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mechanischer Verbrennungsregler für Dampfkesselfeuerungen Die Erfindung
betrifft einen mechanischen Verbrennungsregler für Dampfkesselfeuerungen, welcher
die Brennstoff- und Luftzufuhreinrichtungen in Abhängigkeit von dem Dampfdruck steuert
und beim Abweichen des Dampfdruckes von seinem Sollwert nach Vornahme einer anfänglichenRegelung
selbsttätig eine Wartezeit einschaltet, innerhalb welcher sich die anfängliche Regelung
in eine _'Änderung des Dampfdruckes nach dem normalen Dampfdruck hin auswirken kann.
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Von den bekannten Einrichtungen dieser Art unterscheidet sich der
neue Regler dadurch, daß er mit einer Steuervorrichtung ausgestattet ist, durch
welche die Größe der Anfangsregelung je nach der Größe der Abweichung des Dampfdruckes
von seinem Sollwert verändert wird. Zu diesem Zweck kann die Steuerv orrichtung
beispielsweise mit einer ununterbrochen hin und her bewegten Stufenscheibe versehen
werden, vor der sich ein von dem Dampfdruckmesser gesteuerter Mitnehmer bewegt,
während im Abstand vor der als Fühler wirkenden Stufenscheibe nebeneinander zwei
bewegliche, unter Federdruck stehende Schieber angeordnet werden, welche die Stufenscheibe
beimAbweichen desDampfdruckes von seinem Sollwert mittels des Mitnehmers derart
bewegt, daß sie die für die Regelvorgänge vorgesehenen Steuerstromkreise schließen.
Letztere werden dann bei dem durch Gegenfedern bewirkten Rückwärtsgang der Steuerschieber
wieder geöffnet.
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Der Vorteil der Maßnahme, die Größe der anfänglichen Regelung je nach
der Größe der Abweichung des Dampfdruckes von seinem Sollwert zu ändern, liegt in
der Schnelligkeit, mit welcher eine Druckänderung gehemmt wird. Wenn z. B. ein plötzlicher
Lastwechsel eine stark merkbare Druckabweichung von der Norm veranlaßt, erfolgt
augenblicklich eine viel schärfer hervortretende Regelwirkung, als wenn die Lastveränderung
allmählich geschieht und nur eine kleine anfängliche Abweichung von der Norm vorliegt.
Wenn die Größe der anfänglichen Regelung ein fester, kleiner Wert ist, so würde
dann, wenn die Abweichung von der Norm schnell und groß war, der Druck offensichtlich
zu weit von seinem Sollwert abweichen, bevor die Regelmittel ihn abfangen könnten.
Wenn umgekehrt die Größe der anfänglichen Regelung ein fester, großer Wert ist,
so würde diese Anfangsregelung, wenn die Abweichung von der Norm langsam und gering
war, zu groß sein, und ein Pendeln würde beginnen. Diese Nachteile werden durch
die Veränderung der Größe derAnfangsregelung je nach derGröße der Abweichung des
Dampfdruckes von seinem Sollwert beseitigt. Wenn die anfängliche Regelung je nach
der Abweichung des Dampfdruckes von seinem normalen Wert in
der
Größe schwankt, so schwanken auch die folgenden Regelimpulse je nach dem Veränderungs-
-oder Abweichungsverbältnis von dem normalen Wert.
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In den Abb. i und 2 ist der Erfindungsgegenstand in einer Seitenansicht
und in einem Schnitt nach der Linie 2-2 beispielsweise dargestellt.
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Ein mechanischer Verbrennungsregler für eine Dampfkesselfeuerung mit
der in den Abbildungen dargestellten Steuervorrichtung besitzt in bekannter Weise
eine nicht gezeichnete Anzeigevorrichtung, die auf Änderungen des Dampfdruckes in
dem Kessel anspricht, dessen Wärmezufuhr überwacht werden soll. Diese Anzeigevorrichtung
kann z. B. ein gewöhnlicher Dampfdruckmesser sein, der einen Arm oder Zeiger bewegt,
der an seinem äußeren Ende ein in Abb. i dargestelltes Anlagestück oder einen Mitnehmer
6 trägt, dessen Stellung den jeweiligen Druck in dem Kessel anzeigt.
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Mit dem Anlagestück 6 wirkt ein stufenscheibenförmig ausgebildeter
Fühler 7 zusammen (Abb. i), der eine stetige, langsame Hinundherbewegung ausführt.
Dabei sitzt der Fühler an einem Gleitrahmen 8, auf dessen Führungsrolle 9 eine Knagge
io wirkt, die durch eine Verzahnung 12 mit langsamer Geschwindigkeit stetig gedreht
wird. Der Antrieb erfolgt durch eine Schneckenradverzahnung 13 von der Welle 1.4
eines stetig umlaufenden Motors aus.
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Die Stufenscheibe 7 bewegt sich so absatzweise gegen das Zeigeranlagestück
6. Wenn der angezeigte Dampfdruck normal und der Anzeiger in seiner Mittelstellung
ist, so liegt er in der Bahn einer tiefen Nut oder Ausnehmung 16 der Stufenscheibe,
die infölgedessen keinen wirksamen Eingriff mit dem Anzeiger besitzt und keine Regelwirkung
ausübt. Findet jedoch ein Steigen oder Fallen des Kesseldruckes statt, so bewegt
sich der Anzeiger 6 von der Nut 16 der Stufenscheibe 7 vor die eine oder andere
Hälfte der Scheibe. Gemäß Abb. i ist der Mitnehmer 6 beispielsweise entsprechend
einer Abnahme des Kesseldruckes bewegt worden, was die Notwendigkeit einer verstärkten
Brennstoffzufuhr bedeutet. Bei dieser Bewegung des Anzeigers gelangt der Mitnehmer
6 zwischen einen unter Federdruck stehenden Steuerschieber 2o und eine Stufe 18
der Scheibe 7, so daß diese bei ihrer nächsten Bewegung nach dem Mitnehmer 6 hin
diesen mitnimmt und durch ihn den Steuerschieber 2o bewegt, der dann seinerseits
die eigentliche Überwachungseinrichtung betätigt oder die Übertragung der überwachungswirkung
auf die in Tätigkeit zu setzende Regelvorrichtung bewirkt. Die Übertragungsvorrichtung
ist im vorliegenden Fall ein Stromschließer mit einem an einem Arm z3 sitzenden
Amboßkontakt 22, während der andere Kontaktteil an einem Finger 2.4 sitzt, der bei
25 drehbar an dem anderen Arm z3 befestigt ist und unter der Wirkung einer Feder
26 steht, welche die Kontakte zü trennen und den Stromkreis offen zu halten sucht.
Dabei werden von der Übertragungseinrichtung gleichzeitig zwei Regelvorrichtungen
gesteuert, von denen die eine auf die Brennstoffzufuhr, die andere auf die Luftzufuhr
wirkt und die beide gleichzeitig eine allmähliche Zunahme der Brennstoff- und Luftzufuhr
bewirken, solange der Stromkreis bei 22 geschlossen ist.
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Die Seiten 18 und i9 der unwirksamen Nut 16 der Scheibe 7 sind treppenartig
ausgebildet, so daß der eine oder der andere Absatz den Mitnehmer 6 erfassen kann,
je nachdem der Anzeiger mehr oder weniger weit aus seiner Mittelstellung bewegt
ist. Gemäß Abb. i ist der Mitnehmer 6 in einer Stellung, in welcher er von dem zweiten
Absatz nächst der Nut 16 erfaßt wird, so daß der Steuerschieber 2o eine größere
Bewegung vollzieht, als wenn der Mitnehmer 6 durch den ersten Absatz bewegt würde.
Die Bewegung ist indessen kleiner, als sie es bei Anlage des Mitnehmers 6 gegen
den dritten oder einen höheren Absatz sein würde. Die Größe der dem Schieber 2o
erteilten Bewegung und die Länge des Stromschlusses bei 22 ändert sich deshalb entsprechend
der Größe der Abweichung des Kesseldruckes von dem Normaldruck und der hierdurch
bewirkten Beeinflussung des Anzeigers, die in dem Zeitraum zwischen aufeinanderfolgenden
Fühlerbewegungen sich äußern kann.
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Der Arm 23 des Schalters sitzt auf einer rohrförmigen Welle 28, die
durch einen Reibungsantrieb mit einer Geschwindigkeit angetrieben wird, deren Größe
die der Fühlerantriebsknagge io erheblich unterschreitet. Der Antrieb erfolgt über
ein Zahnradgetriebe 29 durch die Motorwelle 1q., die die Stufenscheibe antreibt,
und sucht den Schalter als solchen, d. h. dessen beide Arme 23, 24 zusammen, ohne
Rücksicht darauf, ob sie in Berührung sind oder nicht, in solcher Richtung zu bewegen,
daß- sich der bewegliche Arm 24 nach dem Schieber 2o hin bewegt. Diese Bewegung
des Schalters wird durch einen Anschlag 30 (Abb. i) begrenzt, wobei der Schalter
mit unter der Wirkung der Feder 26 getrennten Kontakten stehenbleibt, wenn der Schieber
2o in seiner normalen Stellung ist, d. h. wenn die Stufenscheibe 7 das Anlagestück
6 in ihrer Nut 16 aufnimmt oder wenn sie am Ende ihrer von dem Kontaktstück weggerichteten
Bewegung ist.
Wenn der Anzeiger außerhalb seiner üblichen Stellung
steht (Abb: i) und die Scheibe 7 ihre Bewegung nach dem Anlagestück 6 zu vollzieht.
wird dieses von einer Stufe 18 der Stufenscheibe erfaßt und bewegt seinerseits den
Schieber 2o, der mittels eines Hebels zuerst den beweglichen Arm :24 nach dem Schalterkörper
zu bewegt, bis die Kontakte bei 22 zusammenkommen und den Stromkreis schließen.
Nachher überwindet der Schieber 2o den Reibungseingriff zwischen dein Schalter und
dessen Antriebsvorrichtung, und es entsteht eine Drehbewegung des ganzen Schalters
um die Achse der Welle 28 in umgekehrter Richtung gegenüber derjenigen, in welcher
der Schalter durch den Reibungsantrieb der Welle 28 bewegt wird. Der Stromkreis
bleibt während der Zeitdauer geschlossen, während der der Schieber 2o den Schalter
um seine Achse dreht.
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Wenn der Schieber 2o seine Rückwärtsbewegung beginnt, trennt sich
der bewegliche Arm 2.4 unter dem Einfluß der Feder 26 von dem anderen Arm 23, wodurch
der Stromkreis wieder geöffnet wird. Die Stromschlußdauer des Schalters hängt so
von der Länge der Bewegung des Schiebers 2o durch die Stufenscheibe 7 ab, die ihrerseits
von derjenigen Stufe 18 bestimmt ist, gegen die sich das Anlagestück 6 entsprechend
der Abweichung von dem geforderten Druck eingelegt hat. Ein leichter Druckabfall,
welcher den Anzeiger aus der üblichen Stellung nur in den Bereich der ersten Fühlerstufe
innerhalb der von einer Rückwärts- und Vorwärtsbewegung des Fühlers eingenommenen
Zeit bewegt, veranlaßt deshalb nur eine sehr kurze Stromschlußdauer und infolgedessen
eine sehr kurze Regelwirkungsdauer, welche jedoch ausreichen kann, um die geringe
Änderung der Dampfabgabe, die sich durch die geringe Druckänderung anzeigt, zu berichtigen.
Eine größere Druckänderung in dem gleichen Zeitraum dagegen, die auf die Notwendigkeit
einer umfassenderen Berichtigung hinweist, würde eine längere Bewegung des Schiebers
2o und infolgedessen eine längere Stromschlußdauer und entsprechend größere Regelwirkung
ergeben.
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Da zwischen der Regelung oder der Änderung der Brennstoffzufuhr und
des Zuges und der entsprechenden Änderung des Drukkes ein gewisser Zeitschlupf besteht,
kann es nicht erforderlich sein, eine weitere Regelung vorzunehmen, auch wenn der
Zeiger nicht sofort in seine Mittelstellung zurückgeht. Denn es kann gegebenenfalls
die bereits vorgenommene Regelung ohne Zusatzregelung den Druck auf den Sollwert
zurückbringen, sobald die vorgenommene Berichtigung Zeit gehabt hat, sich in der
Erzeugung von Dampf auszuwirken. Infolgedessen ist die Überwachungseinrichtung so
beschaffen, daß bei der nächsten Wirkung der Stufenscheibe 7 auf den Schieber 2o
keine weitere Regelwirkung erfolgt, die der bei der ersten Regelwirkung des Fühlers
erfolgten entspricht, und zwar wird dies durch die langsame Rücklaufbewegung des
Schalterarmes 23 in seine Normalstellung und in Anlage mit dein Anschlag
30 erreicht.
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Wenn deshalb ein weiteres Abweichen des Druckes von dem Sollwert bei
der nächsten Fühlerwirkung nicht erfolgt ist, werden die Kontakte des Schalters
nur am äußersten Ende der Bewegung des Schiebers 20 nach dem Schalter hin und während
eines sehr kurzen Zeitraumes zusammengebracht. Der Schalter wird aber wieder um
die gleiche Entfernung aus seiner Normalstellung herausbewegt, und es wird deshalb,
wenn eine weitere Änderung des Druckes inzwischen nicht erfolgt ist, bei der nächsten
Bewegung der Stufenscheibe der Schalter nur während eines sehr kurzen Zeitraumes
geschlossen, so daß gewöhnlich eine wesentliche Wirkung auf die Regelvorrichtungen
nicht mehr erfolgt. Vielmehr wird nur eine kleine Zusatzberichtigung erzielt, die
schließlich ausreicht, um den Druck auf seinen Sollwert zurückzubringen, wenn hierzu
die anfängliche Regelwirkung nicht bereits ausgereicht hat.
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Sofern der Druck jedoch vor der nächsten Wirkung des Fühlers 7 weiter
fallen sollte, gelangt das Anlagestück 6 in Eingriff finit einer höheren Stufe,
und der Schieber 20 wird um eine größere Entfernung bewegt, so daß der Stromkreis
bei 22 wieder geschlossen und der Schalter als Ganzes noch weiter aus seiner Normalstellung
herausbewegt wird. Die Kontaktzeit ist hierbei im wesentlichen für die zweite Stufe
die gleiche wie für die erste Stufe, da der Schalter in der zweiten Stufe nicht
betätigt wird, solange der Steuerschieber nicht eine Bewegung vollzogen hat, die
ungefähr gleich derjenigen ist, die von der ersten Stufe abgeleitet wurde.
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Es erzeugt somit eine stetige, langsame Abweichung des Druckes von
der form in der gleichen Richtung eine weitere, aber verhältnismäßig kleine Berichtigung
in der gleichen Richtung,- und diese Berichtigungen werden so lange vorgenommen,
als die Änderung dauernd in der gleichen Richtung langsam erfolgt. Sowie sich aber
das Ergebnis der Regelung zu zeigen und der Anzeiger sich nach seiner Mittelstellung
hin zu bewegen beginnt, bietet seine Bewegung das Anlagestück 6 nacheinander niedrigeren
Stufen der Scheibe dar, und es findet infolgedessen während der Rückkehrbew egung
des Anzeigers in die Normallage keine Regelwirkung
statt, obgleich
die tatsächliche Abweichung des Druckes von der Norm in der gleichen Richtung womöglich
noch während einer kurzen Zeit andauert.
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War die Druckänderung plötzlich und verhältnismäßig groß wie im Falle
der stoßweisen Steigerung des Kraftbedarfes, so bewegt sich der Anzeiger in der
Zwischenzeit zwischen den Fühlerbewegungen derart aus seiner Mittellage heraus,
daß der Schieber 2o eine lange Dauerbewegung des Schalters und einen entsprechend
langen Schluß des Stromkreises bewirkt. Bei der Größtbewegung, die dem Fühler durch
die Anzeige einer sehr großen Druckänderung vermittelt werden kann, wird der Schalterarm
23 gegen einen nachgiebigen Anschlag 32 gedrückt, der nachgibt, um die umfassende
Bewegung des Schalters zu ermöglichen, bei der Rückkehrbewegung des Schiebers 2o
aber die Reibungsverbindung zwischen dem Schalter und seiner Antriebsvorrichtung
überwindet und den Schalter in Richtung der Normalstellung so weit zurückbewegt,
daß bei den nächstfolgenden Bewegungen des Schiebers 2ö ein weiterer wesentlicher
Stromschltiß erfolgen kann, solange nicht der Anzeiger beginnt, auf die Regelung
anzusprechen und sich in seine Mittelstellung zurückzubewegen.
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Die Überwachungsvorrichtung enthält einen weiteren Schalter 22o (Abb.
2), der dem Schalter 22 in jeder Beziehung gleicht, mit der Ausnahme, daß sein Steuerschieber
2ooo durch das Anzeigeranlagestück 6 und die Stufenflächen I9 des Fühlers bewegt
wird, wenn die Abweichung des Druckes von der Norm in der anderen Richtung als der
für die Tätigkeit des Schalters 22 maßgeblichen erfolgt. Dieser zweite Schalter
22o arbeitet gleichfalls auf ein Regelwerk, das die entgegengesetzte Änderung der
Brennstoff-und Luftzufuhr gegenüber den auf den Schalter 22 ansprechenden Teilen
bewirkt.
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Der Schieber 2o legt sich gegen den beweglichen Arm 2,4 des Schalters
mittels eines Anlagestückes 35, welches in einem Schlitz dieses Schalterarmes einstellbar
befestigt ist. Je nachdem man dieses Anlagestück auf eine größere oder kleinere
Entfernung von der Bewegungsachse des Schalters stellt, bewirkt die gleiche Schieberbewegung
eine entsprechende kleinere oder größere Drehbewegung des Schalters. Die Rückkehrbewegung
der Schieber und der Stufenscheibe wird durch Federn 36 veranlaßt, die die Führungsrolle
g gegen die Knagge io drücken.
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Durch die Anwendung der beschriebenen Steuervorrichtung bei einem
mechanischen Verbrennungsregler wird eine Überregelung verhindert. Erfolgt eine
Änderung der Belastung, d. h. eine Zu- oder Abnahme des Kraftbedarfes gegenüber
der Norm oder dem Durchschnitt, so findet eine Berichtigung der Brennstoffzufuhr
in solchen Grenzen statt, daß die Belastungsänderung ausgeglichen und der Druck
auf den Sollwert zurückgebracht wird, worauf dann sämtliche Teile in der Sollstellung
verbleiben, bis wieder eine Dampfdruckänderung stattfindet, die eine entsprechende
neue Regelwirkung erzwingt.