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Vorrichtung zum selbsttätigen von Dampfkessel.
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u. dgl. sehr erhebliche Verstellkräfte erfordern, während anderseits die Messgeräte, von denen die selbsttätige Regelung gesteuert werden muss, nur sehr schwache Drehmomente haben, wie z. B. Zugmesser, Kohlensäureanzeiger, Thermometer und ähnliche. Es ist bekannt, Verstellkräfte durch Zwischenschaltung
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aus. um die Steuerung von Servomotoren zu betätigen.
Gemäss der Erfindung wird zur Vermittlung des Antriebes der Regelorgane des Kessels eine
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um den Zeiger eines empfindlichen elektrischen Messinstrumentes um den fünfzigsten Teii seines Mess- bereiches zu bewegen, beträgt ungefähr 510 bis 512 Watt. Ein derartiger Ausschlag reicht aus. um durch die Wheatstonesche Brücke einen Motor von 500 Watt in Tätigkeit zu setzen, das bedeutet also eine Leistungsübersetzung in der gewaltigen Grössenanordnung von 1 : 1014.
Es ist zwar bekannt, vermittels der Wheatstoneschen Brücke Bewegungen von einer Stelle an einen entfernten Punkt zu übertragen. Die Möglichkeit jedoch, mit der Brückenschaltung eine bewegende Kraft wesentlich zu vergrössern, ist bisher noch niemals ausgenutzt worden. Zugunsten der Erfindung kommt noch hinzu, dass die genannte Anordnung der Wheatstoneschen Brücke gerade für den Kesselbetrieb besonders geeignet ist ; denn selbst wenn die Vorrichtungen zur Veränderung des Brückenwider- standes so empfindlich gebaut sind. dass äusserst geringe Drehmomente zu ihrer Verstellung ausreichen, so lassen sie sich trotzdem so widerstandsfähig herstellen, dass sie auch in einem Kesselhause betriebssicher arbeiten.
Eine zweite besondere Eigenart der Erfindung besteht darin, dass die Regelbewegungen durch eine in gleichmässigen Zeitabständen wirkende Hilfskraft veranlasst werden. Diese Hilfskraft arbeitet mit einem Messgerät in einem Brückenzweig oder im Diagonalleiter derart zusammen, dass jedesmal, wenn die Hilfskraft wirksam wird, eine bestimmt bemessene Begelbewegung zustande kommt, aber nur dann,
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bewegung lediglich von der Abweichung vom Normalzustand abhängig ist. Es tritt beispielsweise häufig ein, dass die Dampfgeschwindigkeit in der Rohrleitung plötzlich sehr stark ansteigt, aber wenige Sekunden danach schon wieder bis nahe auf das Normalmass gesunken ist. Bei den meisten bekannten Regeleinrichtungen wird dabei eine erhebliche Verschiebung der Regelorgane veranlasst.
Bis diese wieder
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Bei der Erfindung werden Abweichungen des Normalzustandes, die schon wieder beendet sind, ehe die nächste Betätigung der Hilfskraft einsetzt, überhaupt nicht berücksichtigt. Auch wenn eine besonders grosse Abweichung einmal gerade in dem Augenblick auftritt, in dem die Hilfskraft wirksam wird, so erreichen die Regelbewegungen des Motors doch immer nur ein bestimmtes Mass, durch das die Stetigkeit des Betriebes nicht allzusehr gestört werden kann. Erst wenn beim nächsten Wirksamwerden der Hilfskraft sieh zeigt, dass die Regelbewegung nicht ausgereicht hat, veranlasst die Hilfskraft eine weitere Bewegung.
Eine derartige in bestimmten Zeitabständen wirkende Hilfskraft kann gleichzeitig dazu dienen,
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dies lässt sieh beispielsweise derart durchführen, dass im Ausschlagbereich des messenden Zeigers Kontakteinrichtungen angeordnet sind, welche durch die Hilfskraft geschlossen werden, wenn der Zeiger bestimmte Abweichungen vom Normalzustand anzeigt. Regeleinrichtungen mit taktmässig arbeitender Hilfskraft sind auch für andere Betriebe als Dampfkesselbetriebe wertvoll.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In Fig. 1 ist der Dampfkessel1 mit einer Einrichtung zur Überhitzung des Dampfes versehen. Der überhitzte Dampf tritt durch die Rohrleitung 2 aus. Ein Thermoelement 3 und ein Galvanometer 4 mit dem Zeiger 12 dienen dazu, um die Temperatur des Dampfes zu messen. Durch eine innerhalb des Kessels liegende Rauchklappe kennen die heissen Abgase der Überhitzereinrichtung zugeleitet oder von ihr abgesperrt werden. Diese Rauchklappe wird durch den Hebel 19 verstellt. Dieser ist durch die Verbindungsstange 5 mit einer Wandermutter 6 verbunden, die auf der Spindel 7 läuft. Die Spindel wird von dem Motor 8 angetrieben. Die Wandermutter 6 trägt einen Kontakt 9, der auf dem Widerstand 10 gleitet.
Ein zweiter Widerstand 11 erstreckt sich unter dem Ausschlagbereich des Zeigers 12. Über dem Zeiger 12 ist ein Fallbügel j ange- ordnet, der durch eine nicht dargestellte Einrichtung in gleichmässigen Zeitabständen auf den Zeiger H niedergedrückt wird, so dass dieser mit dem Widerstande 11 Kontakt macht. Die Widerstände 10 und 11 sind durch Leitungen 14 und 15 miteinander zu einer Wheatstoneschen Brücke verbunden, die an die mit + und - angedeutete Stromquelle angeschlossen ist.
In der Diagonalverbindung der Brücke, die vom Drehpunkt des Zeigers 12 zum Schleifkontakt 9 führt, liegt das Relais 16, das sobald es einen Ausschlag macht, den Motor 8 an Spannung legt, u. zw. je nach der Richtung des Aussehlages an die Batterie 17 oder an die Batterie 18, so dass der Motor 8 in dem einen oder dem andern Sinne umläuft.
Der Zeiger 12 wird in regelmässigen Zeitabständen auf den Widerstand 11 niedergedrückt. Hat der überhitzte Dampf die gewünschte Temperatur, so bleibt das Relais 16 spannungslos. Hai aber der Temperaturzeiger 12 eine andere Stellung eingenommen, so ist beim Kontaktsehluss die Brücke nicht mehr im Gleichgewicht. Das Relais 16 spricht an und der Motor 8 verstellt über die Spindel 7, die Wandermutter 6 und die Verbindungsstange 5 den Hebel 19.
Der Motor läuft jedoch niemals länger als der Kon- takt des Zeigers 12 durch den Fallbügel13 aufrecht erhalten wird ; sobald der FallbÜgel1 M sich wieder hebt, bleibt auch der Motor 8 stehen, kann also bei jedem Regelimpuls nur einen bestimmt bemessenen Weg zurücklegen. Ist das Brückengleichgewicht schon eher hergestellt, so kommt der Motor natürlich schon eher zur Ruhe. Die Zeitabstände zwischen den einzelnen Kontaktsehlüssen des Zeigers 12 und die Dauer jedes Kontaktschlusses kann je nach den besonderen Bedingungen, die für die Regelung gestellt werden, von Fall zu Fall besonders eingestellt werden.
In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. In dem Diagonalzweig einer Brücke mit den Zweigwiderständen a-d und der Speisebatterie e ist ein Messgerät f eingeschaltet, z. B. ein Drehspulgerät. Der eine oder beide Widerstände a und b bestehen beispielsweise aus drehbaren Hohlringen aus Isoliermaterial, in denen ein Widerstandsdraht für sich unverschiebbar
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ordnet sind. Für den Kontaktzeiger g des Messgerätes sind zwei vorzugsweise einstellbare Gegenkontakte h und i vorgesehen, oberhalb derer der Zeiger g spielt, ohne sie zu berühren. Der Zeiger wird von einer periodisch arbeitenden Vorrichtung beeinflusst, z. B. einem Fallbügel k, der durch einen periodisch erregten Elektromagneten l bewegt wird.
An die Gegenkontakte h, i und an den Zeigerkontakt g ist der aus einer Batterie n gespeiste Stromkreis für Rechts-und Linkslauf eines Motors m angelegt. Auf der Welle c des Motors m ist der Widerstand b drehbar angeordnet.
Die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 2 bei Anwendung für Dampfkesselregelung ist wie folgt :
Verstellt sich die Drehachse des Widerstandes a, die z. B. von einem Dampfmesser oder von einem Dampfdruckmesser angetrieben wird, so wird das Gleichgewicht in der Brücke gestört. In dem Diagonalzweig fliesst dann ein Strom, der einen Ausschlag des Zeigers g des Messgerätes f verursacht. Der Fallbügel k wird in gleichmässigen, wahlweise einstellbaren Zeitintervallen von seinem Elektromagneten 1, der in nicht dargestellter Weise durch ein beliebiges Zeitschaltwerk periodisch erregt und aberregt wird,
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Device for automatic steam boiler.
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u. Like. Require very considerable adjustment forces, while on the other hand the measuring devices, by which the automatic regulation must be controlled, have only very weak torques, such as. B. draft meter, carbon dioxide indicator, thermometer and the like. It is known that adjusting forces can be interposed
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out. to operate the control of servomotors.
According to the invention is to convey the drive of the control elements of the boiler
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to move the pointer of a sensitive electrical measuring instrument by the fiftieth part of its measuring range is approximately 510 to 512 watts. Such a rash is sufficient. in order to put a 500 watt motor into action through the Wheatstone Bridge, that means a power transmission in the enormous size of 1: 1014.
It is known to use the Wheatstone bridge to transfer movements from one point to a distant point. However, the possibility of significantly increasing a moving force with the bridge circuit has never been exploited before. In favor of the invention, there is also the fact that the arrangement of the Wheatstone bridge mentioned is particularly suitable for boiler operation; because even if the devices for changing the bridge resistance are built so sensitively. that extremely low torques are sufficient to adjust them, they can nevertheless be made so resistant that they also work reliably in a boiler house.
A second special characteristic of the invention is that the control movements are caused by an auxiliary force acting at regular intervals. This assistant works together with a measuring device in a bridge branch or in the diagonal ladder in such a way that every time the assistant takes effect, a specifically dimensioned belching movement occurs, but only then
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movement is only dependent on the deviation from the normal state. It often happens, for example, that the steam speed in the pipeline suddenly increases very sharply, but a few seconds later it has fallen back to almost normal levels. In most of the known regulating devices, this causes a considerable shift in the regulating members.
Until this one again
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In the invention, deviations from the normal state which have already ended before the next actuation of the auxiliary force begins are not taken into account at all. Even if a particularly large deviation occurs just at the moment when the auxiliary power takes effect, the motor's control movements always only reach a certain level, which means that the continuity of operation cannot be disturbed too much. Only when the next time the assistant takes effect you can see that the control movement was not sufficient, the assistant initiates another movement.
Such an assistant working at certain time intervals can also serve to
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This can be done, for example, in such a way that contact devices are arranged in the deflection area of the measuring pointer, which are closed by the auxiliary force when the pointer indicates certain deviations from the normal state. Control systems with an auxiliary worker working at regular intervals are also valuable for companies other than steam boiler companies.
Two exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. In Fig. 1 the steam boiler 1 is provided with a device for superheating the steam. The superheated steam exits through pipe 2. A thermocouple 3 and a galvanometer 4 with the pointer 12 are used to measure the temperature of the steam. Through a smoke flap located inside the boiler, the hot exhaust gases can be fed to the superheater device or shut off from it. This smoke flap is adjusted by lever 19. This is connected by the connecting rod 5 to a traveling nut 6 which runs on the spindle 7. The spindle is driven by the motor 8. The traveling nut 6 has a contact 9 which slides on the resistor 10.
A second resistor 11 extends under the deflection area of the pointer 12. A drop bracket j is arranged above the pointer 12, which is pressed down on the pointer H at regular intervals by a device (not shown) so that it makes contact with the resistor 11 . The resistors 10 and 11 are connected to one another by lines 14 and 15 to form a Wheatstone bridge which is connected to the current source indicated by + and -.
In the diagonal connection of the bridge, which leads from the pivot point of the pointer 12 to the sliding contact 9, is the relay 16, which as soon as it makes a deflection, the motor 8 applies voltage, u. depending on the direction of the failure to the battery 17 or to the battery 18, so that the motor 8 rotates in one sense or the other.
The pointer 12 is pressed down on the resistor 11 at regular time intervals. If the superheated steam has the desired temperature, the relay 16 remains de-energized. If, however, the temperature pointer 12 has assumed a different position, the bridge is no longer in equilibrium when the contact closes. The relay 16 responds and the motor 8 adjusts the lever 19 via the spindle 7, the traveling nut 6 and the connecting rod 5.
However, the motor never runs longer than the contact of the pointer 12 is maintained by the drop bracket 13; As soon as the FallbÜgel1 M rises again, the motor 8 also stops, so it can only cover a certain distance with each control pulse. If the bridge equilibrium is established earlier, the engine will naturally come to rest earlier. The time intervals between the individual contact closures of the pointer 12 and the duration of each contact closure can be adjusted from case to case depending on the particular conditions that are set for the regulation.
In Fig. 2, a further embodiment of the subject matter of the invention is shown. In the diagonal branch of a bridge with the branch resistors a-d and the supply battery e, a measuring device f is switched on, e.g. B. a moving coil device. One or both resistors a and b consist, for example, of rotatable hollow rings made of insulating material, in which a resistance wire is immovable
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are arranged. For the contact pointer g of the measuring device, two preferably adjustable mating contacts h and i are provided, above which the pointer g plays without touching them. The pointer is influenced by a periodically operating device, e.g. B. a hanger k, which is moved by a periodically energized electromagnet l.
The circuit for clockwise and counterclockwise rotation of a motor m is applied to the mating contacts h, i and to the pointer contact g. The resistor b is rotatably arranged on the shaft c of the motor m.
The mode of operation of the arrangement according to Fig. 2 when used for steam boiler control is as follows:
Adjusts the axis of rotation of the resistor a, the z. B. is driven by a steam meter or a steam pressure meter, the equilibrium in the bridge is disturbed. A current then flows in the diagonal branch, which causes the pointer g of the measuring device f to deflect. The drop bracket k is at regular, optionally adjustable time intervals by its electromagnet 1, which is periodically excited and de-excited in a manner not shown by any timer,
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