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Windkesselartiger Stoßdämpfer für Flüssigkeitsleitungen. Der Gegenstand
der Erfindung betrifft einen windkesselartigen Stoßdämpfer für Flüssigkeitsleitungen,
insbesondere für Speiseleitungen von Dampfkesseln mit Rauchgasvorwärmern, zur Aufnahme
der in Flüssigkeitsleitungen eintretenden Schläge und Stöße.
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Es ist bekannt, daß in Flüssigkeitsleitungen durch plötzliches Abbremsen
der Flüssigkeitsmasse der örtlich zulässige, statische Druck durch den dadurch auftretenden
dynamischen Druck weit überschritten wird, was in vielen Fällen zu Zerstörungen
in Ekkonomisern sowie der eigentlichen Leitung nebst den eingebauten Einrichtungen
führt. Um diesem Übelstande abzuhelfen bzw. vorzubeugen, wurden bisher die Ekkonomiser
oder die betreffenden Rohrleitungen an entsprechenden Stellen mit gewichts- oder
federbelasteten Sicherheitsventilen versehen, die jedoch infolge der durch ihre
Bauart bedingten Bewegungsträgheit entweder gar nicht oder erst nach Auftreten der
Schläge in Tätigkeit traten, da der Zeitraum eines vorkommenden Schlages nur den
Bruchteil einer Sekunde umfaßt. Es wurden weiterhin Windkessel, Kolbenventile usw.
nach bekannter Art eingebaut, die den Zweck mehr oder weniger oder gar nicht erfüllten.
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Vorstehende Erfindung beseitigt restlos diese Übelstände und ist die
Einrichtung auf der Zeichnung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt Abb. r
die Einrichtung mit außen angebrachtem Verdampfer, Abb. a die Einrichtung mit innen
eingebauter V erdampfschlange.
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Die Einrichtung, Anordnung und Wirkungsweise ist folgende: In Abb.
r besteht die Einrichtung aus einem starken Behälter a, einem außen angebrachten
Verdampfer b mit
eingebauter Dampfheizschlange c, Dampfumführungsleitung
d und Wasserzuflüßleitung e, eingelegtem, freibeweglichem Schwimmer f, Wasserstandsanzeiger
g und Anschlußstutzen hl, h2.
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Der Stoßdämpfer wird am Orte der größten dynamischen Druckwirkung,
zweckmäßig am Ende einer Speiseleitung bzw. eines Ekkonomisers, mit seinen Stutzen
hl, li2 eingebaut Da das Speisewasser die Einrichtung durchfließt, steht sie ständig
unter dem jeweiligen Pumpendruck. Wird die Einrichtung in Betrieb genommen, so wird
die Schlange c mit überhitztem Dampf gespeist, welcher seine Llberhitzungsternperatur
an das Speisewasser abgibt, wodurch dieses verdampft wird.
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Der erzeugte Dampf steigt aus dem Verdampfer b nach oben und gelangt
durch die Rohrleitung d in den oberen Teil des Behälters a, in welchem er das Wasser
allmählich, entsprechend der Dampfentwicklung, bis auf die Höhe des Wasserspiegels
im Verdampfer herabdrückt. Der Abdampf aus Schlange c kann weiteren Verbrauchszwecken
zugeführt werden. `ummehr ist der Stoßdämpfer in betriebsfertigem Zustand. Tritt
jetzt ein dynamischer Schlag oder Stoß auf, so wirkt der im Behälter a geschaffene
Dampfraum als federndes Polster oder Kompensator, welcher den Stoß aufnimmt und
in sich vernichtet. Die verbrauchte Dampfmenge setzt sich, abgesehen von der erstmaligen
Erzeugung nur aus Kondensationsverlusten durch Berührung der Außenwandungen und
des Wasserspiegels zusammen. Um diese Verluste auf ein Mindestmaß zu beschränken,
ist der obere Teil des Behälters a gut isoliert, während zur Vermeidung der direkten
Berührung der Dampf- und Wasserfläche ein einfacher geschlossener Flachschwimmer
f eingebracht ist, welcher eine Isolierschicht zwischen Dampf und Wasser bildet.
Zu gleichem Zweck kann in Säureleitungen ein Schwimmer aus Seifenstein nach bekannter
Art angewenriet werden.
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In Abb. a ist die Verdampfschlange c direkt in den Stoßdämpfer eingebaut.
Das Wasser kann hierbei die Einrichtung durchfließen oder am . Endpunkte der Leitung
eingebaut werden, wie punktiert angedeutet. Sonst ist die Wirkung die gleiche wie
vorbeschrieben.
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Die Einschaltung der Schlange c kann auch selbsttätig mit der der
Pumpe erfolgen. Um unnötigem Dampfverbrauch vorzubeugen, kann der Wasserspiegel
im Behälter a ein Ventil o. dgl. auf bekannte Art bewegen, welches das Offnen und
Schließen eines Dampfabsperrventiles an Schlange c selbsttätig bewirkt. Hat der
Wasserspiegel seinen niedrigsten Wasserstand erreicht, so ist das einstellbare Dampfventil
so weit geschlossen, daß es beispielsweise nur diejenige Dampfmenge durchläßt, welche
der Kondensationsverlust bedingt. Steigt der Wasserspiegel durch irgendwelche Ursache,
so öffnet sich dasDampfventil mehr oder weniger usw.
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Die Stärke und Masse der dynamischen Stöße ist durch drei Funktionsgrößen
gegeben: der Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstromes, des Rohrquerschnittes und
der Flüssigkeitsmasse. Da diese Größen in jedem Fall veränderlich sind, so ist zur
Erreichung des nötigen Kompensationsvermögens ebenfalls ein veränderliches Volumen
des Dampfpolsters, welches außerdem noch abhängig vom statischen Druck ist, erforderlich.
Aus Fabrikationsgründen würden nun derartige Einrichtungen in Serien für Maximalleistungen
hergestellt werden, was jedoch unnötigen Dampfverbrauch zur Folge haben würde.
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Mittels der vorliegenden Erfindung ist auf leichte Art ein veränderliches
Dampfvolumen von genügender praktischer Genauigkeit zu erzielen. Der gesamte Verdampfer
b (Abb. i) ist beispielsweise derart eingerichtet, daß er in verschiedene Höhenlagen
zum Behälter a_ gebracht werden kann; hierdurch ist ohne weiteres ein Heben und
Senken des Wasser--Spiegels in -a und--damit- - ein-veränderiiehe5 Dampfvolumen
gegeben.
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Mittels des Anzeigeglases g ist der jeweilige Wasserstand zu beobachten
bzw. einzustellen.
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Die Erzeugung des nötigen Dampfes kann auch durch Elektrizität, brennbare
Gase oder sonstige Wärmequellen erfolgen.