DE396652C - Vorrichtung zur Regelung des Wasserstandes von Dampfkesseln - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN
AM 11. JUNI 1924

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- JVe 396652 -KLASSE 13 b GRUPPE

(K 82036 Xj13b)

Kelly Valve Company in Muskegon, Michigan, V. St A.

Vorrichtung zur Regelung des Wasserstandes von Dampfkesseln.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 19. Mai 1922 ab.

Gegenstand der Erfindung ist ein Wasserstandsregler für Dampfkessel, bei welchem das Speiseventil mittelbar durch einen Schwimmer gesteuert wird. Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art werden ein oder zwei Ventile durch den Schwimmer bewegt, um einem Kolben, der mit dem Speiseventil verbunden ist, Dampf oder Druckwasser von der einen oder anderen Seite zuzuführen und so das Speiseventil zu öffnen oder zu schließen, oder mit dem Speiseventil verbundene Thermostate werden durch das vom Schwimmer beeinflußte Dampfventil gesteuert.

Gemäß dieser Erfindung wird zu gleicher Zeit ein Ventil in der Abflußleitung des Kessels beeinflußt, so daß bei Anwesenheit von Unreinigkeiten im Speiseventil, die ein Schließen desselben verhindern, das Abflußventil geöffnet wird, um ein Vollfüllen oder Überlaufen des Kessels zu vermeiden. Bei Verwendung von Kolben werden die Dampfräume für die Kolben, die unmittelbar auf den Ventilspindeln der Wasserventile sitzen, oberhalb und unterhalb des Kolbens mit Dampfleitungen verbunden, die in die am Schwimmergehäuse b'efestigten Dampfventile münden. Diese Ventile werden durch einen doppelarmigen Hebel, der in Schlitzen der Ventile spielt, bewegt, und der Hebel wird in den Endlagen des Schwimmers, die nach Belieben eingestellt werden können, ausgeschwungen. Die Ventile verbinden durch eine Bohrung entweder die Dampfleitungen mit dem Innern des Schwimmergehäuses oder mit der Außenluft. Die Verbindungen jeder Dampfleitung mit den Dampfkammern der Wasserventile sind so, daß bei Druck in einer Leitung das eine Ventil geöffnet, das andere geschlossen wird. Anstatt

der Dampfkolben zur Bewegung der Wasserventile können, wie oben schon erwähnt, Thermostate angewendet werden, deren Bewegung durch Hebelübertragung vergrößert und auf die Wasserventile übertragen wird. Letztere werden bei Ausdehnung der Thermostate geöffnet und bei Abkühlung durch ihr eigenes Gewicht geschlossen.

Abb. ι ist eine Ansicht und ein teilweiser ίο Schnitt der Vorrichtung.

Abb. 2 ist ein senkrechter Schnitt durch das Speiseventil.

Abb. 3 ist ein Schnitt in vergrößertem Maßstabe durch ein Dampfregelungsventil. Abb. 4 ist ein Schnitt ähnlich der Abb. i, jedoch von der anderen Ausführungsform der Vorrichtung mit Thermostat.

Abb. 5 ist ein Schnitt in vergrößertem Maßstabe durch eines der Ventile zur Regelung der Wasserzufuhr gemäß Abb. 4.

Das Schwimmergehäuse 6 wird durch Rohre oben und unten mit dem Kessel verbunden. Es wird in solcher Höhe angeordnet, daß der niedrigste und höchste Wasserstand im Kessel innerhalb des Gehäuses zu liegen kommt. Ein gewöhnliches Wasserstandsglas 7 kann an einer Seite des Gehäuses angebracht sein, und die üblichen Probierhähne 8 sind in verschiedenen Höhen an dem Gehäuse angeordnet. Nach Abb. 1 sind die Speisewasjerleitung 9 und die Abflußleitung 11 mit dem Schwimmergehäuse 6 verbunden, obgleich die Rohre auch unmittelbar in den Kessel münden können. Die Leitung 9 ist mit einer Stelle verbunden, von der Wasser unter größerem Druck als dem im Kessel durch die Leitung gedrückt wird und die Abflußleitung ist vorzugsweise mit dem Vorwärmer verbunden. Diese Lotung wird nur ausnahmsweise gebraucht, da der Wasserstand sehr selten über die höchste vorgeschriebene Höhe steigen wird.

In jeder der Zuführungs- und Ablaßleitungen ist ein Ventil 12 bzw. 13 eingeschaltet, die von gleicher Bauart sind (s. Abb. 2). Das Ventilgehäuse ist mit einer Wand versehen, in der sich ein Ventilsitz 14 befindet, der durch einen Ventilteller 15 abgeschlossen wird. Das Ventil sitzt auf einer Spindel 16, die sich nach oben durch die Packung 17 erstreckt und an ihrem oberen Ende einen Kolben 18 trägt, der gut in die Dampfkammer 19 hineinpaßt. Das untere Ende der Spindel sitzt lose verschiebbar in der Bohrung 21 einer Mutter 22, die durch ein Handrad 23 gedreht werden kann. Dadurch kann das Ventil 15 von Hand aus geöffnet oder geschlossen werden, doch gewöhnlich befindet sich die Mutter 22 in der in Abb. 2 gezeigten Lage, so daß das Ventil vermittels des KoI-bens 18 geöffnet oder geschlossen weiden kann, ohne daß die Mutter 22 die Bewegung behinj dert oder abgrenzt. Die Mutter kann so j gesetzt werden, daß der Hub des Ventiles beschränkt wird.

Die Ventile werden durch den Dampfdruck geöffnet bzw. geschlossen, der auf die eine oder andere Seite des Kolbens 18 einwirkt, und da Wasser entweder zum Kessel zuge- \ lassen oder abgelassen wird, so ist das eine Ventil geschlossen, wenn das andere geöffnet ist. Für die Dampfzuführung zu den Ventilen sind zwei Rohre 24, 25 vorgesehen. Das Rohr 24 besitzt eine Abzweigung 26, die nach der Kolbenkammer des Abflußventiles geht, und zwar unterhalb des Kolbens und ein anderer Zweig 27 verbindet die Leitung 24 mit der Kolbenkammer des Speiseventiles oberhalb des Kolbens. Die Leitung25 wird durch eine Abzweigung 28 mit der Kolbenkammer des Abflußventiles oberhalb des Kolbens verbunden, und durch eine Abzweigung 29 mit der Kolbenkammer des Speiseventiles unterhalb des Kolbens. In der Leitung 24 befindlicher Dampf wird daher das Bestreben haben, das Abflußventil zu öffnen und das Speiseventil zu schließen, während Dampf in der Leitung 25 bestrebt ist, das Abflußventil zu schließen und das Speiseventil zu öffnen. Die Leitungen 24, 25 sind vorzugsweise mit Probierhähnen 31 ausgestattet, und die Zuleitung 9 ist mit einem Rückschlag- go ventil 32 ausgerüstet, welches das Rückfließen von Dampf oder Wasser in die Speise'eitung verhindert. Die Leitungen 24, 25 können von Hand aus durch Ventile 33 bzw. 34 abgeschlossen werden.

Die Leitungen 24, 25 sind mit dem Schwimmergehäuse 6 durch Dampfventüe verbunden. Ein Gehäuse 35 ist an einem Ende der Leitung 25 angebracht, und mit dem anderen Ende ist das Gehäuse auf einen Stöpsel 36 aufgeschraubt, der seinerseits in die Platte 37 eingeschraubt ist, welche das Schwimmergehäuse 6 abschließt. Ein Kanal 38 in dem Gehäuse 35 besitzt an seinem inneren Ende einen Ventilsitz 39, welcher einer Bohrung in dem Stöpsel 36 gegenüberliegt. Ein Ventil 41, welches in dieser Bohrung verschiebbar angeordnet ist, dient dazu, den Kanal 38 abzuschließen. Das Ventil besitzt eine Bohrung 42, welche das Innere des Gehäuses 35 mit dem Innern des Schwimmergehäuses 6 verbindet. Dadurch wird die Rohrleitung 25 mit dem Schwimmergehäuse 6 verbunden, wenn der Kanal 38 durch das Ventil 41 abgeschlossen ist. Wenn jedoch das Ventil 41 nach dem Innern des Schwimmergehäuses 6 zu bewegt wird, wird die Verbindung durch die Bohrung 42, die innerhalb des Stöpsels 36 zu liegen kommt, unterbrochen. Durch diese Bewegung des Ventiles 41 wird der Kanal 38 geöffnet, so daß der Dampf im Gehäuse 35 und in der Leitung 25 und in den Kolbenkammern der

Ventile 12 und 13 durch den Kanal 38 ins Freie entweichen kann und dabei ein Signal, z. B. in Form einer Pfeife 45, in Tätigkeit setzt.

Die Leitung 24 ist in ähnlicher Weise mit dem Schwimmergehäuse 6 durch ein Gehäuse 46 verbunden, wie in Abb. 1 gezeigt ist. Dieses Gehäuse 46 ist ebenfalls mit einer Signalpfeife 47 ausgestattet, welche hei Erreichung des niedrigsten Widerstandes ertönt, während die Pfeife 45 bei dem Höchstwasserstand ein Signal gibt.

Die inneren Enden der Ventilstangen 41 sind geschlitzt, um einen Hebel 48 aufzunehmen, der bei 49 an einem Bolzen 51 drehbar angebracht ist, Abb. i. Das obere Ende des Hebels ist durch ein Verbindungsglied 52 mit einem Arm eines Winkelhebels 53, der bei 54 drehbar aufgehängt ist, verbunden, und am äußeren Ende dieses Winkelhebels ist ein Glied 55 angelenkt, an welchem eine Stange 56 befestigt ist. Diese Stange trägt einstellbare wagerecht von derselben sich erstreckende Arme 57, 58, die in der Bewegungsbahn des Schwimmers 59 im Gehäuse 6 liegen.
Der Arbeitsgang ist folgender:
Wenn der Wasserstand im Kessel abnimmt, sinkt der Schwimmer 59, bis er auf den Arm 58 aufstößt. Das Gewicht des Schwimmers zieht die Stange 56 nach unten und schwingt den Winkelhebel 53 entgegen der Uhrzeigerbewegung herum. Dadurch wird der Hebel 48 in Uhrzeigerbewegung gedreht. Das obere Ende des Hebels 48 bewegt sich nach außen in dem Schlitz des Ventiles 41. Das untere • Ende des Hebels jedoch führt das untere Ventil 41 nach innen zu in das Gehäuse 6 mit, wodurch die Verbindung zwischen den Gehäusen 6 und 46 aufgehoben wird und die Leitung des Gehäuses 46 nach außen geöffnet und das Signal 47 in Tätigkeit gesetzt wird. Der Dampf in den Kolbenkammern der Ventile 12, 13 in der Leitung 24 und in dem Gehäuse 46 entweicht durch die Signalvorrichtung 47. Durch das Entweichen des Druckes aus dem unteren Teile der Dampfkammer des Ventiles 13 wird das Ventil fest auf seinen Sitz gedruckt, während durch Wegfall des Druckes in dem oberen Teile der Kammer des Ventiles 12 dieses Ventil geöffnet wird, so daß Wasser durch die Zuführungsleitung 9 in das Gehäuse 6 und von dort in den Kessel eintritt und das Wasser im Kessel ansteigt und den Schwimmer 59 nach aufwärts trägt.

Bei der Aufwärtsbewegung wird schließlich der Schwimmer gegen den Arm 57 anstoßen und die Stange 56 heben und dadurch den Winkelhebel 53 in Uhrzeigerbewegung und den Hebel 48 infolgedessen entgegen der Uhrzeigerbewegung drehen. Bei genügender Drehung des Hebels 48 wird das untere Ventil 41 durch den Druck im Innern des Schwimmergehäuses 6 gegen seinen Ventilsitz gedrückt, wodurch der Druck im Gehäuse 46 und in der Leitung 24 wiederhergestellt wird. Der Ventilteller 15 des Ventiles 13 wird dann nur infolge seines Eigengewichtes auf dem Sitz ruhen, während das Ventil 12 geschlossen wird. Sollte jedoch infolge von Unreinigkeiten o. dgl. ein Schließen des Ventiles 12 nicht vollkommen stattfinden, so daß die Zufuhr des Wassers nicht völlig-abgesperrt wird, so wird der Schwimmer 59 weiter gehoben und dadurch der Hebel 48 weiter entgegen der Uhrzeigerbewegung weitergedreht. Dadurch wird das obere Ventil 41 in das Schwimmergehäuse 6 hineingezogen und so die Verbindung zwischen Schwimmergehäuse 6 und dem Gehäuse 35 aufgehoben und der Kanal 38 geöffnet, und der aus der Leitung 25 entweichende Dampf setzt das Signal 45 in Tätigkeit. Durch den Wegfall des Druckes in dem oberen Teile der Dampfkammer des Ventiles 13 wird das Ventil 13 geöffnet, woraufhin Wasser durch die Leitung 11 nach dem Vorwärmer oder einer anderen Stelle zu vom Kessel wegfließt. Wenn der Wasserspiegel genügend gesunken ist, so daß der Druck des Schwimmers gegen den Arm 57 aufgehört hat, schließt- das Ventil 41 wieder den Kanal 38 ab und stellt dabei die Verbindung zwischen der Leitung 25 und dem Schwimmergehäuse 6 her.

In der Ausführungsform nach Abb. 4 und 5 ist das Schwimmergehäuse 6, der Schwimmer 59, die Arme 57, 58, der Winkelhebel 53 und der Hebel 48 genau so ausgebildet wie bereits beschrieben. Die Zuführungsleitung 9 und die Abflußleitung 11 sind ebenfalls mit dem Gehäuse verbunden. Anstatt jedoch Ventile zu benutzen, die unmittelbar durch den Dampfdruck bewegt werden, wird die Hitze des Dampfes für die Regelung der Wasserzu- und abfuhr benutzt.

Das Wasserzuleitungsvenül 61 und das Wasserabfluß ventil 62 sind gleichartig ausgebildet und in Abb. 5 in vergrößertem Maß- ■ stäbe im Schnitt gezeigt.

Ein Sitz 63 im Gehäuse wird durch einen Ventilteller 64, der auf einer Spindel 65 sitzt, abgeschlossen, und das eine Ende der Ventilspindel erstreckt sich in die öffnung einer Mutter 66, welche durch ein Handrad 67 gedreht werden kann, um das Ventil von Hand aus schließen oder öffnen zu können. Gewöhnlich wird es jedoch selbsttätig von dem unteren Ende der Spindel 65 aus bewegt.

In einem passenden Gehäuse 68 sind zwei Thermostate 69 bzw. 71 angeordnet, die mit ihren oberen Enden mit Dampfröhren 72, 73 verbunden sind, die nach dem Innern des Gehäuses 6 führen und in Büchsen 74, 75 münden, die mit Ventilsitzen 76 bzw. ¹Jj ausge-

stattet sind. Diese Sitze sind gewöhnlich durch Ventile 78, 79 abgeschlossen, welche durch Ausschwingen eines Hebels 48 abwechselnd geöffnet werden können. Das untere Ende des Thermostates 71 sitzt auf einem Stift 81, der von einem Hebel 82 getragen wird, welcher bei 83 drehbar an der Verlängerung 84 des Thermostates 69 befestigt ist. Das entgegengesetzte Ende des Hebels 82 wird durch ein Glied 85 mit einem Übertragungshebel 86 zur Vergrößerung der Bewegung verbunden. Dieser Hebel ist bei 87 aufgehängt und der lange Arm desselben steht in Eingriff mit einem Glied 88, in welchem das untere Ende der Ventilspindel 65 sitzt. Eine Mutter 89 auf der Ventilspindel dient zur Einstellung der letzteren in bezug auf das Glied 88.

Ist z. B. das Wasser derartig gefallen, daß der Schwimmer 59 auf dem Arm 58 aufsitzt und dadurch den Hebel 48 in Uhrzeigerbewegung ausschwingt, wodurch das Ventil 79 geöffnet wird, so fließt Dampf von dem Gehäuse 6 durch das Rohr 73 nach dem Thermostat 71 und dehnt den Thermostat aus. Da das obere Ende desselben festgehalten ist, wird das untere Ende auf den Stift 81 drücken und das linke Ende des Hebels 82, Abb. 4, nach unten drücken. Durch Verbindung des Gliedes 85 wird das Glied 88 nach oben gedrückt und das Ventil 64 von seinem Sitz gehoben, worauf Wasser durch die Zuleitung 9 dem Gehäuse 6 zugeführt wird. Beim Ansteigen des Wassers wird das Ventil 79 durch den Druck im Gehäuse geschlossen, sobald der Hebel 48 dies erlaubt. Sollte jedoch das Wasser weiterhin steigen, so wird der Arm 57 durch den Schwimmer 59 nach oben bewegt und das Ventil 78 wird geöffnet. Dampf tritt durch die Leitung 72 nach dem Thermostat 69, und die Ausdehnung dieses Thermostates bewegt den Drehpunkt 83 des Hebels 82 nach unten, und der Stift 81 wird von dem Thermostaten 71 fortbewegt, worauf das Ventil im Gehäuse 61 infolge seines Gewichtes die Leitung schließt. Die Bewegung des unteren Teiles des Thermostates 69 nach unten bewegt einen Stift 91 nach unten, der an einem Hebel 92 sitzt, welcher bei 93 am Gehäuse 68 angelenkt ist. Das entgegengesetzte Ende des Hebels wird durch das Verbindungsglied 94 mit einem Hebel 95 verbunden, der bei 96 drehbar befestigt ist, und mit seinem anderen Ende in Eingriff mit einem Glied 97 steht, mit welchem die Ventilspindel 65 des Ventiles 62 durch eine einstellbare Mutter 98 verbunden ist. Die Bewegung dieser Hebel hebt das Glied 97 und damit das Ventil im Ventilgehäuse 62, um so den Abfluß des Wassers von dem Schwimmergehäuse 6 durch die Leitung zuzulassen.

Claims (4)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Vorrichtung zur Regelung des Wasserstandes von Dampfkesseln mittels eines in den Endlagen zwei Dampfventile steuernden Schwimmers, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Schwimmerbehälter (6) außer der Speiseleitung (9) mit Speiseventil (12) noch eine besondere Abflußleitung (11) mit Absperrventil (13) angeschlossen ist und Speiseventil (12) und Abflußleitung (13) unter Vermittlung von Kolben (18) oder Thermostate (69, 71) durch die Dampfventile derart gesteuert werden, daß bei normaler Speisung das Abflußventil (13) geschlossen bleibt, dagegenbeiübernormaler, z. B. durch Undichtheit des Speiseventiles (12) hervorgerufenen Speisung, das Abfiußventil (13) geöffnet wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfventile (41) an je einer Seite eines um einen Drehpunkt (49) schwingenden zweiarmigen Hebels (48) angebracht sind, so daß sie durch Einwirkung des Schwimmers abwechselnd geschlossen oder geöffnet werden und die Ventilstangen Schlitze für den Durchtritt der Hebel (48) aufweisen.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Dampfventilen ausgehenden Dampfleitungen (24, 25) mit den Ventilen (12, 13) derart verbunden sind, daß die eine Leitung (24) in · den unteren Teil der Kolbenkammer des Abflußventiles (13) und den oberen Teil der Kolbenkammer des Speiseventiles (12) einmündet, während die Leitung (25) mit dem oberen Teile der Kolbenkammer des Abflußventiles (13) und dem unteren Teile der Kolbenkammer des Speiseventiles (12) verbunden ist, so daß beim öffnen eines der Ventile (12, 13) das andere Ventil fest gegen seinen Sitz gepreßt wird.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gehäuse (68) zwei Thermostate (69, 71) angeordnet sind, denen durch die Dampfventile (78, 79) abwechselnd Dampf zugeführt und die Ausdehnung der Thermostate durch Hebel (92, 95) und (82, 86) auf die Ventile (62, 61) übertragen wird, um sie vom Sitz zu heben, und das Schließen der Ventile durch ihr Eigengewicht stattfindet (Abb. 4 und 5).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.