Vorrichtung zur Aufieehterhaltung eines bestimmten Druckes von Flüssi,heiten, Dämpften oder Gasen. Die Aufrechterhaltung eines bestimmten Druckes von Flüssigkeiten, Dämpfen oder Gasen ist bei verschiedenen Anlagen von hoher Bedeutung.
So kann es nötig sein, bei Pumpen und Kompressoren, bei Gaser zeugern aller Art und auch bei Dampfkesseln und bei manchen andern Einrichtungen eine solche Regelung des Ganges der Maschine (Pumpe oder dergleichen), der Gaserzeugung bezw. der Kesselfeuerung usw.
kurz, eine solche Regelung des den Druck erzeugenden Mittels durchzuführen, dass tatsächlich ein bestimmter Druck aufrechterhalten wird, der art, dass, -wenn nach Inbetriebsetzung der Anlage der Druck die gewünsehte Höhe er reicht hat und diese nun überschreiten wollte, die von dein erzeugten Druck abhängig ge machte Regelungseinrichtung das den Druck erzeugende Mittel so beeinflussen soll, dass die Druckerzeugung gehemmt wird, also die Pumpenarbeit vermindert, die Feuerung ge dämpft wird usw., wogegen bei dein darauf folgenden Sinken des Druckes ein Unter- schreiten des gewünschten Druckes durch Beeinflussung des Regelungsorganes in einem solchen Sinne stattfinden muss,
dass die Druck erzeugung wieder gefördert wird. So gibt es beispielsweise bei Dampfheizungen Feuerungs- regler, durch welche die Zuführung der Ver brennungsluft den Druckschwankungen im Kessel entsprechend geregelt werden soll, derart, dass, wenn der Druck steigt, die Luft zuführung vermindert wird und umgekehrt.
Zur Übertragung des Kesseldruckes auf das Regelungsorgan werden dabei mechanische oder hydrauliche Mittel benutzt, die aber die Druckschwankungen im Kessel mit einer stets gleichbleibenden Pröportionalität auf das Rege lungsorgan übertragen, was eine "schleichende" Regelung zur Folge hat, die zur wirklichen Aufreehterhaltung eines bestimmten Druckes nicht geeignet ist. Denselben Nachteil haben auch die bisher bekanntgewordenen Regelungs einrichtungen der andern Druckerzeugungs- anlagen, deren einige oben beispielsweise an geführt worden sind.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird nun zur Vermeidung der Nachteile der "schlei- chenden Regelung" die Einrichtung zur Über tragung des Druckes auf das Regelungsorgan so ausgestaltet, dass eine Druckübertragungs- einrichtung vorgesehen ist, die ein Flüssig keitsgefäss enthält, von dem eine verhältnis mässig enge Steigleitung ausgeht, die in einer dem aufrechtzuerhaltenden Druck entsprechen den Höhe eine Querschnittserweiterung besitzt, von der aus der Druck weiter auf das Rege lungsorgan durch ein flüssiges Medium über tragen wird.
Das flüssige Medium kann zum Beispiel ein Gas oder eine tropfbare Flüssigkeit sein. In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäss der Erfindung für eine Dampfkesselanlage für Dampfheizungen schematisch dargestellt.
Dabei besteht der eigentliche Regler aus einem Flüssigkeitsgefäss 1, in das eine Tauch glocke 2 fest eingesetzt ist, deren unterer Rand schräge verläuft und in die das Ende eines Rohres 3 hineinragt; das zur Kessel feuerung 4 führt. Die obere Öffnung des Ge fässen 1 kann einen Regelungsschieber 5 zur groben Einstellung des Lufteintrittsquerschnit- tes enthalten.
Die Luft tritt oben in das Gefäss 1 ein, strömt ausserhalb der Tauchglocke 2 abwärts, um den untern Rand in ihr Inneres und von hier aus durch das Rohr 3 zur Feuerung 4. Steht die Flüssigkeit im Gefäss 1 nur so hoch, dass der Rand der Tauchglocke 2 gänz lich frei ist, so ist der Luftzuströmung der höchstmögliche Querschnitt geboten. Je höher die Flüssigkeit steigt, desto kleiner wird der Durchtrittsquerschnitt für die .Luft, und ist der ganze Rand der Tauchglocke von der Flüssigkeit umgeben, so kann die Luft über haupt nicht mehr ins Innere der Glocke ge langen und die Luftströmung hört auf.
Alit dem Reglergefäss 1 steht durch ein Rohr 6 ein Vorratsgefäss 7 in Verbindung, in welchem die Flüssigkeit normalerweise so hoch steht, wie im Reglergefäss 1, und zwar so hoch; dass die Tauchglocke 2 frei ist. Wächst der Druck, der im Vorratsgefäss 7 auf der Flüssigkeit lastet, so wird diese dort niedergedrückt und steigt im Reglergefäss 1, so dass es also nur nötig ist, den Druck im Vorratsgefäss vom Kesseldruck abhängig zu machen, um die Luftzuführung, wenn auch mittelbar, vom Kesseldruck beeinflussen zu lassen.
Zu diesem Zwecke ist der Luftraum des Vorratsbehälters 7 durch eine Rohrleitung 8, 13 mit einem Gefäss 9 verbunden, von dem ein Rohrstutzen 10 abgedichtet in ein Wasser standsrohr 11 des Dampfkessels 12 verschieb bar hineinragt. Das Standrohr 11 ist so hoch, dass es bei einem bestimmten Kesselwasser stand gänzlich mit Wasser gefüllt ist, das auch in den Rohrstutzen 10 von unten her eindringt.
Wächst beim Anheizen der Kesseldruck allmählich, so steigt das Wasser im Rohr stutzen 10, ohne dass aber hierdurch der Luftdruck im Gefäss 9 merklich beeinflusst werden würde, weil das aus dem Rohrstutzen 10 verdrängte Luftvolumen infolge des ge ringen Querschnittes dieses Rohrstutzens im Verhältnis zum Rauminhalt des Gefässes 9 so gering ist, dass eine merkliche Druck steigerung im Gefässe 9 und dem damit ver bundenen Luftraum des Vorratsgefässes 7 nicht eintritt.
Die Höhe des Flüssigkeits spiegels im Vorratsbehältergefäss 7 und des Flüssigkeitsspiegels im Reglergefäss 1 wird sich daher ganz unmerklich ändern, so daCi also auch der Lufteintrittsquerschnitt im Reglergefäss 1, praktisch genommen, nicht geändert wird und die Intensität der Feue rung gleichfalls, praktisch genommen, unver ändert bleibt.
Wächst aber der Kesseldruck weiter, so tritt schliesslich das Wasser aus dem Rohr stutzen 10 in die durch das Gefäss 9 gebildete Erweiterung des Standrohres bezw. des Rohr stutzens 10 ein, es bietet sich also dem steigenden Wasser eine plötzliche grosse Quer schnittserweiterung, und dies hat zur Folge, dass die der Druckzunahme entsprechende Volumenzunahme der Wassersäule im Stand rohr 11 bezw. im Rohrstutzen 10 plötzlich stark gesteigert wird.
Die Steighöhe der Flüssigkeitssäule im Verhältnis zur Druck einheit ist ja bekanntlich vom Querschnitt des Steigrohres unabhängig, so dass also jeder Druckzunahme um eine Einheit stets die gleicheHöhenzunahme entspricht, gleichgültig, ob der Querschnitt der Steigleitung gleich bleibt oder geändert wird. Ändert sich der Querschnitt der Steigleitung, so ändert sich demnach auch die Volumszunahme der Flüs sigkeitssäule, welche Volumszunahme immer das Produkt ist aus der Höhenzunahme mul tipliziert mit dem jeweiligen Querschnitt der Steigleitung.
Die beim Eintritt der Flüssig keit in das Gefäss 9 sich ergebende plötzliche Volumszunahme bewirkt aber, dass der Luft druck im Gefäss 9 plötzlich wächst, weil der Luftraum in diesem Gefäss 9 im Masse der Steigerung derVolumszurrahme des eindringen den Wassers vermindert wird und eine dem entsprechende Kompression der Luft entsteht, die sich durch die Rohrleitung 13 und 8 hin durch in das Vorratsgefäss 7 fortsetzt, wo nunmehr die Flüssigkeit rasch niedergedrückt wird,
was ein ebenso rasches Ansteigen der Flüssigkeit im Reglergefäss 1 und damit ein rasches Sperren der Luftzuführung zur Kessel feuerung zur Folge hat. Es wird also, so wie der Druck im Kessel so weit ange wachsen ist, dass das Wasser aus dem Stand rohr in das Gefäss 9 eindringt, die Luftzu führung zur Kesselfeuerung sofort gesperrt; wodurch die Feuerung gedämpft und ein weiteres Anwachsen des Druckes unmöglich gemacht wird. Sinkt aber der Druck im Kessel, so wird die Volumsabnahme der Wassersäule so lange gross sein und ein rasches Öffnen der Luftzuführung zur Kessel feuerung bewirken, als sich der Wasserspiegel noch innerhalb der Erweiterung 9 befindet.
Es tritt also eine rasche Entspannung der Luft in den Gefässen 9 und 7 ein, die ein rasches Steigen der Flüssigkeit im Vorrats gefäss 7 und ein ebenso rasches Sinken der Flüssigkeit im Reglergefäss 1 zulässt, so dass die Luftzuführungswege zur Kesselfeuerung wieder rasch eröffnet werden, wodurch die Feuerung wieder lebhafter wird und einem weiteren- Zurückgehen des Druckes entgegen wirkt.
Ist also einmal der aufrecht zri er haltende Druck erreicht, so spielt sich der Regelungsvorgang so ab, dass die Flüssigkeit im Standrohr 11 bezw. im Stutzen 10 stets so hoch bleibt, dass ihr Niveau sich im unter sten Teile des Gefässes 9 befindet, also an der Eintrittstelle vom Stutzen 10 zum Ge fäss 9 schwankt.
Um die Einrichtung zur Aufrechterhaltung verschiedener Fesseldrücke geeignet zu ma chen, ist die Höhenlage des Gefässes 9 ver stellbar, und (im diese Verstellbarkeit möglich zu machen, ist bei dem dargestellten Aus führungsbeispiel der Teil 13 der Leitung 8 aus einem biegsamen Schlauch oder dergleichen hergestellt. Wird das Gefäss 9 höher gestellt, so wird das Wasser erst bei einem höheren Kesseldruck so weit steigen, dass es in das Gefäss 9 eindringt und dort auf die Luft einen erheblichen Druck ausübt, und versieht man das Gefäss 9 mit einem Zeiger 14, der vor einer lotrechten Skala 15 spielt, welche die aufrecht zu erhaltenden Kesseldrücke an gibt, so kann man durch Einstellen des Ge fässes 9 auf die entsprechende Höhe den Regelungsbereich in einfachster Weise dem jeweils gewünschten Kesseldruck anpassen.
Auf die Regelungsflüssigkeit im Regler gefäss 1 kann man eine Ölschicht oder der gleichen lagern, um Verdunstungsverluste, welche die Regelung allmählich ungenau machen würde, zu verhindern.
Wie man sieht, findet also bei dieser Regelungseinrichtung, solange die Flüssig keit im Standrohr 11 bezw. 10 noch nicht das Gefäss 9 erreicht hat, gewissermassen ein Leergang in der Einrichtung zur Drucküber tragung vom Kessel zum Regelungsorgan statt, welcher Leergang erst aufhört, wenn der Druck im Kessel die gewünschte Höhe erreicht hat. Erst von hier ab wird der Regler mehr oder minder plötzlich'rasch in Wirksamkeit gesetzt und er wird ebenso plötzlich ausser Wirksamkeit gesetzt, wenn die Flüssigkeit im Standrohr 11 bezw. 10 wieder unterhalb des Gefässes 9 sinkt.
Das schleichende Heben und Senken der Flüssig keit im Reglergefäss 1 ist also hier vermieden, und zwar infolge der Einschaltung der Quer schnittserweiterung 9 und der verhältnis inässig engen Querschnittsbemessung des Rohrstutzens 10.
Natürlich ist es nicht unbedingt nötig, dass das Standrohr oder Gefäss 11 unmittelbar mit dein Wasserraum des Kessels 12 in Ver bindung steht, da es ja klar ist, dass es nur darauf ankommt, dass die Flüssigkeit in die sem Gefäss 11 in irgend einer Weise voll dem Druck im Kessel 12 beeinflusst wird.
Es kann also auch ein mit irgend einer Flüssigkeit gefülltes Gefäss sein, das mit dem Dampfraum des Kessels verbunden ist, und es kann dann auch irgend eine beliebige Flüssigkeit in das Gefäss eingefüllt werden zum Beispiel auch Quecksilber. Die Über tragung der Bewegung der Flüssigkeitssäule im Rohrstutzen 10 bezw. im Gefäss 9 auf die Flüssigkeit im Vorratsbehälter 7 braucht auch nicht notwendig durch Luft zu ge schehen, wie dies eben geschildert worden ist, da auch jedes andere beliebige Gas hier zu benutzt werden kann.
Es kann auch eine Flüssigkeit anstatt der Luft oder dieses Gases benutzt werden, die den ganzen freien Raum zwischen dein Flüssigkeitsspiegel im Rohr stutzen 10 bezw. im Gefäss 9 den Flüssig keitsspiegel im Vorratsgefäss 7 erfüllt, also auch die Rohrleitung 13, 8, wenn nur diese Übertragungsflüssigkeit ein spezifisches Ge wicht hat, das von dem der Flüssigkeit im Gefäss 11 bezw. im Rohrstutzen 10 verschieden, und zwar kleiner ist. Natürlich hat man es darin mit einer nur geringen elastischen Nach giebigkeit des Druckübertragungsmittels zwi schen den Gefässen 9 und 7 zu tun, und es findet im Wesen nur eine einfache Ver schiebung des Druckübertragungsmittels statt.
Auch das Regelungsorgan selbst kann von dem beschriebenen verschieden sein, da es ja nur darauf ankommt, auf ein den Querschnitt der Luftzuführungswege zur Kesselfeuerung beeinflussendes Organ verstellend zu wirken, so dass also jedes beliebige Regelungsorgan, das etwa von einem hydraulischen Kolben oder dergleichen betätigt wird, benutzt werden kann. An Stelle der biegsamen Rohrverbindung 13 kann natürlich auch ein Teleskoprohr oder dergleichen verwendet werden, wie denn über haupt in konstruktiver Beziehung mannigfache Änderungen möglich sind.
Was hier anhand eines Beispiels für eitlen Feuerungsregler gesagt worden ist, gilt natürlich auch für Regelungseinrichtungen der andern eingangs erwähnten Anlagen, und es sei noch hinzugefügt, dass auch bei Feue- rungsreglern selbst noch insofern eine Er weiterung des Anwendungsgebietes möglich ist, als man nicht bloss die Feuerungsluft in der geschilderten Weise regeln kann, sondern auch die Brennstoffzuführung, mag es sich um feste; flüssige;
dampf- oder gasförmige Brennstoffe handeln Es kann auch die Brenn stoff- und Luftzuführung oder das Mischungs verhältnis zwischen beiden mit ähnlichen Mitteln selbsttätig geregelt werden, womit in jedem Falle ein ganz bestimmter und zwar einstellbarer Druck in genauester Weise aufrecherhalten werden kann.