DE30639C - Selbstthätiger Speise - Apparat für Dampfkessel - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Zweck der Erfindung ist die Speisung von Dampfkesseln und anderen Dampferzeugern mit Wasser vermittelst eines selbstthätig wirkenden Apparates, welcher zu arbeiten anfängt, sobald sich Dampf entwickelt und mit der Speisung ohne irgend welche Beihülfe ununterbrochen fortfährt, so lange die Verdampfung fortdauert. Hört letztere auf, so stellt auch der Apparat seine Thätigkeit ein.

Zu genanntem Zweck ist über dem normalen Niveau des Kesselwassers ein Cylinder angebracht, dessen Communication mit dem Dampfraum des Kessels durch ein Ventil selbstthätig geöffnet und gesperrt wird. Dieser Cylinder saugt die dem Kessel zuzuführende Wassermenge an, so lange das betreffende Ventil geschlossen ist und läfst diese Wassermenge durch ihr eigenes Gewicht in den Kessel einströmen, sobald beim Sinken des Wasserstandes im Kessel genanntes Ventil durch ein anderes über demselben gelegenes Kolbenventil geöffnet und die Communication zwischen dem Dampfraum des Kessels und dem oberen Theil des Cylinders hergestellt wird. Die Ansaugung der Füllung erfolgt durch Condensation des im Cylinder enthaltenen Dampfes. Die Construction des Apparates ist durch beiliegende Zeichnungen erläutert.

Auf denselben ist: .

Fig. ι ein Verticalschnitt,

Fig. 2 die.seitliche Ansicht des oberen Theiles des Apparates,

Fig. 3 die Ansicht desselben von oben;

Fig. 4 ist ein Verticalschnitt durch eine gleichzeitig als Absperr- und Einströmungsventil dienende Einrichtung und

Fig. 5 das Einspritzventil nebst den damit in Verbindung stehenden Theilen in gröfserem Mafsstabe;

Fig. 6 ist ein Verticalschnitt durch das obere Ventilgehäuse mit den Ventilen und

Fig. 7 das Kolbenventil, sowie das Dampfventil im Schnitt und Grundrifs.

Der Apparat wird nahe am Kessel über dessen Normalwasserstand aufgestellt. Ein Cylinder A ist auf einem Behälter E mit gewölbter Decke montirt, in dessen höchstem Theil ein Ventil P angebracht ist. Dasselbe dient als Absperrund Einströmungsventil und durch dasselbe communicirt der Behälter E mit der Kammer S, welche mit dem Saugventil C und dem Druckventil D in Verbindung steht. Letzteres liegt in einem nach dem Kessel führenden Druckrohr, und durch ein in dem Cylinder A und der Kammer S entstehendes Vacuum wird das Speisewasser durch Ventil C angesaugt.

Der Behälter E, communicirt vermittelst eines unter dem Normalwasserstand des Kessels ausmündenden Rohres O mit dem Kesselwasser. Die obere Mündung dieses Rohres befindet sich an dem höchsten Punkte der cylindrischen Seitenwand des Behälters E, wie Fig. 1 zeigt.

Auf dem oberen Ende des Cylinders A befindet sich ein Ventilgehäuse, welches das Dampfventil G, den auf ersterem ruhenden Kolben J und das Luftventil L enthält (siehe

Fig. 6). Unterhalb des Sitzes des Ventils G mündet das Dampfrohr F, welches nach dem Dampfraum des Kessels führt. In dem Gehäuse des oberen Kolbenventils J dagegen mündet ein Rohr K, welches bis zu dem Normalwasserstand des Kessels herabgeht.

Das Luftventil L besteht aus den in einem besonderen Gehäuse befindlichen, über einander angeordneten Schwimmkugeln MM, welche je nach.ihrer Stellung die an dem höchsten Punkte des Apparates gelegene Luftausströmungsöffnung öffnen oder schliefsen.

Der obere Theil des Kanals H communicirt durch die Rohre H¹ und N mit dem Behälter E. Das Rohr N mündet unmittelbar über dem Boden dieses Behälters und dient zum Einspritzen von Condensationswasser in den Cylinder A.

An irgend einer Stelle in dem Rohr N ist ein in verticaler Richtung bewegliches, an seinem unteren Ende mit konischem Ventil X versehenes Gewicht angebracht, dessen Zweck ist, die Geschwindigkeit des durch das Rohr N nach aufwärts in den Cylinder A strömenden Wassers zu reguliren. Fig. 5 zeigt dieses Einspritzventil in gröfserem Mafsstabe. Der am unteren Ende des Ventils angebrachte, in einer Oeffnüng geführte Stift bewegt sich, sobald der Apparat im Gange ist, in dieser Oeffnüng auf und ab und verhindert hierdurch eine Verstopfung der letzteren durch sich ablagernde feste Bestandteile.

Anstatt des Ventils P in der Decke des Behälters E und des Rohres N mit dem Ventil X kann die durch Fig. 4 dargestellte Einrichtung benutzt werden.

Dieselbe besteht aus dem mit Gewicht versehenen konischen Ventil X¹ mit Stift, an welches sich der bis auf den Boden des Behälters E reichende hohle Stiel 2V¹ anschliefst. In letzterem sind die seitlichen Oeffhungen χ χ angebracht. Das Innere des Behälters E ist mit einem Netz von Kupfer- oder Messingdraht versehen, welches dazu dient, die Ablagerung von Schmutz oder fremden Stoffen zu verhindern.

Der Speiseapparat steht in einer gewissen, dem Dampfdruck des Kessels entsprechenden Höhe über dem Normalwasserstand des Kessels. Ehe derselbe durch' die Dampfentwickelung selbstthätig zur Wirkung kommt, mufs der Behälter E mit kaltem Wasser gefüllt sein. Die Ventile J und G nehmen zunächst ihre tiefste Lage ein. Sobald die Dampfentwickelung im Kessel beginnt, strömt der Dampf durch Rohr F und Ventil G in den Kanal H und durch die obere Oeffnüng des Luftvenlils L. Die beginnende Dampfspannung sucht das Ventil G zu heben, und sobald die Spannung einen gewissen Grad erreicht hat, hebt sich Ventil G, bis es an seinem Sitz anliegt und jede weitere Zuströmung des Dampfes absperrt. Durch den Dampfdruck im Kessel wird Kesselwasser durch Rohr O in den Behälter E gedrückt, wodurch das in diesem Behälter enthaltene Wasser theils durch das Rohr Nund H\ sowie den Kanal H, theils durch eine Oeffnüng im Ventil P in den Cylinder A getrieben wird. Da der Druck im Cylinder A kleiner ist wie der Druck im Behälter E, in welchem ein dem Dampfdruck im Kessel gleicher Druck herrscht, so mufs das Wasser in A steigen, bis es die Höhe der Kugeln MM erreicht. Dieselben heben sich alsdann durch den Auftrieb des Wassers und sperren hierdurch die äufsere Luft vom Apparat ab, so dafs nun der ganze aus dem Behälter E, der Kammer S, dem Cylinder A, dem Kanal H und dem Gehäuse des Luftventils L bestehende innere Raum des Apparates mit Wasser gefüllt ist, welches unter dem im Kessel herrschenden Dampfdruck steht.

Wenn der Apparat anstatt mit den Ventilen P und X mit dem in Fig. 4 dargestellten Ventil X\ welches abwechselnd als Absperrund Einspritzventil wirkt, versehen ist, so steigt das Wasser durch die untere Oeffnüng des hohlen Stieles N¹ und die oberen Oeffnungenjcx durch die obere Oeffnüng des Ventilgehä'uses in den Cylinder A, diesen anfüllend, bis durch die Hebung der Schwimmkugeln die Luftausströmung abgesperrt wird.

Auf eine der beiden beschriebenen Arten wird sich mithin der ganze Apparat mit Wasser füllen, welches den gleichen Druck wie das Kesselwasser hat. Letzteres steht bei normaler Füllung des Kessels auch in dem Rohr K, den Raum über dem Kolben J ausfüllend, während das unterhalb dieses Kolbens befindliche Wasser durch das Rohr O mit dem Kesselwasser communicirt. Mithin befindet sich auf beiden Seiten des Kolbens J eine Wassersäule von gleicher Druckhöhe, welche der Höhe des Kolbens über dem Normalwasserstand entspricht. Jeder dieser Wassersäulen wird durch den Dampfdruck des Kessels das Gleichgewicht gehalten; infolge dessen wird der Kolben J zwischen beiden im Gleichgewicht sein und nur vermittelst seines Eigengewichtes auf dem Ventil G lasten, so lange das Rohr K gefüllt bleibt.

Die Fläche des Ventils G ist. so grofs gemacht, dafs der auf dieselbe wirkende Dampfdruck genügt, um das Gewicht des Kolbens / und Ventils G zu tragen, so lange das Rohr K gefüllt bleibt.

Wenn nun beim Sinken des Wasserstandes sich das Rohr K entleert und mit Dampf füllt, wird das Gleichgewicht, in welchem sich Kolben J vorher befunden, aufgehoben, denn anstatt der durch den Kesseldampfdruck getragenen Wassersäule des Rohres K drückt nun die Dampfspannung des Kessels auf die

obere Fläche des Kolbens und bewegt denselben ebenso wie auch das Ventil G herab. Bezeichnet man die Fläche des Ventils G mit F, die des Kolbens / mit f und die der Spannung des Kesseldampfes entsprechende Druckhöhe, welche gleich der Höhe des Ventils über dem Normalwasserstande des Kessels ist, mit p, so ist der auf das Ventil G von unten wirkende Dampfdruck, so lange das Rohr K gefüllt ist, gleich .FX/z. Damit der Kolben J im Gleichgewicht sei, mufs mithin dieser Druck FX h gleich der Summe der Gewichte des Kolbens , und Ventils sein.

Sobald sich Rohr K mit¹ Dampf füllt, wird das Gleichgewicht, in welchem sich Kolben J befindet, aufgehoben, weil dies abwärts treibende und durch den Druck FXIi des Kesseldampfes balancirte Gewicht des Kolbens J und Ventils G noch um den Druck / χ h auf die obere Fläche des Kolbens vermehrt und durch diesen Ueberdruck die Oeffnung des Ventils G gegen den entgegenstehenden geringeren Druck des Kesseldampfes bewirkt wird. Der Dampf strömt nun aus dem Kessel durch das Rohr F und Ventil G in den Kanal H, drückt auf die Oberfläche des Wassers in den Cylindern A, so dafs dasselbe, in diesem Cylinder A sinkend, durch sein eigenes Gewicht in den Kessel strömt, und zwar der gröfsere Theil desselben durch das Druckventil D, der kleinere aber durch das Ventil P und das Rohr O oder durch die Oeffhungen χ des Ventils X¹ und das Rohr O.

Die Wassermenge, welche auf dem eben genannten Wege in den Kessel zurückströmt, ist etwa dreimal so grofs wie diejenige, welche aus dem Behälter E durch Rohr N oder die Oeffnung des Ventils X¹ in den Cylinder A behufs Condensation eingespritzt wird. Es ist deshalb auch der Querschnitt des Rohres O, sowie des Ventils P und der Oeffnungen χ χ etwa dreimal gröfser wie der Querschnitt der Oeffnungen des Ventils X oder X¹. Wenn nämlich der Querschnitt des Rohres O nur genügend grofs genommen wird, um eine Con-· densation des im Cylinder A befindlichen Dampfes, sobald derselbe mit dem'Sinken des Wassers den Boden dieses Cylinders erreicht hat, zu gestatten, so ist es unmöglich, dafs das aus dem Kessel aufsteigende heifse Wasser überhaupt Zeit genug hat, den Behälter E zu erreichen, welcher vor dem Betrieb des Apparates mit kaltem Wasser gefüllt wurde.

Beim ersten Hub des Apparates wird ein .Theil des im Cylinder A befindlichen Wassers durch das Ventil P und Rohr O in den Kessel gelangen; wenn daher der dem Wasser folgende Dampf den Boden des Cylinders A erreicht hat, so ist das Rohr O mit kaltem • Wasser gefüllt, und es findet augenblicklich Condensation und Bildung eines Vacuums im Cylinder A durch das im Behälter E befindliche kalte Wasser statt. Durch' das Saugventil C wird der Inhalt des Behälters E stets ergänzt. Dieser ganze Vorgang erfordert so wenig Zeit, dafs das heifse Kesselwasser nicht genügend rasch sich heben kann, um durch Rohr O in den Behälter E zu dringen, und gerade das am Boden dieses Behälters befindliche Wasser, welches am kältesten und specifisch schwersten ist, wird durch den in dem Behälter herrschenden Druck, welcher dem Druck des Kesselwassers entspricht, durch die Rohre N oder N¹ und Ventile P und X oder X¹ in den Cylinder A eingespritzt und erzeugt durch Condensation des in demselben befindlichen Dampfes ein Vacuum in demselben. Infolge dieses Vacuums öffnet sich durch den äufseren Luftdruck das Saugventil C und läfst Wasser in den Cylinder A einströmen, wodurch sich derselbe wieder füllt und so lange gefüllt bleibt, als der Wasserstand im Kessel nicht sinkt. Sobald indessen durch fortgesetzte Verdampfung der Wasserstand des Kessels so weit sinkt," dafs der Dampf in das Rohr K eindringen kann, so drückt er den Kolben J herab, öffnet hierdurch das Ventil G, durch welches nun der in den Apparat einströmende Dampf die Entleerung des Cylinders A bewirkt, und zwar gelangt das in demselben enthaltene Wasser durch das Druckventil D und das Ventil P und Rohr O in den Kessel. Der den Cylinder A anfüllende Dampf condensirt sich durch Berührung mit dem aus dem Behälter E in denselben einströmenden kalten Wasser, es entsteht ein Vacuum und infolge dessen schliefst sich das Dampfventil G, während eine frische Füllung des Cylinders durch das Saugventil C angesaugt wird. Der Apparat wirkt mithin als Kesselspeiseapparat, denn der Raum A füllt sich abwechselnd durch Ansaugung und entleert sich wieder in den Kessel durch das Spiel der Ventile G C und D.

Auf diese Weise fährt der Apparat fort, den Wasserstand im Kessel selbstthätig auf der normalen Höhe zu halten, so lange die Verdampfungdauert.

Claims (1)

1. Pate nt-An sp rüche:

   An dem in Fig. ι bis 7 dargestellten Speiseapparat für Dampfkessel:

   i. Die selbsttätige Oeffnung und Schliefsung des mit dem Kolben / combinirten Dampfventils G in der Art und Weise, dafs durch die Veränderung des auf den Kolben / wirkenden Druckes im Rohr K die Oeffnung des unter Dampfdruck stehenden Ventils G und durch Verminderung des Druckes im Apparat der Schlufs dieses Ventils bewirkt wird.

   Die Verbindung des Kesselwassers durch das Rohr O unterhalb der Normalwasserlinie mit dem Behälter E behufs Einströmung von Condensationswasser in den Apparat, welches Wasser bei dem darauf folgenden Hub des Apparates wieder in den Kessel gelangt.

   Die Gesammtanordnung der einzelnen Theile des Apparates und dessen Verbindung mit dem Kessel durch die Rohre F K und O in der Art und Weise, dafs bei einem Hub durch die selbstthätige Oeffnung des Dampfventils G der Inhalt des Cylinders A sich durch das Druckventil D in den Kessel entleert, während beim nächsten Hub infolge des im Cylinder A durch Condensation entstandenen Vacuums das Ventil G sich schliefst und eine frische Füllung durch das Ventil C angesaugt wird.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.