DE1975250U

DE1975250U - Gebergeraet.

Info

Publication number: DE1975250U
Application number: DEM60221U
Authority: DE
Original assignee: J G Merckens K G
Current assignee: J G Merckens K G
Priority date: 1967-10-07
Filing date: 1967-10-07
Publication date: 1967-12-21

Description

Die Feuerung betrifft ein Gebergerät zur elektronischen Anzeige und gegebenenfalls Regelung des Flüssigkeitsstandes in Dampfkesseln, das aus einem etwa vertikal zu montierenden Rohr besteht mit zwei Anschlußstutzen übereinander zur kommunizierenden Verbindung mit dem Dampfkessel und das in seinem Innern eine langgestreckte Elektrode aufweist, die dazu dient, bei verschiedenen Wasserständen im Rohr den Geberkreis zu beeinflussen, und die mittels · einer Stopfbuchsendichtung an einem Ende des Rohres in dieses eingeführt ist.

Bei einem bekannten Gebergerät dieser Art ist die Elektrode am oberen Ende des Rohres eingeführt. Dies hat den Nachteil, daß die Stopfbuchse sich ständig im Dampfbereich befindet und daher besonders hohen Temperaturen ausgesetzt ist. Die Dichtungsmittel der Stopfbuchse sind auf diese Weise b-ochbeansprucht und neigen zum Undichtwerden. An der Elektrodenseite des Gebergeräts unmittelbar angeschlossene Teile werden ebenfalls sehr stark erwärmt«

Durch Versuche wurde festgestellt, daß demgegenüber der Wasserbereich im unteren Teil des Rohres sehr viel geringere Temperaturen aufweist. Diese Tatsache ist auch schon bei mit Schwimmer arbeitenden Geräten ausgenutzt worden.

Der Feuerung liegt die Aufgabe zugrunde, das Gebergerät so auszubilden, daß der Torteil der geringeren Temperatur im Wasserbereich für ein Gerat mit Elektrode ausgenutzt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Gebergerät neuerungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das Einführungsende, an dem die Elektrode in das Ende des Rohres eingeführt ist, beim fertig montierten Gebergerät das untere Ende ist, so daß die Elektrode nach der Montage von der Stopfbuchse aus etwa vertikal nach oben in das Rohr hineinragt. ·

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Durch. Versuche wurde festgestellt, daß beispielsweise bei einem Dampfkessel mit 200 atü Sattdampf (das entspricht etwa 365⁰C) bei einer äußeren Umgebungstemperatur von 14⁰G am Geberrohr im Wasserbereich nur 25°0 herrschen. Die Stopfbuchse und die Stopfbuchsendichtung sind daher nur geringen Temperaturbeanspruchungen ausgesetzt, und die von unten nach oben ragende Elektrode ist an ihrer Einführungsstelle ebenfalls nur geringen Temperaturen ausgesetzt, so daß geringe Wärmeausdehnungen gegeben sind und daher auf die Dauer eine gute Abdichtung mit geringem Aufwand gewährleistet ist. Auch an der Elektrodenseite unmittelbar angeschlossene Teile werden nur wenig erwärmt.

Eine Ausführungsart des neuerungsgemäßen Gebergerätes ist dadurch gekennzeichnet, daß dasjenige Ende der Elektrode, das nach der Montage von der Stopfbuchse aus nach unten weist, in ein mit dem Stopfbuchsenende des Gebergeräts mechanisch verbundenes Gehäuse mündet, das zumindest einen Teil der elektronischen Schaltelemente enthält.

Diese Ausführungsart hat den Vorteil, daß eine ganz kurze Verbindung zwischen der Elektrode und den betreffenden Schaltelementen möglich ist, wodurch beispielsweise ungünstig wirkende Leitungskapazitäten verkleinert werden können.- Diese Ausführungsart ist mit Rücksicht auf die geringe Temperatur an der Elektrodenseite auch konstruktiv besonders einfache

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Eine vorteilhafte Weiterbildung des neuerungsgemäßen Gebergerätes ist dadurch, gekennzeichnet, daß das Rohr zwischen der Stopfbuchse und dem der Stopfbuchse zugekehrten Anschlußstutzen und/oder die mechanische Verbindung zwischen dem Stopfbuchsenende und dem die elektronischen Schaltelemente enthaltenden Gehäuse zu einer Kühlvorlage verlängert ist.

Hierdurch wird erreicht, daß im Stopfbuchsenbereich und/oder im und am Gehäuse mit den Schaltelementen ganz besonders niedrige Temperaturen gegeben sind.

Eine zweckmäßige Ausführungsart des neuerungsgemäßen Gebergerätes ist dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode einen isolierenden Überzug bzw. Mantel hat»

Bei dieser Ausführungsart der Elektrode handelt es sich um eine Elektrode, die zu kapazitiven Messungen mit Wechselspannung vorzugsweise höherer Frequenz vorgesehen ist. Je nach Eintauchtiefe ist die Kapazität verschieden groß und bewirkt eine entsprechende Änderung des Meßkreises. Diese Änderung des Meßkreises ist nicht nur abhängig von irgendwelchen Endwerten, sondern erfolgt von Fall zu Fall bereits bei einem Steigen oder Fallen des Wasserspiegels. Auf diese Weise ist eine frühzeitige Regelung möglich, und zwar bereits lange vor Erreichen der diesbezüglichen Endwerte.

Eine zweckmäßige Weiterbildung des neuerungsgemäßen Gebergerätes ist dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel der Elektrode aus einem hitzebeständigen und gasdichten Rohr ZoB. aus Aluminiumoxyd besteht»

Durch Versuche wurde festgestellt, daß ein solcher Mantel zuverlässig Dauerbeanspruchungen gewachsen ist, und zwar auch hohen Temperaturbeanspruchungen, denen der Teil des Mantels ausgesetzt ist, der sich jeweils im Dampfbereich befindet.

Eine zweckmäßige Ausführungsart des neuerungsgemäßen Gebergerätes ist dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode zumindest im Bereich der Stopfbuchse das Mantelrohr dicht ausfüllt, um den von der Stopfbuchse ausgeübten Dichtungsdruck aufnehmen zu können.

Da das ßohr aus Aluminiumoxyd nur eine begrenzte mechanische Festigkeit hat, ist es zweckmäßig, diesem Rohr von innen her ein Widerlager zu geben, das die von der Stopfbuchse ausgeübten Dichtungsdrücke aufnehmen kann. Dieses Widerlager ist zweckmäßig dadurch erzielt, daß das Mantelrohr im Bereich der Stopfbuchse im Innern dicht ausgefüllt ist.

Eine Ausführungsart des neuerungsgemäßen Gebergerätes, "bei der dieses erreicht wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode aus einem "bei etwa 300° bis 400⁰O schmelzbaren Material (Metall) besteht und in das Mantelrohr eingegossen oder eingeschmolzen ist.

Bei dieser Ausführungsart ist das Mantelrohr auf seiner ganzen Länge innen dicht ausgefüllt. Besonders vorteilhaft ist das Einschmelzen. Dies geschieht dadurch, daß man ein Granulat oder Späne oder kleine Stückchen des zu schmelzenden Metalls (z.B. Silberlot) in den Hohlraum des Mantelrohres einbringt und das Mantelrohr danach erwärmt, bis das eingebrachte Metall geschmolzen ist. Danach läßt man das Ganze abkühlen, und die eingeschmolzene Elektrode liegt innen dicht am Mantelrohr an. Bei einer solchen dicht anliegenden Elektrode ist jedoch unter Umständen die Schwierigkeit gegeben, daß wegen der verschieden großen Ausdehnungskoeffizienten des Elektrodenmetalls und des Aluminiumoxyds bei der höheren Temperatur im Dampfbereich ungünstige mechanische Spannungen gegeben sind_e

Dieser Nachteil wird vermieden bei einer Ausführungsart des neuerungsgemäßen Gebergerätes, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Elektrode aus einem dünnen Stab, Nadel, Stift od.dgl. beispielsweise aus rostfreiem Stahl besteht, der in der Bohrung des Mantelrohres etwas Spiel hat und der im Bereich der Stopfbuchse mit dem Mantelrohr eine Gießverbindung hat.

Bei dieser Ausführungsart befindet sich der dicht ausgefüllte Bereich nur im Bereich der Stopfbuchse, und diese ist nur geringen Temperaturen und geringen Temperaturschwankungen ausgesetzt. Ungleich große Temperaturausdehnungskoeffizienten bewirken somit bei dieser Ausführungsart keine nennenswerten mechanischen Spannungen»

Eine vorteilhafte Weiterbildung des neuerungsgemäßen Gebergerätes ist dadurch gekennzeichnet, daß der Stab ododgl. mit seinem aus der Stopfbuchse herausragenden Ende weitergeführt ist für den elektrischen Anschluß der Elektrode.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Neuerung dargestellt. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf dieses Ausführungsbeispiel bzw. auf die Zeichnung. Sie beinhaltet aber zugleich eine weitere allgemeine Darstellung der Neuerunge

Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt von dem Ausführungsbeispiel des neuerungsgemäßen Gebergerätes_β

Das Rohr 1 ist mittels der Anschlußstutzen 4 und 5 kommunizierend mit dem (nicht dargestellten) Dampfkessel verbunden. Im Sohr 1 stellt sich daher beim Betrieb des Dampfkessels ' ein Flüssigkeitsstand ein, der mit dem des Dampfkessels übereinstimmt. Entsprechend der Plüssigkeitshöhe wird die

Elektrode 2 mehr oder weniger hoch von Flüssigkeit umspült. Die Elektrode 2 hat den hitzebeständigen, isolierenden Mantel 3* so daß die Elektrode 2 mit der Flüssigkeit im Rohr 1 eine elektrische Kapazität bildet, die um so größer ist, je höher die Flüssigkeit im Rohr 1 steht» Dabei ist angenommen, daß die Flüssigkeit im Rohr 1 wenigstens eine gewisse elektrische Leitfähigkeit hat» Dies ist bei Dampfkesselwasser im allgemeinen zutreffend»

Die Kapazitätsänderung mit der Änderung der Wasserspiegelhöhe bewirkt über elektronische Schaltungen ein Zu- oder Abschalten der Wasserspeisepumpe«

Im Dampfbereich oben im Rohr 1 herrscht eine hohe Temperatur. Im Wasserbereich unten im Rohr 1 herrscht nur eine geringe Temperatur. Am Einführungsende 7 für die Elektrode 2 herrschen nur maximal ca. 30⁰Co Die von hier vertikal nach oben in das Rohr 1 hineinragende Elektrode 2 ist also gerade an den empfindlichen Dichtungsstellen, die durch die Stopfbuchse 8 gegeben sind, nur geringen Temperaturen ausgesetzt. Die geringe Höhe dieser Temperaturen ist zum Teil auch gewährleistet durch die Verlängerung des Rohres zu einer Kühlvorlage 9< >

Wegen der geringen Temperaturen am unteren Ende kann auch das Gehäuse.11, das zumindest einen Teil der elektronischen Schaltelemente enthält, mit dem Stopfbuchsenende 7,

des Gebergeräts mechanisch verbunden werden, ohne daß im Gehäuse 11 unzulässige Temperaturen auftreten. Diese mechanische Verbindung bietet sowohl elektrisch wie auch konstruktiv erhebliche Vorteile<» Gegebenenfalls kann zwischen dem Gehäuse 11 und der Stopfbuchse 8 ebenfalls eine Kühlvorlage 10 vorgesehen sein, die der noch weiteren Herabsetzung der Temperatur im Gehäuse 11 dient«

Die Elektrode 2 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel mit ihrem aus der Stopfbuchse 8 herausragenden Ende 12 weitergeführt für den elektrischen Anschluß der Elektrode 2 an die Schaltelemente im Gehäuse 11= Durch diese Anordnung können ungünstig wirkende Leitungskapazitäten verkleinert werden, ohne daß dabei die Schaltelemente im Gehäuse 11 einer unzulässigen Erwärmung ausgesetzt sind,,

Am Rohr 1 kann in üblicher Weise ein Ablaßventil 6 vorgesehen sein»

Alle Merkmale, die in der vorstehenden Beschreibung erwähnt und/oder in der Zeichnung dargestellt worden sind, sollen, sofern der bekannte Stand der Technik dies zuläßt, für sich allein oder in beliebigen Kombinationen oder Teilkombina- ' tionen als erfindungswesentlich angesehen werden, auch wenn sie in den Ansprüchen nicht enthalten sind»

Claims

Mm. EA. 5 742 6 3 -Hoi? Aachen, den 6,10.1967 51 Aachen, Wilhelmstr. 33 Postfach 1369 · Telefon 50 50 49 Schutzansprüche

1) Gebergerät zur elektronischen Anzeige und gegebenenfalls Regelung des Flüssigkeitsstandes in Dampfkesseln, das aus einem etwa vertikal zu montierenden Rohr besteht mit zwei Anschlußstutzen übereinander zur kommunizierenden Verbindung mit dem Dampfkessel und das in seinem Innern eine langgestreckte Elektrode aufweist, die dazu dient, bei verschiedenen Wasserständen im Rohr den Geberkreis zu beeinflussen, und die mittels einer Stopfbuchsendichtung an einem Ende des Rohres in dieses eingeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Einfuhrungsende (7) beim fertig montierten Gebergerät das untere Ende ist, so daß die Elektrode (2) nach der Montage von der Stopfbuchse (8) aus etwa vertikal nach oben in das Rohr (I)- hineinragt«

2) Gebergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dasjenige Ende (12) der Elektrode (2), das nach der Montage von der Stopfbuchse (8) aus nach unten weist, in ein mit dem Stopfbuchsenende (7> 8) des Gebergeräts mechanisch verbundenes Gehäuse (11) mündet, das zumindest einen Teil der elektronischen Schaltelemente ent-' hält.

3) Gebergerät nach. Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) zwischen der Stopfbuchse (8) und dem der Stopfbuchse (8) zugekehrten Anschlußstutzen (5) und/oder die mechanische Verbindung zwischen dem Stopfbuchsenende (7* 8) und dem die elektronischen Schaltelemente enthaltenden Gehäuse (11) zu einer Kühlvorlage (9, 10) verlängert ist»

4) Gebergerät nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (2) einen isolierenden Überzug bzw. Mantel (3) hat«

5) Gebergerät nach den Ansprüchen Λ und 4 und gegebenenfalls 2 und/oder 3? dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (3) aus einem hitzebeständigen und gasdichten Rohr ZoBo aus Aluminiumoxyd besteht»

6) Gebergerät nach den Ansprüchen 1, 4 und 5 ^un-d gegebenenfalls 2 und/oder 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (2) zumindest im Bereich der Stopfbuchse (8) das Mantelrohr (3) dicht ausfüllt, um den von der Stopfbuchse (8) ausgeübten Dichtungsdruck aufnehmen zu können»

7) Gebergerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (2) aus einem bei etwa 300° bis 40O⁰C schmelzbaren Material (Metall) besteht und in das Mantelrohr (3) eingegossen oder eingeschmolzen ist₀

3 -

8) Gebergerät nach. Anspruch 6, dadurch, gekennzeichnet, daß die Elektrode (2) aus einem dünnen Stab, Nadel, Stift od.dgl. beispielsweise aus rostfreiem Stahl besteht, der in der Bohrung des Mantelrohres (3) etwas Spiel hat und der im Bereich der Stopfbuchse (8) mit dem Mantelrohr (3) eine Gießverbindung hat.

9) Gebergerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab od.dgl„ mit seinem aus der Stopfbuchse (8) herausragenden Ende weitergeführt ist für den elektrischen Anschluß der Elektrode (2)₀