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Flüssigkeitsregler, insbesondere Wasserstandsregler für Dampfkessel
Das Regeln des Flüssigkeitsstandes in Dampfkesseln wird vielfach durch sogenannte
Schwimmerapparate, die die Speisewasserzufuhr steuern, erzielt. Diese Art der Regelung
hat zwar den Vorzug der Stetigkeit, besitzt aber insofern Nachteile, als die zurVerfügung
stehenden Kräfte verhältnismäßig klein sind und daher schon geringe Erhöhungen der
Reibungswiderstände die Genauigkeit und Sicherheit des Arbeitens beeinflussen. Die
bekannten Regler, bei denen aus dem Kessel in Höhe des normalen Wasserstandes ein
Gemisch aus Wasser und Dampf entnommen wird, das durch eine Drosselöffnung in einen
Raum strömt, in welchem sich der Druck nach demWassergehalt des Gemisches richtet,
so daß dieser Druckunterschied für die Regelung der Speisewasserzufuhr nutzbar gemacht
werden kann, besitzen zwar eine große Verstellkraft, arbeiten aber nicht stetig,
da infolge der unvermeidlichen Trägheit der Regelung und der Schwankungen des Wasserspiegels
im Kessel entweder nur Wasser oder nur Dampf zur Düse gelangt und daher ein Beharrungszustand
ausgeschlossen ist.
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Der Zweck der Erfindung ist es, die Vorteile beider Arten zu vereinigen,
ohne deren :Yachteile mit zu übernehmen. Dies geschieht dadurch, daß vor die Drosselöffnung
ein Standgefäß geschaltet ist, das einerseits mit dem Wasserraum, andererseits mit
dem Dampfraum des Kessels nach Art kommunizierender Röhren in Verbindung steht und
eine Stauvorrichtung mit Durchlaßöffnung besitzt, die den Wassergehalt des zur Drosselöffnung
strömenden Dampf-Wasser-Gemisches in Abhängigkeit vom Wasserstand regelt. Auf diese
Weise wird erreicht, daß sich der Speisewasserzufluß selbsttätig auf die Verdampfungsmenge
einstellt, man also eine vollkommen stetige Regelung des Kesselwasserstandes unter
Erzeugung einer großen Verstellkraft erzielt.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeigen Abb. i einen Regler senkrecht geschnitten und Abb.
2 eine Einzelheit in Ansicht.
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Die Vorrichtung besteht aus einem Standgefäß 2, das bei i an den Dampfraum,
bei i' an den Wasserraum des Dampfkessels, dessen Wasserstand geregelt werden soll,
angeschlossen ist. Dieses Standgefäß steht durch Löcher 27 mit einem Rohrstutzen
3 in Verbindung, der in eine Düse 3' endet. Im Standgefäß 2 ist eine Stauvorrichtung
angeordnet, die beispielsweise aus einer Wand 25 mit Öffnung d besteht. Diese Öffnung
kann hierbei vorteilhaft dreieckigen Querschnitt aufweisen. An die Düse 3' ist ein
schraubenförmiges Rohr q. angeschlossen, das in einen Topf 28 mündet, der einerseits
eine Ausströmdüse 2i besitzt und andererseits durch eine Leitung 9 und ein Absperrorgan
io mit dem Raum i i unter einer Abschlußmembran 12 verbunden ist. Der Topf 28 und
der Raum zwischen der Düse 3' und dem oberen Ende
des Schraubenrohrs
q. sind durch Rohre mit einem Behälter 3o derart verbunden, daß dieser Behälter
zu dem Rohr q. im Nebenschluß liegt.
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Die Membran 12- bewegt die Ventilspindel 1q. des Speiseventils
13 entgegen dem Druck einer Schraubenfeder 15, welche die Ventilspindel 14
zwischen einem oberen Federteller 16 und einem unteren Federteller 17 umgibt. Der
Federteller 17 ist auf einem verjüngten Teile 18 der Ventilspindel 1q. befestigt,
während der ein festes Widerlager bildende Federteller 16 senkrecht verstellbar
angeordnet ist. Das Ventil 13 regelt den Durchlaß des Speisewassers, das bei 6 eintritt,
das Schraubenrohr q. umspült und durch das Ventil 13 zum Kessel strömt.
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Die Wirkungsweise der Düse 3' in Verbindung mit der dargestellten
Vorrichtung ist die an sich zur Regelung des Speisewasserzuflusses bekannte. Je
nach dem Wassergehalt des durch die Düse 3-' strömenden Gemisches wird das Ventil
13 mehr oder weniger geöffnet oder vollständig geschlossen.
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Um nun erfindungsgemäß der Düse 3' ein Dampf-Wasser-Gemisch zuzuführen,
dessen Wassergehalt stets der für den Kessel benötigten Speisewassermenge entspricht,
ist der Düse die oben beschriebene Vorrichtung vorgeschaltet, die wie folgt wirkt:
Durch die nach Art der kommunizierenden Röhren wirkenden Verbindungen i, i' herrscht
im Standgefäß a stets der gleiche Wasserstand A-A wie im Dampfkessel selbst. Da
nun die Mitte der Öffnung d etwa in Höhe des mittleren Wasserstandes liegt, wird
bei Wechsel des Wasserstandes der Dampfdurchtritt durch die Öffnung d mehr oder
weniger gedrosselt. Je nach der Größe des vom Wasserstand freigegebenen Querschnitts
der Öffnung d wird somit ein Dampf-Wasser-Gemisch in den Rohrstutzen 3 und durch
die Düse 3' in das Rohr q. gelangen, dessen Wassergehalt verschieden ist, und zwar
wird der Wassergehalt größer, je geringer der freigegebene Querschnitt der öffnung
d ist, und geringer, j e größer er ist. Durch die richtige Wahl der Öffnung d kann
nun mit Leichtigkeit erreicht werden, daß ein Beharrungszustand eintritt, dergestalt
nämlich, daß der Speisewasserzufluß sich selbsttätig auf die Verdampfungsmenge einstellt,
indem der Wassergehalt des Dampf-Wasser-Gemisches, das zur Düse 3' gelangt, vom
Wasserstand des Kessels abhängig wird. Bei hohem Wasserstand tritt ein wasserreiches
Gemisch in das Rohr q., so daß in diesem nur eine geringe Kondensation, also geringer
Druckabfall eintritt. Da somit auch im Raum i i ein verhältnismäßig hoher Druck
herrscht, wird das Speiseventil geschlossen oder nur wenig geöffnet. Bei niedrigem
Wasserstand tritt ein dampfreiches Gemisch in das Rohr q., kondensiert dort stark
und erzeügt--s-tarke Druckminderung in den Räumen 28 und i i, so daß das
Speiseventil weit geöffnet wird. Auch bei Spitzenbelastungen des Kessels wird der
Beharrungszustand sehr schnell wieder eintreten, da die Stauvorrichtung in jedem
Zeitpunkt dafür Sorge trägt, daß das zur Düse 3' gelangende Gemisch die richtige
Zusammensetzung hat, von der dann die Regelung des Speisewasserzuflusses abhängt.