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Einrichtung zur Aufrechterhaltung des Wasserstands in Dampfkesseln
mit einem zwischen zwei Drosselvorrichtungen gelegenen Regelraum Die Erfindung betrifft
eine weitere Ausbildung .einer Einrichtung zur Aufrechterhaltung des Wasserstands
in Dampfkesseln nach Patent q.i.l3zo. Bei einer solchen Einrichtung wird eine die
Speise-,vasserzufuhr zum Kessel. beeinflussende Regelvorrichtung in Abhängigkeit
von den Druckunterschieden in einem zwischen zwei Drosselvorrichtungen gelegenen
Regelraum verstellt, in dem ein verschiedener Druck herrscht, je nachdem ob in die
vor dem Regelraum angeordnete, an den Dampfkessel. angeschlossene Drosselvorrichtung
Dampf oder Wasser übertritt.
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Die Erfindung besteht in erster Linie darin, daß die dem Regelraum
vorgeschaltete Drosselvorrichtung nach Art einer Labyrinthdichtung ausgebildet ist.
Durch die Labyrinthdichtung kann nur eine geritage Gewichtsmenge Dampf übertreten,
die beim Austritt aus der Dichtung irn wesentlichen in flüssigen Zustand übergegangen
ist, da der Dampf bereits in den Labyrinthgängen kondensiert. Die sich bildende
geringe Kondensatmenge vermag ungehindert aus dein Regelraum durch die hinter ihm
angeordnete Drosselvorrichtung abzufließen. Erreicht aber der Wasserstand im Kessel
eine solche Höhe, daß in die LabyrinthdIohtung Wasser überfließt, so wird infolge
der bekannten Eigenschaft einer Labyrinthdchtung, daß sie dem Durchtritt des Wassers
einen weit geringeren Widerstand entgegensetzt als dem Durchtritt von Dampf, eine
gewisse Wassermenge unter Druck in den Regelrauen einströmen. Infolgedessen steigt.
der Druck in dem Regelraum verhältnismäßig hoch, das die Speisewasserzufuhr beeinflussende
Regelorgan wird verstellt und die Speisewasserzufuhr zum Kessel gegebenenfalLs ganz
abgesperrt. Die neue Einrichtung besitzt zunächst den Vorteil, daß für die Verstellung
der Regelvorrichtung ein erhebliches Druckgefälle zur Verfügung steht. Ferner ist
der Wärmeverbrauch durch den Regelvorgang sehr gering, da ein nennenswertes Abströmen
von Dampf nicht stattfindet..
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Eine besonders vorteilhafte bauliche Ausführungsform der neuen Einrichtung
kann dadurch erhalten werden, daß man den Reglerkolben, der die Speisewasserzufuhr
zum Kessel regelt, gleichzeitig als Drosselorgan für die Abflußleitung des Regelraumes
benutzt. Zu diesem Zweck wird der Reglerkolben in seinem Zylinder nicht dicht schließend
geführt, sondern er erhält in seiner Führung so viel Spiel, daß er den Austritt
von Wasser aus dem Regelraum drosselt, aber nicht vollständig verhindert.
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Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand
beispielsweise
dargestellt. Abb. i zeigt, entsprechend der Abb. i der Patentschrift 41432o, das
Schema der Einrichtung. In Abb.2 ist der Regelraum mit den zugehörigen Drosselvorrichtungen
in größerem Maßstahe in einem senkrechten Mittelschnitt dargestellt. Abb. 3 ist
ein Querschnitt nach A-B der Abb.2; Abb. 4 zeigt einen Teil der Abb. 2 in noch größerem
Maßstabe, und Abb.5 ist ein Querschnitt nach C-D der Abb.4, von unten gesehen.
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In Abb. i ist mit i der Kessel bezeichnet, dessen Wasserstand in der
normalen Wasserstandshöhe 2 aufrechterhalten werden soll, und mit 3 die in Höhe
dieses Wasserstandes angeschlossene, mit einem Absperrventil 21 versehene Leitung,
die zu der vor dem Regelraum angeordneten Drosselvorrichtung führt. 13 ist die Dampfzuleitung
zum Dampfzylinder 14 der Speisepumpe 15. 16 ist die Saugleitung, 17 die Druckleitung
der Speisepumpe und 18 die an die Saugleitung 16 der Pumpe angeschlossene Abflußleitung
des Regelräumesi. Die beiden Drosselvorrichtungen, der Regelraum und die die Speisewasserzufuhr
beeinflussende Reglervorrichtung bilden einen einheitlichen Apparat, dessen Gehäuse
aus zwei Hauptteilen zusammengesetzt ist. Im oberen Gebäusetei122 befindet sich
die Labyrinthdichtung (Abb. 2 und 3), .die aus ineinandergesetzten KegelstüCken
23, 24, 25, 26 besteht, deren aneinander anliegende Kegelflächen mit schraubenförmigen
Nuten versehen sind, die einen fortlaufenden Labyrintb;gang ergeben. Das äußere
Kegelstück 23 stützt sich mit einem Bund 27 gegen den oberen Rand des Gehäuses 22
und wird durch einen Decke 28 gehalten, der mit einem am Gehäuse 22 befestigten
Ringflansch 29 durch Schrauben 30 verbunden ist. Durch den Deckel 28 ist
die Leitung 3 hindurchgeführt. Zwischen dem Deckel 28 und dem inneren Kegelstück
26 ist eine Schraubenfeder 31 angeordnet, welche die Kegelstücke der Labyrinth.dichtung
in der richtigen gegenseitigen Lage hält, bei der sie oben zusammen mit dem Decke128
einen stufenförmig abgesetzten Raum 32 bilden und unten stufenförmig in einen am
unteren Ende des Gehäuseteiles 22 gelege; nen Hohlraum 33 hineinragen. Dieser HohlraLfm
33 bildet den eigentlichen Regelraum. Mit einem am unteren Ende des Gehäuseteiles
22 befestigten Ringflansch 34 ist der Flansch 35 eines Zylinders 36 durch Schrauben
37 lösbar verbunden. Zwischen den beiden Flanschen 34, 35 ist ein Zwischenboden
38 eingespannt, der in der Mitte eine halbkugelförmige, mit einer Bohrung 39 versehene
Wölbung 4o aufweist. In denn Zylinder 36 ist Qm Reglerkolben 41 verschiebbar, dessen
Führung so ausgebildet ist, daß zwischen dem Kolben und seiner Lauffläche im Zylinder
.ein geringes Spiel vorhanden ist (Abb.4). Das Zylindergehäuse ist nach Art eines
sogenannten Laternenrahmens ausgebildet. Die Zylinderbohrung 42 ist an ihrem unteren
Ende durch eine in den Zylindermantel eingeschraubte Büchse 43 verschlossen, die
ihrerseits eine Stopfbüchse 44 aufnimmt. Das in das Laternenfenster vorstehende
Ende der Büchse 43 ist als Sechskantmutter 45 (Abb. 5) ausgebildet. Auf diese Mutter
paßt der Ausschnitt des kreisringförmigen Maules 46 eines Schlüssels 47, der am
Zylindermantel 36durch eine Schraube 48 festgelegt werden kann. Das untere Ende
49 des ist mit ,einer Querbohrung 5 0 versehen, an welche sich von beiden
Seiten die zum Dampfzylinder der Kesselspeisepumpe führende Dampfleitung 13 anschließt.
In diese Querbohrung 5o ragt das als Abschlußorgan 5 i ausgebildete untere Ende
.der Kolbenstange 52, die sowohl. iri der Stopfbüchse 44 als auch in einer in den
Gehäuseteil 49 eingesetzten StopfbücUse 53 geführt ist. Innerhalb der Zylinderbohrung
42 ist auf der Kolbenstange 52 eine Schraubenfeder 54 angeordnet, die bestrebt ist,
den Reglerkolben in seiner oberen Stellung zu halten, in welcher die Dampfleitung
13 offen ist. An das untere Ende der Zylinderbohrung 42 ist die Abflußleitung 18
angeschlossen, die zur Saugleitung der Kesselspeisepumpe führt. In die Leitung 18
ist ein Drosselventil 55 und ein Schaugläs 56 eingeschaltet.
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Die Einrichtung arbeitet wie folgt: Liegt der Wasserstand im Kessel
i unter der Anschlußöffnung der Leitung 3, so strömt durch diese Leitung Dampf in
die labyrinthartige Drosselvorrichtung, in deren Labyrinthgängen er sich entspannt
und kondensiert. Der geringen Dampfmenge, die in die Gänge der Drosselvorrichtung
;überzutreten vermag, entspricht auch eine ganz geringe Kondenswassermenge, die
ohne Druck in Tropfenform in den Raum 33 abfließt. Der untere Teils dieses Raumes
dient ebenso wie der über den Kegelstücken der Labyrintlidichtung gelegene Raum
32 als Schlammfänger. Hat das Wasser im Raum 33 die Höhe der Wölbung 40 des Zwischenbodens
38 erreicht, -so Fließt es durch die Bohrung 39 ab und tritt, da zwischen dem Reglerkolben
41 und der Lauffläche des Zylinders 36 Spiel. vorhanden ist, -in die Zylinderbohrung
42 über, um durch die Leitung 18 abzufließen. Bei diesem Abfließen des Kondenswassers
wird auf den Reglerkolben 41 kein oder allenfalls nur ein so geringer Druck ausgeübt,
daß der Druck der Feder 54 nicht überwunden wird und der Kolben 41 in seiner höchsten
Stellung verbleibt, bei welcher der Dampf durch die Leitung 13 freien
Durchtritt
zur Speisewasserpumpe hat. Es wird also die maximale Speisewassermenge gefördert.
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Beim Steigen des Wasserstandes im Kessel i gelangt neben dem Dampf
auch Wasser in die Drosselvorrichtung. Infolge der Eigenschaft der Labyrinthdichtung,
dem Durchgang des Wassers einen weit ,geringeren Widerstand entgegenzusetzen als
dein Dampf, wird der Druck auf den Reglerkolben erhöht und dieser abwärts bewegt,
wodurch die Dampfzufuhr zur Speisewasserpumpe gedrosselt wird. Tritt schließlich
durch die Leitung 3 lediglich Wasser in die Drosselvorrichtung über, so wirkt der
Kesseldruck abzüglich des Reibungswiderstandes in der Labyrinthdichtung auf den
Reglerkolben 41, und die Dampfzufuhr zur Pumpe wird ganz abgestellt. Sobald der
Wasserspiegel im Kessel wieder sinkt, wird auch der Druck auf den Reglerkolben wieder
geringer.
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Durch das Ventil 21 kann der Dur.chflußquerschnitt der Leitung 3 und
durch das Ventil 55 der Durchflußquerschnitt der Abflußlei; tung 18 eingestellt
werden. Es läßt sich auf diese Weise erreichen, daß die Vorrichtung so gut wie stoßfrei
arbeitet. Damit möglichst wenig Dampf in der Labyrinthdichtung kondensiert, wird
ihr Gehäuse zweckmäßig mit einem Wärmeschutz versehen. Da die durch die Vorrichtung
fließende Wassermenge auf jeden Fall nur gering ist, so wird auch bei hartem Wasser
nur ein geringer Ansatz von Kesselstein stattfinden. Eine Gefahr, daß sich die Vorrichtung
verstopft, ist deshalb so gut wie ausgeschlossen. An dem Schauglas 56 kann man das
ordnungsgemäße Arbeiten der Vorrichtung beobachten, und es läßt sich auch erkennen,
wie weit bei kesselsteinhaltigem Wasser .etwa eine Verschmutzung der Dampf-und Wasserwege
eingetreten ist.
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Der Aufbau des Apparates ist sehr einfach und gestattet, ihn zwecks
Reinigung bequem auseinanderzunehmen. Man hat nur nötig, die Verschraubung unterhalb
des Absperrventils 21 zu lockern und die Flanschenschrauben 30 zu entfernen, um
durch Abnahme des Dekkels 28 die Labyrinthdichtung zugänglich zu machen. Die Kegelkörper
können dann ohne weiteres herausgehoben und durch Aufstoßen der stufenförmig übereinander
herausragenden unteren Enden voneinander getrennt werden. In entsprechender Weise
l:äßt sich durch Entfernen der Flanschenschrauben 37 der Reglerkolben 41 -schnell
und mühelos ausbauen. Die Spannung der auf den Reglerkolben 41 einwirkenden Feder
54 kann während des Betriebes mittels des Schlüssels 47 eingestellt werden. Die
Laternenöffnung des Gehäuses und die ringförmige Ausbildung des Schlässelmaules
gestatten das Abziehen, Wiederaufsetzen und Drehen des Schlüssels. Nach erfolgter
Einstellung wird die Büchse 43 durch den am Zylinder 36 festgelegten Schlüssel 47
gesichert.