расхода отводимого конденсата и давления на входе по отношению к номинальным их величинам.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является конденсатоотводчик, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и дном, впускной и выпускной патрубки, размещенный в корпусе закрытый поплавок, снабженный сверху направляющим стержнем и снизу штоком с клапаном, расположенным в клапанном отверстии в выпускном патрубке [2, с.153] – прототип.

Известное устройство обеспечивает отвод конденсата при значительных колебаниях его расхода и давления на входе. Недостатком такого конденсатоотводчика является то, что при повышенных давлениях и расходах выпускаемой среды поплавок приходится выполнять большого размера. Это приводит к громоздкости конденсатоотводчика, к повышению его металлоемкости. Возможно “прикипание” клапана к контактной поверхности после перерывов в работе, что осложняет процедуру пуска известного устройства и снижает его надежность.

Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции, снижение габаритов и металлоемкости, повышение надежности работы конденсатоотводчика.

Поставленная задача решается тем, что в конденсатоотводчике, содержащем вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и дном, впускной и выпускной патрубки, размещенный в корпусе закрытый поплавок, снабженный сверху направляющим стержнем и снизу штоком с клапаном, расположенным в клапанном отверстии в выпускном патрубке, клапан выполнен в виде вертикально ориентированной трубки, снабженной верхним торцем с закраиной и поперечной заглушкой в нижней части, трубка имеет несколько рядов сквозных отверстий в диаметральных сечениях на стенке, а шток соединен с клапаном шарнирно с возможностью угловых относительных смещений.

В отличие от известного устройства выполнение клапана в виде вертикально ориентированной трубки, снабженной верхним торцем с закраиной и поперечной заглушкой в нижней части, наличие нескольких рядов сквозных отверстий в диаметральных сечениях на стенке трубки, соединение штока с клапаном шарнирно с возможностью угловых относительных смещений позволяет достичь решения поставленной задачи. Трубка размещена в клапанном отверстии с минимальным зазором, обеспечивающим свободное вертикальное перемещение клапана и в закрытом его положении допускающим поступление конденсата в выпускной патрубок с расходом не более расхода “холостого хода” предвключенного к конденсатоотводчику аппарата. Клапан является уравновешенным по силовому на него воздействию давления выпускаемой среды, что позволяет уменьшить объем поплавка, а следовательно, габариты и металлоемкость конденсатоотводчика. Шарнирное соединение штока поплавка с клапаном дает возможность клапану самоустанавливаться в клапанном отверстии, свободно, без заеданий перемещаться в нем, и тем самым повышает надежность работы конденсатоотводчика.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемое устройство соответствует критерию изобретения “новизна”.

Известны конденсатоотводчики с закрытым поплавком и рычажной передачей [2]. Конструкция их сложнее, а работа менее надежна. Размеры и металлоемкость данных известных конденсатоотводчиков велики при больших расходах конденсата и давлениях на входе.

Все это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию изобретения “существенные отличия”.

На фиг.1 показан вертикальный разрез предлагаемого конденсатоотводчика при положении клапана в состоянии “закрыто”; на фиг.2 – диаметральный разрез выпускного патрубка в плоскости оси клапанного отверстия при положении клапана в состоянии “открыто”.

Конденсатоотводчик содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с крышкой 2 и торцем 3. Впускной патрубок 4 и выпускной патрубок 5 установлены на корпусе 1. Внутри корпуса 1 размещены отбойная пластина 6 и закрытый поплавок 7, имеющий сверху направляющий стержень 8, а снизу шток 9, который шарнирно соединен с верхним торцем 10 трубки 11. Трубка 11 с верхним торцем 10, поперечной заглушкой 12 и несколькими рядами сквозных отверстий 13 представляет собой уравновешенный клапан. Трубка 11 размещена с небольшим зазором в клапанном диаметральном отверстии выпускного патрубка 5. Величина зазора между трубкой 11 и стенками клапанного отверстия в выпускном патрубке 5 является минимально возможной, обеспечивающей свободное вертикальное перемещение клапана при ходе поплавка 7 вверх-вниз. Направляющий стержень 8 своим верхним концом входит в патрубок 14, который установлен на крышке 2 и предназначен для выпуска воздуха из конденсатоотводчика. Для постоянного удаления из конденсатоотводчика скапливающихся в верхней части корпуса 1 неконденсирующихся газов служит дренажная трубка 15, закрепленная своим нижним концом на торце 16 выпускного патрубка 5. Герметичность фланцевого соединения крышки 2 и корпуса 1 обеспечивается наличием прокладки 17. На торце 3 установлена резьбовая пробка 18 для очистки корпуса 1 от отложений и слива конденсата.

Конденсатоотводчик работает следующим образом. При пуске предвключенного пароиспользующего аппарата в работу поплавок 7 находится в нижнем положении, клапан закрыт и конденсат, поступающий через впускной патрубок 4, проходит с минимальным расходом из корпуса 1 в выпускной патрубок 5 через верхний и нижний кольцевые зазоры между трубкой 11 и стенками клапанного отверстия выпускного патрубка 5. По мере заполнения полости корпуса 1 конденсатом поплавок 7 поднимается под действием архимедовой силы вверх и через шток 9 тянет за собой трубку 11. При максимально возможном подъеме трубки 11, показанном на фиг.2, конденсат имеет возможность поступать из полости корпуса 1 в выпускной патрубок 5 двумя потоками – сверху через два ряда отверстий 13 в стенке трубки 11 и снизу через открытый торец трубки 11 и ряд отверстий 13, расположенный под заглушкой 12. При установившемся расходе конденсата поплавок 7 и трубка 11 занимают положение, соответствующее открытию определенной части площади поперечного сечения отверстий 13.

Если через впускной патрубок 4 пойдет пар, то уровень конденсата в полости корпуса 1 понизится, под действием своего веса поплавок 7 опустится, и трубка 11 займет положение, показанное на фиг.1. В этом случае клапан будет закрыт, и доступ среды в выпускной патрубок 5 определится только протечками через верхний и нижний кольцевые зазоры в клапанном узле. Если величина протечек не превысит расход конденсата, образующегося при “холостом ходе” предвключенного аппарата, то клапанный узел будет постоянно находиться под уровнем конденсата в полости корпуса 1, и пар в выпускной патрубок 5 не поступит.

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

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

– повышенная надежность работы конденсатоотводчика за счет использования уравновешенного и самоцентрирующегося клапана;

– малые габариты и металлоемкость конденсатоотводчика при любых, в том числе и больших расходах конденсата и давлении на входе;

– возможность пропускать большие расходы конденсата и работать при больших разностях давлений в впускном и выпускном патрубках;

– имеет хорошую приспособляемость к динамическим условиям работы;

– не требует каких-либо специальных действий персонала при запуске в работу;

– выполняет дополнительные функции фильтра-отстойника для загрязнений.

Источники информации

1. Левин М.С. Использование отработавшего и вторичного пара и конденсата. – М.: Энергия. 1971. С.63.

2. Якадин А.И. Конденсатное хозяйство промышленных предприятий. Изд. 3-е, перераб. идополн. – М.: Энергия. 1973. с.153, 154-157.

Формула изобретения

Конденсатоотводчик, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и дном, впускной и выпускной патрубки, размещенный в корпусе закрытый поплавок, снабженный сверху направляющим стержнем и снизу штоком с клапаном, расположенном в клапанном отверстии в выпускном патрубке, отличающийся тем, что клапан выполнен в виде вертикально ориентированной трубки, снабженной верхним торцем с закраиной и поперечной заглушкой в нижней части, трубка имеет несколько рядов сквозных отверстий в диаметральных сечениях на стенке, а шток соединен с клапаном шарнирно с возможностью угловых относительных смещений.

РИСУНКИ