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Zugregler mit Steuerung des Regelgliedes durch eine sich selbst in die Mittellage zurück- führende relaisartige Treibvorrichtung.
Die Erfindung bezieht sich auf einen selbsttätigen Zugregler für Feuerungen und dgl.. in denen die strömenden Gase während des Betriebes Druckschwankungen unterworfen sind.
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schütten von Brennstoff verhältnismässig starke Änderungen des Zuges eintreten, wodurch nicht nur starke Wärmeschwankungen, sondern auch unvollständige Verbrennungen und eine unwirtschaftliche Ausnutzung der Brennstoffe entstehen.
Für Feuerungen sind deshalb selbsttätige Zugregelungseinrichtungen vorgeschlagen worden, bei denen entweder durch die Änderungen des von der Feuerung erzeugten Druckes, und zwar des Dampfdruckes in einem Kessel oder des Unterdruckes der Feuerungsabgase selbst oder durch die Veränderungen in der Zusammensetzung der Rauchgase ein Stellglied bewegt wird, das ein relaisartige wirkende Treibvorrichtung beeinflusst, die einen Zugschieber oder anderen Regelungskörper entsprechend der Druckänderung so verstellt, dass die Druckänderung aufgehoben wird. Dabei ist die Steuervorrichtung des Relais so eingerichtet, dass sie während der Verstellung des Regelungskörpers in die Mittellage zurückgeführt wird, um bei erneuter Druck- änderung eine weitere Verstellung des Regelungskörpers zu ermöglichen.
Bei diesen bekannten Einrichtungen bewirkt aber die Verstellung des Regelungskörpers nach kurzer Zeit infolge der erzeugten Zustandsänderung in der Feuerung wieder eine Druckänderung im entgegengesetzten Sinne, durch die das Relais dann wiederum beeinflusst und der Regelungskörper wieder zurückgestellt wird, und zwar bevor der vorher beabsichtigte Zustand noch die volle Wirkung geschaffen hat. Infolgedessen pendelt der Regelungskörper zwischen den beiden Endstellungen hin und her.
Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Unvollkommenheit. Zu diesem Zwecke
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des Steuergliedes unabhängig von diesem in die eingestellte Mittellage zurückkehren kann, ohne das Steuerglied dabei zu beeinflussen und erst nach erneuter Bewegung aus der Mittellage heraus das Steuerglied wieder verstellt.
Dies kann beispielsweise durch eine Hilfssteuerung geschehen, die das Hauptsteuerglied hei der Rückkehr des Stellgliedes im Sinne dieser Bewegung mitnimmt, so dass die Hauptsteuerung gleichzeitig mit dem Stellglied in die Mittellage zurückkehrt, ohne den Schieber dabei zu verstellen.
Angenommen, es handle sich um die Regelung eines Druckes von 10 mm Wassersäule in einem Feuerungszuge. Sinkt dieser Druck z. B. durch Aufschütten von Kohle auf, 6 111nt und ebenso das von dem Drucke beeinflusste Stellglied (beispielsweise ein Schwimmer) um den gleichen Betrag, so wird das vom Stellglied beeinflusste Relais so in Gang gesetzt, dass es den Zugschieher um ein entsprechendes Mass öffnet. Dann tritt mehr Verbrennungsluft in die Feuerung und der Unterdruck im Zuge steigt. Damit ist auch eine Zurückbewegung des Stellgliedes verbunden.
Bei den bekannten Vorrichtungen ähnlicher Art veranlasst nun dieses Zurückgehen des Stellgliedes sofort, also nach obigem Beispiel, schon beim Wiederansteigen des Unterdruckes von 6 auf etwa 7 bis 8 nille, eine Beeinflussung des inzwischen in die Mittellage zurückgekehrten Steuergliedes des Relais, wodurch das Regelungsglied, z. B. der Zugschieber, von neuem verstellt, und zwar wieder zurückgesteHt. also geschlossen wird. bevor noch der gewünschte Druck von 10/il erreicht ist.
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Im Gegensatz hiezu bleibt hei der Vorrichtung nach der Erfindung heim Steigen des Unterdruckes von 6 mm aufwärts das Steuerglied des Relais vom gleichfalls steigenden Stellglied solange unbeeinflusst, bis der gewünschte Unterdruck von 10 w ; M und die diesem Unterdrucke entsprechende Lage des Stellgliedes wieder erreicht ist. Eine neue Beeinflussung des Relais kann erst dann wieder eintreten, wenn der normale Unterdruck von neuem steigt oder fällt. Die Beeinflussung des Steuergliedes kann auf mechanischem oder auf elektrischem Wege geschehen.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine selbsttätige Zugregelungsvorrichtung für Feuerungen schematisch dargestellt. Fig. i zeigt eine Anordnung zur Zugregelung mittels eines elektrisch wirkenden Relais, Fig. 2 eine ähnliche. Anordnung mit Beeinflussung der Steuerung durch Kesseldampf, die Fig. bis 5 zeigen die Steuerung der Fig. 2 in grösserem Massstabe in drei verschiedenen Stellungen und Fig. 6 bis 10 die elektrische Steuerung in verschiedenen Stellungen.
Dem in Fig. i dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die Aufgabe zugrunde, den Zug einer Feuerungen durch die Änderung des Kohlensäuregehaltes der Rauchgase mittels elektrischer Steuerung eines Rauch-oder Zugschiebers zu regeln. Im Fuchs u ist ein Zugschieber z angeordnet, der von einer Seiltrommel d je nach deren Drehrichtung gehoben oder gesenkt wird. Die Trommel d
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diesem führt eine Leitung k zur Kraftquelle c und ferner gehen zwei Leitungen i, i'zu den Anschlussstücken 1 bzw. 2 einer als Steuerglied dienenden dreh-und verschiebbaren Weite M. Diese Welle besitzt an dem einen Ende ein Gewinde S auf dem ein mit Innengewinde versehenes Kettenrad sitzt, und zwar derart. dass es gegen Verschiebung in der Längsrichtung der Welle n gesichert ist.
Dieses Kettenrad wird durch eine Kette t von einem auf der Trommelwelle e sitzenden Kettenrad x angetrieben, wenn die Welle e mit der Trommel d gedreht, also der Schieber--ver- stellt wird.
Durch die Drehung des Kettenrades w in der einen oder anderen Richtung wird die Welle n der Länge nach im entsprechenden Sinne verschoben. An den Anschlussstücken 1, 2 der Welle n
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bzw. q derart zusammenwirken, dass beim Verschieben der Stange o nach links der Kontakt p gegen den Kontaktarm a, beim Verschieben der Stange o nach rechts der Kontakt q gegen den
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angeschaltet wird, der in bekannter Weise mit doppelter Feld-oder Ankerwicklung versehen ist, an die die Leitungen i und il entsprechend angeschlossen sind, so dass je nach Anschaltung der einen oder anderen Leitung der Motor eine rechts- oder linksläufige Drehbewegung vollführt.
Die Verschiebung der Stange o erfolgt durch die Änderungen in der Zusammensetzung der Rauchgase mittels einer Vorrichtung, durch die das infolge der geänderten Zusammensetzung der Gase geänderte spezifische Gewicht dazu benutzt wird, Druckunterschiede zu erzeugen und diese auf einen nachgiebigen Körper, eine Membran m, einwirken zu lassen. Die Membran m ist dann mit der Kontaktstange o verbunden und beide Teile zusammen bilden das Stellglied, das das aus der Kontaktvorrichtung, der Welle 11 und dem Motor h nebst Getriebe bestehende
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steht durch ein Rohr 7 mit einer Pumpe 8, der Raum 6 durch ein Rohr 9 mit einer Pumpe 10 in Verbindung.
Letztere ist an ihrem Saugventil durch eine Leitung 11 mit dem Fuchs 11 ver- bunden, während die Pumpe 8 am Saugventil durch einen Stutzen 12 mit der Aussenluft in Ver-
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eine Ausströmdüse 14, Durch diese Düsen strömen die in den Raum J gedrückte Luft und d ie in den Raum 6 gedrückten Rauchgase mit einer gewissen Geschwindigkeit aus und erzeugen dadurch in den Räumen 5, 6 Drücke, die in einem bestimmten Verhältnis zu den spezifischen Gewichten der Gase stehen.
Im Raum 5 wird der Druck der Luft stets gleich bleiben, während sich im Raum 6 der Druck je nach dem Kohlensäuregehalt der Rauchgase ändert und dieser veränderte Druck bewirkt dann mittels der Membran J1l eine Verschiebung der Kontaktstange o.
Solange also die Pumpen arbeiten, steht die Membran 1ll ständig unter dem Einflusse des Kohlensäuregehaltes der Rauchgase und wird genau nach dessen Veränderung bewegt.
Auf der Welle 11 befindet sich noch eine Hilfssteuerung, die aus zwei Anschlussstücken 7J, 76 nebst Kontaktarmen b, b'und einem auf der Welle sitzenden Schneckenrade wl, das durch einen zweiten Motor h1 angetrieben wird, besteht. Die Welle 11 ist in der Nabe des Schneckenrades 101 längsverschiebbar, aber nur zusammen mit der Xabe drehbar. Der Motor h1 ist einerseits durch die Leitung 111 an die Leitung k der Kraftquelle 0 angeschlossen. andererseits durch dieLeitungen r. rl mit Anschlussstücken 15. 76 verbunden.
Je nachdem die Kontakte p. q mit den Kontaktarmen b
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Tritt eine Veränderung des Kohlensäuregellaltes der Rauchgase ein, so ändert sich auch der Druck in der Kammer 6 und es findet nun in später genauer erläuterter Weise eine Verschiebung der Stange o mit den Kontakten p, q statt, wodurch die Treibvorrichtung A in Gang gesetzt wird, die nun den Zugschieber er-in der Richtung bewegt, dass durch die damit veränderte Luftzufuhr eine Veränderung des spezifischen Gewichtes der Rauchgase im gewünschten Sinne herbeigeführt wird.
Gleichzeitig wird aber durch die Bewegung der Treibvorrichtung auch die Steuerwelle n entgegengesetzt verschoben, so dass der Kontakt p, a bzw. q, al wieder gelöst wird und die Treibvorrichtung h nach kurzem Lauf wieder zum Stillstand kommt.
Ist die durch die Verstellung des Zugschiebers veränderte Luftzufuhr noch nicht genügend, um das spezifische Gewicht der Rauchgase entsprechend zu beeinflussen, wird also die Membran noch weiter in gleichem Sinne aus ihrer Mittellage entfernt, so wird ein nochmaliger Kontakt p, a bzw. q, al und eine weitere Verstellung des Zugschiebers erfolgen, und zwar solange, bis durch die veränderte Luftzufuhr wieder eine entgegengesetzte Veränderung im spezifischen Gewicht der Rauchgase hervorgerufen wird. Ist dieser Fall eingetreten, nähert sich also das spezifische Gewicht der Rauchgase wieder dem normalen Mittelwert, so wird auch die Membran 1Il wieder nach der Mittellage zurückkehren.
Damit nun aber der Zugschieber nicht wieder ebenfalls seine Stellung verändert, also
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z. B., wie aus den Fig. 6 bis 10 deutlicher zu entnehmen ist, zuerst ein Kontakt p, a gegeben war, so wird jetzt ein Kontakt p, h eintreten, bevor durch einen Kontakt q, al der Zugschieber durch die Treibvorrichtung wieder zurückbewegt werden kann. Dieser Kontakt p, b der Hilfssteuerung bewirkt nämlich einen Stromschluss p, b, r, ! z1, kl, k, c, o, durch den die Hilfstreibvorrichtung kl betätigt wird.
Durch letztere wird mittels des Schneckenrades cl die Steuerwelle n gedreht und da sie mit Gewinde 1 in dem stillstehenden und in der Achsrichtung nicht verschiebbaren Kettenrad w ruht, so erfährt sie selbst durch ihre Drehung in dem Kettenrad eine Längsverschiebung, durch die der Kontakt p, h wieder gelöst wird, wodurch die Hilfstreibvorrichtung wieder zum Stillstande kommt.
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wird. als wenn die zu verbrennende Koblenmenge nur gering ist.
An Stelle der hei dem Ausführungsbeispiel gewählten elektrischen Treibvorrichtungen kann auch irgend eine andere mit Pressluft. Druckwasser. Dampf usw. betriebene treten, die durch dafür geeignete Steuerorgane in gleicher Weise betätigt wird.
Bei Kesselfeuerungen mit starkschwankendem Dampfhedarf kann Wert darauf gelegt werden, die Luftzufuhr nach dem wechselnden Dampfbedarf zu regeln. Hiefür eignet sich eine Anordnung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Die Hilfsmaschinen h und h1 werden hier durch Dampf betriehen und sind zweckmässig kleine Dampfturbinen.. \1s Steuerglied dient dann eine Dampfsteuerung. die aus einem Schieberkasten K, einem mit der Welle n verbundenen Kolbenschieber ¯V und einem in letzterem beweglichen, hohlen Kolbenschieber o besteht. Die im Schieber N befindlichen Kanäle a, a1, b, b1 entsprechen den in gleicher Weise bezeichneten Kontakt-, federn der Fig. i und die Kanäle q, p den ebenso bezeichneten Kontakten.
Ferner sind noch
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neten elektrischen Leitungen der Fig. i. Die mit dem Kolbenschieber o verbundene Membran m ist auf der einen Seite dem Drucke des Kesseldampfes ausgesetzt. der ihr durch das Rohr 19 zugeführt wird. während sie auf der anderen Seite unter dem Gegendrucke einer im Standrohr 20 befindlichen Quecksilbersäule steht. An Stelle der letzteren kann auch eine Federspannung oder dgl. als Gegendruck benutzt werden.
Bei der Veränderung einer Kesselspannung wird dann die Membran m nach links oder rechts bewegt und sie verschiebt dann den Steuerschieber o. Ist die in Fig. 2 gezeichnete Stellung der Ruhezustand, in dem alle Kanäle geschlossen sind, so wird bei einer Bewegung der Membran nach links der Schieber o eine Verschiebung nach rechts erhalten (Fig. 3), durch die eine Verbindung der Kanäle p, a und i hergestellt wird. so dass die Turbine h angetrieben wird. Wird mit dem von der Turbine verstellten Zugschieber gleichzeitig der Hilfsschieber N gegenüber dem Hauptschieber o bewegt, und zwar in die Stellung der Fig. 4, so werden die Kanäle p und i wieder getrennt und der Antrieb hört auf.
Geht die Membran nach rechts zurück, so wird der Schieber o wieder nach links bewegt (fizz und bevor jetzt eine Verbindung der Kanäle a1 und i1 eintreten kann, gibt die Steuerkante 18 den Kanal b1 frei und nun verschiebt die Hilfs- turbine h1 mittels des Schneckenrades 71'1 den Hilfsschieber N nach links, bis beide Schieber wieder in die Grundstellung nach Fig. 2 zurückgekehrt sind. In entsprechender Weise erfolgen die Vorgänge bei anfänglicher Bewegung der Membran nach rechts, wobei die zur Hilfsturbine h1
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bevor die Hilfsturbine /'Antrieb erhalten kann.
PATEXT-AXSPR 'CHE :
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das Steuerglied wieder verstellt.