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Selbsttätige Wasserablaßvorrichtung für heizbare Wasserbehälter Zum
selbsttätigen Ablassen des Wassers aus einem heizbaren Wasserbehälter nach dessen
Abkühlung hat man bereits- am tiefsten Punkt des Behälters ein selbsttätiges, thermostatisch
gesteuertes Entleerventil verwendet, dessen Thermostat mit einer Heizung versehen
ist, die beim Inbetriebsetzen der Anlage angestellt wird und den Thermostaten so
erwärmt,. daß er das Entleerventil abschließt. Solange die Thermostatheizung angestellt
ist, bleibt das Entleerventil geschlossen. Bei Außerbetriebsetzung der Anlage wird
die Thermostatheizung wieder abgestellt, worauf der Thermostat abkühlt und das Wasserablaßventil
sich öffnet, so daß das Wasser ins Freie abfließt und bei Frost nicht im Behälter
gefrieren kann.
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Diese bekannte Einrichtung hat den Nachteil, daß bei Außerbetriebsetzung
der Anlage vergessen werden kann, die Thermostatheizung abzustellen. Das Wasserablaßventil
bleibt dann geschlossen, und der Behälter unterliegt der Einfriergefahr.
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Eine andere bekannte Art einer selbsttätigen Wasserablaßvorrichtung
benützt ein Ventil,- das durch einen der Temperatur des Behälterwassers ausgesetzten
Thermostaten gesteuert wird, wobei dieser Thermostat so eingetellt ist, daß er das
Ablaßventil öffnet, wenn das Wasser eine vorbestimmte Temperaturgrenze unterschreitet,
die zweckmäßig unter der Betriebstemperatur des Behälterwassers, aber höher als
der Gefrierpunkt des Wassers liegt. Solche Einrichtungen haben wieder den Nachteil,
daß das Anfüllen des Behälters mit Wasserverlusten verbunden is,., auch wenn das
Füllwasser eine höhere Temperatur besitzt als die Einstelltemperatur des Thermostaten,
weil immer einige Zeit vergeht, bis der Thermostat vom Wasser so weit erwärmt
wird,
daß er das Ventil abschließt. Meist kann man aber den Behälter überhaupt nicht mit
Wasser anfüllen, weil in der Regel die Füllwassertemperatur unter der Einstelltemperatur
des genannten Thermostaten liegt und mangels einer Erwärmung des Thermostaten das
eingefüllte Wasser sofort wieder ins Freie abfließt.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung behebt alle diese Mängel und besteht
in der gleichzeitigen Anwendung beider beschriebenen thermostatischen Steuerarten
bei einem und demselben Wasserablaßventil, welches erfindungsgemäß von zwei Thermostaten
wie folgt gesteuert wird. Der eine Thermostat ist mit einer an- und abstellbaren
Heizung versehen und so eingestellt, daß er beim Erreichen einer vorbestimmten Temperaturgrenze
das Ablaßventil schließt, während der andere Thermostat der Temperatur des Behälterwassers
ausgesetzt und so eingesteift ist, daß er das Ablaßventil beim Erreichen einer vorbestimmten
Temperaturgrenze schließt, die unter der Betriebstemperatur des Behälterwassers,
aber über o° C liegt. Dadurch wird erreicht, daß nach der Außerbetriebsetzung des
Behälters und dem Abstellen der Thermostatheizung der bisher eingerichtete Thermostat
abkühlt, worauf das Ablaßventil sich öffnen könnte, aber noch durch den dem Behälterwasser
ausgesetzten Thermostaten so lange geschlossen gehalten wird, bis die Temperatur
des Wassers unter die Einstelltemperatur des zweiten Thermostaten abgesunken ist,
der jetzt erst die Eröffnung des Ventils veranlaßt. Zur Inbetriebsetzung der Anlage
wird die erwähnte Thermostatheizung eingeschaltet und hierauf Wasser in den Behälter
gefüllt, nachdem der Thermostat, infolge seiner Erwärmung, das Alylaßventil geschlossen
hat.
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Die beschriebene Anordnung erfordert natürlich, daß während der ganzen
Betriebszeit die Thermostatheizung angestellt bleibt. Sie verzehrt dabei dauernd
kostspielige Heizenergie, was unnötig ist, weil ja während des Dauerbetriebes ohnehin
der dem warmen Behälterwasser ausgesetzte zweite Thermostat das Ablaßventil geschlossen
hält. Zur Verringerung dieses Heizmittelverbrauches kann nun erfindungsgemäß in
der Heizmittelzuleitung zur Thermostatheizung ein Zeitschalter vorgesehen sein,
der einige Zeit nach dem Anstellen der Thermostatheizung diese wieder selbsttätig
abstellt. Es kühlt nun der heizbar eingerichtete Thermostat wieder aus. Der der
Temperatur des Behälterwassers ausgesetzte zweite Thermostat badet aber im zu dieser
Zeit bereits warmen Wasser und hält nun während des Dauerbetriebes allein das Wasserablaufventil
geschlossen. Zweckmäßig ist es, den heizbar eingerichteten Thermostaten mit einer
Wärmeschutzhülle zu versehen. Es kann dann der Zeitschalter so eingestellt sein,
daß er bereit nach sehr kurzer Zeit die Thermostatheizung wieder abstellt. Die Wärmeschutzhülle
hält nämlich den angeheizten Thermostaten über eine lange Zeitspanne warm, so daß
die Behälterheizung das Wasser währenddessen so erwärmen kann, daß der andere Thermostat
den Abschluß des Ablaßventils bewirkt. Durch diese Anordnung wird der Verbrauch
an Heizenergie für die Thermostatheizung auf das kleinstmögliche Maß herabgesetzt.
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Bei Verwendung von Elektrizität als Heizmittel zum Erwärmen des heizbar
eingerichteten Thermostaten wird an diesem eine elektrische Heizspule angebracht,
in deren Stromkreis der erwärmte Zeitschalter liegt.
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Die Übertragung der Wärmedehnungen der beiden genannten Thermostaten
auf das Wasserablaßventil kann auf beliebige Weise erfolgen. Es kann beispielsweise
ein im schließenden Sinne mittels einer Feder belastetes Ventil das Wasserablaßventil
bilden, welches ein Hebel öffnet, wenn ihn die Stoßstange des der Temperatur des
Behälterwassers ausgesetzten auskühlenden Thermostaten um einen Stützpunkt an der
Bewegungsstange des heizbar eingerichteten Thermostaten dreht. Auch folgende Anordnung
ist vorteilhaft: Ein Dehnungsrohr wird durch eine Stopfbüchse durch die Behälter
geführt, und der im Behälterwasser badende Teil des Dehnungsrohres bildet den einer.
Thermostaten, wogegen den anderen, heizbaren der außerhalb des Behälters liegende
Teil des Dehnungsrohres darstellt, der mit einer an- und abstellbaren Heizung versehen
-ist. Die Wärmedehnungen beider Dehnung,;- werden durch eine aus einem Baustoff
geringer Wärmedehnung bestehende Stange auf das im schließenden Sinne durch eine
Feder belastete Wasserabstellventil übertragen.
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Um zu erreichen, daß nach dein Anstellen der Therrnostatheizung das
Anfüllen des Behälters mit Wassers selbsttätig und immer erst dann einsetzt, wenn
das Wasserablal'lventil bereits zum Abschluß gekommen ist, kann noch folgende Einrichtung
getroffen werden. Da man dem -Behälter das Wasser über ein Abschlußglied zuzuführen
pflegt. wird dieses Abschlußglied erfindungsgemäß als elektromagnetisch gesteuertes
Ventil ausgebildet und in dessen Steuerstromkreis ein Schalter gelegt, den das Wasserabflußventil
des Behälters so beeinflußt, daß beim Aufsetzen des Abfiußventils auf seinen Sitz
der genannte Schalter umgestellt und dadurch das Magnetventil geöffnet wird.
Die
Zeichnung zeigt in den Abb. i, 2 und 3 Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes.
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Im Ausführungsbeispiel nach der Abb. i ist an einem zur Erzeugung
von Niederdruckdampf bestimmten Kessel i, der durch den Brenner 2 beheizt wird,
die Anbringung eines erfindungsgemäß durchgebildeten Wasserablaßventils 3 schematisch
dargestellt. Das Ablaßventil 3 wird durch eine Feder 4 im schließenden Sinne beeinflußt.
Gegen seinen durch die Ventilöffnung greifenden Ansatz drückt der Hebel
6, wenn ihn die Stoßstange 7 des im Kesselwasser badenden Thermostaten 8
um den Stützpunkt 9 dreht, den er an der Stoßstange io des mit einer elektrischen
Heizspule i i versehenen Thermostaten 12 findet. Dabei wird das Ventil 3 geöffnet,
und das Kesselwasser kann ins Freie ablaufen. Dies ist der Fall, wenn sowohl der
heizbare Thermostat 12 wie der im Kesselwasser badende Thermostat 8 nach Außerbetriebsetzung
des Kessels i abgekühlt sind. Die Außerbetriebsetzung des Kessels i geschieht durch
Abstellen des elektrischen Hauptschalters 13, der über das Relais 14 den Betriebsstrom
für den Brennermotor i5 liefert. Dieser Motor treibt den Ventilator 16 für die Verbrennungsluft
und die Brennstoffpumpe 17. Die Pumpe 17 führt flüssigen Brennstoff aus dem Behälter
18 dem Brenner 2 zu. An das Relais 14 ist über einen Zeitschalter i9 die Heizspule
il des Thermostaten 12 angeschaltet.
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Vor der Inbetriebsetzung der Anlage sind beide Thermostaten 8 und
i2 kalt und so eingestellt, daß das Ablaßventil3 offen steh. Wird -, der Schalter
13 geschlossen, so empfängt die Heizspule ii des Thermostaten 12 Strom und erhitzt
diesen Thermostaten so, daß er die Stoßstange io und damit auch den Stützpunkt 9
für den Hebel 6 nach links zieht. Der Hebel 6 dreht sich dabei um den Stützpunkt
9 entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn, wobei durch die Kraft der Feder 4 nun das Ventil
3 auf seinen Sitz gedrückt und die Wasserabflußöffnung des Kessels i# abgeschlossen
wird.
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Das Füllen des Kessels mit Wassererfolgt hierauf selbsttätig aus dem
hochliegenden Behälter 2o, von dessen Boden ein Rohr 2i in das Steigrohr 22 des
Kessels mündet. Im Rohr 21 ist ein elektromagnetisch gesteuertes Ventil
23 angeordnet. Zur Steuerung dieses Ventils, welches im stromlosen Zustand
auf seinem Sitz ruht und das Rohr 2 i sperrt, ist ein Schalter 24 vorgesehen, den
das Ventil 3 wie folgt beeinflußt. Der Hebel des Schalters 24 wird durch die Feder
25 gegen das Ende. 26 der Führungsstange des Ventils 3 gedrückt, das, solange es
geöffnet ist, das Schließen der Kontakte des Schalters 24 verhindert. Erst wenn
nach dem Einschalten des Hauptschalters 13 die elektrische Heizspule i i den Thermostaten
12 soweit erwärmt hat, daß das Ventil 3 zum Abschluß kommt, schließt der Schalter
24 seine Kontakte, die Magnetwicklung des Magnetventils 23 erhält Strom und öffnet
den Kesselfüllweg 2i, 22, so daß Wasser aus dem Behälter 2o in den Kessel i abfließt,
bis durch einen Schwimmer 29 im Kessel ein zweiter Kontakt geöffnet, die Magnetspule
des Ventils 23 wieder stromlos und der Kesselfüllweg wieder geschlossen wird.
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Nach einiger Zeit öffnet auch der Zeitschalter i9 seine Kontakte und
unterbricht den Stromkreis über die Heizspule ii. Der Thermostat i2 kühlt nun aus
und würde wieder die Eröffnung ödes Ablaßventils 3 bewirken, wenn nicht inzwischen
das Wasser im Kessel .durch die Wirkung des Brenners 2 erwärmt worden wäre und somit
auch der Thermostat 8, so daß dieser mittels einer Stoßstange 7 den Hebel 6 ebenfalls
entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht und nun auch seinerseits den AbschluB des Ventils
3, solange das Kesselwasser warm ist, also während des Dauerbetriebes, sichert.
Es kann nun die Warmhaltung des heizbar eingerichteten Thermostaten 12 entfallen.
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Die Ausschaltung der Thermostatheizung ii besorgt der Zeitschalter
ig, der so eingestellt ist, daß er schon nach kurzer Zeit nach dem Schließen des
Hauptschalters i3. seine Kontakte wieder öffnet und den Stromfluß über die Heizspule
i i unterbricht. Über den Thermostaten 12 ist eine Wärmeschutzhülle 30 gelegt,
die dafür sorgt, daß der Thermostat 12. auch nach der Unterbrechung des Heizstromes
der Spule i i noch längere Zeit warm bleibt, bis das Kesselwasser und der Thermostat
8 genügend erwärmt sind und das Ablaßventil geschlossen ist.
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Die Abb. 2 zeigt vergrößert ein Ausführungsbeispiel für die Anordnung,
der beiden Thermostaten 8 und 12 gemäß der schematischen Abb. i in einem am Kessel
i angeflanschten Armaturkopf 31. In der Abb. 3 ist eine andere Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Wasserablaßvorrichtung dargestellt, die in der gleichen
Art an einer Kesselanlage anbringbar ist. In dieser Ausführungsform bilden jedoch
die Thermostaten 8 und 12 Teile eines Dehnungsrohres, welches durch eine Stopfbüchse
32 mit ihrem Teil 8 in das Innere des Kessels i hineinragt und im Kesselwasser badet.
Der Teil 12 des Dehnungsrohres liegt jedoch außerhalb des Kessels i und trägt wieder
die Heizspule i i, Er ist von einer Wärmeschutzhülle 30 umgeben. Die Dehnungen
beider Teile 8 und 12
des Dehnungsrohres werden durch eine aus einem
Baustoff geringer Wärmedehnung hergestellte Stoßstange 33 auf das durch die Feder
4. im schließenden Sinne belastete Wasserablaßventil 3 übertragen.
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Die Wirkung dieser Einrichtung ist gleich der Anordnung nach der Abb.
2. Wird über den Zeitschalter i9 die Heizspule ri mit Strom beschickt, so erwärmt
sich der außerhalb des Kessels i liegende Teil i2 des Dehnungsrohres. Die Stoßstange
33 wird nach links bewegt, und unter der Kraft der Feder q. setzt sich das Ablaßventil3
auf seinen Sitz auf. Das Dehnungsrohr ist so eingestellt, daß schon die Dehnungen
des der Temperatur des Kesselwassers ausgesetzten Teiles 8 allein den Abschluß des
Ventils 3 bewirken, wenn das Kesselwasser auf einen unter der Betriebstemperatur
liegenden Temperaturgrad erwärmt ist. Kühlt das Kesselwasser unter diese Temperaturgrenze
ab und ist die Heizwicklung i i stromlos, so schrumpft die Länge des Dehnungsrohres
8, 12 soweit zusammen, daß die Stoßstange 33 das Ventil 3 vom Sitz anhebt und der
Abfluß des Wassers aus dem Kessel i über den Kanal 34 ins Freie erfolgt.