DE432381C

DE432381C - Device for automatic display and control of fluid levels, especially steam boilers

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Publication number: DE432381C
Application number: DER65614D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1925-10-04
Filing date: 1925-10-04
Publication date: 1926-08-05

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
5. AU G U ST 1926ISSUED ON
5. AU GU ST 1926

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- JVe 432381 -KLASSE 13 b GRUPPE - JVe 432381 - CLASS 13b GROUP

(R6₅6i4X\i₃b)(R6 ₅ 6i4X \ i ₃ b)

Karl Reubold in Hannover-Linden.Karl Reubold in Hanover-Linden.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. Oktober 1925 ab.Patented in the German Empire on October 4, 1925.

Bei Wasserstandsreglern ist es bekannt, den den Schwankungen des Flüssigkeitsstandes folgenden Schwimmer mit einem Eisenkern zu versehen und diesen in einer ortsfesten Drosselspule spielen zu lassen.· Infolge der bei Verwendung von einphasigem Wechselstrom in der Drosselspule auftretenden Änderung der Selbstinduktion wird ein mit dieser Spule in Reihe geschalteter Repulsionsmotor, der in 1)ekannter Weise durch ein Zahnsegment mit gegenwirkender Feder mit dem Speiseveutil des Kessels verbunden ist, je nach der Belastung des Kessels um kleine Schritte vor- oder zurückgedreht und bewirkt dabei ein öffnen oder Schließen des Speiseventils. Infolge dieser geringen Winkelbewegungen oxidiert aber die Oberfläche des Kommutators des Rotors des Einphasenrepulsionsmotors, dessen Bürstensatz kurzgeschlossen ist, äußerst schnell, so daß die Anordnung nicht betriebssicher ist.In the case of water level regulators, it is known that the fluctuations in the liquid level to provide the following float with an iron core and this in a stationary Allow the choke coil to play. · As a result of using single-phase alternating current The change in self-induction occurring in the choke coil is controlled by a repulsion motor connected in series with this coil, which is known in 1) by a toothed segment with a counteracting spring is connected to the feed valve of the kettle, depending on the load on the kettle by small Steps turned forwards or backwards, causing the feed valve to open or close. As a result of these small angular movements, however, the surface of the commutator oxidizes of the rotor of the single-phase repulsion motor, the brush set of which is short-circuited, extremely fast, so that the arrangement is not operationally safe.

Die vorliegende Erfindung bezweckt daher bei der selbsttätigen elektrischen Regelung von Flüssigkeitsständen, alle schleifenden oder beweglichen Kontakte zu vermeiden und erreicht dies, indem sie die Anordnung sinngemäß für mehrphasigen Wechselstrom einrichtet, also Drehstrom verwendet.The present invention is therefore aimed at automatic electrical control of liquid levels, to avoid all sliding or moving contacts and achieves this by setting up the arrangement for multiphase alternating current, so three-phase current is used.

In diesem Falle würde aber durch die auftretenden Wirbelströme auch bei durch den Eisenkern vollständig geschlossenem Kraftlinienfeld die Er reger strom stärke dauernd einen höheren Wert, also der Kurzschlußläufer des Drehstrommotors ein gewisses Drehmoment behalten und demzufolge die Kesselspeisimg nie vollständig unterdrückt werden. Die Erfindung bildet daher das Standrohr, in dessen Innern der EisenkernIn this case, however, the eddy currents that occur would also result in the Iron core completely closed force line field the excitation current strength continuously a higher value, so the squirrel cage of the three-phase motor retain a certain torque and consequently the Boiler feed can never be completely suppressed. The invention therefore forms that Standpipe, inside the iron core

spielt, aus Metall von hohem spezifischem Widerstand, wie Resistin, Manganin, Nickelin ο. dgl.made of metal of high resistivity, such as resistin, manganin, nickelin ο. like

Ein weiterer Teil der Erfindung besteht darin, die Schwankungen der Erregerstromstärke zur Fernanzeige des Flüssigkeitsstandes nutzbar zu machen. Dies geschieht, indem ein Zeigerinstrument an eine Phase des Drehstromkreises geschaltet wird, dessen ίο Skala entsprechend den Flüssigkeitsständen geeicht ist.Another part of the invention consists in the fluctuations in the excitation current to make it usable for remote display of the liquid level. This is done by attaching a pointer instrument to a phase of the three-phase circuit is switched, whose ίο scale corresponds to the fluid levels is calibrated.

In der Zeichnung ist ein derart ausgeführter Wasserstandsregler mit Fernanzeigevorrichtung als Beispiel in Ansicht und zum Teil im Längsschnitt dargestellt.In the drawing is a water level controller designed in this way with a remote display device shown as an example in view and partly in longitudinal section.

Ein Standrohr ι aus nicht magnetischem Material wird von einem dreischenkligen Magnetsystem umgeben, von welchem jeder Schenkel eine Drosselspule 2 trägt, welche mit ao der zugehörigen Phase eines Drehstrommotors 3 in Reihe geschaltet ist. Im Innern des Standrohres bewegt sich auf einer Stange 4 ein Eisenkern 5, der in bekannter Weise von einem in das Kesselwasser tauchenden Schwimmer 6 getragen wird, so daß mit dessen Bewegungen sich die Selbstinduktion der Drosselspule ändert.A standpipe made of non-magnetic material is supported by a three-legged Surrounding magnet system, of which each leg carries a choke coil 2, which with ao the associated phase of a three-phase motor 3 is connected in series. At the inside of the standpipe moves on a rod 4, an iron core 5, which in a known manner of a swimmer 6 immersed in the boiler water is carried, so that with its movements the self-induction the choke coil changes.

In der gezeichneten Lage des Eisenkerns, die dem normalen Wasserstand im Kessel entspricht, ist der magnetische Stromkreis des dreiphasigen; Magnetsystems völlig geschlossen, und die in jeder Phase liegenden Spulen entwickeln die höchste elektromotorische Kraft der Selbstinduktion, wodurch das Drehmoment des Kurzschlußläufers des Drehstrommotors 3 gleich Null wird. Dieser steht durch ein Zahnsegment 7 über einen bei 8 gelagerten doppelarmigen Hebel mit dem Speiseventil 9 in Verbindung, das durch eine Feder 10 geschlossen gehalten wird, so daß der Kessel für gewöhnlich nicht gespeist werden kann.In the drawn position of the iron core, which corresponds to the normal water level in the boiler, is the magnetic circuit of the three-phase; Magnet system completely closed, and the coils in each phase develop the highest electromotive force the self-induction, whereby the torque of the squirrel-cage rotor of the three-phase motor 3 becomes zero. This stands by a toothed segment 7 via one mounted at 8 double-armed lever with the feed valve 9 in connection, which is held closed by a spring 10, so that the Usually the boiler cannot be fed.

Mit dem Sinken des Eisenkerns durch den fallenden Wasserstand im Kessel wird aber der magnetische Widerstand des Kraftlinienfeldes größer, und die Erregerstromstärke aller drei Spulen nimmt zu; demzufolge wächst auch das Drehmoment des Kurzschlußläufers des Drehstrommotors, die Schließkraft der Feder 10 wird überwunden und der Kessel gespeist, indem ein zum Drehstrommotor 3 parallel geschalteter gleicher Motor 11 durch öffnen des Dampfventils 12 die Speisepumpe 13 anlaufen läßt. Es erfolgt auch hier bei jeder Lage des Schwimmers ein Gleichgewichtszustand zwischen Wasserzufuhr und Verdampfung, so daß das Wasser dem [ Kessel stetig im richtigen Verhältnis zugeführt wird.However, with the sinking of the iron core due to the falling water level in the boiler the magnetic resistance of the force line field is greater, and the excitation current strength all three coils increases; consequently, the torque of the squirrel cage also increases of the three-phase motor, the closing force of the spring 10 is overcome and the Boiler fed by an identical motor connected in parallel to the three-phase motor 3 11 by opening the steam valve 12 the Feed pump 13 can start. Here, too, there is one in every position of the swimmer State of equilibrium between water supply and evaporation, so that the water dem [Boiler is constantly fed in the correct ratio.

j Da die Kraftlinien des Magnetsystems 2 bei ihrem Schluß durch den Eisenkörper 5 ' auch die Wandungen des Rohres 1 schneiden, so entstehen in demselben Wirbelströme, welche verursachen, daß bei vollständig geschlossenem Kraftlinienfeld die Erregerstromstärke noch einen höheren Wert erreicht, als wie er sich aus dem rein magnetischen Verhältnissen des Systems ergeben würde. Hierdurch geht das Drehmoment des Kurzschlußläufers nicht auf Null zurück, sondern behält noch einen bestimmten positiven Wert, wodurch ein Überspeisen des Kessels stattfinden S könnte. Durch die Verwendung eines Metalls j mit hohem spezifischen Widerstand, wie Resistin, Manganin, Nickelin ο. dgl., für das Rohr ι wird der Bildung von Wirbelströmen erfolgreich entgegengetreten. ! Wenngleich auch die Verdrehung der Kurz-Schlußläufer der Drehstrommotore, welche das ι Speiseventil bzw. das Dampf absperrventil j der Speisepumpe betätigen, ein Maß für die j Wasserstandshöhe im Kessel bildet und durch einen Zeiger mit Skala als Fernanzeiger ausgebildet werden kann, so ist eine Fernanzeige auch möglich durch Einschalten eines Spannungsmessers 14 an eine der Phasen des Drehstromfeldes, da der Zeiger des Spannungsmessers genau den Schwankungen des Eisenkerns entsprechend folgt und die Zeigerskala von vornherein so geeicht werden kann, daß der Zeiger unmittelbar die Höhe des Flüssigkeitsstandes angibt.j Since the lines of force of the magnet system 2 at their end through the iron body 5 'also cut the walls of the pipe 1, so eddy currents arise in the same, which cause the excitation current strength when the force line field is completely closed reaches a value still higher than what can be seen from purely magnetic conditions of the system would result. As a result, the torque of the squirrel cage does not go back to zero, but remains still a certain positive value, which causes the boiler to overfeed S could. By using a high resistivity metal j like Resistin, Manganin, Nickelin ο. Like., For the tube ι the formation of eddy currents successfully countered. ! Albeit also the twisting of the short-circuit runners the three-phase motors, which the ι feed valve or the steam shut-off valve Actuate j of the feed pump, a measure for the j water level in the boiler forms and through a pointer with a scale can be designed as a remote indicator, so is a remote indicator also possible by switching on a voltmeter 14 to one of the phases of the three-phase field, because the pointer of the voltmeter exactly follows the fluctuations of the iron core and the pointer scale can be calibrated from the outset so that the pointer directly shows the height of the liquid level indicates.

Claims

Patent Claims:

1. Device for automatic display and control of fluid levels, in particular of steam boilers, in which an iron core carried by a float controls the magnetic resistance an electromagnetic field changes, whereby the feed valve is influenced, characterized in that in order to avoid any contact as an electromagnetic system, a coil arrangement (2) switched for three-phase current and a three-phase motor (3 or 11) as the drive for the feed elements (9, 12) is used with squirrel cage.

2. Device according to claim 1, characterized in that the standpipe (1) for the iron body (5) made of metal with particularly low conductivity, such as Resistin, Manganin, Nickelin, etc. is made.

1 sheet of drawings.