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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung einer Flüssigkeitsmangelanzeige für Druckbehälter, insbesondere Dampfkessel, die von einer Elektrode Gebrauch macht, die bis auf die Höhe des minimal zulässigen Flüssigkeitsstands in die im Druckbehälter befindliche Flüssigkeit eintaucht und im eingetauchten Zustand einen elektrischen Kontrollkreis schliesst, bei welchem Verfahren der Normalflüssigkeitsstand bis unter den minimal zulässigen Stand abgesenkt wird.
Es wurden bereits Prüfeinrichtungen bekannt (US-PS Nr. 4, 084, 547, DE-AS 2506225), bei welchen die Funktionsprüfung der Meldeeinrichtung für das Erreichen des Niedrigstflüssigkeitsstands durch Absenken des Flüssgkeitsniveaus in einem vom eigentlichen Druckgefäss getrennten Behälter erfolgt, der nach Art eines kommunizierenden Gefässes mit dem Druckbehälter in Verbindung steht. Derartige Einrichtungen haben vor allem den Nachteil, dass die Verbindungsleitungen durch Kesselsteinablagerungen sich verstopfen können und dadurch keinerlei Funktionssicherheit der Überwachungsein- richtung gegeben ist. Abgesehen davon bedarf es für das Absenken des Flüssigkeitsspiegels in einem gesonderten Behälter zusätzlicher Einrichtungen.
Im Falle des Vorschlags in der DE-AS 2506225 sind zwei Ventile in den Verbindungsleitungen zwischen Kessel und dem gesonderten Behälter vorgesehen sowie ein drittes Ventil in einer Ablassleitung aus dem gesonderten Behälter, in welcher Leitung zusätzlich noch zwischen dem Ventil und dem Behälter eine regelbare Drossel eingebaut ist. Darüber hinaus ist die bekannte Überwachungseinrichtung schwimmergesteuert, wodurch weitere Nachteile entstehen. Der Schwimmer muss entsprechend gleitbar geführt werden und im Fall eines Klemmens der Gleitführung verliert die Überwachungseinrichtung überhaupt ihre Funktion, weil der Schwimmer an einer bestimmten Stelle hängenbleibt und nicht mehr auf ein Sinken des Flüssigkeitsstands reagieren kann.
Im Fall der Einrichtung gemäss der US-PS Nr. 4, 084, 547 ist in einer Verbindungsleitung zwischen dem vom Kessel getrennten Gefäss und dem Kessel eine Drossel eingebaut, um die Flüssigkeit aus dem getrennten Behälter zu Prüfzwecken ablassen zu können, ohne den Behälter, in dem sich die Prüfelektrode befindet, gänzlich vom Druckgefäss trennen zu müssen. Diese Drossel ist gegen Ablagerungen besonders empfindlich, so dass die Verstopfungsgefahr bei der aus der US-PS Nr. 4, 084, 547 bekanntgewordenen Einrichtung besonders gross ist.
Es wurde darüber hinaus auch schon bekannt (DE-AS 2212469), die Prüfung nicht durch Absenken des Flüssigkeitsstands in dem vom eigentlichen Kessel getrennten Behälter vorzunehmen, sondern mittels eines Solenoids den Schwimmer gewaltsam in die Flüssigkeit zu tauchen, um solcherart einen Zustand zu simulieren, als ob der Flüssigkeitsstand tatsächlich abgesenkt wäre.
Diese Vorrichtung ist in ihrem Aufbau sehr kompliziert und bedarf eines eigenen Elektromagneten sowie zusätzlicher Steuereinrichtungen für diesen Magneten.
Aus der DE-OS 1909088 wurde weiters eine Prüfeinrichtung für elektrodengesteuerte Wassermangelanzeigeeinrichtungen bekannt. Um die Funktionstüchtigkeit dieser bekannten Einrichtung zu prüfen, ist die Elektrode verschiebbar angeordnet und kann zu Prüfzwecken so weit hochgezogen werden, dass sie ihren Kontakt mit der Flüssigkeit im Kessel verliert. Diese Anordnung ist vor allem wegen der Abdichtschwierigkeit im Bereich der Elektrodeneinführung problematisch, abgesehen davon, dass Gleitführungen zum Klemmen neigen können und damit eine Prüfung überhaupt verhindern.
Durch die DE-OS 2261787 und die 2341010 wurden Prüfungseinrichtungen für Druckschaltgeräte bekannt. Hiebei erfolgt die Prüfung durch Ausüben eines Druckes auf das Prüfgerät. Der
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tern zugeführt wird. Im Gegensatz dazu kommt es bei der Prüfung der Funktionsfähigkeit einer Wassermangelsicherung nicht darauf an, irgendwo einen Druck zu erhöhen, sondern vielmehr einen Flüssigkeitsspiegel abzusenken.
Durch die DE-PS Nr. 549889 wurde eine Flüssigkeitsstandanzeige bekannt, bei der Druckluft als Übertragungsmedium angewendet wird, um den Luftdruck möglichst an den Wasserdruck anzupassen, damit eine kontinuierliche Niveauanzeige möglich wird. Bei der Erfindung handelt es sich jedoch nicht um Massnahmen zur Anzeige eines Flüssigkeitsstands, sondern um Massnahmen zur Überprüfung einer Wassermangelsicherung, wobei getrachtet wird, den Zustand, der dem auftretenden Wassermangel entspricht. zu simulieren.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das auf einfache Weise und damit funktionssicher, die Überprüfung des Ansprechens der Überwachungselektrode erlaubt, ohne dass der gesamte Flüssigkeitsstand im Behälter abgesenkt werden muss oder komplizierte Vorkehrungen für ein Simulieren der Flüssigkeitsabsenkung erforderlich wären. Erreicht wird dies bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung, wenn gemäss der Erfindung in den Bereich der Elektrode ein gasförmiges Medium unter einem den Druck im Behälter übersteigenden Druck zugeführt und hiedurch bis zur Beendigung der Zufuhr des Mediums der Flüssigkeitsstand nur im Bereich der Elektrode unter den minimal zulässigen Flüssigkeitsstand abgesenkt wird.
Durch die erfindungsgemässe Verfahrensführung wird die Situation, wie sie sich bei Unterschreiten des Niedrigstflüssigkeitsstands einstellt, möglichst wirklichkeitsgetreu simuliert. Nach dem erfindungsge-
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wenn der Flüssigkeitsstand im Kessel tatsächlich absinken würde. Als Druckmedium wird bevorzugt Stickstoff verwendet. Für eine Prüfung wird zirka 1 l Druckgas benötigt, so dass mit einer 20 l
Vorratsflasche zirka 200 Prüfungen vorgenommen werden können. Der in den Kessel gelangende Stickstoff wird kontinuierlich mit dem Dampf abgeleitet und gelangt über das Kondensatsystem ins Freie.
Mittels des erfindungsgemässen Verfahrens ist es möglich, eine Selbstüberwachung zu erreichen, bei der die Überprüfung der Funktionstüchtigkeit, der einen etwaigen Flüssigkeitsmangel im Druckbehälter anzeigenden Einrichtung, ohne Mitwirkung einer Aufsichtsperson erfolgt. Dadurch sind auch die Technischen Richtlinien für Dampfkesseln (TRD) für den Betrieb von Hochdruckdampfkesseln ohne Beaufsichtigung (BOB-Betrieb) erfüllt, die den Einsatz von Wasserstandsbegrenzern zur Bedingung machen, welche periodisch auf Funktionstüchtigkeit prüfbar bzw. selbstüberwachend sein müssen, ohne dass dabei der Wasserstand im Kessel unter die Niedrigstwasserstandsmarke abgesenkt zu werden braucht.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung des Überprüfungsverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das unter Druck stehende Medium über eine Öffnung in einem die Elektrode in an sich bekannter Weise haltenden Verschlussdeckel zuführbar ist. der in an sich bekannter Weise ein die Elektrode umschliessendes und die Behälterwand durchsetzendes Rohr behälterwandseitig verschliesst, welches in an sich bekannter Weise die Elektrode in axialer Richtung mit seinem offenen Ende überragt und bevorzugt an diesem Ende eingezogen ist. Diese Anordnung lässt sich auf besonders einfache Weise sowohl beim Neubau von Flüssigkeitsbehältern als auch beim nachträglichen Einbau verwirklichen. Das Rohr schützt gleichzeitig im Betrieb die Elektrode vor Wellenschlägen des Kesselwasserstands.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert.
Es zeigt, Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Flüssigkeitsbehälter, bevorzugt eine Dampftrommel, bei der die Funktionsprüfung der Elektrode unter Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens erfolgt. Fig. 2 ein Schaltbild einer Ausführungsform einer elektrischen Prüfschaltung und Fig. 3 ein Schaltbild des elektrischen Sicherheitskreises eines Brenners eines Kessels.
In den Zeichnungen ist mit-l-ein Flüssigkeitsbehälter bezeichnet. bevorzugt handelt es sich dabei um die Dampftrommel eines Dampfkessels. Zur Überwachung des Flüssigkeitsstands im Behälter-l-ist eine Elektrode --2-- vorgesehen, die bis auf die Höhe des minimal zulässigen Flüssigkeitsstands --9-- in die im Behälter-l-befindliche Flüssigkeit eintaucht. Im eingetauchten Zustand schliesst die Elektrode --2-- einen elektrischen Kontrollkreis für ein Niveaurelais RN. Der Betriebsflüssigkeitsstand ist in den Zeichnungen mit --10-- bezeichnet. In den Bereich der Elektrode --2-- ist ein gasförmiges Medium-3- (bevorzugt Stickstoff) aus einer Druckflasche --11-- über eine Leitung --12-- zuführbar. in welche ein Magnetventil --8-- eingebaut ist.
Die Leitung --12-- wird mit dem gasförmigen Medium --3-- über ein Druckminderventil - versorgt, das den Druck des Mediums auf einen Wert begrenzt. der um 2 bar höher ist als der Druck im Flüssigkeitsbehälter --1--.
Die Leitung --12-- mündet in einen Deckel --4--, der die Elektrode --2-- hält. Der Elektrodenhalter --14-- weist eine druck-und temperaturfeste Isolierung auf, und ist in den Deckel - eingeschraubt. Der Deckel --4-- verschliesst ein die Elektrode --2-- umschliessendes Rohr - -6--. Dieses Rohr durchsetzt die Wand --5-- des Behälters --1-- druckdicht und überragt die
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Elektrode --2- mit seinem offenen Ende --7-- in axialer Richtung. Am freien Ende ist das Rohr - eingezogen.
Im Bereich der Behälterwand --5-- ist das Rohr mit einer Bohrung --15-- versehen, über welche nach Aufhören der Zufuhr des Druckmediums --3-- ein Druckausgleich mit dem Inneren des Behälters-l-erfolgt.
Die elektrische Schaltung wird nachstehend an Hand der Fig. 2 und 3 näher erläutert. Hiebei sind mit Grossbuchstaben jeweils Relais bezeichnet. Die zugehörigen Schaltkontakte sind mit korrespondierenden Kleinbuchstaben in den Zeichnungen eingetragen. Die Stellung der Schaltkontakte in den Fig. 2 und 3 entspricht dabei dem Betriebszustand des Behälters --1-- (Dampfkesseltrommel).
Die Überwachungselektrode --2-- ist dabei an die Klemme--01-- (Fig. 2) und der Masseanschluss ist an die Klemme --Ü2-- in Fig. 2 gelegt. Das Magnetventil --8-- ist an die Klemmen -M1 und M2-- in Fig. 2 angeschlossen. In Fig. 1 sind die Klemmen --Ül und Ü2 bzw. Ml und M2-- in gleicher Bezeichnung eingetragen.
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von der Elektrode --2--. Die Steuerspannung für das Niveaurelais RN fällt aus, sobald der Wasserstand unter den Niedrigstwasserstand --9-- sinkt. Das Niveaurelais RN fällt dann ab, öffnet den Kontakt rn (Fig. 2). wobei gleichzeitig auch der Kontakt r2 im Steuerkreis des Magnetventils geöffnet wird, weil das Öffnen des Kontakts rN einen Abfall des Steuerrelais R2 für den Kontakt r2 bewirkt.
Sobald der Kontakt rN geöffnet ist, ist die Stromversorgung in der Brennersicherheitskette unterbrochen und der Brenner fällt aus (Fig. 3).
Zwecks Überprüfung der Elektrode --2-- ist nun ein Prüftaster --T-- vorgesehen, der mit dem Kontakt r2 in Serie liegt. Der Steuerkreis des Magnetventils --8-- wird bei Betätigung der
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beschrieben, durch den Abfall des Relais RN geöffnet. Das Öffnen des Kontakts rN hätte dabei auch bei blossem Prüfen der Elektrodenfunktion einen Brennerausfall zur Folge, weshalb bei Betätigen der Prüftaste --T-- ein Zeitrelais RZ an Spannung gelegt wird, das mittels eines Kontakts rZ den Brennersicherheitsstromkreis für 10 s überbrückt. In jener Stellung, in der der Kontakt rN die Brennersicherheitskette öffnet, legt er eine Prüflampe --P-- an Spannung, die hiedurch aufleuchtet. Der Prüftaster --T-- kann ausgelassen werden.
Das Öffnen des Kontakts rN bewirkt auch ein Öffnen des Versorgungskreises des Magnetventils --8-- über den Kontakt r, so dass das Magnetventil --8-- schliesst und die weitere Zufuhr von Prüfgas in den Kessel-l-unterbindet.
Der Druckabbau im Rohr --6-- kann nun über die Öffnung --15-- in der Wand des Rohres in das Behälterinnere erfolgen. Dadurch steigt das Niveau der Flüssigkeit im Bereich der Prüfelektrode im Rohr --6-- wieder an und das Niveaurelais RN zieht an, wodurch der Kontakt rN in die Ausgangsstellung zurückkehrt, die Brennersicherheitskette geschlossen wird und die Prüflampe - erlischt. Das Zeitrelais R öffnet nach einer vorgegebenen Zeit den Kontakt r was noch durch ein zusätzliches Sicherheitsglied überwacht werden könnte. Die gesamte Anlage kann selbst- überwachend arbeiten.
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