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Selbsttätige Speisevorrichtung für Dampfkessel Die Erfindung betrifft
eine selbsttätige Speisevorrichtung für Dampfkessel. Bei Dampfkesseln wird meistens
das Niederschlagswasser wieder zur Speisung benutzt. Es ist bereits vorgeschlagen
worden, den Rückfluß des Niederschlagswassers zu dem Kessel durch unter Druck befindlichen
Dampf hervorzurufen, dessen Bewegung durch eine elektrische, unter dem Einfluß der
Schwankungen des Wasserspiegels in der Speisevorrichtung gesteuerte Vorrichtung
überwacht wird. Diese ist mit in ihren Stromkreis eingeschalteten Unterbrechern
versehen.
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Erfindungsgemäß werden die Unterbrecherstellen in der Nähe des höchsten
und tiefsten Punktes innerhalb der Speisevorrichtung derart angeordnet, daß sie
das nutzbare Fassungsvermögen der Speisevorrichtung erhöhen, wobei die Unterbrecherstellen
durch die leitfähige Flüssigkeit in elektrische Verbindung gebracht werden. Dadurch
wirken die Unterbrecher auf die elektrischen, die Ventile betätigenden Einrichtungen
während einer längsten, zur Entleerung der gesamten in der Speisevorrichtung enthaltenen
Wassermenge notwendigen Zeitdauer ein.
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Die Dampfbewegung wird durch Ventile überwacht, die unter dem Einfluß
von Elektromagneten stehen. Diese Ventile wie auch die Anker der Elektromagneten
sind erfindungsgemäß in dichten Gehäusen aus nichtmagnetischen Baustoffen derart
untergebracht, daß sie durch die außen angeordneten Elektromagnete beeinflußt werden.
Daraus ergibt sich folgender Vorteil: Die Anfressungen der Teile, die auf die Steuerventile
wirken und die sich in einer feuchten Atmosphäre befinden, werden vermieden, und
infolgedessen können Störungen, die die Wirkungsweise der Vorrichtung beeinträchtigen,
nicht auftreten.
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Des weiteren umgeben erfindungsgemäß die Anker der Elektromagnete
die Stange der dazugehörigen Ventile derart mit Spiel, daß die Ventilöffnung durch
die Wirkung der lebendigen Kraft des Ankers erfolgt. Dadurch wird der entgegengesetzt
gerichtete, durch den Dampf ausgeübte Druck leichter überwunden und das Ventil plötzlich
geöffnet, wobei Drosselverluste des Dampfes, die ztr Störungen in der Wirkungsweise
der Einrichtung am Anfang der Druckwirkung des Dampfes Anlaß geben, vermieden werden.
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Das Öffnen des Ventils für die Druckdampfwirkung geschieht mittels
eines Relais, welches mit einem in dem oberen Teil der Speisevorrichtung angeordneten
Unterbrecher versehen ist. Zum Halten des offenen Ventils dient ein Halterelais,
welches einen im unteren Teil der Speisevorrichtung angeordneten Unterbrecher besitzt.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus dem nachstehend an
Hand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Es zeigen
Abb. i eine Speisevorrichtung gemäß der Erfindung, Abb.2 eine Speisevorrichtung
mit zwei Behältern.
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Gemäß Abb. i wird dem Speisebehälter :2 Speisewasser über eine Leitung.3
zugeführt, die mit einem selbsttätigen Rückschlägventil3a ausgestattet ist. Letzteres
hindert die Flüssigkeit oder den Dampf daran, durch die. Leitung 3 zu entweichen.
Eine Leitung 4, die eine Verbindung zwischen dem Behälter 2 und einem nicht dargestellten
Dampferzeuger herstellen kann, trägt ein Ventil 4211, das normalerweise durch den
Dampfdruck inSchließlage gehalten wird. Dieses Ventil kann sich unter dem Einfluß
eines Elektromagneten 5 öffnen. Der Anker 511, der bei Erregung des mit Wicklungen
5c umgebenen Magnetkernes 5b angezogen wird, nimmt das Ventil 5a nach einer gewissen
Verstellung mit. Diese Verstellung entspricht. dem Spiel, das zwisehen der Ruhelage
des Ankers 5a und dem Mitnahmeanschlag 4b besteht. Der Mitnahmeanschlag 4b sitzt
an einer Stange des Ventils qa. Sowie das Ventil 4a geöffnet ist, übt der Dampf
einen Druck auf die in dem Behälter enthaltene Flüssigkeit aus, so daß die Flüssigkeit
durch den Kanal 6 zu dem nicht dargestellten zu speisenden Behälter hingeführt wird.
Die Leitung 6 ist mit einem selbsttätigen Rückschlagventil6a äusgestattet, das eine
Rückkehr der Flüssigkeit von dein zu speisenden Behälter in den.Behälter 2 verhindert.
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Eine Entleerungsleitung 7 ist mit einem Ventil 7a ausgerüstet, das
normalerweise unter der Wirkung des Dampfdruckes geschlossen gehalten wird, der
indem freien Raum oberhalb der in dem Behälter befindlichen Flüssigkeit herrscht.
Dieses Ventil 7`
kann unter dem Einfluß eines Elektromagneten 8 geöffnet werden.
Der Anker 8a, der bei Erregung des Magnetkernes 8b, also wenn die Wicklung 8c dieses
Kernes von Strom durchflossen wird; angezogen wird, nimmt nach einer gewissen Verstellung
das Ventil 7a mit sich. Diese Verstellung entspricht dem Spiel, das zwischen der
Ruhelage des Ankers 8a und dem Mitnahmeanschlag 7b besteht. Der Mitnahmeanschlag
7b sitzt an der Stange des Ventils 7a.
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Wie Abb. i -erkermen läßt, sind die Änker 511 und 8a in dichten Kammern
aus nichtmagnetischem Baustoff untergebracht.. Infolgedessen kann sich durch die
Kammerwandungen der bei Erregung der Magnetkerne entstehende magnetische Kraftfluß
durch die Wandungen zu dem Anker ausbreiten. Die Elektromagnete werden in irgendeiner
Weise gespeist, beispielsweise durch einen Strom, der von einem Zweileiternetz 9
geliefert wird.
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Das Ein- oder Ausschalten der Elektromagnete geschieht durch Unterbrecher
io und i i, die entsprechend durch elektromagnetische Relais Job und ilb gesteuert
werden. Der Unterbrecher iö ist als Wechselschalter ausgebildet, während der Unterbrecher
i i einfach als Unterbrecherstelle wirkt.
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In der Normallage, die auch -in der Abbil-. dung dargestellt ist,
schließen die Schaltbrücken ioa und iia der beiden Unterbrecher io und i i, beispielsweise
unter der Wirkung der Federn lor und i ir den Stromkreis, in dem die Wicklungen
des Elektromagneten 8 enthalten sind.
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Elektromagnetische Reläis Job und J ib können einmal die Schaltbrücke
ioa des Unterbrechers io in seine zweite Lage überführen, wodurch die Wicklung 5c
des Elektromagneten 5 an das Netz angelegt wird, zum andern die Schaltbrücke i r
a des Unterbrechers i i in die Öffnungsstellung bewegen. Das Relais lob stellt eine
Zusammenfassung zweier Relais dar; das eine io°, das als Halterelais bezeichnet
werden kann, läßt sich von dem Netz abzweigen, das andere Relais Jod kann als Erregerrelais
bezeichnet werden. Das Relais 1,b, iic, das das Sperrelais genannt werden soll,
besitzt eine Wicklung iic, die an das Netz 9 angelegt ist. Die Stromkreise für die
Wicklungen ioc, iod und iic führen zu Unterbrecherstellen i i o°, i Jod und J I
c, die im Inneren des Speisebehälters 2 angeordnet sind. Die Unterbrecherstellen
nehmen die eine Gehäuseseitenfläche ein und sind senkrecht zueinander angeordnet.
Die Leitungen, die an diesen Unterbrecherstellen im Inneren des Behälters endigen,
werden an den Durchtrittsstellen durch Stopfbuchsen gesichert, die sowohl nichtleitend
als auch dichtend wirken.
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Die Wirkungsweise der geschilderten Anordnung ist folgende: Die Unterbrecher
io und i r befinden sich in der in der Abbildung dargestellten Lage. Das Einlaßventil
für den Dampf wird durch die normale Wirkung des Dampfes geschlossen, der in der
Leitung 4 vorhanden ist. Das Ventil 7a stellt durch seine Öffnung eine Verbindung
zwischen dem Behälter 2 und der Atmosphäre - her. Das Speisewasser dringt in den
Behälter :z ein, bis die Unterbrecherstellen i Jod verbunden werden. Dadurch wird
eine elektrische Verbindung hergestellt, dessen Widerstand in dem Maße geringer
wird, ivie die Unterbrecherstellen in die Flüssigkeit mehr eintauchen. In einem
bestimmten Augenblick wird der Strom, der das Erregerrelais iod durchströmt, so
groß, daß das Relais iob arbeitet und die Schaltbrücke io° verstellt. Dadurch wird
der Elektromagnet 5
eingeschaltet. Dieser öffnet das Ventil 4a.
Gleichzeitig wird der Stromkreis des Elektromagneten 8, der schon durch den Einfluß
des Sperrelais i ib auf dem Unterbrecher i i unterbrochen worden ist, an einer zweiten
Stelle durch den Unterbrecher io unterbrochen.
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Uxn zu vermeiden, daß das Freilegen der Unterbrecherstellen i iod
kein Schließen des Ventils 4a hervorruft, legt die Schaltbrücke ioa, wenn sie von
dem Relais iob angezogen wird, die Haltewicklung ioc an das Netz. Diese ist in den
Stromkreis eingeschaltet, der über die Unterbrecherstellen iioc in der Nähe des
Behälterbodens 2 geführt ist.
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Wenn beim Sinken des Flüssigkeitsspiegels innerhalb des Behälters
2 die Unterbrecherstellen i i i c in genügendem Umfange freilegt sind, dann hört
der Einfluß des Sperrrelais iib auf den Unterbrecher ii auf, da der Strom mit Rücksicht
auf dieWiderstandserhöhung an den Elektroden. zu gering wird. Infolgedessen geht
der Unterbrecher ii in seine normale Schließlage zurück. Sinkt der Wasserspiegel
noch weiter, dann ereignet sich dasselbe an den Unterbrecherstellen i io°, so daß
das Halterelais oder die Haltewicklung ioc den Unterbrecher io in seine Anfangsstellung
zurückkehren läßt. Das Ventil 4.a schließt sich, während das Ventil 7a sich öffnet
und den Dampf entweichen läßt. Sowie der Druck in dem Behälter so groß geworden
ist. daß die Wirkung de's Wasserdruckes auf das selbsttätige Rückschlagventil 3a
die Wirkung des Dampfes auf das genannte Ventil übersteigt, dann öffnet sich dieses
Ventil, und das Wasser dringt von neuem in den Behälter 2 ein.
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Sobald die Flüssigkeit mit ihrem Spiegel die Unterbrecherstellen i
i i c in genügendem Maße benetzt, wird das Sperrelais i i c seinen Anker i ia anziehen.
Das Ventil 7a schließt sich mit Rücksicht darauf, daß der Elektromagnet 8 aberregt
wird. Nunmehr kann das Spiel von neuem beginnen.
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Die Dampfentweichung kann dadurch beschränkt werden, daß man die Unterbrecherstellen
i i ic in unmittelbare Nähe der Unterbrecherstellen i ioc bringt.
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Die in Abb. 2 dargestellte Anordnung enthält zwei Behälter 2 und f2,
die in verschiedenenHöhenlagen angeordnet sind und außerdem folgende Einrichtungen
aufweisen: eine Leitung 3, die den Behälter 2 mit dem Behälter 12 verbindet und
mit einem Rückschlagventil 3" sowie mit einen Zerstäuberkopf 13 ausgestattet
ist, eine Leitung 31, die das Niederschlagswasser dem Behälter 12 zuführt, eine
Leitung, die das Niederschlagswasser zu dem zu speisenden Apparat hinführt, zwei
Ventile 4a und 7a an dem Behälter 2, eine Leitung 7, welche die durch das Ventil
7"
entweichenden Dämpfe dem Behälter 12 zuführt.
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Gemäß der Erfindung sind die beiden Ventile durch Unterbrecherstellen
i i ie, i i id, iioc und iiod gesteuert, und zwar in ähnlicher Weise, wie oben beschrieben
worden ist, wodurch die Relais iic, iid, ioc und iod beeinflußt werden.
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Die Relais erfüllen folgende Aufgaben: i. Das Erregerrelais iod, das
zu der oberen Elektrode i iod des Behälters :2 gehört, ruft die Öffnung des Dampfeinlaßventils
4a hervor.
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2. Das Relais ioc, das zu den unteren Unterbrecherstellen iioa des
Behälters 2 gehört, hält durch seine Erregung das besagte Ventil in Offenstellung.
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3. Dasselbe Halterelais ruft durch Freigeben seines Ankers das Schließen
des Relaisstromkreises iid in einem Punkt hervor.
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4. Das zweite Erregerrelais iid, das zu den oberen Unterbrecherstellen
iiid des Behälters 12 gehört, ruft die Öffnung des Auslaßventils 7a hervor, wobei
gleichzeitig der Stromkreis des Relais i ic geschlossen wird.
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Das zweite Halterelais i i e, das zu den unteren Unterbrecherstellen
i i ic des Behälters 12 gehört, hält infolge seiner Erregung das Auslaßventil7a
in Öffnungsstellung.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Das Niederschlagswasser, das durch
die Leitung 3"
einströmt, füllt den Behälter 2 bis zu dem Augenblick, wo die
Unterbrecherstellen i iod die Öffnung des Ventils 4a hervorrufen. Der Dampf drückt
das Wasser des Behälters 2 in den zu speisenden Behälter bis zu dem Augenblick,
wo die Unterbreeherstellen des Behälters 2 zur Wirkung kommen und die Schließung
des Ventils 4a herbeiführen, indem sie an einer Stelle den Stromkreis der Halterelais
des Behälters 12 öffnen.
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Während der Zeit, die zur Entleerung des Behälters 2 notwendig ist,
strömt fortgesetzt durch die Leitung 3 Wasser zu und füllt den Behälter 12 bis zu
dem Augenblick, wo die Unterbrecherstellen i i 19 des Behälters 12 die Öffnung
des Entleerungsventils 7a -und das Schließen des Stromkreises verursachen, der die
Unterbrecherstellen i 1 ic desselben Behälters einschließt.
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Infolge der Öffnung des Ventils 7a entsteht ein Druckausgleich zwischen
den beiden Behältern über die Leitung 7. Das in 12 enthaltene Wasser wird durch
die Leitung 3 in den Behälter 2 übergeführt. Es geschieht das über den Zerstäuber
13 in sehr schneller Weise, da ein starker Druckabfall in dem Behälter 2 unter-der
Wirkung des heftigen Niederschlages des eingeschlossenen Dampfes entsteht. Da der
Rauminhalt des Behälters 12 etwas geringer gehalten ist als der Rauminhalt
des
Behälters 2, so verursachen die Unterbrecherstellen i i i c des Behälters 12 beim
Entleeren dieses Behälters das Schließen des Ventils 7a.
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In diesem Augenblick sind die Drücke in 2 und 12 gleich dem Druck
des Niederschlagswassers geworden, so daß jeder neue Zustrom von Wasser das Arbeitsspiel
von neuem beginnen läßt.
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Die vorstehend beschriebene Anordnung erreicht in bekannter Weise
eine Wiedergewinnung der Dampfwärme und erhöht die Auslaßmenge der Vorrichtung dadurch,
daß in dem Behälter z2 Wasser auch dann gespeichert wird, wenn der Behälter 2 sich
entleert und des weiteren dadurch, daß die Wiederabfüllung des Behälters 2 infolge
des plötzlichen Überganges von dem Behälter 12 nahezu augenblicklich erfolgt.