DE1751509A1 - Safety device for steam boiler - Google Patents

Safety device for steam boiler

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DE1751509A1
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DE19681751509
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Justus Marxen
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ExxonMobil Technology and Engineering Co
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Exxon Research and Engineering Co
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Description

Bfso Research and Engine©- (P,M. 6071 - EAG 213 ring CompanyBfso Research and Engine © - (P, M. 6071 - EAG 213 ring company

Elizabeth, K. J. A. St. A. 5549) Elizabeth, KJA St. A. 5549) Hamburg« 10. Juni I968Hamburg «June 10, 1968 Sicherheitsvorrichtung für Dampfkessel Safety device for steam boilers

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitevorrichtung für Dampfkessel, welche die Heizung des Kessels automatisch abschaltet, wenn das Wasser im Kessel unter ein bestimmtes zulässiges Niveau sinkt. Insbesondere eignet sich die Erfindung zur überwachung des Wasserstandes in Schiffskessel^ jedoch ist sie nicht auf diese beschränkt und kann auch Anwendung bei an Land installierten Dampfkesseln finden.The invention relates to a safety device for steam boilers, which automatically switches off the boiler heating when the water in the boiler falls below a certain allowable value Level sinks. In particular, the invention is suitable for monitoring the water level in ship boilers ^ however it is not limited to these and can also be used with steam boilers installed on land.

Die überwachung des Wasserstandes in Dampfkesseln 1st äußeret wichtig^und für auf festem Boden installierte Dampfkessel sind bereits verschiedene Vorrichtungen für diesen Zweck vorgeschlagen worden. Diese bekannten Vorrichtungen sind jedoch nicht geeignet, den Wasserstand in Schiffskessel zu überwachen, da hler besondere Probleme auftreten, welche vor allem darauf beruhen, daß sioh der Wasserspiegel in Schiffskesseln beim Rollen und Stampfen des Schiffes ändert. Um bekannte Vorrichtungen zur Erfassung dieser Schwankungen beim Rollen und Stampfen des Schiffes einzurichten, müßten elektrische Verzögerungeanlagen verwendet werden. Derartige Anlagen sind jedoch auf Schiffen nicht zulässig. Außerdem werden dieThe monitoring of the water level in steam boilers is expressed important ^ and for steam boilers installed on solid ground various devices have been proposed for this purpose. However, these known devices are not suitable for monitoring the water level in ship boilers, since Here special problems arise, which are mainly due to it are based on the fact that the water level in ship boilers is at The ship's roll and pitch changes. To known devices for detecting these fluctuations in rolling and To set up pounding the ship, electrical delay systems would have to be used. Such plants are but not permitted on ships. In addition, the

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»eisten der bekannten Vorrichtungen zur überwachung des Wasserstandes in Dampfkesseln außerhalb des Kessele angebracht und erfordern zusätzliche Schaltanlagen und sonstige Einrichtungen.»Most of the known devices for monitoring the Water level in steam boilers attached outside the boiler and require additional switchgear and other facilities.

Mit der vorliegenden Erfindung wird nun eine Sicherheitsvorrichtung sur Überwachung des Wasserstandes In Dampfkesseln vorgeschlagen, welche einen das Heizsystem steuernden Schalter Ober eine Veränderung des Widerstandes in einem die Sicherheitsvorrichtung mit dem Schalter verbindenden Stromkreis betätigt. Diese Sicherheitβvorrichtung umfaßt einen in den Kessel tauchenden und an dessen oberer Innenwand befestigten isolierten PUhler» welcher die im Kessel herrschenden hohen Temperaturen und Drucke aushält. Der PUhler 1st von einem Oehäuse umgeben« welohes unten in einer zum Kessel geöffneten Beruhigung*- und Verzögerungskammer endet. Bei Betrieb der Vorrichtung nimmt diese Kammer Wasser aus dem Kessel auf und glbtfai wieder an den Kessel ab, und In normaler Stellung ist der Wasserstand im Kessel und in der Beruhigungskaramcr der gleiche. Der PUhler ragt soweit in die Beruhigungskammer hinein, daß seine Spitze bis zu einem zulässigen Mlndeetwaseerstand reioht. Der im PUhler enthaltene Metallkern unil eine Netallstelle In der Kesselwand, welche ein Teil der Befestigungsvorrichtung für das* PUhlergehluse am Kessel seinkann, befinden sloh in einemThe present invention now provides a safety device sur Monitoring the water level in steam boilers proposed a switch controlling the heating system via a change in resistance in a safety device operated with the circuit connecting the switch. This safety device includes one in the boiler Immersed and insulated heater attached to its upper inner wall, which the high temperatures prevailing in the boiler and withstands pressure. The sensor is from a housing surrounded «welohes down in a calming open to the cauldron * - and delay chamber ends. When operating the device this chamber takes water from the boiler and glbtfai back to the kettle, and in the normal position the water level in the kettle and in the calming caramcr are the same. Of the PUhler protrudes so far into the calming chamber that his Tip up to a permissible mouth water level. Of the Metal core contained in the PUhler unil a netallstelle in the Boiler wall, which is part of the fastening device for the * pump housing on the boiler can be found in one

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geschlossenen Stromkreis nit einem die Kesselheizung steuernden Schalter, welcher nach de» Widerstandsprinzip arbeitet. Wenn der Wasserspiegel in der BeruhigungBkaiamer nun untor die Spitze des Fühlers fällt, steigt der Widerstand des Systems soweit an, daß der die Heizung steuernde Scheiter betätigt und In Aus-Stellung geschaltet wird. Die öffnung am Boden der Beruhigungskaraner ist so dimensioniert, daß beim Rollen und Stampfen des Schiffes nicht soviel Wasser aus dieser Keraraer herausfliefien kann, daß Ihr Wasserstand unter den zulässigen Mindestwasserstand abfallt, solange tatsächlich noch genügend Wasser im Kessel 1st.closed circuit with one controlling the boiler heating Switch that works according to the resistance principle. If the water level in the calming Bkaiamer now undo the If the tip of the sensor falls, the resistance of the system increases to such an extent that the failure controlling the heating is activated and is switched to the off position. The opening at the bottom of the Calming karaner is dimensioned so that when rolling and Pounding the ship did not leak so much water out of this Keraraer It is possible that your water level will drop below the permissible minimum water level as long as there is actually still enough Water in the kettle 1st.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeiohnung nMher erläutert, welche einen Längsschnitt durch die erfindungagenftfie Sicherheitsvorrichtung zeigt.The invention is described below with reference to the accompanying drawing nMher explains which a longitudinal section through the erfindungagenftfie Safety device shows.

Die dargestellte Vorrichtung enthKlt einen PUhler 1 mit einerThe device shown contains a sensor 1 with a

Isolierung 2 in einem QehMuee 5, welches in einer Beruhigungsam und Verrögerungekamaer 4 endet. Am Fühler 1 und einem/Gehäuse befestigten Kontakt 7 sind elektrische Anschlüsse 5 und 6 angebracht, welche die Verbindung zu einem Stromkreis mit einem Steuerschalter für dl« Beheizung des Kessels (nioht dargestellt) herstellen. Die ElnfOhrungsstelle des Fühlers In das Oehluse 1st mit einer Isolierscheibe 8, einer Zwlsohenleg-Isolation 2 in a QehMuee 5, which is in a sedative and delay camera 4 ends. On sensor 1 and a / housing attached contact 7, electrical connections 5 and 6 are attached, which connects to a circuit with a control switch for heating the boiler (not shown) produce. The insertion point of the feeler into the Oehluse 1st with an insulating washer 8, a Zwlsohenleg-

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sohelbe 9# eine« Druokdlehtungsrlng 10 und einer HochdruckdiohtungMehelbe 11 angedichtet. Das Gehäuse 3 ist bei IJ an Kessel 12 befestigt. Die Beruhlgungekaemör 4 hat eine Mit de· Kessel konnunlzierende öffnung 14. Durch die gestrichelten Linien 20 und 15 sind der normale Wasserstand und der «illCseige Nindeetwasserstand des Kessels angezeigt. Die Spitze 17 des FUhlers 1 reloht bis sun Niveau des Mlndestwasseratandes und ist vorzugsweise nicht isoliert. Oberhalb der Beruhisungskausser 4 befindet sieh ein Ulftungsrau« 18 Mit IÄftungslöchem 19.so helbe 9 # a pressure cable 10 and a high pressure cable cable 11 sealed. The housing 3 is on at IJ Boiler 12 attached. The Beruhlgungekaemör 4 has a mit de Boiler connecting opening 14. Through the dashed Lines 20 and 15 are the normal water level and the «illCseige» The lower water level of the boiler is displayed. The tip 17 of the Sensor 1 relohts to sun level of the minimum water level and is preferably not isolated. Above the Beruhisungskausser 4 there is a ventilation room «18 with ventilation holes 19.

«ei Verwendung der Vorrichtung in eine« Schiffskessel befindet sich der Wasserspiegel 20 in der Beruhigungekaeeer 4 und 1« Kessel in noraaler Stellung auf gleicher Höhe. Bein Stampfen und Rollen des Schiffes fUeit Wasser durch die Öffnung 14 aus, Jedoch sinkt der Wasserspiegel in 'der ft—ir aufgrund der W-■enslonierung der Öffnung 14 solange nicht unter das Mlndestnlveau 15 ab, wie die sullsslge mndestwasseneenge Im Kessel nioht unterschritten wird« da der WasserausfluB aus der KsJSMr 4 verzögert wird. Wenn das Wasser In Kessel jedoch unter die Mndestnenge sinkt» flllt das Wasser In der BeruhlgungskasBer 4 unter das Niveau 15 und unter die Spitze des FUhlers 1« wodurch der Widerstand in den Über die AnsohlOsse 5 und 6 angeschlossenen elektrischen Stronkrels steigt und den Steuerschalter far das Heizsystem in Aus-Stellung bringt. Duroh die Öffnung When the device is used in a ship's boiler the water level 20 in the calming quarries 4 and 1 « Boiler in normal position at the same level. Leg pounding and rolling of the ship discharges water through opening 14, However, the water level in the ft-ir sinks due to the wetting of the sun the opening 14 as long as not below the minimum level 15 from how the sullsslge mndestwasseneenge Im Boiler is not undershot because the water outflow from the KsJSMr 4 is delayed. However, if the water in the kettle is below the quench level drops »the water fills in the BeruhlgungskasBer 4 below level 15 and below the tip of sensor 1 « whereby the resistance in the connected via the connection socket 5 and 6 Electric Stronkrels increases and brings the control switch for the heating system in the off position. Duroh the opening

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OWGiNAl.OWGiNAl.

14 »erden bei der Bewegung de« Schiffe» aufierdea Verunreinigungen aus der Beruhlgungskanner 4 herauagecpült.14 »in the movement of the« ships »earth the impurities flushed out of the Beruhlgecanner 4.

Der Isolierte Fühler hält die in Daagfkesseln üblichen Temperatur- und Druokbedingungen aue. Diese Bedingungen sind dom Faohatnn bekannt; als Beispiel kann eine Temperatur von 3OO°C und ein Druok von 70 Ataosphltren genannt werden. Der die Kesselbehelsung steuernde Schalter wird bei Absinken des Wassernlveaus unter den Mindeststand duroh einen Anstieg Im Widerstand des flysteas betätigt. Dieser Widerstand kann unter normalen Bedingungen beispielsweise etwa 250 Ohm betragen und dann bei Unterschreiten des zulässigen Wasserstandes auf 50 000 Oh« ansteigen. Hierbei kanu der flohalter dann so ge» wthlt werden» dai er bei eine* über 250 0ha liegenden Widerstand, s.B. bei etwa 1000 Obm, betitigt wird. Der Schalter wird auch betitigt« wenn andere Störungen wie beispielsweise eine Xabelunterbreohung oder ein Kurzschluß auftreten. Vorzugsweise haben der Fühler 1 und die Isolierung 2 praktisch den gleichen Ausdehnungskoeffizienten; so kann der Fühler beispielsweise aus rostfreien Stahl und die Isolierung aus einer Keramikmasse bestehen.The insulated sensor maintains the temperature and pressure conditions common in Daagf kettles. These conditions are known dom Faohatnn; as an example, a temperature of 300 ° C and a pressure of 70 ataosphltres can be cited. The switch that controls the boiler control is operated when the water level drops below the minimum level due to an increase in the resistance of the flysteas. Under normal conditions, this resistance can be, for example, about 250 ohms and then rise to 50,000 ohms when the water level falls below the permissible level. The floater can then be selected in such a way that it is activated when there is a resistance of more than 250 0ha, for example at around 1000 obm. The switch is also activated when other faults such as an interruption in the cable or a short circuit occur. The sensor 1 and the insulation 2 preferably have practically the same expansion coefficient; for example, the sensor can consist of stainless steel and the insulation of a ceramic compound.

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Claims (3)

Βμο Research and Boginee- (P.M. 607I - IAO ring company Hf If frith· M.J./V.et.A. 5549) Hoaburg, 10. Juni 1963 P ι t f η t ι η ι ρ r tt orh tΒμο Research and Boginee- (P.M. 607I - IAO ring company Hf If frithM.J./V.et.A. 5549) Hoaburg, June 10, 1963 P ι t f η t ι η ι ρ r tt orh t 1.1 Sicherheitsvorrichtung sur überwachung des Wasserstendes in Daapfkesseln, welche slnen Steuerschalter Über eins Veränderung 4M Widerstandet» In «ins« 41· Sicherheitsvorrichtung alt dca Steuerschalter verbindenden Stromkreis betltlgt, dadurefa £ekennselchnet. daB al« aus eine» isolierten FOhler (I) Io eine· 1· Kessel (12) befestigten Oshluse (3) alt slaar Bawhigimilrainr (4) ae unteren Bode de« Oefcfeaes (3) und aner Öffnung (14) la Boden der Kassier (4) beataht# wobei der fta^ler (1) bis β» sullaalgen »ndesasratand (15) de· Eeasels in die Beruhlgungskaaasr hln#tara&ebt und Ober AnsohlOsse (5) und (6) In •In·« geschlossenen Strosstrels alt elnesi Steuerschalter fUr das Helxsystes) verbunden 1st.1.1 Safety device for monitoring the water end in Daapfkessel, which controls the switch via a change 4M resistance "In" in the «41 · safety device old dca control switch connecting circuit, which is included. that from an isolated tube (I) a 1 boiler (12) attached Oshluse (3) old to the Bawhigimilrainr (4) ae lower Bode de “Oefcfeaes (3) and an opening (14) to the floor of the cashier (4) beataht # where the fta ^ ler (1) to β »sullaalgen» ndesasratand (15) de · Eeasels in the Beruhlgungskaaasr hln # tara & ebt and Ober AnsohlOsse (5) and (6) in • In · «closed Strosstrels alt elnesi Control switch for the Helxsystes) is connected. 2. SloherheltsYorriohtung nach Anspruoh 1 sur Überwachung de· Wasserstandea In auf 80hlff en insteliierten Daapfkesseln, dadurch gekennteiohnet, de8 die Öffnung (14) lsi Boden der Beruhlgungskasaer (4) so dimensioniert 1st, daS die Wasserabgabe aus der Verxögerungskaaeor an den Kessel beim2. Sloher protection against monitoring according to Claim 1 de water level in Daapf kettles installed on 80hlff, as a result, the opening (14) lsi the bottom the relief casing (4) is dimensioned in such a way that the Water delivery from the Verxögerungskaaeor to the boiler at 109829/0043109829/0043 ■.,'A!?i£H«o OaJAO ORtQ)NAL■., 'A!? I £ H «o OaJAO ORtQ) NAL Rollen und Stampfen des Schiffes soweit verzögert wird, daß der Wasserstand In der Baruhigungskcmmer nicht unter den zulässigen Mindestweezerstand (IS) absinken kann/ solange das Wasser In Kessel $2) noch nicht unter den Mindestetand gefallen 1st.Rolling and pitching the ship is delayed to such an extent that the water level in the calming chamber cannot drop below the permissible minimum water level (IS) / as long as the water in boiler $ 2) has not yet fallen below the minimum level. 3. Verfahren zur Überwachung des Wasserstandes In einem Dampfkessel und Betätigen eines Sehalters zvur Abschalten der Beheizung des Kessels bei Absinken des Wasserstandes la Kessel unter ein bestlsMtes Niveau, dadurch gekennzeichnet. daß nan einen. Isolierten Fühler soweit in eine In Kessel angeordnete und Über Ihr unteres Bade mit den Kesselwasser koununlzlerende Beruhigungsksjaner taucht, dafl seine Spitze bis zun zulässigen Mlndestwasserstand des Kessels reicht, und über eine bei Fallen des Wassers unter den Nindeststand auftretende Wideretandeerhöhung in einen den Fühler nit einen Betltigungssohalter für die Kesselbeheizung verbinden geschlossenen Stronkrels die Beheizung des Kessels abschaltet· 3. Method for monitoring the water level in a steam boiler and actuating a Sehalters zvur switching off the heating of the boiler when the water level drops la boiler below a bestlsMtes level, characterized. that nan a. The insulated sensor is immersed in a calming liquid that is arranged in a boiler and interacts with the boiler water over your lower bath, so that its tip extends to the minimum permissible water level of the boiler, and via an increase in resistance that occurs when the water falls below the minimum level in a sensor with an operating button for the boiler heating, connect the closed power supply to switch off the boiler heating 4, Verfahren nach Anspruch 3 zur Überwachung des Wasserstandes in einen auf einen Schiff installierten Dampfkessel, dadurch gekennzeichnet, dafi nan den Fühler In eine Beruhlgungs· kaaner taucht« die Ober eine so dimensionierte Öffnung in4, method according to claim 3 for monitoring the water level in a steam boiler installed on a ship, characterized in that the sensor is in a calming · kaaner dips “the upper into an opening of this size 109829/0043109829/0043 OWQINAl.OWQINAl. ihrea Boden alt den Kesselvasser konnuni ziert, dad die Wasserabgabe aus der Vereögerungskammer an den Kessel beim Rollen und Stampfen des Sohiffes so weit verzögert wird, dafl der Wasserstand in der Beruhlgungskanner nicht unter den zulässigen KLndestwasserstand absinken kann, solange das Wasser in Kessel nooh nicht unter den Mindestetand gefallen 1st.Their bottom old adorns the kettle water, because they Water delivery from the delay chamber to the boiler at The rolling and pounding of the ship is delayed so far, that the water level in the irrigation tank is not below the permissible minimum water level can drop as long as the water in kettle has not fallen below the minimum level. 109829/0043109829/0043
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