DE68217C - Selbstthätiger Dampfkesselspeiser mit Kippgefäfsen - Google Patents

Description

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Fig. ι ist eine Ansicht, theilweise Schnittdarstellung des mit einem Dampfkessel in Verbindung gebrachten Apparates zur selbstthätigen Speisung des Kessels, Fig. 2 in gröfserem Mafsstabe eine Seitenansicht der eigentlichen Pumpvorrichtung, theilweise im Schnitt, Fig. 3 eine Oberansicht dieser Vorrichtung, Fig. 4 eine Theildarstellung im Schnitt nach der Linie 4-4, Fig. 3, Fig. 5 eine Theildarstellung wie Fig. 4, eine andere Arbeitsstellung veranschaulichend, Fig. 6 eine Theildarstellung im Schnitt nach der Linie 6-6, Fig. 2; Fig. 7 veranschaulicht eine Ausführungsform der Erfindung, die für den Gebrauch als Dampfwasserableiter geeignet ist.

Dem Kessel Ä ist Wasser aus dem Behälter B zuzuführen, dessen Wasserspiegel sich unterhalb des Kesselhiveaus befindet. Die Dampfleitung C führt vom Kessel aufwärts zur Pumpe, an welche andererseits das von dem Behälter B kommende Saugrohr D anschliefst. Ein drittes Rohr E führt von der Pumpe abwärts zum Kessel und mündet unterhalb des Wasserspiegels desselben.

Die selbstthätige, mit Schwingbewegung arbeitende Pumpe hat folgende Einrichtung: Ein Hahngehäuse F steht oben in. Verbindung mit dem Saugrohr D und unten mit dem zum Kessel führenden Rohr E; seitlich schliefst das Dampfrohr C an. Innerhalb dieses Hahngehäuses F ist, mit Ausfüllung eines zugehörigen ausgedrehten Sitzes, das Hahnküken G eingepafst und bildet den Schwingzapfen für die beiden gegenüberliegenden, durch Röhren HH² bezw. H¹H⁸ gehaltenen Behälter II \ Durchgangskanäle d e bilden von oben und unten her Fortführungen der Rohrleitungen DE zur Innenoder Sitzfläche des Hahngehäuses F; ebenso stellt der Kanal c eine Verbindung des Dampfrohres C mit dem Hahnsitze her. Der Hahnkörper G nimmt an seinem äufseren, über die Gehäusestirnfläche vorspringenden Theil in festem Anschlufs die vier Röhren HH¹ H²H³ auf. Dieselben bilden paarweise die Träger für die Behälter 11\ indem die Röhren HH² nach der einen Richtung, die Röhren H¹ H^s nach einer entgegengesetzten Richtung vom Hahnküken ausgehen.

Die beiden Behälter II¹ sind vollständig geschlossen, bis auf die Mündungsanschlüsse der genannten Röhren. Von diesen münden die Röhren H und H¹ in die oberen Räume der Kammern IP, dagegen sind die Röhren H² H³ so weit hindurchgeführt, dafs sie die Ein- und Auslauföffnung nahe am Boden jeder Kammer haben (Fig. 2).

Entsprechend den vier Leitungsröhren HH¹ H² H^s hat der Hahnkörper G vier Kanäle h h^l h² h³, die im allgemeinen parallel zur Kükenachse angebracht sind. Die Verbindung mit jenen zugehörigen Röhren H H¹ H² H³ ist durch Uebergangskanäle geschaffen, die innerhalb des Kükenkopfes seitlich herausgeführt sind, wie durch theilweise Schnittdarstellung in Fig. 2 ersichtlich gemacht ist. Die Kanäle h h^l h² h³ bilden bei gehörigen Kükenausschnitten die Steuerungskanäle, mit denen die einzelnen Kanäle dec des Hahngehäuses in die Uebereinstimmungslage kommen, und zwar ist die Anordnung folgende. Im Anschlüsse an den Kanal h sind zwei schräg gelegene Steuerungskanäle hⁱ /?⁵ vorgesehen, die an benachbarten Stellen nach aufsen zur Sitzfläche des Hahngehäuses leiten. In Verbindung mit dem Kanal h¹ führen ferner zwei Steuerungskanäle h^e und h¹ an die Hahnsitz-

fläche, um bei Stellen diesseits und jenseits der Kanäle ft⁴ ft⁵ auszumünden. Mit dem Kanal h² ist nur ein Steuerungskanal ft⁸ und mit dem Kanal h³ ein ähnlicher Steuerungskanal h⁹ verbunden; beide Kanäle h⁸ und ft⁹ leiten nach aufsen zu Stellen der Hahnsitzfläche, welche zwischen den Mündungen der Steuerungskanäle h⁶ und h¹ gelegen sind. Die Schwingbewegung der beiden Kammern II¹ mit dem Hahnkörper erstreckt sich auf etwas weniger als ein Viertel eines Kreises, und die beschriebenen Steuerungswege sind bei diesem Ausschlagwinkel darauf eingerichtet, die Kanäle h und h* abwechselnd in Verkehr mit den Kanälen c d und die Kanäle ft² und h^s abwechselnd in Verkehr mit dem Kanal e zu biingen. Die Einrichtung ist ferner so, dafs einerseits, wenn der Kanal h mit dem Kanal c eine gemeinschaftliche Leitung bildet, der Kanal ft¹ in Verkehr mit dem Kanal d steht und der Kanal h² mit dem Kanal e in Uebereinstimmungslage ist, wie aus Fig. 4 ersichtlich, und dafs andererseits, wenn der Kanal h auf die Verbindung mit dem Kanal d gestellt ist, der Kanal h ^] in Verkehr mit c und der Kanal h³ in Verkehr mit e steht, wie diese Einstellung aus Fig. 5 ersichtlich ist, wobei alle anderen Leitungswege durch die Wandungen des Hahngehäuses geschlossen sind.

Sobald demgemäfs die in Fig. 4 veranschaulichte Hahnstellung mit herabgesenkter linksseitiger Kammer / und gehobener rechtsseitiger Kammer I¹ eingerichtet ist, findet der Dampf aus dem Rohre C einen Weg durch den Kanal h und die Röhre H zum oberen Raum der Kammer /, und für das Wasser ist ein vom Rohr JD ausgehender Weg geschaffen durch den Kanal ft¹ und die Röhre H¹ zu dem oberen Theil der Kammer /', während die Röhre H² mit dem Speiserohr E durch den Kanal H² in Verbindung steht; der Kanal h³ ist in diesem Falle geschlossen. Wenn im anderen Falle die Hahneinstellung der in Fig. 5 veranschaulichten entspricht, bei welcher die Kammer/ gehoben, die Kammer 7¹ gesenkt ist, so hat man in der Steuerung die umgekehrte Beziehung: es kann Dampf durch den Kanal h¹ und die Röhre H¹ zum Obertheil der Kammer I¹ übertreten und Wasser von dem Rohr D aus über den Kanal h und die Röhre H zur Oberseite der Kammer / gelangen; die Kammer I¹ ist dann ferner in Verkehr mit dem Rohr E durch die Röhre H^& nebst Kanal ft³, und die RöhreH², die zum Boden der Kammer / führt, ist sowohl gegen Dampf- als auch Flüssigkeitsdurchtritt geschlossen.

Zwei federnde Arme JJ¹ sind an einer der Kammern 7¹ derart angebracht, dafs sie abwechselnd mit den an ihren verstärkten Enden vorgesehenen Kerben j j¹ in Eingriff bei einem feststehenden Arm J² kommen können, der in dem dargestellten Beispiel mit dem Hahngehäuse verbunden ist. Die federnden Arme JJ¹ sollen eine solche Steifigkeit haben, dafs, wenn die Kerbe eines derselben mit dem Haltearm J'² in Eingriff ist, eine zufällige Bewegung der beiden Kammern ausgeschlossen ist, dafs aber die Schwingbewegung in die andere Lage unter dem Antriebe eines Uebergewichtes erfolgt, wie es sich aus der Vollfüllung der einen Kammer und Entleerung der anderen ergiebt. Die freien Enden der federnden Arme oder die Kerben j j¹ nehmen ferner eine derartige Stellung gegen einander und in Beziehung zu dem Haltearm J² ein, dafs entsprechend den beiden Grenzstellungen, innerhalb welcher die Kammern schwingen sollen, entweder die eine oder andere der Kerben in feststellenden Eingriff kommt, dafs also die Kerbe j des Armes/ am Haltearm J² gestützt wird, wenn die Kammer/' in der Hublage ist, und dafs, wenn dieselbe Kammer gesenkt ist, die Kerbe/¹ des Armes J ¹ bei dem Haltearm eingreift.

Innerhalb des Rohres E ist das Rohr J?¹ mit oberem Anschlüsse an das Gehäuse F angeordnet und bildet eine abwärts führende Verlängerung des Kanals e, wobei das untere Ende des Rohres E¹ etwas über dem unteren Ende des Rohres E endigt und in dasselbe ausmündet. Das Rohr J?¹ hat, wie noch erläutert werden soll, den Zweck, eine zusammenhängende Wassersäule in dem Rohre E zu schaffen.

Bevor man den Apparat in Gang setzt, mufs alle Luft aus den verschiedenen Leitungswegen und den Kammern ausgeblasen und letztere mit Dampf gefüllt werden. Dies wird erreicht, indem man den mit Hahn versehenen Auslafs e¹ unten am Rohre E, sowie das Ventil c¹ der Dampfleitung öffnet und dann von Hand die Kammern kippt, so dafs der frische Dampf durch die Kanäle h h^l nach aufsen in die Kammern II¹ übertreten und von da mittelst der Röhren H² H³ und Kanäle K¹ h³ in das Rohr E gelangen kann, von welchem er durch den Auslafs e¹ entweicht. Darauf wird der Auslafs e¹ geschlossen, so dafs nunmehr kein anderer Ausweg als durch das selbstthätige Ventil e² vorhanden ist. Nachdem die Kammern sich mit Dampf, wie beschrieben, angefüllt haben und der Auslafs e¹ geschlossen worden ist, veranlafst die Condensation innerhalb der Kammern ein Vacuum, und dieselben füllen sich mit Wasser, welches vermöge des äufseren Luftdruckes bei dem Rohr D über die Kanäle h h^l und Röhren HH¹ eintritt. Sobald sich die Röhren, Kanäle und Kammern mit Wasser gefüllt haben, wobei man letztere von Hand in der beschriebenen Weise bewegt, sind die Theile der Vorrichtung in der Lage, in selbstthätiger Weise fortzuwirken, wie sich aus Nachstehendem ergiebt.

Unter Voraussetzung derjenigen Lage, in welcher die Kammer / gesenkt und die Kammer 7¹ gehoben ist, steht letztere durch

die Röhre H' in Verkehr mit dem Wasserzuflufsrohr D, während die Kammer / mit der Dampfzuleitung C durch die Röhre H und ferner mit dem Rohr E durch die Röhre H'² in Verbindung ist. In der Kammer / ist daher der Dampfdruck des Kessels wirksam, und bezüglich des Druckes herrscht Gleichgewicht in dieser Kammer und in dem Rohre E, welches am Unterende mit dem Kessel communicirt. Da die Kammer / oberhalb des Kesselwasserspiegels gelegen ist und der Drück in derselben nahezu der Kesselspannung gleich kommt, so sinkt der Wässerinhalt vermöge des Druckes der Wassersäule im Rohr E bezw. im Rohr E¹ durch das Ventil e² in den Kessel. Wenn die Kammer / nun leer oder nahezu leer ist, so erhält die andere Kammer I¹, die dann mit Wasser gefüllt ist, ein Uebergewicht derart, dafs unter Ueberwindung des durch den Eingriff des federnden Armes J bei/² geschaffenen Widerstandes ein Herabkippen dieser Kammer und ein Emporkippen der anderen Kammer eintritt. Die Stellung der Theile ist danach die in Fig. 5 ersichtliche.

Weil die durch die gefüllte Kammer zu leistende Gewichtskraft in höherem Mafse zur Abhebung jenes federnden Armes von dem Haltearm beansprucht wird, als zum Umlegen oder Bewegen der mit dem Hahnkörper ein Ganzes bildenden Kammern, so gelangt die Kammer/¹ mit bedeutender Kraft und Schnelligkeit in die untere Lage, wodurch der Eingriff des federnden Armes J¹ mit dem Haltearm J² gesichert wird. Alsdann steht die Kammer Z¹ mit dem Dampfraum des Kessels in Verbindung, und zwar auf dem (vom Rohr C ausgehenden) Wege durch den Kanal h^l und die Röhre H'; ferner ist dieselbe Kammer mit dem Wasserraum des Kessels durch eine unter den Wasserspiegel führende Leitung verbunden, die aus der Röhre H³, dem Kanal T?³, dem Steuerungskanal e, dem Rohr E im Anschlufs an das Speiseventil e² besteht.

Die andere Kammer / ist zu dieser Zeit aufser jeglicher Verbindung mit dem Kessel und steht in Verkehr nur mit dem Wasserzuflufsrohr D durch die Röhre H, den Kanal h und Steuerungskanal d. Wie vorher mit Bezug auf die Kammer / beschrieben, giebt infolge dessen die Kammer /' ihren Wasserinhalt an den Kessel ab, während die Kammer / mit Wasser aus dem Rohre D nach Mafsgabe der sich in der Kammer vollziehenden Condensation gefüllt wird.

Man ersieht leicht, dafs eine Heberwirkung, wie sie zur Abführung des Wassers aus den Kammern nöthig ist, bedingt wird durch das Vorhandensein einer zusammenhängenden Wassersäule in dem Rohre E. Diese Bedingung wird mit gröfserer Sicherheit erfüllt bei Anwendung des dünnen Heberohres E¹, welches unterhalb der Kammern im Rohre E herabgeführt ist und eine Wassersäule von genügender Länge aufnimmt, um den bezeichneten Erfolg herbeizuführen.

Die Federungskraft der federnden Arme J J' ist so bestimmt, dafs Bewegung erst eintritt, wenn die eine Kammer nahezu voll, die andere nahezu leer ist. Da die Kammern ferner, entgegen dem Bewegungssinne, nur in den oberen und unteren Endlagen, nicht während des ganzen Hubes gehalten oder gesperrt werden, so wird das Mafs der Ungleichheit bezüglich der den beiden Kammern zukommenden Wasserfüllung stets in den Grenzen bleiben, die einen vollen Hub sichern, so dafs die Möglichkeit des Versagens der Wirkung ausgeschlossen ist, welcher Fall dann eintreten würde, wenn sich die Kammern in eine mittlere Gleichgewichtslage einstellten.

Der Apparat ist in der Anwendungsweise veranschaulicht, bei welcher das Speisewasser einem Behälter B entnommen wird, der unterhalb des Kesselwasserspiegels gelegen ist. Indessen bleibt die Wirkung der beschriebenen Pumpe unter anderen Anwendungsverhältnissen dieselbe; beispielsweise kann das Zuflufsrohr D ein Entwässerungsrohr sein, welches aus einem Dampfverbrauchsapparat abgeführtes Dampfwasser enthält, oder es kann jenes Rohr D das niedergehende Abfallrohr eines sogenannten Rücklaufspeisers sein, wie solcher zur Rückführung von Dampfwasser zum Kessel unter unmittelbarer Ausnutzung von Dampf dient und als Gegenstand des D. R. P. Nr. 47441 ausführlich beschrieben ist.

In dem zuletzt angeführten Falle würde das Speisewasser, anstatt dafs es aus einem Behälter B entnommen wird, Dampfwasser oder aus dem Dampfleitungssystem mitgerissenes Wasser sein.

Gerade in Verbindung mit dem bezeichneten Rücklaufsystem dürfte in vielen Fällen der neue, auf der Dampffallenwirkung beruhende Apparat zur Wasserförderung oder die Pumpe der beschriebenen Art von Nutzen sein; denn dadurch ergiebt sich die Möglichkeit, dafs das Wasser in die Nähe des Kessels mittelst des Rücklaufrohres geschafft und in den Kessel, entgegen dem Dampfdrucke, gefördert wird, ohne dafs die Verwendung einer allzu hohen Wassersäule erforderlich wäre behufs Ueberwindung eines grofsen Druckunterschiedes bei dem Rücklaufsystem einerseits und dem Kessel andererseits.

Ein Apparat der beschriebenen Art kann ferner als ein Dampfwassererhitzer benutzt werden, sofern man den Uebergangskanal vom. Rohre E zum Kessel schliefst und dieses Rohr E zum Wasserbehälter B leitet. Bei dieser Einrichtung wird das kalte Wasser aus dem Behälter B abwechselnd in die Kammern II¹ angesaugt und in diesen Kammern durch den heifsen Dampf erhitzt, der aus dem Kessel

hinüberströmt und unter Condensation seine Wärme an das Wasser abgiebt. Das Wasser wird, nachdem es so erhitzt ist, wieder in den Behälter B zurückgefördert. DieseWirkungsweise hält man so lange aufrecht, bis das Wasser im Behälter die gewünschte Temperatur hat.

Das Rohr E füllt sich, wenn es in der dargestellten Form eines weiten Ummantelungsrohres angewendet wird, mit einer zusammenhängenden Wassermasse nur etwa bis zur Höhe des, Kesselwasserspiegels, und der Innenraum über dem Wasser wird durch Dampf und Luft (sofern solche vorhanden ist) ausgefüllt, so zwar, dafs darin nahezu die Kesselspannung herrscht. Zur Schaffung einer bis zu den Pumpenkammern reichenden Flüssigkeitssäule ist, wie beschrieben, das innere. Rohr E¹ zweckmäfsig, wenn es.auch nicht unbedingt nothwendig ist. Statt däfs man die Luft aus den Leitungswegen des Apparates in der zuerst angegebenen Weise ausblasen läfst, können zu diesem Zwecke Abblasventile i i^l an den Kammern II¹ vorgesehen werden, wie aus Fig. 2 ersichtlich.

In Fig. 7 ist ein gemäfs der Erfindung eingerichteter Apparat in einer Ausführungsform dargestellt, welche der Anwendung desselben als Dampfwasserableiter entspricht, wobei die Vorrichtung dazu dient, selbstthätig Wasser aus einem unter Druck stehenden Rohr oder Raum abzuscheiden, ohne dafs dabei Dampf austritt. Füf> diesen Anwendungszweck wird weiter keine Aenderung in der wesentlichen Einrichtung der Theile vorgenommen, als dafs das Rohr C mit dem Rohre D, von welchem es den Dampf zugeführt erhalten soll, verbunden wird, so dafs von dem unter Dampfdruck gesetzten Rohre D das Dampfwasser abzuführen ist; ferner werden die innerhalb der Kammern liegenden Mündungen der Röhren H²H³ mit Schwimmerventilen derart versehen, dafs sie die Röhren offen lassen, wenn die Kammern voll Wasser sind, dagegen dieselben schliefsen, wenn die Kammern leer sind. Nach der Darstellung in Fig. 7 haben die Röhren bei ihren unteren Enden eine Biegung nach oben. Zwei Formen von Schwimmerventilen sind dabei als anwendbar veranschaulicht; das Schwimmerventil K auf der linken Seite ist von gewöhnlicher Construction, indem es aus einem den Ventilkörper tragenden Hebel k mit Schwimmerkugel k¹ besteht, deren Gewicht das Ventil in die Schlufslage zu ziehen strebt, und dasselbe schliefst, sobald die Lage des Wasserspiegels die Senkung des Schwimmers zuläfst. Das auf der rechten Seite (Fig. 7) dargestellte Ventil L (mit ähnlicher Wirkung) ist an einer in Führungen /' verschiebbaren Spindel / befestigt, die zugleich der Träger eines Schwimmers Γ¹ ist; Spindel und Führungen sichern ein genaues Einpassen des Ventiles auf seinem Sitz, wenn es geschlossen wird. In dem gegebenen Anwendungsfalle ist das Rohr E ledige lieh ein Abflufsrohr zur Ableitung des Wassers aus dem Dampfwasserableiter und steht in keiner Verbindung mit dem Kessel.

Die Wirkungsweise bei dieser Apparatform ist, abgesehen von der Mitwirkung der Schwimmerventile, dieselbe, wie sie vorher beschrieben ist; die Schwimmerventile erfüllen den Zweck, dafs der Durchtritt von Dampf nach dem ins Freie führenden Rohre E hin verhindert wird, nachdem aus der einen oder anderen der Kammern das Wasser bis zur Ausflufsmündung entleert ist. Das Rohr E¹ ist bei dieser Anordnung natürlich nicht nothwendig, da ja der Dampfdruck das Wasser aus der Kammer hinaustreibt, statt dafs es durch Heberwirkung mittelst einer im Rohre E stehenden Wassersäule abgesogen wird.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ι. Ein selbsttätiger Kesselspeiser mit zwei gemeinsam um eine Achse schwingenden, abwechselnd mit einem WasserzuflufsrohrfZ)) und mit dem Dampfkessel in Verbindung zu setzenden Füllungs- bezw. Entleerungskammern II¹, dadurch gekennzeichnet, dafs mittelst eines konischen, den Schwingzapfen bildenden Hahnes (G) die Steuerung in der W⁷eise stattfindet, . dafs die Wasserfüllung der Kammern mit Hülfe der Condensation selbst erfolgen kann, wobei die durch den Gewichtsunterschied der beiden Kammern bedingte Kippbewegung in den Grenzlagen durch federnde Arme JJ¹ unter Eingriff mit einem feststehenden Arm (J'²) so lange gehemmt wird, bis sich ein wirksamer Gewichtsunterschied der gefüllten und entleerten Kammer ergiebt (Fig. 1 bis 6).
2. 2. Eine Ausführungsform der Vorrichtnng nach Anspruch 1. zur Benutzung als Dampfwasserableiter, dadurch gekennzeichnet, däfs das Dampfzuleitungsrohr (C) mit dem Rohr (D) verbunden wird, aus welchem Dampfwasser abzuleiten ist, wobei die Leitungsröhren (H²H³), welche den Wasserausflufs aus den Kammern II¹ vermitteln, innerhalb derselben mit Schwimmerventilen (KL) zur Verhinderung des Austrittes von Dampf nach vollendeter Wasserabscheidung versehen sind (Fig. 7).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.