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Elektrischer Regler für Dampfkesselspeisung Es ist ein elektrischer
Regler für Dampfkesselspeisung bekannt, dessen Stellmotor durch eine von einem Dampfmesser,
einem Wassermesser und einer den Wasserstand überwachenden Kontaktvorrichtung abhängige
Wheatstonesche Brücke gesteuert wird. Zur Überwachung des Wasserstandes wird bei
der bekannten Einrichtung ein Quecksilbermanometer benutzt, bei welchem Widerstandsstäbe
von- verschiedener Länge in den Quecksilberbehälter eingeführt sind. Bei diesem
bekannten Regler erfolgt die Steuerung in erster Linie durch das vorerwähnte Quecksilbermanometer,
während der Dampfmesser nur den Zweck hat, bei der Regelung der Speisewasserzufuhr
in Abhängigkeit von der Einstellung des Manometers den Einfluß von Dampfdruckschwankungen
zu kompensieren.
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Diese bekannte Einrichtung weist zunächst den Mangel auf, daß Quecksilbermanometer
für so raube Betriebe, wie sie Dampfkesselanlagen darstellen, schon von vornherein
wenig geeignet und für die modernen Hochdruckanlagen überhaupt unbrauchbar sind.
Der hauptsächliche Mangel besteht aber darin, daß der bekannte Regler überhaupt
niemals zur Ruhe kommt. Die Wallungen des Wassers bei der Dampfbildung im Kessel
bedingen bekanntlich ständige Pen.delungen des Wasserstandes im Kessel, und da alle
Schwankungen des Wasserstandes durch das Quecksilbermanometer erfaßt und in den
Regler eingeführt werden, so wird dieser ständig bald in diesem, bald in jenem Sinne
arbeiten müssen. Dadurch wird naturgemäß eine starke Abnützung der einzelnen Teile
stattfinden und eine Verringerung der Betriebssicherheit und der Lebensdauer des
Reglers.
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Diese Mängel werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß die
Kontaktvorrichtung, welche den Wasserstand überwacht, aus zwei Gruppen von temperaturempfindlichen
Widerständen im Kessel oder in einem kommunizierenden Behälter besteht, die derart
zwischen dem höchsten und dem tiefsten Wasserstand eingebaut sind, daß bei normalem
Wasserstand die eine Gruppe von Wasser und die andere Gruppe von Dampf umspült wird.
Dabei ist die Regelschaltung so abgeglichen, daß in der Nulleitung der Brücke nur
dann ein Stellstrom fließt, wenn beide Gruppen ausschließlich von Dampf oder ausschließlich
von Wasser umspült werden. Der Dampfmesser und der Speisewassermesser verstellen
in an sich bekannter Weise je einen zu der Wheatstoneschen Brücke gehörigen Regelwiderstand.
Zweckmäßig sind stufenfreie Regelwiderstände für diesen Zweck vorgesehen, und die
beiden Gruppen von ebenfalls stufenfreien temperaturempfindlichen Widerständen,
welche den
Wasserstand im Kessel überwachen, sind so bemessen, daß
bei ihrer gleichzeitigen Umspülung durch das gleiche Medium (Dampf oder Wasser)
in der Regelschaltung erheblich stärkere Ströme oder Spannungen wirksam werden als
durch die Änderungen der von den beiden Messern eingestellten stufenfreien Widerstände.
Durch die neue Ausbildung des Reglers wird erreicht, daß dieser nur arbeitet, wenn
dies tatsächlich notwendig ist; dadurch wird die Betriebssicherheit nicht unerheblich
erhöht und die Abnützung der einzelnen Teile gegenüber dem bekannten Regler vermindert.
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In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Mittels eines an die Zuführungsleitung i für das Speisewasser angeschlossenen Wassermessers
wird die Menge des zugeführten Speisewassers ständig gemessen. Durch den Wassermesser
2 wird über eine Welle 3 ein Regelwiderstand q. eingestellt, der in einer Brückenschaltung
5 liegt. Außerdem wird mittels eines Dämpfmessers 6 die Dampfmenge gemessen. Durch
den Dampfmesser 6 wird über eine Welle 7 ein zweiter Regelwiderstand 8 eingestellt,
der in einem anderen Zweig der Brückenschaltung - angeordnet ist. In die beiden
übrigen Zweige der Brückenschaltung sind zwei temperaturempfindliche Widerstände
9 und io eingefügt, z. B. Platindrähte, die mit keramischem Material umkleidet sind.
Die beiden Widerstände 9 und io sind in verschiedenen Höhenlagen in einen allseitig
geschlossenen Behälter i i eingebaut, der mittels eines Rohrstückes 12 mit dem unteren
Teil des Dampfkessels 13 und mittels eines Rohrstückes 1.4 mit dem oberen Dampfkesselteil
in Verbindung steht. In den Diagonalzweig der Brücke 5 ist ein Kontaktgerät 15 eingebaut.
Der Zeiger 16 dieses Gerätes spielt über einer festen Unterlage. Es sind zwei Fallbügel
17 und 18 vorgesehen, die abwechselnd aufwärts und abwärts bewegt werden. Inder
mittleren Stellung verhindert der Zeiger 16, daß einer der Fallbügel 17 und i8 auf
die ihm zugeordneten Kontakte i9 und 2o auftrifft und diese schließt. Steht der
Zeiger 16 aber ganz unterhalb eines der beiden Fallbügel, so schließt der andere
Fallbügel bei seinem Abwärtsgehen die zugehörigen Kontakte. i9 bzw. 2o und schaltet
damit einen Motor 21 für Rechts- oder Linkslauf ein. Der Motor 21 verstellt ein
Ventil22 in der Speisewasserzuflußleitung i. Die Regelbrücke 5 ist so abgeglichen,
daß sie dann im Gleichgewicht ist, wenn erstens von den beiden Regelwiderständen
q. und 8 gleichgroße Teile eingeschaltet sind, und wenn zweitens von den beiden
temperaturempfindlichen Widerständen 9 und io der eine, 9, von Dampf und der andere,
io, von Wasser umspült ist.
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Ändert sich nun die Dampfmenge, z. B. infolge Steigens der Dampfentnahme,
so verstellt der Dampfmesser 6 den Regelwiderstand B. Dadurch ist das Brückengleichgewicht
gestört, und das Kontaktgerät 15 steuert in der beschriebenen Weise den Regelmotor
21 so, daß dieser das Ventil22 im Sinne einer Erhöhung der zufließenden Wassermenge
zwecks Wiederherstellung der Gleichheit von Dampfmenge und Wassermenge verstellt.
Diese Vergrößerung der Wassermenge macht sich in dem Wassermesser 2 bemerkbar, und
dieser verstellt dementsprechend den Regelwiderstand q.. Wenn die Dampfmenge wieder
gleich der Wassermenge ist, so ist durch die Regelung des Widerstandes q. das durch
die Regelung des Widerstandes 8 gestörte Brückengleichgewicht wieder hergestellt.
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Bei der bisher beschriebenen Wirkungsweise der Regelschaltung kann
indessen praktisch ein langsames Absinken des Wasserstandes im Kessel eintreten.
Um dies zu verhindern, sind die temperaturempfindlichen Widerstände 9 und io vorgesehen.
Sinkt z. B. der Wasserspiegel so tief, daß nicht nur, wie dies normalerweise der
Fall ist, der Widerstand 9 allein vom Dampf umspült wird, sondern daß auch der Dampf
den Widerstand io umspült, so verschlechtert sich die Wärmeableitung des Widerstandes
io, der ja ebenso -wie der Widerstand. 9 vom Brückenstrom ständig geheizt wird,
und seine Temperatur steigt. Infolgedessen ändert sich auch in dem beschriebenen
Fall der Widerstandswert des Widerstandes io. Dadurch tritt eine Störung des Brückengleichgewichtes
ein, und das Kontaktgerät 15 setzt den Regelmotor 2i im Sinne einer Verstärkung
der Wasserzufuhr zum Dampfkessel in Tätigkeit. Durch entsprechende Bemessung der
Widerstände 9 und io im Vergleich zu den Widerständen q. und 8 kann man erreichen,
daß in dem beschriebenen Beispiel diese Vergrößerung der Zufuhr des Speisewassers
infolge Ansprechens der Kontrollvorrichtung 9, io für den Wasserstand so stark ist,
daß nach kurzer Zeit der normale Wasserstand im Kessel wieder hergestellt ist.
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Im allgemeinen wird also bei der neuen Einrichtung die Wasserzufuhr
durch selbsttätiges Verstellen des Ventils 22 schrittweise und allmählich durch
die eintretenden Abweichungen zwischen den Widerständen q. und 8 gesteuert. Dabei
besteht der Vorteil, daß durch diese Mengenregelung jede Änderung der Belastung
frühzeitig erfaßt wird, so daß ein stoßweises Arbeiten der Regelung sowie ein Pendeln
und Überregeln bei der neuen Einrichtung vermieden wird. Die
Wasserzufuhr
paßt sich vielmehr dauernd und allmählich den Veränderungen in der Dampfentnahme
an. Es kann bei der neuen Einrichtung aber auch nicht der Fall eintreten, daß z.
B. bei stark ansteigender Dampfentnahme wegen des dabei eintretenden Absinkens des
Wasserstandes eine zu hohe Speisewassermenge geliefert wird und damit die Leistung
des Kessels gerade in solchen Augenblicken stark verringert wird. Es wird vielmehr
immer nur die durch die Dampfentnahme gegebene Wassermenge zugeführt, weil dabei
eine Beeinflussung der Regelschaltung durch die Widerstände 9 und io im allgemeinen,
noch nicht eintritt. Sollte aber der Wasserstand durch irgendwelche Umstände zu
tief unter den normalen Wert sinken oder den normalen Wert zu hoch überschreiten,
so wird durch die Wirkung der Widerstände 9 und ro eine verhältnismäßig schnelle
Wiederherstellung des normalen Wasserstandes erreicht.
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:Ulan kann auch an Stelle von nur zwei Widerständen 9 und io mehrere
solcher Widerstände verwenden. Diese werden dann zu zwei Gruppen vereinigt, von
denen die eine normalerweise von Dampf umspült und, z. B. in Reihenschaltung, mit
dem Widerstand 9 in den einen Zweig der Brücke ein-;eschaltet ist, während die andere
Gruppe normalerweise von Wasser umspült und, z. B. in Reihe, mit dem Widerstand
io in den anderen Brückenzweig eingefügt wird.