DE3214C - Apparat zum selbstthätigen Speisen von Dampfkesseln und zum Heben und Fortdrücken von Wasser - Google Patents

Description

1877.

Klasse 13.

SALLY GUSTAV COHNFELD in DRESDEN und ZAUKERODA.

Apparat zum selbsttätigen Speisen von Dampfkesseln und zum Heben und Fortdrücken

von Wasser.

Patentirt im Deutschen Reiche vom I. August 1877 ab. Längste Dauer: 26. Juli 1889.

Der automatische Speise-Apparat ist in Fig. 1 der beiliegenden Zeichnung im verticalen Durchschnitte abgebildet. Derselbe besteht aus zwei eisernen oder aus einem anderen entsprechenden Metall oder Material gefertigten, cylindrischen oder anders geformten Behältern R R' von je Ca. 7000 ecm Inhalt. Genannte Behälter sind einer über dem anderen angebracht und werden vermittelst der Schraubenbolzen α α unter einander und mit dem Zwischenlager o, welches aus Holz oder irgend einem anderen schlechten Wärmeleiter hergestellt ist, fest verbunden. Die Behälter stehen unter sich vermittelst der gebogenen Röhren B und C in der in der Zeichnung verdeutlichten Weise in Verbindung, wobei die untere Biegung des Rohres B in der Ebene der Flantschen b b des Behälters Ji¹, die untere Biegung des Rohres C aber auf ca. 5 cm niedriger als der Boden c desselben Behälters gelegen ist. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, steht das Rohr C mit dem unteren Theil des Behälters R¹ noch durch das kurze Zwischenrohr d in Verbindung. Dieses Zwischenrohr d kann auch, anstatt wie beschrieben und in Fig. 1 abgebildet, so angebracht werden, dafs es den tiefsten Punkt der unteren Biegung der Röhre B entweder mit dem unteren Theil des Behälters R' oder mit der Muffe i verbindet.

Der mittlere Theil des Rohres B ist herauszunehmen, da es dem Erfinder vortheilhaft erscheint, in dasselbe Metallwandungen e e hineinzubringen, die das Rohr in eine Anzahl kleiner Kanäle th eilen. Durch die Anhaftung des Wassers an die Wandungen der schmalen Kanäle soll dasselbe den· Dampf nicht in Blasenform, sondern nur als ununterbrochene Säule durchlassen. Der Querschnitt des Rohres B mit in denselben angebrachten Wandungen e e ist in Fig. 2 der Zeichnung abgebildet.

A ist ein Rohr, welches den Behälter R mit dem zur Speisung des Kessels dienenden Wasser irgend eines Wasserbehälters verbindet. In diesem Rohre wird, möglichst nähe dem Wasserbehälter, eine Kugel- oder anderes Ventil/ angebracht, welches das nach dem Behälter R aufsteigende Wasser frei durchläfst, das Zurückfliefsen desselben aber nicht gestattet. Statt eines können zwei oder mehr Ventile f angebracht werden.

Der Behälter R₁ ist noch mit dem Rohre g und dem Ventilgehäuse h versehen. Das Rohr g dringt durch die Wandung des Dampfkessels D und endigt auf derjenigen Höhe, auf welcher das Wasserniveau im Kessel erhalten werden soll. Das Ventilgehäuse h steht vermittelst der Muffe i in Verbindung mit dem Rohre E, welches in den Dampfkessel D auf ca. ²/₃ seiner Tiefe eindringt, so dafs sein unteres Ende stets durch Wasser geschlossen bleibt.

Im Rohre g ist eine Schraube K angebracht, vermittelst welcher der innere Querschnitt dieses Rohres nach Bedarf verengt werden kann. Im Ventilgehäuse h aber befindet sich ein Ventil /, welches den Ausflufs des Wassers aus dem Behälter R¹ in den Kessel D gestattet, das Aufsteigen des Wassers aber verhindert. Dieses Ventil kann von irgend einer zweckentsprechenden Construction sein.

Der beschriebene Speise-Apparat wird in verticaler Lage aufgestellt und müssen seine Theile vermittelst Schraubenbolzen etc. vollkommen hermetisch gedichtet werden. Die verticale Aufstellung soll insofern vortheilhaft sein, als der Apparat sich weniger erwärmen wird, indem über dem Kessel stets eine heifse Luftsäule steht. Hierbei hat man nur zu beobachten, dafs dem Rohre g auf seiner ganzen Länge ein Gefalle nach dem Kessel D gegeben wird.

Die Wirkung des beschriebenen Apparates besteht im folgenden: Nimmt man an, dafs alle Theile des Apparates, d. h. beide Behälter und alle Röhren mit kaltem Wasser angefüllt sind und dafs das Wasserniveau im Dampfkessel etwas höher als das Ende des Rohres g steht, d. h. dasselbe bedeckt, so kann der Apparat sich von Wasser nicht entleeren und mufs so lange gefüllt bleiben, bis das Wasser im Kessel niedriger als das Ende des Rohres g sinkt. Sobald letzteres erfolgt, tritt in dasselbe der Dampf und vertreibt das in ihm enthaltene Wasser. Da das in dem Rohre E und Behälter R¹ enthaltene Wasser dann nicht mehr durch die Wassersäule im Rohre g im Gleichgewicht erhalten wird, so öffnet sich das Ven-

til / und fliefst das Wasser unter einem durch die Differenz der beiden Wasserniveaus im Kessel und Behälter bedingten Drucke aus dem Behälter .ff¹ nach dem Kessel D über. Dieser Ausflufs des Wassers nach dem Kessel D wird so lange stattfinden, bis das Ende des Rohres g von neuem vom Kesselwasser geschlossen wird, worauf wieder Wasser in das Rohr g dringt und der Ausflufs aus dem Behälter R¹ aufgehoben wird. Beim nächsten Sinken des Wasserniveaus im Kessel D erneuert sich die Wirkung des Apparates und es geht aus demselben ein neues Volumen Wasser in den Kessel D über. Hierbei wird das Wasserniveau im Behälter R' allmälig sinken und nach einer gewissen Zeit sich in die Ebene der unteren Biegung des Rohres B einstellen.

Da der kürzere Schenkel des Rohres C durch das Rohr d mit dem unteren Theile des Behälters R' sowie auch mit dem Rohre B in directer Communication steht, so wird beim Sinken des Wasserniveaus dasselbe sich im Behälter R' und in den kürzeren Schenkeln der Röhren B und C stets in gleicher Höhe einstellen und wird das aus diesen Theilen vertriebene Wasser durch Dampf ersetzt werden. Beim weiteren Sinken des Wasserniveaus tritt der Dampf in den längeren Schenkel des Rohres B (was, so lange das Wasser über der unteren Biegung dieses Rohres stand, nicht stattfinden konnte) und verdrängt aus ihm das Wasser. Infolge dessen wird das Gleichgewicht des Wassers im oberen Behälter R aufgehoben und dasselbe stürzt durch das Rohr CC in den Behälter R' über. Der mit kaltem Wasser in Berührung kommende Wasserdampf condensirt sich momentan; es bildet sich im Apparate ein Vacuum, das Ventil / wird fest auf seinen Sitz gedrückt, verhindert dadurch das Aufsteigen des Wassers aus dem Kessel nach dem Apparat, und der Apparat füllt sich in Bälde mit dem aus dem Wasserbehälter durch das Rohr A A durch den Atmosphärendruck getriebenen Wasser an.

Sobald der Apparat sich von neuem mit Wasser gefüllt hat, wiederholt sich die Wirkung desselben in der im vorhergehenden beschriebenen Weise: es tritt von neuem Wasser in den Kessel D aus dem Behälter R', es erfolgt eine neue Condensation des Dampfes und Anfüllung der Behälter mit einem neuen Volumen kalten Wassers etc., so dafs der Kessel D fortwährend neue Volumen Wasser erhält. Je gröfser der Verbrauch des Dampfes, um so leichteren Zutritt hat der Dampf zum Rohre g und um so energischer ist die Wirkung des Apparates und umgekehrt; bei vollständiger Aufhebung des Dampfverbrauches aber hört auch die Wirkung des Speise-Apparates auf und wiederholt sich vollkommen selbstständig, sobald der Dampfverbrauch von neuem beginnt. Es ist einleuchtend, dafs bei der beschriebenen Wirkung des automatischen Speise-Apparates das Wasserniveau im Kessel stets auf der gewünschten, durch die Lage des Endes des Rohres g bedingten Höhe erhalten wird.

Für den regelmäfsigen Betrieb des beschriebenen Speise-Apparates ist es nothwendig, dafs der Behälter R Wasser von nicht hoher Temperatur enthalte, d. h. dafs er möglichst gut gegen Erwärmung isolirt werde. Zu diesem Zwecke ist zwischen den Behältern R und R¹ das Zwischenlager O aus Holz oder irgend einem anderen schlechten Wärmeleiter angebracht.

Durch die im Rohre g angebrachte Schraube K ist ein Mittel an die Hand gegeben, den Zuflufs des Dampfes in den Behälter R¹ entsprechend der Dampfspannung im Kessel reguliren zu können. Je gröfser die Spannung des Dampfes, je mehr mufs der Durchgang im Rohr g verengt werden und umgekehrt. Zu bemerken ist noch, dafs es von Vortheil sein kann, vor der Mündung des Rohres C eine durchlöcherte Platte m zur Zertheilung des in den Behälter R' eintretenden Wasserstrahles anzubringen.

Für die anfängliche Füllung des Dampfkessels und automatischen Speise-Apparates mit Wasser wird letzterer mit einer Handpumpe gewöhnlicher Construction verbunden. Diese Handpumpe wird am zweckmäfsigsten zwischen dem Wasserbehälter und der Röhre A eingeschaltet. Mittelst dieser Pumpe (die auch zum Reinigen bezw. Ausspülen des Kessels dienen kann) kann die Thätigkeit des Speise-Apparates leicht erneuert werden, wenn derselbe aus irgend einer Ursache sein Wasser verloren haben sollte.

In Fig. 3 ist eine Modification des im obigen beschriebenen automatischen Speise-Apparates abgebildet. Gleiche Theile sind mit gleichen Buchstaben bezeichnet. Der Unterschied besteht in der Hauptsache darin, dafs:

ι. die untere Biegung der Röhre B nicht in den oberen, sondern unteren Theil des Behälters R¹ mündet und in demselben sich nach aufwärts bis zur Hälfte des Behälters biegt und am niedrigsten Punkte mit einer Ausflufsöffhung η versehen ist; und dafs

2. die untere Biegung des Rohres C nicht mit dem unteren Theile des Behälters R' durch ein Zwischenrohr (s. d, Fig. i) verbunden ist, sondern in demselben in halber Höhe, wie aus der Zeichnung ersichtlich, einmündet.

Die Wirkung dieses Apparates ist dem im vorhergehenden beschriebenen ähnlich. . Nach Maafsgabe des Sinkens des Wasserniveaus im Behälter R' verändert sich der Druck auf die Mündungen der Röhren B und C im gleichen Maafse, so dafs das kalte Wasser aus dem Behälter R in den Behälter R^ nicht übergehen kann. Wenn aber das Wasserniveau im Behälter R¹ mehr als über die Hälfte sinkt und die früher vom Wasser verschlossenen Mün- . düngen der Röhren B und C entblöist werden, so wird beim ferneren Sinken des Wassers im kürzeren Knie des Rohres C aus dem Behälter R durch das Rohr B und die Oeffnung η in den Behälter R' ein Volumen Wasser übergeführt,

welches dem Volumen des aus dem Rohre C verdrängten Wassers gleich ist, so dafs das Wasserniveau in den kürzeren Biegungen der Röhren B und C in gleichem Maafse mit dem Wasserniveau im Behälter Rⁱ sinken wird. Sobald das Wasser im Behälter R' niedriger als die Oeffnung η des Rohres B sinkt, wird das Gleichgewicht des Wassers im Apparate aufgehoben; der Dampf dringt in das Rohr B, erwärmt und verdrängt aus demselben das Wasser, wobei das kalte Wasser aus dem Behälter R durch das Rohr C in den Behälter R¹ übergeführt wird und in demselben der Dampf augenblicklich condensirt. Hierbei wird im Apparate eine starke Verdünnung hergestellt, infolge welcher das Ventil / dicht an seinen Sitz angedrückt, das Wasser aus dem Wasserbehälter aber durch den Atmosphärendruck in die Höhe getrieben wird, die Ventile der mit dem Rohre A in Verbindung stehenden Pumpe öffnet und sich in den Behälter R ergiefst. Aus letzterem geht das Wasser nach R¹ über und es werden in kürzester Zeit die Behälter R und R¹ und sämmtliche Röhren mit kaltem Wasser angefüllt. Hierauf erneuert sich die Wirkung des Apparates, wie im vorstehenden beschrieben.

Dort, wo Dampfkessel ohne Maschinen im Betriebe sind, kann aufser den im vorhergehenden beschriebenen automatischen Speise-Apparaten noch ein solcher Anwendung finden, der, obgleich die Beihülfe eines Arbeiters erfordernd, auf demselben Principe mit den vorigen beruht. Dieser Apparat ist in Fig. 4 der Zeichnung im senkrechten Durchschnitte abgebildet. Der ganze Unterschied besteht darin, dafs anstatt zweier Behälter nur ein einziger, R, vorhanden ist und dafs die Röhren B und C fortgefallen sind. Die übrigen, den Fig. 1 und 3 entsprechenden Theile dieses Apparates sind mit gleichen Buchstaben bezeichnet. Wenn das Wasser im Kessel niedriger als das Ende des Rohres g sinkt, so fliefst das Wasser aus dem Behälter R in den Kessel D über. Nachdem nun der Behälter R entleert worden, genügt es, ein oder höchstens zwei Hübe mit dem Kolben der mit dem Rohre A und einem Wasserbehälter verbundenen Pumpe zu machen, damit der Behälter R sich von neuem mit kaltem Wasser anfüllt. Hierbei braucht der zur Speisung des Kessels angestellte Arbeiter nur wenig physische Kraft anzuwenden und werden die Pumpenventile sehr lange halten.

Der im vorhergehenden beschriebene, automatisch wirkende Speise-Apparat kann aufser zur Speisung von Dampfkesseln auch zur Hebung von Wasser aus dem Kessel auf eine beträchtliche Höhe verwendet werden. Zu diesem Zweck genügt es, die zwischen dem Ventile / und dem Rohr E angebrachte Muffe i mit einem horizontalen Zweigrohre zu versehen, in welches ein Ventil zum freien Durchlafs des Wassers aus dem Kessel und zur Verhinderung seines Rücktrittes anzubringen ist, und welches in einen Behälter mündet, der die Rolle eines Windkessels (wie in Feuerspritzen) zu erfüllen hat. Durch ein in diesen Behälter eingesetztes und fast bis zum Boden reichendes Rohr wird das Wasser sodann in die Höhe getrieben werden.

Claims (6)

Patent-Ansprüche:

1. Die Construction des oben beschriebenen . automatisch wirkenden Speise-Apparates für Dampfkessel bestehend aus zwei übereinander angebrachten Behältern R und R', Fig. ι und 3, die

a) unter sich vermittelst der gebogenen Röhren B und C,

b) mit dem Kessel D vermittelst der Röhren g und E und

c) mit einer gewöhnlichen Handpumpe und einem zur Speisung des Kessels dienenden Brunnen oder sonstigem Reservoir für kaltes Wasser durch das Rohr A in Verbindung stehen,

im wesentlichen so, wie es im vorstehenden beschrieben und durch Zeichnungen verdeutlicht ist.

2. Die relative Disposition der Röhren ABCdE und g, wie im obigen beschrieben und in den Fig. 1 und 3 durch Zeichnung verdeutlicht ist.

3. Die relative Disposition der Ventile / und f in den Röhren E und A, wie beschrieben und in den Fig. 1 und 3 der Zeichnung verdeutlicht ist.

4. Die Construction und Anwendung des Rohres g, dessen unteres Ende den Stand des Wasserniveaus im Kessel bestimmt und dessen innerer Querschnitt durch die Schraube K entsprechend regulirt werden kann, im wesentlichen so, wie es beschrieben ist und zu oben besagtem Zweck.

5. Die Construction und Anwendung der. Theilungswandungen e im Rohre B, wie beschrieben und zu dem angeführten Zweck.

6. Die Construction und Anwendung des in Fig. 4 der beiliegenden Zeichnung abgebildeten Speise - Apparates für Dampfkessel, der in Gemeinschaft mit einer gewöhnlichen Handpumpe wirkt, im wesentlichen so, wie im obigen ausführlich beschrieben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.