DE277331C

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Publication number: DE277331C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVr 277331 KLASSE 24«. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. Juli 1912 ab.

Es sind bereits Zugregler für Dampfkesselfeuerungen bekannt geworden, bei denen der Rauchschieber von dem durch Druckwasser bewegten Kolben eines Zylinders verstellt wird, dessen den Zu- und Abfluß des Druckwassers vermittelndes Steuerorgan durch eine vom Druck des Kesseldampfes beeinflußte Membran überwacht wird, welche mittels einer Rohrleitung in direkter Verbindung mit dem Dampf·

ίο kessel steht. Diese Rohrleitung läßt keinen Dampf nach außen entweichen, so daß an den vom Kessel entlegeneren Teilen der Dampf kondensiert und dadurch eine Wassersäule entsteht, die sich der Membran vorlagert. Diese Wassersäule ist es, welche, unter dem Druck des Dampfes stehend, auf die Membran einwirkt. Die unter Druck stehende Wassersäule setzt aber ihrer Bewegung in der Rohrleitung Reibungswiderstände entgegen, die überwunden werden müssen, bevor sie überhaupt auf die Membran einwirken kann, und es ist einleuchtend, daß diese Reibungswiderstände um so größer ausfallen, als der auf der Wassersäule lastende Dampfdruck selbst groß ist. Aus diesem Grunde ist bei besagten Zugreglern stets der Ubelstand vorhanden, daß bei Kesseldruckschwankungen diese nur dann eine Bewegung der Membran herbeizuführen vermögen, wenn sie größer sind, als der dem Reibungswiderstand der Wassersäule in der Rohrleitung entsprechende Wert. Es kommt noch hinzu, daß die Membran und das mit ihr verbundene auf das Steuerorgan des Druckwasserzylinders einwirkende Hebelwerk eine verhältnismäßig hohe Indifferenz gegen Bewegung besitzen, so daß zur Überwindung des sich daraus ergebenden Beharrungsvermögens ebenfalls ein gewisser Teil der aus der Druckschwankung sich ergebenden Kraft verbraucht werden muß. All diese Umstände haben zur Folge, daß die Membran gegen geringe Kesseldruckschwankungen unempfindlich ist, vielmehr erst dann anspricht, wenn verhältnismäßig große Kesseldruckänderungen eintreten.

Vorliegende Erfindung betrifft einen Zugregler der in Frage stehenden Art, bei dem zur Beseitigung der erwähnten Übelstände in die Verbindungsleitung zwischen Membran und Kessel eine Vorrichtung eingeschaltet ist, welche bewirkt, daß der Kesseldampfdruck verringert wird, bevor er auf die die Membran beeinflussende Wassersäule drückt, und zwar derartig, daß bestimmten Druckschwankungen im Kessel größere Druckänderungen an der Wassersäule bzw. der Membran entsprechen, und ferner, daß in der Membran dauernd eine gewisse durch ununterbrochen aufeinanderfolgende schwache Stöße verursachte Unruhe hervorgerufen wird, die deren Indifferenz gegen Bewegung unschädlich macht. Durch das Zusammentreffen dieser Einzelwirkungen soll erreicht Werdens daß die Membran leicht spielt und bereits bei Druckschwankungen von

nur ¹Z₂₀ Atm. anspricht. Ist also der Druck um ¹Z₂₀ Atm. über den Betriebsdruck gestiegen, so ist dementsprechend der Rauchschieber geschlossen, ist dagegen der Druck um ¹Z₂₀ Atm. gesunken, so ist der Rauchschieber geöffnet.

Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand dargestellt, und zwar zeigt

Fig. ι die Anwendung desselben bei einem

ίο Zugregler, dessen Rauchschieber von dem durch Druckwasser bewegten Kolben eines Zylinders bewegt wird.

Fig. 2 zeigt die neue Vorrichtung im senkrechten Schnitt.

Der auf der Zeichnung nicht dargestellte Rauchschieber steht durch das Seil a (Fig ι) mit der Kolbenstange δ in Verbindung, deren Kolben 17 durch Druckwasser im Zylinder 15 auf und ab bewegt wird. Die Steuerung des Druckwassers erfolgt durch den Dreiweghahn 13, dessen Küken durch eine in der Kapsel 10 angeordnete Membran gedreht wird. Die Membran selbst wird von dem durch Leitung 9 zuströmenden Kesseldampf beeinflußt, der auf die der Membran vorgelagerte Kondenswassersäule drückt. Die Durchbiegungen der Membran werden mittels eines Stiftes 11 auf das Hebelwerk 12, 38 übertragen, welches mittels eines einstellbaren Gegengewichtes 39 dem auf der Membran lastenden Dampfdruck das Gleichgewicht hält. Mittels Zeiger 30 läßt sich an einer Skala 31 die Größe der Durchbiegung der Membran ablesen. Das Hebelwerk wird von vornherein so eingestellt, daß der Zeiger 30 auf Mitte der Skala steht, wenn im Kessel genau der Betriebsdruck herrscht. Im übrigen ist, in Anpassung an den Erfindungszweck, die Einrichtung des Membranhebelwerkes so getroffen, daß bei einer Druckschwankung von ¹Z₂₀ Atm. in positivem Sinne der Zeiger 30 bis auf den Teilstrich Z, bei einer Druckschwankung von ¹Z₂O Atm. in negativem Sinne bis auf den Teilstrich A der Skala ausschwingt. Erst in diesen Endstellungen ist das- Küken des Dreiweghahnes so weit gedreht, daß der Zu- bzw. Abfluß des Druckwassers stattfinden kann.

Gemäß der Erfindung ist in die den Kessel dampf nach der Membran führende Rohrleitung 1, 9 eine Vorrichtung 24 eingeschaltet (Fig. 1), welche durch Fig. 2 in größerem Maßstabe dargestellt ist. In seinem unteren Teil 2 enthält das Gehäuse dieser Vorrichtung einen in der Höhenrichtung um einige Millimeter verschiebbaren, dicht eingepaßten Kolben 4, welcher durch eine Stange 32 mit einem Ventil 7 fest verbunden ist. An dieses Ventil schließt sich eine weitere Stange 19 und an diese ein Kolben 20 an, so daß die Teile 4, 32, 7, 19, 20 ein zusammenhängendes Ganzes bilden. Im unteren Teil 2 des Gehäuses 24

sind ferner Kanäle 6 vorgesehen, durch welche der Dampf über das Ventil 7 den Raum 8, und von dort aus die zur Membran führende Leitung 9 erreicht. Über dem Kolben 20 be- 65 findet sich eine senkrecht gleitbare, aus den Teilen 27, 28, 29 bestehende Spindel, deren Basis in Berührung mit der oberen Abschlußfläche des Kolbens 20 steht. "Auf den Spindelteil 29 ist eine Hülse 33 geschoben, deren 70 Flansch 35 an den Stangen 36 geführt ist. Diese Hülse ist mit Schraubengewinde versehen, und ruht, mittels einer einstellbaren Mutter t in die sie eingeschraubt ist, auf der oberen Abschluß fläche des Gehäuses 24, so 75 daß das Ventil 7 von der Feder 25 nie bis zum völligen Anliegen gegen seinen Sitz gedrückt werden kann und somit verhütet wird, daß die oberhalb desselben befindlichen Teile im Betrieb jemals erkalten, was Unzuträglich- 80 keiten in der Wirkungsweise der Vorrichtung verursachen würde. Am oberen Ende der Stangen 36 befindet sich ein durch Schrauben 26 in der Höhe einstellbares Querhaupt q, durch welches der Spindelteil 29 frei hindurch- 85 geht. Zwischen diesem Querhaupt und der Hülse 33 ist eine Schraubenfeder 25 eingeschaltet, welche gegen die Hülse 33 und somit gegen den Bund des als Kolben ausgebildeten Spindelteiles 28 drückt. Der Kolben 4 und 90 die damit zusammenhängenden Teile 32, 7, 19, 20 stehen somit ebenfalls unter Feder-' belastung.

In der Stange 19, dem Kolben 20 und dem Spindelteil 27 ist eine Bohrung 21 vorgesehen, welche in ihrem unteren Teile, durch den engen Kanal 18, mit dem Raum 8, in ihrem oberen Teile, durch die engen Kanäle 22, mit einer in die Atmosphäre mündenden Leitung 23 verbunden ist. Durch diese Kanäle 18, 21, 22 entweicht ständig Dampf aus dem Raum 8 und der Leitung 9 ins Freie. Der unter dem Druck des aus der Leitung 1 zutretenden Dampfes stehende Kolben 4 hebt das Ventil entsprechend der Höhe dieses Druckes. Es muß nun vor dem Gebrauch des Zugreglers das Ventil 7 von vornherein auf den Betriebsdruck des Kessels eingestellt werden, d. h. es muß dafür gesorgt werden, daß der Zeiger 30 (Fig. 1) genau auf Mitte der Skala 31 steht, wenn der Kessel auf dem Betriebsdruck steht. Dies geschieht dadurch, daß man die die Spannkraft der Feder 25 und gleichzeitig die Eröffnungsgröße des Ventils 7 ändernde Mutter t so lange nach links oder nach rechts dreht, bis der Zeiger 30 sich von selbst auf den mittleren Teilstrich der Skala einstellt. Die Vorrichtung 24 befindet sich nun in Arbeitsbereitschaft und wirkt folgendermaßen:

Bei normalem Kesseldruck (Betriebsdruck) hält der durch die Leitung 1 zuströmende

Dampf dem Kolben 4 entgegen der Spannkraft der Feder 25 das Gleichgewicht. Dabei drückt der Dampf aus dem Raum 8 und der Leitung 9 auf die der Membran vorgelagerte Wassersäule und hält so die durch das Hebelwerk 12, 29 belastete Membran im Gleichgewicht. Gleichzeitig strömt oberhalb des Ventils 7 dauernd Dampf aus der Leitung 9 über die Kanäle 18, 21, 22 in die Auspuffleitung 23.

Da der durch das Ventil 7 strömende Dampf gedrosselt wird, so sinkt seine Spannung hinter dem Ventil schon durch diese Drosselung, dann aber auch durch die in der Leitung 9 eintretende Kondensation und endlich auch infolge des an die ständig nach außen entweichende Dampfmenge geknüpften Druckverlustes. Hieraus ist ersichtlich, daß der in der Leitung 9 auf die der Membran vorgelagerte Wassersäule einwirkende Dampfdruck geringer ist als die Dampfspannung in der Leitung 1 und somit im Kessel.

Es werde nun angenommen, eine Druckschwankung, etwa eine Druckerniedrigung von ¹Z₂₀ Atm. sei eingetreten. In dem gleichen Augenblick wird das Ventil 7 sich um einen Millimeterbruchteil abwärts bewegen, dadurch den in die Leitung 9 überströmenden Dampf noch stärker drosseln und gleichzeitig die in der Zeiteinheit durchströmende Dampfmenge herabsetzen. Da nun aber andererseits die in der gleichen Zeiteinheit durch den Auspuffstutzen 23 nach außen entweichende Dampfmenge nahezu konstant bleibt, so entspricht der in der Leitung 1 erfolgenden Druckerniedrigung in der Leitung 9 eine größere. In der Weise ist es also möglich, Druckschwankungen von z. B. nur ¹Z₂₀ Atm. vervielfacht auf die Membran zu übertragen und dadurch deren Spiel selbst bei sehr niedrigen Druckschwankungen zu gewährleisten.

Es sei noch gezeigt, wie die Indifferenz der Membran gegen Bewegung unschädlich gemacht wird. Es wurde bereits erwähnt, daß ständig Dampf aus der Leitung 9 über die Kanäle 18, 21, 22 ins Freie entweicht. Dieser Dampf reißt stets Kondenswassertropfen mit sich und da die Kanäle 18 und 22 im Querschnitt eng sind, so werden dieselben zeitweilig durch diese Kondenswassertropfen verstopft. Es findet dann in der Leitung 9 und im Raum 8 eine entsprechende Druckerhöhung statt und sobald durch diese der Wassertropfen herausgeblasen wird, sinkt der Druck von neuem usf. Diese abwechselnd aufeinanderfolgenden Druckerhöhungen und Druckerniedrigungen bleiben natürlich nicht ohne Einfluß auf die Membran. Diese wird dadurch dauernd in schwacher Vibration gehalten; sie kann also nicht zur Ruhe kommen und verliert dadurch ihre Indifferenz gegen Bewegung, so daß sie sofort ausschwingt, sobald im Kessel die geringste Druckschwankung eintritt und die davon betroffene Wassersäule auf sie einwirkt.

Durch das ständige Entweichen des Dampfes aus der Leitung 9 in die Atmosphäre wird ferner der Vorteil erreicht, daß das unnütze Kondenswasser aus jener Leitung herausgeschafft und nicht in die Leitung 1 übertreten kann, welche wasserfrei bleiben muß.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Zugregler, bei dem der Rauchschieber von einem durch eine vom Druck des Kesseldampfes beeinflußte Membran gesteuerten Stellwerk verstellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in die Dampfleitung zwischen Dampfkessel und Membran eine Vorrichtung eingeschaltet ist, die mittels eines belasteten, den Druckschwankungen im Kessel unterworfenen Ventils den nach der Membran strömenden Dampf nach Maßgabe der Ventilöffnungsweite drosselt und einem Teile dieses bereits gedrosselten Dampfes gestattet, durch enge Kanäle unter Mitnahme von Kondenswassertropfen nach außen zu entweichen.

2. Zugregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die Spannkraft einer Feder (25) belastete Drosselventil (7) durch einen entgegen der Wirkung dieser Feder dem Druck des Kesseldampfes unmittelbar unterworfenen Kolben (4), entsprechend den im Kessel auftretenden Druckschwankungen verstellt wird.

3. Zugregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (25) mittels einer gleitbaren Spindel (27, 28, 29) ihre Spannkraft auf das Drosselventil (7) ■ überträgt, das in seinem oberen, als Stange (19) und Kolben (20) ausgebildeten Teil mit einem engen Radialkanal (18) und einer Längsbohrung (21) versehen ist, durch die ein Teil des gedrosselten Dampfes und des von diesem mitgeführten Kondens^ wassers aus dem Raum (8) über dem Drosselventil über ebensolche im untersten Teil (27) der Spindel (28, 29) vorgesehene Kanäle (Bohrung 21, Radialkanäle 22) nach außen entweicht.

4. Zugregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des Drosselventils (7) und der Membran auf den jeweiligen Kesseldruck an der Spindel (27, 28, 29) eine in eine Mutter (t) eingeschraubte, in der Höhenrichtung verschiebbare, aber undrehbare Hülse (33) vorgesehen ist, die durch Drehung an der Mutter die Spannkraft der Feder (25) und damit durch Verstellung der Spindel (27, 28,

29) gleichzeitig die öffnungsweite des Ventils (7) ändert.

5. Zugregler nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überführung des Dampfes aus der Leitung (1) vom Kessel in das zur Membran führende

Rohr (9) im unteren Teil (2) des Gehäuses (24) seitlich des Differentialkolbens (4) Längskanäle (6) vorgesehen sind, die oberhalb und unterhalb des Kolbens in das Innere des zugehörigen Zylinders münden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

bl:".lin. gedruckt in der Reichsdruckerei.