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Wasserstandsanzeiger Die Erfindung betrifft eine durch Schwimmer betätigte
Vorrichtung zum Anzeigen bzw. Regeln des Wasserstandes von Dampfkesseln u. dgl.
und besteht darin, daß der Schwimmer auf ein im Kessel o. dgl. angeordnetes, gegen
den Druck im Innern des Kessels abgedichtetes nachgiebiges Rohr einwirkt, das mit
seinem einen Ende in der Wandung des Kessels o. dgl. fest eingespannt ist, so daß
die aus den Auf- und Abwärtsbewegungen des Schwimmers sich ergebende Kraft eine
Lagenänderung des Rohres hervorruft, die durch die Wand des Kessels hindurch auf
eine außerhalb des Kessels befindliche Anzeigevorrichtung bzw. das Organ zur Regelung
des Speisewasserzuflusses durch ein Zwischenglied, z. B. einen mit dem nachgiebigen
Rohr verbundenen Metallstab o. dgl., übertragen wird.
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Hierbei kann die Anordnung so getroffen sein, daß durch die Einwirkung
des Schwimmers auf das freie Ende des nachgiebigen Rohres dieses Rohr eine Verdrehung
oder Verbiegung erfährt.
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Vorteilhaft wird außer dem eigentlichen Betätigungsschwimmer noch
ein mit diesem durch einen schwingbar gelagerten zweiarmigen Waagebalken verbundener
Ausgleichschwimmer vorgesehen, durch welchen die Einwirkung der verschiedenen spezifischen
Gewichte des Wassers bei den verschiedenen Drücken aufgehoben wird. Soll die Vorrichtung
nicht zum Anzeigen, sondern zum Regeln des Wasserstandes benutzt werden, so wird
die Übertragung der Drehbewegung des mit dem Verdrehungsrohr in dem Dampfkessel
o. dgl. verbundenen Metallstabes auf das Regelorgan für die Zuführung des Speisewassers
vorteilhaft durch ein Stahlband o. dgl. bewirkt, welches auf ein zweites Verdrehungsrohr
einwirkt, dessen Verdrehung durch einen mit ihm verbundenen Metallstab o. dgl. auf
das Speiseregelorgan übertragen wird.
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Die Zeichnung stellt einige beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
dar. Die Abb. i und a zeigen einen Wasserstandsanzeiger in der Obertrommel des Dampfkessels
im Querschnitt und Längsschnitt durch die Trommel; die Abb. 3 bis 5 zeigen Einzelheiten
hierzu; die Abb.6 zeigt im Querschnitt durch eine Dampfwassertrommel eine Vorrichtung
zum Regeln des Wasserstandes in dieser Trommel; die Abb. p und 8 bezeichnen Einzelheiten
hierzu; die Abb. 9 zeigt im Querschnitt eine zweite Ausführungsform eines Wasserstandsanzeigers;
die Abb. io zeigt die Anzeigevorrichtung und deren Lagerung an der Trommel in größerem
Maßstab; die Abb. i i zeigt die Anordnung der Schwimmer.
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In der Dampfwassertrommel i eines Dampfkessels ist ein Schwimmer 2
angeordnet, der mit einem zweiten Schwimmer 3 durch einen
Waagebalken
4 verbunden ist (Abb. 2). Dieser Waagebalken 4 ist mit einem Längsschlitz 34 versehen,
dann auf das Rohr 6 aufgeschoben und durch Schrauben 5 (Abb. 5) auf dem inneren
freien Ende dieses nachgiebigen Rohres 6 festgespannt, mit welchem an diesem Ende
ein Metallstab 7 durch Verschweißen o. dgl. verbunden ist (vgl. Abb. 4), während
das andere Ende dieses Rohres 6 fest eingespannt ist. Wie sich aus Abb. 3 ergibt,
ist mit diesem Ende durch Verschweißen oder in anderer Weise ein Pfropfen 8-verbunden,
der durch eine überwurfmutter 9 mit Gegenmutter dichtend gegen ein Schutzrohr io
geprellt wird, welches in die Wandung der Trommel i eingewalzt ist und das Rohr
6 mit der Spindel 7 umgibt. Auf dem äußeren; über die Überwurfmutter 9 vorstehenden
Ende des Rohres 6 ist das Gehäuse einer Anzeigevorrichtung i i vermittels einer
Stellschraube 12 so befestigt, daß es auf diesem Rohr 6 gedreht und in der gewünschten
Lage durch die Schraube 12 festgestellt werden kann. Die Spindel 7 ist durch das
Rohr 6 nach außen und in das Gehäuse der Anzeigevorrichtung i i hineingeführt und
mit dem Zeiger derselben zur Vergrößerung des Ausschlagwinkels durch :eine geeignete
Übersetzung, z. B. i : 16, verbunden. Die Schwimmer 2, 3 werden vorteilhaft mit
je einem Gehäuse 13 bzw. 14 zur Beruhigung des Wasserspiegels umgeben. Der Schwimmer
3 dient zum Ausgleich des Betätigungsschwimmers 2 und hat die gleiche Wasserverdrängung
wie dieser. Das Hebelübersetzungsverhältnis des Waagebalkens 4 zwischen den beiden
Schwimmern 2, 3 beträgt vorteilhaft 2 : 1; so daß der Betätigungsschwimmer 2 etwa
bis zur Hälfte eintaucht. Der Ausgleichschwimmer 3 ist dauernd unter der Wasseroberfläche.
Durch diesen Ausgleich wird die Einwirkung der verschiedenen spezifischen Gewichte
des Wassers bei den verschiedenen Drücken aufgehoben. Zur genauen Einstellung der
Schwimmer 2, 3 an dem Waagebalken 4 dienen Stellschrauben 15 (Abb. 2). Der Wasserstandsanzeiger
kann sowohl quer zur Trommel wie auch in der Längsrichtung der Trommel angeordnet
sein.
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Bei höchstem und niedrigstem Wasserstand wird der Betätigungsschwimmer
2 infolge der gegenwirkenden Verdrehungskraft des Rohres 6 nicht mehr bis zur Hälfte
in das Wasser eintauchen. Alsdann ergibt sich eine Fehlanzeige, die jedoch so gering
ist, daß sie praktisch vernachlässigt werden kann.
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Die Wirkungsweise des Wasserstandsanzeigers gemäß der Erfindung ist
folgende: Beim Steigen oder Fallen des Wasserspiegels in der Trommel i hebt oder
senkt sich auch der Betätigungsschwimmer 2 und umgekehrt der Aüsgleichschwimmer
3. Bei diesen Auf-und Abwärtsbewegungen des Schwimmers 2 wird durch den Waagebalken
4. das einseitig eingespannte Röhr 6 verdreht, und durch diese Verdrehung wird die
mit dem Röhr 6 verbundene, vorteilhaft aus gehärtetem Stahl bestehende Spindel 7
in . Drehung versetzt, welche unter Ver`vendung eines geeigneten Übersetzungsverhältnisses
von z. B. i : 16 auf den Zeiger der Anzeigevorrichtung i i übertragen wird.
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Bei der Ausführungsform nach Abb:6 bis 8 ist die Spindel 7 außerhalb
des aus der Trommel r herausragenden Endes des Verdrehungsrohres 6 mit einer Büchse
16 verbunden, auf der durch einen Bund 17 und eine Schraube 18 ein Stahlband
i9 befestigt ist. Dieses Band geht nach einem zweiten Verdrehungsrohr 2o, welches
in ähnlicher Weise wie das erste ausgebildet, d. h. also einseitig festgespannt
ist, und zwar am Gehäuse 21 des Speiseregelventils 22. Mit -dem freien Ende des
Rohres 2o; an welchem das Stahlband i9 befestigt ist, ist eine Metallspindel 23
verbunden. die durch eine Kulisse 24. auf das Regelventil 22 für die Zuführung des
Speisewassers nach dem Kessel einwirkt. 25 ist die Zu- und 26 die Ableitung dieses
Ventils. Bei Verdrehung des oberen Verdrehungsrohres 6 wird durch die Metallspindel
7 und das Metallband ig auch das untere Verdrehungsrohr 2o verdreht, und durch die
mit diesem verbundene Spindel 2,3 wird das Regelventil 22 je nach der Verdrehungsrichtung
des oberen Verdrehungsrohres 6 mehr oder weniger geöffnet bzw: geschlossen.
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In dem Fall des Wasserstandsreglers ist es selbstverständlich erforderlich,
das Verdrehungsrohr und ebenso die mit diesem verbundene Spindel etwas stärker auszuführen
als im Falle des Wasserstandsanzeigers. Auf der Büchse 16 ist zwischen dem Bund
17, an welchem das Metallband i9 befestigt ist, und der Überwurfmutter 9 eine als
Rutschkupplung wirkende Scheibe 27 aus geeignetem Material eingeschaltet, deren
Widerstandsmoment durch eine auf der Büchse 16 angeordnete Schraubenfeder 28 vermittels
einer Stellmutter 29 eingestellt werden kann. Mit Hilfe dieser Einrichtung wird
auch das höchstzulässige Drehmoment, das im allgemeinen aber nicht benötigt wird,
zum Verstellendes Regelventils 22 (einschließlich der Überwindung des Widerstandes
der Drehstopfbüchse für dieses Ventil, falls eine solche vorhanden ist, die im vorliegenden
Fall durch die Anwendung des Verdrehungsrohres 2o mit der Spindel 23 vermieden wird)
hervorgebracht: Ferner ist es bei dieser Anordnung möglich, den Speiseraum des Kessels
vom niedrigsten bis zum höchsten Wasserstand
bei Belastungsschwankungen
auszunutzen. Wird z. B. angenommen, der Kessel sei etwa bis zum mittleren Wasserstand
aufgespeist, so wird, wenn nunmehr eine verstärkte Dampfentnahme eintritt, das Regelventil
22 zunächst nicht weiter öffnen. Erst wenn durch den absinkenden Betätigungsschwimmer
2 das Widerstandsmoment der Rutschkupplung 27 überschritten wird, so wird das Regelventil
22 entsprechend dem Absinken des Wasserstandes betätigt bzw. weiter öffnen. Bei
Erreichen des niedrigsten Wasserstandes ist das Regelventil 22 dann vollkommen geöffnet.
Nunmehr findet ein verstärktes Aufspeisen des Kessels statt. Läßt die Dampfentnahme
nach, so wird das Regelventil 22 zunächst geöffnet bleiben. Erst wenn der mittlere
Wasserstand wieder erreicht ist, wird das Reglerventil 22 entsprechend dem ansteigenden
Wasserstand geschlossen, da nunmehr das Drehmoment der Rutschkupplung 27 nach der
anderen Seite hin überschritten wird. Bei Erreichung des höchsten Wasserstandes
schließt das Reglerventil 22 vollkommen ab. Vorteilhaft wird das Reglerventil als
entlasteter Kolbenschieber ausgebildet. Das zweite Verdrehungsrohr 2o mit der Spindel23
ersetzt bei dein dargestellten Ausführungsbeispiel, wie gesagt, die sonst übliche
Drehstopfbüchse für das Reglerventil.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 9 bis i i ist das freie innere
Ende des nachgiebigen Rohres 6 so mit dem Betätigungsschwimmer 2 verbunden, daß
es bei dessen Auf- und Abwärtsbewegung nicht eine Verdrehung, sondern eine Verbiegung
erfährt. Es ist wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel zu diesem Zweck an dem einen
Ende fest eingespannt, und zwar in einem in der Wand der Trommel i befestigten Stutzen
30, und an dem anderen Ende greift, wie gesagt, der Betätigungsschwimmer 2 an. Mit
dein nachgiebigen Rohr 6 ist die Metallspindel 7 verbunden, welche durch das Rohr
6 nach außen geht und durch eine Hebelübersetzung 31 auf den Zeiger der Anzeigevorrichtung
i i einwirkt. Der die beiden Schwimmer 2; 3 verbindende Waagebalken q. ist beispielsweise
mit seinem Zapfen 32 an einem an der Decke der Trommel i befestigten Halter 33 schwingbar
gelagert. Beim Heben und Senken des Betätigungsschwimmers z; der wie bei dem ersten
Ausführungsbeispiel mit dein Ausgleichschwimmer 3 verbunden ist, wird das einseitig
festgespannte nachgiebige Rohr 6 am freien Ende nach oben oder unten abgebogen,
und die mit diesem verbundene Metallspindel dreht durch die Hebelübersetzung 31
den Zeiger der Anzeigevorrichtung i i. Durch die gewählte Übersetzung wird ein größerer
Ausschlagwinkel auf der Skala der Anzeigevorrichtung i i erhalten.
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Es wäre selbstverständlich auch möglich, das nachgiebige Rohr 6 nicht.
wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 9 bis i i waagerecht, sondern senkrecht
anzuordnen, so daß die Anzeigevorrichtung alsdann oberhalb der Dampfwassertrommel
i sich befinden würde. Ferner bestände die Möglichkeit, die Anzeigevorrichtung i
i selbst tiefer als die Trommel i zu verlegen. In diesem Falle wäre nur eine geeignete
Verbindung zwischen der Metallspindel 7 des nachgiebigen Rohres 6 und der Anzeigevorrichtung
i i erforderlich. Der Vorteil der Anordnung gemäß der Erfindung liegt vor allem
darin, daß für die Übertragungsspindel keine Drehstopfbüchse in der Wandung der
Dampfwassertrommel bzw. des Behälters mit dem anzuzeigenden Wasserstand erforderlich
ist.