DE636271C

DE636271C - Water level regulator for automatic regulation of the feed water supply of a steam boiler

Info

Publication number: DE636271C
Application number: DEW92922D
Authority: DE
Original assignee: G&J Weir Ltd
Current assignee: Weir Group PLC
Priority date: 1932-10-25
Filing date: 1933-10-25
Publication date: 1936-10-07

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen "Wasserstandsregler zum selbsttätigen Regeln der Speisewasserzufuhr eines Dampfkessels, bei dem das Speiseventil mit einem oder mehreren Kolben verbunden ist, dessen bzw. deren wirksame Fläche größer ist als die des Speiseventils und dessen Kolbenkammer bzw. Kolbenkammern mit der Speisedruckleitung in Verbindung stehen, wobei eine mitThe invention relates to a "water level regulator for the automatic regulation of the feed water supply of a steam boiler which the feed valve is connected to one or more pistons, whose or effective area is larger than that of the feed valve and its piston chamber or piston chambers are in communication with the feed pressure line, one with

dem Speiseventil verbundene Drosselstelle und ein von einem Schwimmer in Kessel gesteuertes Hilfsventil vorgesehen ist, das in der Verbindungsleitung der Kolbenkammer bzw. Kolbenkammern mit dem Kessel angeordnet ist und das bei steigendem Wasserstand die Leitung drosselt. Die insoweit be-■ kannten Einrichtungen weisen aber den Übelstand auf, daß die Speisewasserzufuhr zum Kessel stoßweise erfolgt, weil bei diesen bekannten Anordnungen das Einlaßventil nicht in einer teilweisen Offenstellung gemäß dem Speisewasserbedarf des Kessels bei mittlerer Belastung gehalten wird, sondern sich fortgesetzt öffnet und schließt.The throttle point connected to the feed valve and one controlled by a float in the boiler Auxiliary valve is provided in the connecting line of the piston chamber or piston chambers is arranged with the boiler and that when the water level rises the line throttles. The institutions known in this respect, however, have the The problem is that the feed water supply to the boiler is intermittent because of these according to known arrangements, the inlet valve is not in a partially open position the feed water demand of the boiler is kept at medium load, but rather continues to open and close.

Um diesen Übelstand zu vermeiden, ist erfindungsgemäß die Drosselstelle der Kolbenkammer des Speiseventils als. ein Nadelventil ausgebildet, das bei zunehmender Öffnung des Speiseventils die VerbindungIn order to avoid this inconvenience, the throttle point of the piston chamber is according to the invention of the feed valve as. a needle valve formed, which with increasing Opening the feed valve the connection

der S'peisedruckleitung mit der Kolbenkammer freigibt. Auf diese Weise wird erreicht, daß das wirksam werdende Steuerwasser, sich von einem Höchstwert zu einem Mindestwert zwischen der voll offenen und voll geschlossenen Stellung des Einlaßventils ändert. Dadurch wind bei mittlerer Kesselbelastung (mittlerem Wasserverbrauch des Kessels) das Einlaßventil bei einer teilweiisen Offenstellung im Gleichgewicht' gehalten, so daß ein ununterbrochener Zufluß der Wassermenge, die genau dem Bedarf des Kessels entspricht, zum Kessel entsteht.the feed pressure line with the piston chamber releases. In this way it is achieved that the effective control water, from a maximum value to a minimum value changes between the fully open and fully closed positions of the intake valve. Through this wind at medium boiler load (average boiler water consumption) the inlet valve in a partially open position kept in equilibrium, so that an uninterrupted flow of water which exactly corresponds to the needs of the boiler, arises to the boiler.

Auf der Zeichnung sind zwei beispielsweise Ausführungsformen in den Abb. 1 und 2 je im senkrechten Schnitt dargestellt.In the drawing, two exemplary embodiments are shown in FIG. 1 and 2 each shown in vertical section.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 1 besteht der Speiseregler aus zwei Teilgruppen," nämlich aus dem Schwimmergehäuse mit dem Hilfsventil und dem mit dem Kolben verbundenen Hauptventil. Der Schwimmer A ist an dem einen Ende des Hebels B befestigt, der andererseits mit dem mit dem Sitz D zusammenwirkenden Hilfsventil C verbunden ist. Der Hebel B ist um den Zapfen E frei drehbar gelagert, so daß, wenn der Schwimmer fällt, auch das Hilfsventil fällt und, wenn der Schwimmer steigt, das Hilfsventil steigt. Der Schwimmer ist in einem Gehäuse F angeordnet, welches durch Leitungen, die sich an die Stutzen G und H anschließen, mit dem Dampfkessel verbunden ist, und zwar in solcher Höhenlage, daß das Wasser in ,Kessel und Schwimmerkammer F gleich .hoch steht.In the embodiment of Fig. 1, the feed regulator consists of two sub-groups, "namely, from the float chamber to the auxiliary valve and connected to the piston main valve. The float A is fixed to the one end of the lever B, on the other hand with the seat D cooperating auxiliary valve C is connected. the lever B is mounted freely rotatable about the pin e, so that when the float drops, also falls, the auxiliary valve and when the float rises, the auxiliary valve increases. the float is disposed in a casing F , which is connected to the steam boiler by lines that connect to the nozzles G and H , at such an altitude that the water in, boiler and float chamber F is equal .hoch.

Der Sitz D des Hilfsventils ist in einem Gehäuse/ angeordnet, welches durch eine Rohrleitung L mit der in den Dampfkessel^ mündenden Speiseleitung bzw. mit de)§fj Dampfkessel verbunden ist/während seits das- Ventilgehäuse / durch die leitung K mit der Druckkammer M in Verbindung steht. The seat D of the auxiliary valve is arranged in a housing / which is connected by a pipeline L to the feed line opening into the steam boiler ^ or to the steam boiler / while the valve housing / through the line K to the pressure chamber M communicates.

Der Ventilteller des Hauptventils IV ist ίο mit einem Kolben O verbunden, der über dem Hauptventil angeordnet ist und dessen Durchmesser größer ist als der des Hauptventiltellers. Der Kolben O ist in dem Ventilgehäuse P mit einem Spielraum beweglich, wobei seine obere Fläche den Boden der Druckkammer M bildet.The valve disk of the main valve IV is connected to a piston O which is arranged above the main valve and whose diameter is larger than that of the main valve disk. The piston O is movable with a margin in the valve housing P , with its upper surface forming the bottom of the pressure chamber M.

Das von der Speisepumpe · geförderte Wasser tritt durch. den Stutzen Q in das Ventilgehäuse P ein und verläßt es, nachdem "es.das Hauptventil' durchflossen, hat, durch den Stutzen R, der zweckmäßig der Kesselwand unmittelbar- angefügt ist;The water conveyed by the feed pump passes through. the connector Q into the valve housing P and leaves it after "es.das main valve has flowed through, through the connector R, which is conveniently attached directly to the boiler wall;

Das HauptventillV ist mit einer Bohrung Z₁ versehen, die den. Raum unterhalb-²S des Ventils mit der Kammer M verbindet. Die durch diese Bohrung Z₁ fließende Wassermenge wind durch ein Nadelventil T ..im VentilgehäuseP geregelt. Das Nadelventil T ' hat ein langes, zugespitztes Ende, so daß der Durchflußquerschnitt zwischen Ventilnadel T , und Bohrung Z₁ in dem Maße" anwächst, "wie ^; sich das Hauptventil IV hebt. ·The HauptventillV is provided with a hole Z ₁ , which the. Space below ² S of the valve connects with chamber M. The amount of water flowing through this bore Z _{1 is} regulated by a needle valve T .. in the valve housing P. The needle valve T ' has a long, pointed end, so that the flow cross-section between valve needle T and bore Z ₁ "increases" as ^; the main valve IV rises. ·

Das durch den Spielraum zwischen Kolben O und Ventilgehäuse P fließende Wasser gelangt gleichzeitig mit dem über den Kolben durch die Rohrleitung W strömenden Wasser in den Kessel; dabei kann die durch die Rohrleitung W fließende Wassermenge beispielsweise durch den in die Rohr-. leitung W eingeschalteten von Hand einstellbaren Hahn D" geregelt werden.The water flowing through the clearance between piston O and valve housing P enters the boiler at the same time as the water flowing over the piston through pipeline W; the amount of water flowing through the pipe W can , for example, by the in the pipe. line W switched on, manually adjustable tap D "can be regulated.

Bei einer gewissen Höchststellung des Schwimmers ^verschließt das Hilfsventil C den Durchgang durch den Sitz 23. Wenn der Flüssigkeitsspiegel im Dampfkessel unter einegewisse Stellung "sinkt," fällt der Schwimmer und öffnet den" Durchgang durch den Sitz D', wobei der Durchgangsquerschnitt in dem Grade wächst, wie der Schwimmer auf einen- gewissen- Stand fällt·.' - - -At a certain maximum position of the float ^ the auxiliary valve C closes the passage through the seat 23. When the liquid level in the boiler falls below a certain position "," the float falls and opens the "passage through the seat D ', whereby the passage cross-section in the degree grows as the swimmer falls to a certain level ·. ' - - -

Wenn sich das Ventil C öffnet, gestattet es, daß das. S teuerwa.sser - acts der Druckkammer M durch die Rohrleitungen K und L in den Dampfkessel fließt. Dadurch fällt aber der Druck in der Kammer M, so daß sich das HauptventillV öffnet und durch den Rohrstutzen/? dem Dampfkessel Speise- . wasser zufließen kann. - ' ■":■·■When valve C opens, it allows the. S expensive water act of pressure chamber M to flow through pipes K and L into the boiler. As a result, however, the pressure in the chamber M falls, so that the main valve opens and through the pipe socket /? the steam boiler feed. water can flow in. - '■ ": ■ · ■

Da sich dabei das Hauptventil IV hebt, . wächst der Durchgangsquerschnitt am Nadelventil T, und der Druck in der Kammer M wächst an, bis eine Gleichgewichtsstellung erreicht ist und wenn der in der Kammer M -,herrschende Druck das Hauptventil in der !!!©!sprechenden Lage hält. Der Druck in der ?^fjnmer wird im wesentlichen gleichbleibend äsfln, und irgendwelches durch die Bewegung *'cfes Ventils C hervorgerufene Steigen oder Fallen des Druckes verursacht, daß das Hauptventil fällt oder steigt. Der Durchflußquerschnitt am Nadelventil T wird so eingestellt, wie es zur Wiederherstellung des Druckes in der Kammer M nötig ist. Das Hilfsventil C läßt entsprechend dem Fallen des Schwimmers eine anwachsende Wassermenge fließen, und das- Nadelventil T erlaubt einer entsprechend anwachsenden Wasser- menge in dem Maße zu fließen, wie sie sich nach Stellung der VollÖfEnung bewegt. Für einen gewissen mittleren Wasserstand lassen das-Hilfsventil C und das NadelventilT die entsprechende Wassermenge fließen, die nötig -ist, um das HauptventillV in einer solchen Gleichgewichtsstellung zu halten, daß ein ständiger, der Verdampfung entsprechender Zufluß zum Kessel stattfindet. Das Hauptventil ist dadurch auf hydraulischem Wege gezwungen, sich entsprechend und stetig gemäß dem Fallen und Heben des Wasserspiegels im Dampfkessel einzustellen, und wird bei einem gegebenen "Wasserstand in einer mittleren Stellung im Gleichgewicht gehalten, so daß in dem Dampfkessel eine der jeweiligen Verdampfung ' entsprechende Menge Wasser fließt.Since the main valve IV rises,. growing the passage cross section at the needle valve T, and the pressure in the chamber M increases, until an equilibrium position is reached and when the in the chamber M -, prevailing pressure the main valve in the !!! © speaking situation holds. The pressure in the chamber will be substantially constant, and any rise or fall in pressure caused by the movement of valve C will cause the main valve to fall or rise. The flow cross-section at the needle valve T is set as it is necessary to restore the pressure in the chamber M. The auxiliary valve C allows an increasing amount of water to flow in accordance with the fall of the float, and the needle valve T allows a correspondingly increasing amount of water to flow to the extent that it moves after it is fully opened. For a certain mean water level, the auxiliary valve C and the needle valve T allow the appropriate amount of water to flow, which is necessary to keep the main valve V in such an equilibrium position that a constant flow corresponding to the evaporation to the boiler takes place. The main valve is thereby forced hydraulically to adjust itself accordingly and steadily according to the falling and rising of the water level in the steam boiler, and is kept in equilibrium at a given "water level in a middle position, so that in the steam boiler one of the respective evaporation" corresponding Amount of water flowing.

Der* Sitz des Hilfsventils C ist in dem Gehäuse/ durch eine Verschraubung derart angebracht, daß seine Stellung in bezug auf das Hilfsventil C verändert werden kann. Die Mutter U dient zum Festlegen des Sitzes. Ferner können Unterlegscheiben Z zwischen dem Schaft des Hauptventils N und dem Sitz B₁ des Nadelventils angeordnet werden, damit die Öffnung zur Bohrung Zi in bezug' , auf das Nadelventil /"verändert werden kann. Zur Festlegung dient eine Gegenmutter C₁.The * seat of the auxiliary valve C is mounted in the housing / by a screw connection in such a way that its position in relation to the auxiliary valve C can be changed. The nut U is used to fix the seat. Furthermore, washers Z can be arranged between the shaft of the main valve N and the seat B _{1 of} the needle valve so that the opening to the bore Zi can be changed with respect to the needle valve / ". A lock nut C ₁ is used to fix it.

Es kann wünschenswert sein, den Spielraum zwischen höchstem und tiefstem Wasserstand zu verändern, der ja erforderlich ist, um den Durchtrittsquerschnitt am Hilfsventil C in solchem' Maße zu verändern, daß das -Hauptventi^IV im gegebenen Falle bis zum Erreichen !einer Vollöffnung gehoben wird. Zu diesem Zweck kann der. verjüngte Teil des Hilfsventils aus zwei oder mehr aufeinanderfolgenden, in verschiedenem Grade verjüngten Stufen bestehen oder aus einer Verjüngung, die nach einer Kurve verläuft. , In gleicher' Weise kann eine zur Erreichung einer bestimmten Stellung des Haupt-■ventils IV notwendige Veränderung des Wasserstandes dadurch erzielt werden, daß dieIt may be desirable to change the margin between the highest and lowest water level, which is necessary to change the passage cross-section at the auxiliary valve C to such an extent that the main valve IV is raised in the given case until it is fully open . For this purpose, the. tapered part of the auxiliary valve consist of two or more successive, tapered to different degrees stages or a taper that runs after a curve. In the same way, a change in the water level necessary to achieve a certain position of the main valve IV can be achieved in that the

Verjüngung des Nadelventils T aus zwei oder mehr aufeinanderfolgenden verschieden verjüngten Stufen besteht oder nach einer Kurve verläuft, so daß die Ventilnadel T in bezug auf den Sitz B₁ bei geschlosseitern Hauptventil N so viel verstellt werden kann, als nötig ist, um die erforderliche Veränderung des Durchflußquerschnitts am Nadelventil T zwischen der geschlossenen und voll ίο geöffneten Stellung des Hauptventils N hervorzurufen. Die Änderung der Öffnungen des Durchflußquerschnitts des Nadelventils T und des Hilfsventil C kann aber auch durch Verstellung der Ventilsitze erreicht werden.
Eine mit der Hand betätigte Schraubenspindel V ist vorgesehen, um das Hauptventil, falls es erwünscht ist, geschlossen zu halten bzw. seine größte öffnung auf einen gewünschten Betrag beschränken zu können.
Es ist verständlich, daß das Schwimmergehäuse irgendwo an geeigneter Stelle mehr V oder minder weit entfernt von dem Hauptventil angebracht werden kann und daß gleichwohl das Hauptventil im stetigen Zusammenhang mit den Änderungen des Wasserstandes eingestellt wird.Taper of the needle valve T of two or more successive different tapered stages exists or extends according to a curve, so that the valve needle T with respect to the seat B ₁ may be adjusted so much at CLOSED fester main valve N is than necessary to provide the required change in the Cause the flow cross-section at the needle valve T between the closed and fully open position of the main valve N. The change in the openings of the flow cross section of the needle valve T and the auxiliary valve C can also be achieved by adjusting the valve seats.
A manually operated screw spindle V is provided in order to be able to keep the main valve closed, if desired, or to be able to limit its largest opening to a desired amount.
It is understandable that the float housing can be attached somewhere at a suitable point more V or less far away from the main valve and that the main valve is nevertheless adjusted in constant connection with the changes in the water level.

Bei der in Abb. 2 gezeigten Ausführungsform trägt der Schaft des Hauptventils N einen zusätzlichen Kolben 0', der in der Kammer M' beweglich angeordnet ist. Dabei steuert das vorgesehene Nadelventil T den Zufluß zur Kammer M', während Speisewasser durch den Spielraum des Kolbens O in die Kammer M gelangt. Bei dieser Aus-SS führungsform ist der Kolben O von kleinerem Durchmesser als der Ventilteller des Hauptventils N, und die Ventile Γ und C sind in Reihe zwischen den Einlaßstutzen Q und den Auslaßstutzen R unabhängig von der Kammer M geschaltet. Dabei ist in die Abflußleitung W der Kammer M eine Drossel A₁ eingebaut. Bei der zuletzt behandelten Ausführungsform ist die öffnungsbewegung des Hauptventils N mit einer öffnungsbewegung des Nadelventils T verbunden.In the embodiment shown in Fig. 2, the stem of the main valve N carries an additional piston 0 ' which is movably arranged in the chamber M'. The needle valve T provided controls the flow to the chamber M ', while feed water passes through the clearance of the piston O into the chamber M. In this embodiment, the piston O is smaller in diameter than the valve head of the main valve N, and the valves Γ and C are connected in series between the inlet port Q and the outlet port R independently of the chamber M. A throttle A _{1 is} installed in the discharge line W of the chamber M. In the embodiment discussed last, the opening movement of the main valve N is connected to an opening movement of the needle valve T.

Claims

Claim:

Water level regulator for the automatic control of the feed water supply of a steam boiler, in which the feed valve is connected to one or more pistons whose effective area is larger than that of the feed valve and whose piston chamber or piston chambers are connected to the feed pressure line, one of which is connected to the Feed valve connected throttle and an auxiliary valve controlled by a float in the boiler is provided, which is arranged in the connecting line of the piston chamber or piston chambers with the boiler and which throttles the line when the water level rises, characterized in that the throttle point of the piston chamber. (M or M ') of the feed valve (N) is designed as a needle valve (T) which, as the feed valve opens, releases the connecting line of the feed pressure line with the piston chamber.

For this purpose ι sheet of drawings