DE283771C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 283771 KLASSE 13*. GRUPPE

Regelungsvorrichtung für Kesselspeisepumpen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. August 1913 ab.

Die Erfindung betrifft eine R^egelungsvorrichtung für Kesselspeisepumpen zur Erreichung eines für den besten Wirkungsgrad nötigen Wasserstandes im Kessel. Die. Erfindung ist sowohl anwendbar für Einzelkessel als auch für Kesselbatterien, die ihren Dampf an ein gemeinsames Sammelrohr abgeben. Es hat sich nämlieh herausgestellt, daß die Dampfleistungen der Kessel bei Verwendung bisher üblicher Regelungsvorrichtungen der Wasserzufuhr großen Schwankungen unterworfen sind. Insbesondere ist dies der Fall bei Kesseln, die zu einer Batterie vereinigt sind. In diesem Falle schwankt die Dampferzeugung der einzelnen Kessel unterhalb und oberhalb der für die Wirtschaftlichkeit eines Kessels gegebenen Grenze. Dies rührt hauptsächlich daher, daß bei den bisher gebräuchlichen Verfahren eine Regelung der Speisewasserzufuhr lediglich abhängig von dem Wasserstande, nicht aber abhängig von der jeweils entnommenen Dampfmenge vorgenommen wird. Eine Änderung des Wasserstandes tritt aber erst dann ein, wenn die veränderte Dampfentnahme bereits eine gewisse Zeit gedauert hat.

Der Regelungsmechanismus tritt demnach erst nach Ablauf dieser Zeit in Tätigkeit und regelt den Wasserzufluß meist zu spät, so daß durch plötzliche Änderungen in der Speisewasserzufuhr die Wirtschaftlichkeit einer solchen Kesselanlage nachteilig beeinflußt wird. Dieser Übelstand wird nun gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß die Leistung der Kesselspeisepumpe sowohl abhängig von der jeweils dem Kessel entnommenen Dampfmenge als auch abhängig von dem jeweiligen Wasserstande beeinfhißt wird.

Der Erfindungsgegenstand ist in Fig. 1, 3 und 4 in drei Ausführungsbeispielen im Höhenschnitt veranschaulicht, während Fig. 2 eine unwesentliche Abänderung der Ausführung nach Fig. ι im Höhenschnitt zeigt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bezeichnet α den Dampfkessel, an welchen unterhalb des Wasserspiegels ein Behälter b mit einem Schwimmer c angeschlossen ist, welcher an einem um den Punkt d schwingenden Hebel e angreift. Dieser Hebel greift seinerseits in dem Punkte f an dem Hebel g an, an dessen einem Ende eine bewegliche Membran h und an dessen anderem Ende ein Steuerkolben i angelenkt ist. Der obere Teil des Behälters b steht mit dem Dampfraume des Kessels in Verbindung, so daß die. Außenseite der nach Art eines Blasebalgs ausgebildeten Membran der jeweils im Kessel herrschenden Dampfspannung ausgesetzt ist. In das Innere der Membran mündet ein Rohr k, welches in die Dampfentnahmeleitung I ragt und der Strömungsrichtung des Dampfes zugekehrt ist, so daß durch die Strömungsenergie des Dampfes die Membran h mehr oder weniger ausgedehnt wird. Der Steuerschieber i steuert den Druckmittelzufluß zu einem Kraftkolben n, welcher mit dem Gestänge des in der Druckleitung der Kesselspeisepumpe angeordneten Regelungsorgans m verbunden ist. Man kann jedoch die Leistung der Kesselspeisepumpe auch durch Regelung des Durchflußquerschnittes ihrer Saugleitung oder des Treibmittelzuflusses

ihrer Antriebsmaschine abhängig von der Stellung des Schwimmers c sowie der Membran h verändern.

Nach erfolgter Verstellung des Steuerschiebers i würde nun der Druckwasserzufluß zu einer der Seiten des Kolbens η und somit die Verstellung des Ventils m so lange fortdauern, bis durch die sich hierdurch ergebende Veränderung des Wasserspiegels eine Rückführung

ίο des Steuerschiebers i hervorgerufen wird. Eine solche Rückführung, welche naturgemäß immer erst nach einer gewissen Zeit eintritt, würde aber eine Überregelung des Ventils m verursachen, d. h. das Ventil würde zuviel oder zuwenig Wasser zu dem Kessel m einlassen. Um nun eine solche Überregelung zu vermeiden, ist an das Gestänge des Regelungsorgans m ein Rückführgestänge 0 angelenkt, welches bei Verstellung dieses Ventils m einen Schieberspiegel p verstellt und dadurch den Druckmittelzufluß zum Kraftkolben η wieder abschließt. Der Druckmittelzufluß zu einer der Steuerungskammern des Kraftkolbens m wird bei erneuten Schwankungen des Wasserstandes bzw. der Dampfentnahme wieder durch das Steuerungsorgan i eingeleitet.

Angenommen, die Dampfentnahme steigere sich, so wird durch die gesteigerte Strömungsenergie der bewegliche Teller der Membran h und somit der daran angelenkte Hebelarm des Hebels g nach links gedrückt, so daß der Steuerungsschieber i nach rechts verstellt wird und der rechten Seite des Kraftkolbens Druckmittel zufließt. Das Ventil m wird demnach geöffnet, so daß dem Kessel der vermehrten Dampfentnahme entsprechend eine größere Menge Speisewasser zugeführt wird. Der Schwimmer c beeinflußt seinerseits das Regelungsorgan in dahin, daß immer der gleiche Wasserstand aufrechterhalten wird.

Der Schwimmer c kann auch die Speisewasserzufuhr zum Kessel völlig unabhängig von der Wirkung der Membran h regeln. Dieser Fall tritt ein, wenn die Dampf entnähme aus dem Kessel infolge Stillsetzung der Dampfkraftmaschinen plötzlich -unterbrochen wird. In diesem Fall wird Dampf durch das Sicherheitsventil ins Freie abgelassen, und da kein Dampf mehr die Leitung I durchströmt, so ist der' Druckunterschied zwischen Außen- und Innenseite der Membran h gleich Null. Die Membran zieht sich also zusammen und. würde unter Zwischenwirkung der Hilfsmaschine i, m ein völliges Abschließen der Speisewasserzufuhr ver-Ursachen, wenn nicht der Schwimmer c in Wirkung treten würde, welcher bei sinkendem Wasserspiegel das Ventil m so lange wieder öffnet, bis der ursprüngliche Wasserstand wiederhergestellt worden ist.

Die in Fig. 2 dargestellte Einrichtung unterscheidet sich von der Anlage gemäß Fig. 1 lediglich dadurch, daß die Regelung der Speise wasserzufuhr abhängig von der jeweils entnommenen Dampfmenge anstatt unter Zwischenwirkung einer elastischen Membran durch ein Rückschlagventü q vorgenommen wird.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist in dem Dampfkessel α ein Schwimmer c vorgesehen, welcher an einem um die Achse d schwingenden Hebel e angreift. An diesem Hebel e ist das Gestänge eines Ventils m angelenkt, welches den Dampfzufluß zur Antriebsmaschine q der Kesselspeisepumpe r regelt. Der Hebel e ist ferner mit einer die Achse d umgebenden, zum Teil mit Quecksilber angefüllten Ringkammer s versehen. Auf die Quecksilbersäule t wird durch ein Pitotsches Rohr der Druckunterschied zwischen zwei Punkten der Dampfentnahmeleitung I übertragen, welcher sich mit der jeweils durchfließenden Dampfmenge ändert. Jede Änderung in der Dampfentnahme bedingt demnach eine Verschiebung der Quecksilbersäule, · wodurch der Auftrieb des Schwimmers verändert und eine Verstellung des Ventils m veranlaßt wird.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wirkt ebenfalls der sich in der Dampfentnahmeleitung I zwischen zwei Punkten ergebende Druckunterschied auf eine Flüssig- go keitssäule ein, welche sich in einer mit Kühlrippen u versehenen Röhre ν befindet. Diese Röhre, welche aus einem Material von hohem Ausdehnungskoeffizienten besteht, dehnt sich um so mehr aus, je mehr die Flüssigkeit aus der Röhre infolge des vergrößerten 'Druckunterschiedes in der Leitung I hinausgedrängt wird, also je mehr die Röhre der Einwirkung des un- ■ mittelbar aus der Kesselbatterie α kommenden, stark erhitzten Dampfes ausgesetzt wird. Sinkt der Druckunterschied zwischen den zwei Punkten der Dampfentnahmeleitung infolge verringerter Dampfentnahme, so strömt die Flüssigkeit in die Röhre zurück, und ein gewisser Teil derselben wird der Einwirkung des heißen Dampfes entzogen. Die Kühlrippen dienen dazu, um eine rasche Abkühlung und Längenänderung der vorher vom Dampf erhitzten Röhre bei verringerter Dampfentnahme zu bewerkstelligen. Da das äußere Ende der sich frei ausdehnenden Röhre durch eine Hebelübersetzung mit dem Regelungsorgan m der Kesselspeisepumpe verbunden ist, wird hierdurch eine Regelung der Speisewasserzufuhr abhängig von der jeweiligen Dampfentnahme erreicht.

In gleicher Weise wird ein Öffnen des Regelungsorgans m durch Ausdehnung einer zweiten Röhre w verursacht, wenn der Wasserstand im Kessel unter ein bestimmtes Maß sinkt. Zu diesem Zweck ist die Röhre w durch Röhren χ iao und y mit dem Wasserraum des Dampferzeugers verbunden, wobei die Anschlußstelle ζ der

Röhre χ an den Kessel so gewählt ist, daß sie bei Normalwasserstand gerade noch vom Wasser abgeschlossen wird. Sinkt nun der Wasserspiegel im Kessel um einen gewissen Betrag, so tritt Dampf durch die Röhre χ in die ebenfalls durch Hebelübersetzung mit dem Regelungsorgan m verbundene Röhre w über und bewirkt durch Erwärmung deren Ausdehnung, wodurch das Ventil m geöffnet und durch vei mehrte

ίο Speise wasserzufuhr der ursprüngliche Wasserstand im. Kessel wiederhergestellt wird.

Die Erfindung wird nicht beeinflußt, wenn anstatt der vorstehend beschriebenen Dampf mengen- und Wasserstandsregler solche von anderer bekannter Gestaltung verwendet werden. So kann z. B. als Dampfmengeiiregler ein in die Frischdampfentnahmeleitung geschaltetes Gefäß mit veränderlichem Rauminhalt zur Verwendung kommen, dessen beweglicher Teil das Regelungsorgan der Kesselspeisepumpe beeinflußt. .

Claims (4)

1. Patent-Ansprüche:

   ι. Regelungsvorrichtung für Kesselspeisepumpen, gekennzeichnet durch die Einrichtung, daß die Leistung der Kesselspeisepumpe sowohl abhängig von der jeweils dem Kessel entnommenen Dampfmenge als auch abhängig von dem jeweiligen Wasserstand im Kessel beeinflußt wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das Regelungsglied der Kesselspeisepumpe durch einen dem Wasserstand im Kessel folgenden Schwimmer beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem Schwimmer (c) noch eine abhängig vom Druckunterschied zwischen zwei Punkten der Dampfentnahmeleitung (I) verstellte Membran (A) o. dgl. angeordnet ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Einrichtung, daß der" das Regelungsglied der Kesselspeisepumpe beeinflussende Schwimmer (c) an einem mit einer verschiebbaren Flüssigkeitssäule (t) versehenen zweiarmigen Hebel (e) angreift, wobei die auf beide Hebelarme sich erstreckende Flüssigkeitssäule unter dem Einfluß des Druckunterschiedes zwischen zwei Punkten der Dampfentnahmeleitung (I) steht.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Einrichtung, daß die Verstellung des Regelungsgliedes (m) der Kesselspeisepumpe in Abhängigkeit von der Dampfentnabme durch eine eine Flüssigkeitssäule enthaltende Röhre (ν) von hohem Ausdehnungskoeffizienten gebracht ist, derart, daß - deren Flüssigkeitssäule abhängig vom Druckunterschied zwischen zwei Punkten der Dampfentnahmeleitung (I) mehr oder weniger aus der Röhre hinausgedrängt wird.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.