DE437691C

DE437691C - Device for regulating the processes involved in the evaporation of liquids in a container

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Publication number: DE437691C
Application number: DEB113560D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1924-04-03
Filing date: 1924-04-03
Publication date: 1926-11-26

Description

Vorrichtung zur Regelung der Vorgänge beim Verdampfen von Flüssigkeiten in einem Behälter. Bei Vorrichtungen zur Regelung der Vorgänge beim Verdampfen von Flüssigkeiten in einem Behälter ist es bekannt, einen Teil der Einrichtung in einem außerhalb des Behälters liegenden, aber mit dessen Innerem verbundenen Raum unterzubringen. Der Erfindung gemäß wird der verschiedene Wärmeinhalt von Flüssigkeit und Dampf in diesem einen elektrischen Leitungsteil umschließenden Raum durch äußere Abkühlung zur Erzeugung eines Temperaturunterschiedes und damit zur Änderung des Leitungswiderstandes des elektrischen Leitungsteils verwertet, um so die hierdurch veränderte elektromotorische Kraft zur Einstellung eines die Vorgänge beim Verdampfen regelnden Organs benutzen zu können. Eine derartige Regelvorrichtung ist nicht nur zuverlässig und empfindlich in ihrer Wirkung, sondern hat vor allem den Vorteil, daß sie ohne Stöße arbeitet, also z. B. als Wasserstandsregler für Dampfkessel die zur Aufrechterhaltung des normalen Wasserstandes erforderliche Veränderung der Speisewasserzufuhr zwar schnell, aber doch mit sanften L"bergängen herbeiführt.Device for regulating the processes involved in the evaporation of liquids in a container. In devices for regulating the processes during the evaporation of Liquids in a container are known to be part of the facility in one to accommodate outside of the container, but connected to the interior space. According to the invention, the different heat contents of liquid and vapor in this space enclosing an electrical line part by external cooling to generate a temperature difference and thus to change the line resistance of the electrical line part is used, so as to change the electromotive Use force to adjust an organ that regulates the processes of evaporation to be able to. Such a control device is not only reliable and sensitive in its effect, but above all has the advantage that it works without jolts, so z. B. as a water level controller for steam boilers to maintain the normal water level required change of the feed water supply although quickly, but it is brought about with gentle passages.

In Abb. i ist eine derartige Vorrichtung als Wasserstandregler für Dampfkessel veranschaulicht. Von der Höhe des normalen Wasserspiegels führt aus dem Kessel @ das Steigrohr b zu dem mit Kühlrippen ausgerüsteten Raum c. Dieser umschließt den in Windungen gelegten Leitungsteil d (Widerstanddraht) eines elektrischen Stromkreises, in den ein Elektromagnet mit dem Anker f eingeschaltet ist. Der Leitungsteil d ist zur Verbesserung der Wärmezuleitung in Transformatoröl eingebettet und zu diesem Zweck umkapselt.In Fig. I, such a device is illustrated as a water level controller for steam boilers. From the height of the normal water level, the riser pipe b leads from the boiler @ to the room c equipped with cooling fins. This encloses the coiled line part d (resistance wire) of an electrical circuit in which an electromagnet with the armature f is switched on. The line part d is embedded in transformer oil to improve the heat supply and encapsulated for this purpose.

Sinkt der Wasserspiegel unter das untere Ende des Steigrohres b, so tritt Dampf in den Raum c, während sich vorher Wasser in diesem befand. Hierdurch wird die Temperatur im Raum c erhöht, da sich dieser wegen des größeren Wärmeinhaltes des Dampfes langsamer abkühlt. Die Temperatur des Leitungsteiles d steigt, wodurch sein Leitungswiderstand wächst und die elektromotorische Kraft sich verringert. Das Drehmoment des Ankers f ist durch eine Feder h bestimmt, so daß beim Nachlassen der EMK der Anker dem Druck der Feder nachgibt und hierdurch eine Drehung der Ankerwelle entsteht, die irgendwie benutzt wird, um drehend auf die Einstellungsschraube des Reduzierventils h einzuwirken. -Zu diesem Zweck können irgendwelche Zwischengetriebe eingeschaltet sein. Das Reduzierventil k befindet sich in der zur Speisepumpe m führenden, vom Dampfkessel kommenden Dampfleitung n. Bei der dargestellten Ausführungsform ist angenommen, daß es sich um ein Dampfdruckreduzierventil nach dem System Royle handelt, bei welchem die Höhe des reduzierten Druckes von der Spannung zweier Federn abhängt, die durch eine Stellschraube verändert werden kann. Auf diese Stellschraube wirkt also die EMK drehend ein. Tritt infolge stärkerer Tätigkeit der Speisepumpe bei steigendem Wasserspiegel wieder Wasser in den Raum c über, so sinkt die Temperatur des Leitungsteiles d, wodurch sich der Leitungswiderstand verringert und die EMK vergrößert, die nun eine umgekehrte Drehung der Stellschraube des Reduzierventils veranlaßt.If the water level sinks below the lower end of the riser pipe b, steam enters the space c, while water was previously in it. This increases the temperature in room c, as it cools down more slowly because of the greater heat content of the steam. The temperature of the line part d rises, whereby its line resistance increases and the electromotive force decreases. The torque of the armature f is determined by a spring h , so that when the emf is released, the armature yields to the pressure of the spring and this causes a rotation of the armature shaft which is somehow used to rotate the adjustment screw of the reducing valve h. For this purpose, any intermediate gear can be switched on. The reducing valve k is located in the steam line n from the steam boiler leading to the feed pump m. In the embodiment shown, it is assumed that it is a steam pressure reducing valve according to the Royle system, in which the level of the reduced pressure depends on the tension of two springs which can be changed by means of an adjusting screw. The EMF has a rotating effect on this adjusting screw. If, as a result of increased activity of the feed pump, when the water level rises, water again flows into space c, the temperature of line part d drops, which reduces the line resistance and increases the EMF, which now causes the adjusting screw of the reducing valve to turn in the opposite direction.

Dieselben Grundeinrichtungen lassen sich zur Wasserstandsregelung in teilweise anderer Art oder auch für ähnliche Anwendungsfälle verwerten.The same basic equipment can be used for water level control Recycle in a partially different way or for similar applications.

Bei den nachstehend geschilderten Ausführungsformen ist immer wieder c der mit Kühlrippen versehene Raum, der den Leitungsteil mit veränderlichem Leitungswiderstand umschließt, und x die Vorrichtung, die zur Umsetzung der veränderlichen elektromotorischen Kraft in eine zur Beeinflussung eines Regelorgans dienende Bewegung bestimmt ist.In the embodiments described below is always c the space provided with cooling fins that contains the line part with variable line resistance encloses, and x the device that is used to implement the variable electromotive Force in a movement that is used to influence a regulating organ is determined.

Die Anlage nach Abb. z unterscheidet sich von der vorigen nur dadurch, daß die EMK nicht zur Bewegung eines Reduzierventils, sondern eines Absperrorgans dient, das in die Speiseleitung des Dampfkessels a eingeschaltet ist. Natürlich könnte ein solches Absperrventil, statt des Reduzierventils !z der Abb. i, auch in die zur Speisepumpe führende Dampfleitung eingeschaltet sein.The system according to Fig. Z differs from the previous one only in that that the EMF is not used to move a reducing valve, but a shut-off device serves, which is switched into the feed line of the steam boiler a. Naturally Such a shut-off valve could also be used instead of the reducing valve in FIG must be switched on in the steam line leading to the feed pump.

Abb.3 zeigt die zentrale Speisung einer Kesselbatterie, wobei zu jedem Kessel ein Raum c und eine Vorrichtung x gehört, welch letztere auf ein in jede .einzelne Speiseleitung eingeschaltetes Reduzierventil h einwirkt.Fig.3 shows the central supply of a boiler battery, with each Boiler belongs to a room c and a device x, the latter on one in each .Single feed line switched on reducing valve h acts.

In Abb. q. ist angedeutet, daß die veränderliche elektromotorische Kraft auch zur Bewegung einer Ein- und Ausrückvorrichtung o zum Ein- und Ausrücken der Speisepumpe benutzt werden könnte. Überhaupt könnte die :EMK zur Bewegung_ irgendeines An- und Abstellorgans irgendeiner Art von Speisepumpen Verwendung finden.In Fig.q. it is indicated that the variable electromotive Force also for moving an engaging and disengaging device o for engaging and disengaging the feed pump could be used. In general, the: EMF for movement_ could be anything An and Abstellorganans find any kind of feed pumps use.

Abb.5 zeigt, wie die Grundeinrichtung benutzt werden kann, um ein Druckreduzierventil beim Schwanken der Entnahmemengen oder des Anfangsdruckes selbsttätig zu regeln. Es ist als Beispiel wieder ein Reduzierventil nach System Royle angenommen. Der Raum c ist auf die Leitung p mit dem reduzierten Druck aufgesetzt. Bei schwankendem Anfangsdruck oder schwankenden Dampfentnahmen schwankt auch der Druck des Dampfes in dem Raum c. Da nun der Wärmeinhalt des Dampfes auch von seinem Druck abhängig ist, so werden sich im Raum c bei den Druckschwankungen verschiedene Temperaturen einstellen, sofern diese nicht ohnehin durch den verschiedenen Dampfdruck bedingt sind. Somit entsteht wiederum eine veränderliche EMK und damit eine entsprechende Drehung der Stellschraube i des Reduzierventils h. Demnach wird das Reduzierventil selbsttätig derart eingeregelt, daß der reduzierte Druck konstant erhalten bleibt. Es handelt sich also um die selbsttätige Regelung eines Druckreduzierventils und nicht, wie bisher, um die Benutzung des Reduzierventils zur Regelung der Speisung eines Dampfkessels o. dgl.Fig.5 shows how the basic setup can be used to create a Pressure reducing valve automatically when the withdrawal quantity or the initial pressure fluctuates to regulate. A reducing valve according to the Royle system is again assumed as an example. The space c is placed on the line p with the reduced pressure. With fluctuating Initial pressure or fluctuating steam withdrawals, the pressure of the steam also fluctuates in the room c. Since the heat content of the steam is also dependent on its pressure there will be different temperatures in space c due to the pressure fluctuations set, unless this is due to the different steam pressure anyway are. This in turn creates a variable EMF and thus a corresponding one Turning the adjusting screw i of the reducing valve h. Accordingly, the reducing valve automatically adjusted in such a way that the reduced pressure remains constant. So it is about the automatic regulation of a pressure reducing valve and not, as before, to use the reducing valve to regulate the supply a steam boiler or the like.

Abb. 6 deutet an, wie die Vorrichtung auch zur selbsttätigen Regelung der Entschlammung eines Dampfkessels benutzt- werden kann. Der Raum c befindet sich hierbei wieder über dem Kessel a, doch ist das zu ihm führende Steigrohr b bis. dicht über den Kesselboden herabgeführt, so daß bei überschreitung einer gewissen Schichtstärke Schlammwasser statt reinen Wassers in das Rohr b und in den Raum c gelangt. Wegen des verschiedenen Wärmeinhaltes von reinem Kesselwasser und Schlammwasser ergibt sich wiederum eine veränderliche EMK, die mittels der Vorrichtung x benutzt wird, um den Entschlammungshahn t zu öffnen und zu schließen.Fig. 6 indicates, like the device, also for automatic regulation the desludging of a steam boiler can be used. The room c is located here again over the boiler a, but the riser pipe leading to it is b bis. brought down just above the boiler floor, so that when a certain Layer thickness of muddy water instead of pure water in pipe b and in room c got. Because of the different heat content of pure boiler water and sludge water This again results in a variable EMF which is used by means of the device x to open and close the desludging valve t.

Abb. 7 zeigt die Verwendung der Vorrichtung zur Regelung der Erwärmung von Wasser-in einem Behälter t (Boiler). Es ist angenommen, daß die Erwärmung durch eine Dampfleitung u erfolgt, die in den Behälter t eingeführt ist. Das Steigrohr b des Raumes c ist bis zu einer Tiefe eingeführt, in der die gewollte Endtemperatur des Wassers herrscht. Schwankungen dieser Temperaturen haben auch schwankende Temperaturen im Raum c zur Folge, so daß hierdurch eine veränderliche EMK eintritt und vermittels der Vorrichtung c die verschiedene Einstellung des Reduzierventils h, das in die Dampfleitung u eingeschaltet ist, erfolgt. In diesem Falle sind Kühlrippen am Raum c entbehrlich, da es nicht auf die Erzielung einer verschiedenen Temperatur durch Abkühlung entsprechend einem veränderlichen Wärmeinhalt ankommt. Der Raum c wäre evtl. sogar außen gegen Wärmeaustausch zu isolieren. Wird aber .im Behälter t ein Kochprozeß durchgeführt, so käme gegebenenfalls, wie bei dem Dampfkessel nach Ab.b. i, die Verwertung des verschiedenen Wärmeinhaltes von Dainpf und Wasser und damit auch die Anordnung von Kühlrippen am Rauin c in Betracht. In jedem Fall wird also die zugeleitete Dampfmenge geregelt. Selbstverständlich läßt sich die Regelung auch bei Behältern anbringen, deren Inhalt durch ein anderes Heizmittel als Dampf erwärmt wird.Fig. 7 shows the use of the device for regulating the heating of water in a container t (boiler). It is assumed that the heating takes place through a steam pipe u inserted into the container t. The riser pipe b of the room c is inserted to a depth in which the desired final temperature of the water prevails. Fluctuations in these temperatures also result in fluctuating temperatures in space c, so that as a result a variable EMF occurs and, by means of the device c, the various setting of the reducing valve h, which is switched on in the steam line u , takes place. In this case, there is no need for cooling fins in space c, since it is not important to achieve a different temperature by cooling according to a variable heat content. Room c might even have to be insulated from the outside against heat exchange. If, however, a boiling process is carried out in the container t, as in the case of the steam boiler according to Fig.b. i, the utilization of the different heat content of steam and water and thus also the arrangement of cooling fins on the Rauin c into consideration. In any case, the amount of steam supplied is regulated. Of course, the control can also be applied to containers whose contents are heated by a heating medium other than steam.

Abb.8 schließlich zeigt die Verwendung der Vorrichtung als Zugregler bei einem Dampfkessel in der Weise, daß die sonst wie bei Abb. i ausgebildete Vorrichtung benutzt wird, um mittels eines Gestänges y einen Schieber z o. dgl. im Rauchkanal mehr oder weniger zu öffnen. Das Steigrohr b braucht hierbei aber nicht gerade bis zum normalen Wasserspiegel zu reichen. Es kann im Dampfraum oder im Wasserraum des Kessels münden, wobei dann die verschiedenen Temperaturen des Dampfes oder Wassers, die mit den verschiedenen Drucken zusammenhängen, als Maßstab für den regelnden Heizvorgang verwertet werden.Finally, Fig. 8 shows the use of the device as a tension regulator in the case of a steam boiler in such a way that the device otherwise designed as in Fig. i is used to by means of a rod y a slide z o. The like. In the smoke channel more or less open. The riser pipe b does not need to go straight up to this to reach the normal water level. It can be in the steam room or in the water room of the Open into the boiler, whereby the different temperatures of the steam or water, which are related to the various pressures, as a yardstick for the regulating one Heating process can be recovered.

In allen Fällen ist die Einrichtung, daß sich das durch die veränderliche elektromotorische Kraft zu überwindende Drehmoment durch die Feder !t oder daß sich überhaupt der durch die elektromotorische Kraft zu überwindende Widerstand regeln läßt, von besonderer Bedeutung, weil hierdurch die gesamte Anlage innerhalb weiter Grenzen den jeweiligen örtlichen Verhältnissen angepaßt, also eingeregelt werden kann. Wäre die Feder lt oder eine ähnliche den von der EMK zu überwindenden Widerstand regelnde Vorrichtung nicht vorhanden, so müßte, j e nach der den Raum c umgebenden Außentemperatur und je nach den sonstigen die Temperatur des in den Raum c eingeschlossenen Leitungsteiles beeinflussenden Umständen, der elektrische Leitungswiderstand bei jeder jeweils mit der Regelvorrichtung auszurüstenden Kesselanlage geändert werden, während jetzt diese Anpassung an die örtlichen Verhältnisse unter Beibehaltung desselben.Leitungswiderstandes allein durch verschiedene Einstellung der Feder lt o. dgl. ermöglicht wird.In all cases the facility is that this is characterized by the changeable electromotive force to be overcome torque by the spring! t or that regulate the resistance to be overcome by the electromotive force lets, of particular importance, because it continues the entire system within Boundaries adapted to the respective local conditions, i.e. regulated can. Would the spring or a similar one be the resistance to be overcome by the EMF regulating device does not exist, so it would have to, depending on the one surrounding the room c Outside temperature and, depending on the others, the temperature of the one enclosed in room c Line part influencing circumstances, the electrical line resistance each boiler system to be equipped with the control device can be changed, while now this adaptation to the local conditions while maintaining the same line resistance is made possible solely by different settings of the spring o.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for regulating the processes during evaporation of liquids in a container (water level regulator, temperature regulator, draft regulator etc.) with one lying outside the container, but connected to its interior Space, characterized in that the different heat content of liquid and Steam in this space enclosing an electrical line part through external Cooling to generate a temperature difference and thus to change the Line resistance of the electrical line part is utilized, so as to reduce the risk of this changed electromotive force to adjust one of the processes during evaporation to be able to use regulating organ. Control device according to claim i, characterized in that that the outside of the space surrounding the electrical line part (e.g. by cooling fins) the heat dissipation and thus the generation of the temperature difference has beneficiary education. 3. Control device according to claim i, characterized in that that z. B. by an adjustable spring the working resistance, which the `electromotive Force has to be overcome, and thereby controllably influences the entire control process will. ¢. Control device according to claim i, characterized in that the electrical Line part does not come into direct contact with liquid and vapor, but into a liquid which improves the conduction of heat, e.g. B. transformer oil, embedded is. 5. Control device according to claim i, characterized in that the variable electromotive force for setting an in the supply line of the equipment (e.g. in the steam line of the feed pump) switched on reducing valve is used will. 6. Control device according to claim i for controlling the desludging of a steam boiler, characterized in that the interior of the steam boiler with the electrical The space surrounding the pipe part is led down to just above the bottom of the boiler Riser pipe is connected and the various' \ @ "contents of sludge water and pure water to change the electrical line resistance and thus is used for various settings of a desludging device.