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Speisewasserregler für Dampfkessel Es sind Speisewasserregler mit
dauerndem Ablassen von Kesselwasser bekannt, bei denen das aus der Entspannungsschlange
austretende, aus einem Gemisch von Wasser und Dampf bestehende Mittel, dessen Austrittsmenge
sich mit dem Wasserstand im Kessel verändert, durch sein Eigengewicht, die Kraft
seines Strahls o. dgl. auf einen Impulsgeber einwirkt, der die in den Kessel eingeführte
Speisewassermenge regelt.
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Die Verbesserungen nach der Erfindung bestehen im wesentlichen darin,
daß als servomotorisches Kraftmittel der in Entspannung befindliche, bei dem Ablassen
anfallende Dampf benutzt wird, wobei die Regelung dieses Kraftmittels durch die
Menge des zum Ablassen bestimmten Gemisches selbst gesteuert wird.
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Es ergibt sich dabei mit hoher Geschwindigkeit ein Impuls, um eine
größere Kraftübertragung auf den zu steuernden Körper zur Veränderung der notwendigen,
in den Kessel einzuführenden Wassermenge zu erreichen.
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Eine Korrektur der genannten Regelung kann durch eine Membran bewirkt
werden, auf die der Druckunterschied einwirkt, der in der Hauptdämpfleitung durch
eine Vorrichtung mit Leitungsverlust oder eine Venturidüse erzeugt wird.
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Eine weitere Korrektur kann durch eine Differentialmembran bewirkt
werden, auf welche die Drücke vor und hinter dem Hahn einwirken.
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Die Erfindung betrifft ferner eine verbesserte Vorrichtung zur Entnahme
des Dampfgemisches im Kessel. Diese Vorrichtung besteht aus einem mit einer Öffnung
versehenen Gefäß, von dem das Entnahmerohr ausgeht und das an diesem Entnahmerohr
selbst
am Flansch aufgehängt ist, der das Loch zum Einsetzen verschließt. Dieses Gefäß
ist von einem zum Schutz gegen Fremdkörper dienenden Sieb umgeben.
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Die Erfindung erstreckt sich schließlich auch auf die Vereinigung
der vorgenannten Vorrichtung mit einem Wasserstandsanzeiger, der unter der Einwirkung
des Kraftmittels selbst arbeitet.
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Gemäß Abb. i der Zeichnung schwankt der Wasserstand i des Kessels
2 zwischen den Höhen 3 und 4.
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Es ist vorteilhaft, die Vorrichtung zur Aufnahme des Dampfes in der
folgenden Weise aciszubilden: Das Entnahmerohr 5 taucht in den Dampfraum des Gefäßes
6, mit dem es durch Arme 7 verbunden ist. Das Gefäß ist mit einer Öffnung 8 versehen,
durch die das Wasser im freien Fall und in veränderlicher Menge eindringt, entsprechend
dem Wasserstand im Kessel. Das Gefäß 6 ist sehr groß gewählt, damit das Wasser nicht
vom Dampf durch die Öffnung 8 angesaugt wird, sondern im freien Fall in den unteren
Teil des Gefäßes gelangt, wo es dann durch das Rohr 5 vom Dampf angesaugt wird.
Das Rohr 5 führt den Dampf und das Wasser in die Rohrschlange 9, deren Zweck darin
besteht, durch den von ihr verursachten Leitungsverlust die Du rchlaßmenge in zulässigen
Grenzen zu halten, und die fast augenblicklich vom Dampf-Wasser-Gemisch durchströmt
wird.
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Die Entnahmevorrichtung ist bequem im Kessel am Rohr 5 selbst aufgehängt
oder gehalten, das an einem Flansch io zum Schließen des Einbaulochs befestigt ist.
Sie ist von einem Sieb oder einem gelochten Blechmantel 1i umgeben, dessen Maschen
oder Löcher derart bemessen sind, daß kein verstopfender Fremdkörper in die Rohrschlange
eindringen kann.
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Soll der Wasserstand zwischen nahe aneinanderliegenden Grenzen geregelt
werden, so schützt man diesen Wasserstand in der Nähe des Gefäßes 6 gegen das stürmische
Sieden durch einen weiteren Mantel 12, der durch Arme 13 am Rohr 5 befestigt ist.
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Verändert sich der Wasserstand im Kessel, so mischt sich der durch
die Rohrschlange ausgetriebene Dampf mit einer gewissen Wassermenge, die von der
Höhe h über der Öffnung 8, also vom Wasserstand selbst abhängig ist.
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Diese Vorrichtung ist vorteilhafter, insbesondere als eine ebenfalls
anwendbare Vorrichtung, bei welcher die Ausströmmenge des Dampfes und des Wassers
durch einen Schwimmer verändert wird, der am Einlaßende der Rohrschlange eine mit
dem Wasserstand veränderliche Menge des Gemisches drosselt.
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Das an der Stelle 14 aus der Rohrschlange austretende Mittel trifft
mit großer und passend gewählter Strahlgeschwindigkeit auf die Endfläche 15 eines
druckausgeglichenen Schiebers 16, der durch eine Feder 17 in die obere Lage zurückgeführt
wird. Der Strahl ist dem Wasserstand entsprechend mehr oder weniger stärk und bewirkt
ein mehr oder weniger weites Eindrücken des Schiebers 16. Dadurch werden die Offnungen
18 mehr oder weniger zu- oder aufgesteuert, die im Schieberzylinder vorgesehen sind.
Der vom Strahl herrührende Dampf verteilt sich z. B. in einem Raume i9, der durch
eine federnde Membran 20 gebildet ist, welche gegebenenfalls selbst durch eine Feder
21 ausgeglichen ist und deren oberer Boden sich axial verschiebt und dabei einen
Hebel 22 beeinflußt, der das vorzugsweise ebenfalls entlastete Speiseventil 23 des
Kessels betätigt. Schließlich tritt der Dampf durch eine Rohrleitung 24 aus und
gelangt in einen Raum, in dem ein beliebiger Druck, in der Regel der Druck der Außenluft
herrscht. Dort kann der Dampf zur Rückgewinnung kondensiert und in den Speisewasserbehälter
abgeleitet werden.
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Bei Wasserstandsänderungen erzeugt somit der Schieber unter der Einwirkung
des veränderlichen Strahls eine Druckschwankung im Raume i9, woraus sich eine Verschiebung
des Bodens ergibt. Das Verbindungsgestänge mit dem Schieber 15 ist derart gewählt,
daß dessen Einwirkung auf das Ventil 23 die Änderung der Speisewasserzuführung in
dem geeigneten Sinne bewirkt.
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Der Stützteller der Schieberfeder 17 ist mit einer Hilfsmembran 25
verbunden, die durch eine Feder 26 ausgeglichen ist. Die Lage dieser Membran ist
abhängig vom Druckunterschied zwischen dem Eirilaßende und dem Hals einer Venturidüse
27, durch die der im Kessel erzeugte Dampf strömt. Die Lagenänderungen der Membran
werden auf den Teller 28 der Feder 1 7 durch Hebel 29, 30 und einen Drehzapfen
31 übertragen. Es sind hierzu die nicht dargestellten, zur Abdichtung erforderlichen
Stopfbüchsen vorgesehen.
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Eine Betriebsschwankung des Kessels bewirkt sofort eine Änderung der
zugeführten Speisewassermenge. Die Verbindungen sind derart gewählt,. daß die Speisewasserzuführung
dem Dampfverbrauch angepaßt wird.
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Eine Vergrößerung des Dampfverbrauchs bewirkt z. B. eine Erhöhung
des Druckunterschieds zwischen dem Hals und dem IJinlaBende der Venturidüse. Die
Membran 25 senkt sich, wodurch der Stützteller der Feder 17 gehoben wird. Dadurch
wird aber auch der Schieber 16 gehoben. Der Druck im Raume i9 sinkt, und die Membran
20 wird durch den Druck der Feder 21 gesenkt. Das Speiseventil 23 wird also
weiter geöffnet.
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Anstatt die beiden Seiten der Membran 25 mit einer Venturidüse zu
verbinden, kann man sie auch an den Einlaß und den Auslaß eines beliebigen Widerstandskörpers,
z. B. des Überhitzers, anschließen.
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Es kommt häufig vor, daß der Druck der Speisepumpe vor dem Speiseventil
23 infolge der Arbeitskurve der Pumpe und den Druckschwankungen im Kessel nicht
konstant ist. Es ergibt sich daraus, daß das Ventil bei einer gegebenen Lage des
Ventils verschiedene Wassermengen durchfließen lassen kann. Daraus ergibt sich weiter,
daß der Wasserstand im Kessel schwankt.
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Zur Vermeidung dieser störenden Erscheinung, besonders bei gewissen
Pumpen und großen Ver-
Brauchs- und 1)ruckscliv aiikungen, werden
die beiden Seiten einer in Abb. 2 dargestellten Membran 32 jeweils mit den beiden
Seiten des Ventils verbunden. Die Verschiebungen dieser Membran 32 bewirken durch
auf der Welle 35 festsitzende Hebel 33 und 34 unter Zwischenschaltung geeigneter
Stopfbüchsen entsprechende Verschiebungen des Stütztellers 28 der Feder
17.
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Wird z. B. ein geringer Dampfverbrauch vorausgesetzt, so steigt der
Druck vor und hinter dem Ventil 23 in Bezug auf den normalen Druck. Es entsteht
dadurch eine Erhöhung der Wasserspeisung, die gar nicht durch die Betriebsart des
Kessels gerechtfertigt ist. Die Membran 32 wird dadurch gesenkt und senkt auch den
Teller 28 der Feder 17
und den Schieber 16. Dieser hat also das Bestreben,
den Hahn zu schließen.
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Es ist hervorzuheben, daß der Federteller 28 gleichzeitig in Abhängigkeit
von den Bewegungen der Membranen 25 und 32 bewegt wird. Dies geschielit durch die
Anordnung eines Querschwengels 36, der die Hebel 30 und 34 durch Kugelgelenke
in der in Fig.2 dargestellten Weise miteinander verbindet.
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Ist der sich aus dem Dampfverbrauch und der Wasserspeisung ergebende
Wasserstand nicht richtig, so wird er durch das Ablassen mit Hilfe des beschriebenen
Schiebers wieder in die richtige Höhe gebracht.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch ohne die Meßvorrichtung
des Dampfdruckunterschieds und ohne die Vorrichtung zum Messen des Wasserdrucks
arbeiten.
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Ebenso kann man die den Dampfstrahl auffangende Membran fortlassen
und den Druck auf ein getrenntes und federndes Gefäß beliebiger Art übertragen.
Diese Ausführungsart ist in Ahb.2 dargestellt. In diesem Fall ist keine mit einer
Venttiridiise verbundene Vorrichtung vorgesehen, die nicht in allen Fällen unerläßlich
ist.
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Es kann angebracht sein, in die Rohrleitung zwisclieti der Rohrschlange
und dem Dampfstrahl ein Gefäß 37 einzuschalten.
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Anstatt die bewegte Masse des Strahls zu benutzen. kann man auch andere
Eigenschaften des entspannten Mittels anwenden, wie z. B. die Gewichtsänderung eines
mit einer Öffnung versehenen Gefäßes, in dem sich mit oder ohne Kondensation ein
Flüssigkeitsstand einstellt, der sich im Verhältnis zur ausströmenden Dampfmenge
verändert.
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Diese Vorrichtung kann mit einem Standanzeiger versehen sein. Letzterer
kann aus einem 'Manometer 38 (Abh. 3) bestehen, das mit dem Druckgefäß verbunden
und mit einer Wasserstandsskala versehen ist.
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Bei Kesseln mit zwei Dampfsammlern kann jeder dieser letzteren mit
einer Entnahmevorrichtung versehen werden, die vor der Rohrschlange an diese angeschlossen
werden. Das Speisewasserventil wird dann durch die mittlere Höhe der Wasserstände
gesteuert. Dies kann vorteilhaft sein, denn bekanntlich kann der Wasserstand in
einem Sammler unabhängig von der Wasserspeisung schwanken, z. B. in Abhängigkeit
von der Betriebsart des Kessels.
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Bei Schiffskesseln können zwei Entnehmer in einem gleichen Dampfsammler
angeordnet werden zum Ausgleich des Stampfens und Schlingerns.
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Der erfindungsgemäße Regler läßt sich bei allen Flüssigkeitsbehältern
anwenden, die außerdem Gase enthalten und in denen der Flüssigkeitsstand geregelt
werden soll.
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Die besondere Eigenschaft des Reglers besteht darin, daß er in äußerst
rascher und genauer Weise arbeitet.