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Die Erfindung betrifft eine Prüfeinrichtung für Druckbegrenzer in Dampf- oder Heisswasser- kesseln mit einer einen Sicherheitsstromkreis für die Feuerung, insbesondere für die Brennstoff- versorgung und einen Druckbegrenzerschalter aufweisenden Prüf- und Sicherheitsschaltung, wobei der Druckbegrenzerschalter durch eine elektrisch schaltbare Druckerzeugungseinrichtung mit einem gegenüber dem momentanen Kesseldruck verschiedenen Druck beaufschlagbar ist.
Für den Betrieb von Hochdruckdampf- und Heisswasserkesseln ohne ständige Beaufsichtigung sind Druckbegrenzer und Temperaturbegrenzer gesetzlich vorgeschrieben, wobei alle 24 h auf Funk- tionstüchtigkeit geprüft werden muss. Die Funktionstüchtigkeit des Druckbegrenzers kann auf die
Weise geprüft werden, dass man alle 24 h den Betriebsdruck der Anlage auf den Auslösedruck des
Druckbegrenzers erhöht. Eine derartige Prüfung ist zwar technisch einfach, führt jedoch zu einer
Veränderung der Betriebsbedingungen der gesamten Anlage. Es ist aber auch bereits eine Prüfein- richtung bekanntgeworden, bei der während der Prüfung der Druckbegrenzer druckmässig vom Kessel- druckkörper getrennt wird und über getrennte Leitungen mit unter Druck stehendem Stickstoff be- aufschlagt wird, wobei dieser Druck dem Auslösedruck des Druckbegrenzers entspricht.
Abgesehen von dem mit höherem Aufwand verbundenen zusätzlich nötigen Stickstoffbehälter und den Leitungen ist eine ständige Wartung der Prüfeinrichtung nötig ; etwa ist es in bestimmten Zeitintervallen nötig, den Stickstoffvorrat zu ergänzen, z. B. eine angeschlossene Druckflasche auszuwechseln. Fer- ner ist es bekannt, einen Druckbegrenzerschalter durch eine elektrisch schaltbare Druckerzeugungs- einrichtung mit einem gegenüber dem Kesseldruck verschiedenen Prüfdruck zu beaufschlagen (DE-OS 2261787). Bei dieser bekannten Einrichtung erfolgt die Prüfdruckerzeugung durch einen in einem Druckzylinder angeordneten, über einen schaltbaren Elektromagneten bewegbaren Kolben.
Dabei treten einerseits zwischen Kolben und Druckzylinder Dichtprobleme auf. Anderseits ist es mit dieser Einrichtung kaum möglich, einen genau bestimmten Prüfdruck zu erzeugen, wodurch eine exakte Prüung des Druckbegrenzerschalters hinsichtlich des vorgeschriebenen Auslösedruckes nur schwer möglich ist.
Weiters ist bereits eine Prüfeinrichtung vorgeschlagen worden, bei der die Funktionsprüfung des Druckbegrenzers ohne Veränderung des Betriebsdruckes geprüft wird, u. zw. dadurch, dass ein dem Gefahrenzustand entsprechender Zustand elektrisch simuliert wird (AT-PS Nr. 372172). Ausser der Möglichkeit einer Störung, bei der der Gefahrenzustand nicht richtig simultiert wird, besteht der entscheidende Nachteil einer derartigen Überprüfung darin, dass der Druckbegrenzerschalter selbst nicht überprüft wird. Es ist also denkbar, dass selbst bei defektem Druckbegrenzerschalter eine Funktionsprüfung mit der oben genannten Prüfeinrichtung keine Störung der Druckbegrenzereinrichtung anzeigt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Prüfeinrichtung für den Druckbegrenzer bereitzustellen, die ebenfalls keine Veränderung des Betriebsdruckes der Anlage erfordert, aber einen Auslösedruck nicht elektrisch simuliert, sondern am Druckbegrenzerschalter mit sicheren und gut steuerbaren Mitteln tatsächlich jene Druckverhältnisse schafft, die am Auslösedruck entsprechen.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Druckbegrenzerschalter und ein zeitweilig einschaltbares elektrisches Heizelement an bzw. in einem über eine zeitweilig absperrbare Druckverbindungsleitung mit dem Kesseldruckkörper verbundenen Druckbehälter angeordnet sind, und dass der Sicherheitsstromkreis ein elektrisch gesteuertes Schaltorgan aufweist, in dessen Steuerkreis der Druckbegrenzerschalter liegt.
Beim Prüfvorgang wird die Druckverbindungsleitung zu einem ausserhalb des Kesseldruckkörpers liegenden Druckbehälter, an dem der Druckbegrenzerschalter angebracht ist, abgesperrt und ein in diesem Druckbehälter angeordnetes Heizelement aufgeheizt, wodurch der Druck in diesem Druckbehälter auf den Auflösedruck des Druckbegrenzerschalters ansteigt. Dadurch wird bei funktionierendem Druckbegrenzerschalter eine entsprechende Funktionsanzeige ausgelöst. Erfolgt während der Prüfung kein Ansprechen des Druckbegrenzerschalters, dann unterbleibt die Funktionsanzeige oder es erfolgt eine Störanzeige und/oder eine Störabschaltung der Feuerung bzw. der Brennstoffzufuhr.
Die Störanzeige oder Störabschaltung kann auch dann erfolgen, wenn das Heizelement nicht in der Lage ist, den Druck im Druckbehälter mit dem Druckbegrenzerschalter auf dessen Auslösedruck zu erhöhen, denn auch in diesem Falle spricht der Druckbegrenzerschalter nicht an. Die erfindungsgemässe Prüfeinrichtung kann daher auch auf ein gestörtes oder falsch eingestelltes Heiz-
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element oder bei Verwendung eines mit Wasser gefüllten Monostatrohrs als Druckbehälter, in dem das Heizelement und der Druckbegrenzerschalter angeordnet sind, auf einen zu niedrigen Wasser- stand reagieren.
Da bei der erfindungsgemässen Einrichtung der Druckbegrenzer ausserhalb des Kesseldruckkör- pers in einem Druckbehälter angeordnet ist, ist es vorteilhaft, wenn die Druckverbindungsleitun- gen vom Kesseldruckkörper zum Druckbehälter ebenfalls überprüft werden können. Dies wird gemäss einem speziellen Merkmal der Erfindung dadurch erreicht, dass das elektrisch gesteuerte Schaltor- gan ein Zeitrelais ist, dessen Schaltkontakte im Sicherheitsstromkreis liegen, derart, dass während der Verzögerungszeit des Zeitrelais beim Ansprechen des Druckbegrenzerschalters der Sicherheits- stromkreis nicht anspricht.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen durch ein Ausführungsbeispiel nä- her erläutert. Es zeigen Fig. l eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Prüfeinrich- tung und Fig. 2 ein Schaltschema einer erfindungsgemässen Prüfeinrichtung.
Der Druckbegrenzerschalter-l-ist, wie in Fig. l dargestellt, an einen mit Wasser gefüll- ten, als Monostatrohr ausgebildeten Druckbehälter --2-- angeordnet, welcher so angebracht ist, dass sich keine Luft- oder Dampfblasen bilden können. Im Druckbehälter --2--, der über eine zeit- weilig durch das stromlos offene Magnetventil --3-- absperrbare Druckverbindungsleitung --4-- mit dem Kesseldruckkörper --5-- verbunden ist, befindet sich erfindungsgemäss das zeitweilig ein- schaltbare elektrische Heizelement --E--. Aus Sicherheitsgründen weist die Druckverbindungsleitung ein von der Prüfeinrichtung unabhängiges Absperrventil --6-- auf.
Wie in Fig. 2 dargestellt wird das Heizelement --E-- und die parallel dazu liegende Spule - des Magnetventils-3-- über einen Stromkreis gespeist, in dem der Kontakt -- K 1/2--, der Kontakt --K 2/1-- und der Prüfschalter --PrT-- mit dem ihm parallelen Schnellkontakt - -K 1/1-- in Serie angeordnet sind. Dabei stehen der Schnellkontakt --K 1/1-- und der Kontakt - -K 1/2-- mit einem zum Heizelement --E-- und der Spule --Sp-- des Magnetventils --3-- parallel angeordneten Zeitrelais-Kl-in Wirkverbindung. Der Kontakt --K 2/1-- steht mit einem Relais-Kl-in Wirkverbindung, welches gemeinsam mit einer parallel geschalteten Kontroll- lampe --L-- zwischen dem "Aus"-Kontaktstück des Druckbegrenzerschalters --1-- und dem Nulleiter --N-- liegt.
Zwischen dem "Ein"-Kontaktstück des Druckbegrenzerschalters --1-- und dem Nullleiter --N-- ist das abfallverzögerte Zeitrelais --K3-- angeordnet, mit dem der Kontakt --K 3/1-im Sicherheitsstromkreis in Wirkverbindung steht.
Im Betriebsfall ist das Absperrventil --6-- und das Magnetventil --3-- offen, wodurch am Druckbegrenzerschalter --1-- der im Kesseldruckkörper --5-- herrschende Druck anliegt. Bei normalem Betriebsdruck befindet sich der Druckbegrenzerschalter --1-- in der in Fig. 2 gezeigten Stellung. Steigt der Betriebsdruck auf den Auslösedruck an, so schaltet der funktionierende Druck- begrenzerschalter --1-- um, wodurch das abfallverzögerte Zeitrelais abfällt und nach etwa 3 s den Kontakt --K 3/1-- des Sicherheitsstromkreises für ein nicht dargestelltes Magnetventil der Brennstoffzufuhr öffnet, was zur Folge hat, dass das Magnetventil schliesst und die Brennstoffzufuhr zur Feuerung unterbricht.
Zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Druckbegrenzers wird der Prüfschalter --PrT-- kurz betätigt, wodurch das Zeitrelais-Kl-erregt wird und zunächst den Schnellkontakt - -K 1/1-- schliesst. Damit ist der Prüfvorgang in Gang gesetzt und die Taste des Prüfschalters --PrT-- kann losgelassen werden. An Stelle einer händisch zu betätigenden Prüftaste kann auch ein automatischer Zeitschalter vorgesehen sein, der zur Durchführung der (nach derzeitigen Vorschriften) alle 24 h erforderlichen Prüfung der Funktionstüchtigkeit des Druckbegrenzers den Kontakt des Prüfschalters --PrT-- kurz schliesst.
Durch Betätigung des Prüfschalters bzw. durch die Schliessung des Schnellkontaktes --K 1/1-- wird die Spule --Sp-- des Magnetventils --3-- erregt, somit das Magnetventil --3-- geschlossen und der Druckbehälter --2-- vom Kesseldruckkörper --5-- getrennt. Gleichzeitig wird das parallel zur Spule --Sp-- des Magnetventils --3-- geschaltete Heizelement --E-- im Druckbehälter --2-- angespeist. Durch die Erwärmung des im Druckbehälter - befindlichen Wassers durch das Heizelement --E-- dehnt sich das Wasser aus und der dabei entstehende Druck bringt-dessen Funktionstüchtigkeit vorausgesetzt-den Druckbegrenzerschalter - zum Umschalten in eine entgegengesetzt der in Fig. 2 dargestellten Stellung.
Dadurch leuchtet
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die Kontrollampe --L-- auf und das Relais --K2-- wird erregt, wodurch der mit dem Relais --K2-- in Wirkverbindung stehende Kontakt --K 2/1-- öffnet. Bei geöffnetem Kontakt --K 2/1-- fällt das Zeitrelais-Kl-ab, so dass der Schnellkontakt --K 1/1-- und der Kontakt --K 1/2-- öffnet, und die Spule --Sp-- des Magnetventils --3-- wird stromlos, so dass das Magnetventil - öffnet und sich der Druck im Druckbehälter --2-- über die Druckverbindungsleitung --4-- zum Kesseldruckkörper --5-- entspannt. Weiters wird auch das Heizelement --E-- stromlos und kühlt wieder ab.
Die Verwendung eines abfallverzögerten Zeitrelais --K3-- im vorliegenden Ausfüh- rungsbeispiel der erfindungsgemässen Prüfeinrichtung erlaubt auch eine Kontrolle der Druckverbin- dungsleitung --4-- auf Verstopfung oder Verengung z. B. durch Kalk oder Schlamm. Bei Erreichen des Auslösedruckes im Druckbehälter --2-- und damit dem Umschalten des Druckbegrenzerschalters - wird nämlich das abfallverzögerte Zeitrelais-K3-- stromlos und würde nach zirka 3 s mittels Kontakt --3/1-- den Sicherheitsstromkreis unterbrechen.
Nahezu gleichzeitig mit der Unter- brechung der Stromzufuhr zum abfallverzögerten Zeitrelais --3-- öffnet jedoch durch das erregte
Relais --K2--, den dadurch geöffneten Kontakt --K 2/1-- und die dadurch stromlose Spule -- Sp -- das Magnetventil --2--, der Druck im Druckbehälter --2-- entspannt sich über die nicht gestörte Druckverbindungsleitung --4-- auf den Druck im Kesseldruckkörper --5-- und der Druckbegrenzerschalter-l-schaltet in die in Fig. 2 dargestellte Stellung zurück, und das Relais --K3-- wird noch vor seinem Abfall wieder erregt.
Ist die Druckverbindungsleitung verengt oder verstopft, dauert die Entspannung des Druckes im Druckbehälter --2-- unter den Auslösedruck länger als zirka 3 s, der Druckbegrenzerschalter --1-- schaltet nicht schnell genug zurück, das abfallverzögerte Zeitrelais --K3-- bleibt länger als 3 s stromlos und unterbricht dadurch den Sicherheitsstromkreis über den Kontakt --3/1--.
Ein kurzes Aufleuchten der Kontrollampe und ein nicht unterbrochener Sicherheitsstromkreis signalisieren daher einen funktionsfähigen Druckbegrenzerschalter --1-- und eine intakte Druckverbindungsleitung --4--. Leuchtet die Lampe nicht auf, so ist entweder der Druckbegrenzerschalter - nicht funktionsfähig, das Heizelement nicht in Ordnung, das Magnetventil nicht geschlossen oder der Wasserstand im Druckbehälter --2-- zu niedrig.
Um bei nicht funktionsfähigem Druckbegrenzerschalter --1-- ein unkontrolliertes Aufheizen des Druckbehälters --2-- zu verhindern, ist der Kontakt --1/2-- vorgesehen, der mit einem Zeitrelais-Kl-in Wirkverbindung steht, welches durch Öffnen des Kontaktes --1/2-- nach einer bestimmten Zeit die gesamte Prüfzeit begrenzt. Als weitere Sicherheitsmassnahme wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Magnetventil --3-- gewählt, welches einen maximalen Differenzdruck von 3 bar zulässt, d. h. bei Druckanstieg im Druckbehälter --2-- von über 3 bar gegenüber dem Druck im Kesseldruckkörper --5--, würde sich der Druck zum Kesseldruckkörper --5-- entspannen.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel stellt schaltungsmässig eine optimale Ausführungsvariante der Erfindung dar. Es gibt jedoch auch andere Schaltungsmöglichkeiten zur Durchführung des erfindungsgemässen Prüfprinzips. Beispielsweise kann dann, wenn die Druckverbindungsleitung auf andere Weise geprüft werden kann, eine direkte Betätigung des Schalters im Sicherheitsstromkreis durch den Druckbegrenzerschalter erfolgen.
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