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Regelvorrichtung zum selbsttätigen Aufrechterhalten des gleichen Flüssigkeitsstandes
in unter Druck stehenden Verdampfungsgefäßen Die Erfindung bezieht >ich auf eine
Regelvorrichtung zum selbsttätigen Aufrechterhalten des gleichen Flüssigkeitsstandes
in unter Druck stehenden Verdampfungsgefäßen mittels eines je nach dem Flüssigkeitsstand
der Dampfbespülung oder der Einwirkung der Flüssigkeit ausgesetzten wärmeempfindlichen
Körpers, wobei eine Ableitung am Dampfraum des Kessels und eineAbleitung am Flüssigkeitsraum
des Kessels vorgesehen ist sowie beide Ableitungen in ein Standrohr münden, von
dem eine Abzweigung im Höhenbereich des zu haltenden Flüssigkeitsspiegels zu dem
einen Ende des wärmeempfindlichen Körpers und eine Abzweigung unterhalb des zu haltenden
Flüssigkeitsspiegels zu dem anderen Ende des wärmeempfindlichen Körpers führt.
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Auf dem Prinzip der Ausnutzung der Temperaturunterschiede beruhende
Regelvorrichtungen sind bekannt. Hierbei können die Vorrichtungen ein Ausdehnungsrohr
aufweisen, welches sowohl der Aufnahme der Medien dient als auch selbst die Regelsteuerbewegung
erzeugt.
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So ist es beispielsweise vorgeschlagen worden, an den Kessel ein Ausdehnungsrohr
in Schräglage anzuschließen, dessen oberer Teil mit dem Dampfraum und dessen unterer
Teil mit dem Wasserraum
verbunden ist. Je nach dem Wasserstand ist
das Ausdehnungsrohr mit Wasser oder mit Dampf gefüllt. Die Dampffüllung bewirkt
eine Ausdehnung des Rohres und letztere das Öffnen des Speiseventils. Da das Ausdehnungsrohr
unmittelbar an den Wasserraum angeschlossen ist, herrscht in ihm ein Flüssigkeitsstand,
der mit der Niveaulinie im Kessel übereinstimmt und mit dieser pendelt, so daß die
Regelvorrichtung im unmittelbaren Verhältnis zum Steigen und Fallen des Wasserspiegels
im Kessel anspricht und die Wallungen des Wassers im Kessel die Wirkung des Ausdehnungsrohres
beeinflussen, wodurch die Regelung des Wasserspiegels unbefriedigend wird.
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Auch bei anderen mit unmittelbar und in Übereinstimmung des Wasserstandes
im Kessel von ;Vasser bespülten Ausdehnungskörpern, z. B. in Form eines Stabeb,
ausgerüsteten Wasserstandsreglern besteht der Nachteil eines trägen, pendelnden
Arbeitens mit falschen Pendelausschlägen, d. h. C'ber- und Unterregulierungen als
Folge der Arbeitsträgheit.
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Bei einer weiteren bekannten mit Ausdehnungsrohr arbeitenden Regelvorrichtung
ist seitlich an ein Wasserstandsglas ein Ausdehnungsrohr mit seinem einen Ende in
der Höhe des gewünschten Normalwasserstandes und mit seinem anderen Ende unterhalb
des normalen Wasserstandes über Rohre angeschlossen. Das Ausdehnungsrohr befindet
sich in verhältnismäßig großer Höhe über der normalen Wasserstandslinie und wirkt
über einen doppelten Dreiecksverband mit dem einen Scheitel auf ein Ventil in der
Speiseleitung, wobei in der Verbindung mit dem Scheitel Spiel besteht. Der Scheitel
auf der dem Ventil abgewandten Seite ist festgelegt, wodurch sich der am Ventil
festgelegte Scheitel und auch das Ausdehnungsrohr bei Längenänderungen des Ausdehnungsrohres
heben oder senken, was schraubenförmige Windungen der Verbindungsrohre mit dem Wasserstandsglas
erforderlich macht, die auch eine Kühlung zur Folge haben. Das Ausdehnungsrohr kann
Gewinde zur Vergrößerung der Ausstrahlungsfläche aufweisen. Diese Vorrichtung kann
nur verhältnismäßig träge arbeiten; denn einerseits ist ein verhältnismäßig großer
Höhenunterschied bis zum Ausdehnungsrohr zu überwinden, und andererseits arbeitet
die Vorrichtung entgegen nennenswerten Bewegungswiderständen.
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Für mit Schwimmern oder elektrischer Kontaktgabe arbeitende Fernanzeiger
des Flüssigkeitsstandes im Kessel ist das Anbringen von Standgefäßen bekannt. Die
Standgefäße enthalten den Schwimmer oder die Kontaktelektroden.
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Auch für die Wasserstandsregelung ist die Anordnung eines Nebenbehälters
bekannt, dessen Wasserstandshöhe den Dampfzutritt zu einem erheblich über der Niveaulinie
des Wasserstandes liegenden Ausdehnungskörper freigibt oder absperrt. Infolge der
jeweils notwendigen, sich selbst überlassenen Abkühlung des Ausdehnungskörpers kann
diese Vorrichtung gleichfalls -nur träge arbeiten. Nach der Erfindung ist bei einer
Regelvorrichtung der eingangs erwähnten Art das Standrohr als Beruhigungsbehälter
ausgebildet und liegt ein Temperaturfühler in einem in an sich bekannter Weise als
Kühlrohr mit Kühlrippen ausgebildeten Behälter im Höhenbereich des zu haltenden
Flüssigkeitsspiegels, wobei die an das Aufnahmegehäuse angeschlossene Dampfableitung,
als Kühlrohr mit Kühlrippen ausgebildet, eine dem Flüssigkeitsspiegel im Beruhigungsbehälter
parallele Einmündungsfläche aufweist und der Wasseranschluß an das Aufnahmegehäuse
in an sich bekannter Weise über eine Schleife bewirkt ist.
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Hierdurch ist ein augenblicklich einwandfrei, d. h. von Wasserwallungen
im Kessel weitgehendst unabhängig ansprechender Regler geschaffen. Der durch den
Beruhigungsbehälter beruhigte Wasserstand nimmt die Regelung in einer Weise vor,
daß augenblicklich je nach dem Wasserstand eine vollständige Wasserbespülung des
Temperaturfühler und damit eine sehr schnelle Abkühlung eintritt oder der Temperaturfühler
nur der Wirkung des Wasserdampfes aus dem Kessel ausgesetzt ist, indem beim Schließen
der Dampfableitung infolge der sich durch die Abkühlung über die Kühlrippen ergebenden
Volumenverringerung in dem den Fühler enthaltenden Behälter und der Dampfableitung
ohne Überwinden eines größeren Höhenunterschiedes sofort gekühltes Wasser aus der
Schleife heftig eingesaugt wird. Umgekehrt wird bei der Freigabe der Dampfableitung
das Wasser augenblicklich ausgedrückt.
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Die Zeichnung veranschaulicht schematisch ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Abb. i läßt die Regelvorrichtung mit mit Dampf bespültem Temperaturfühler
erkennen; Abb. z zeigt die Regelvorrichtung bei abgesperrter Dampfableitung.
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Bei dem Ausführungsbeispiel ist das Verdampfungsgefäß durch den Dampfkessel
i gebildet. An letzterem ist im Höhenbereich des zu haltenden Flüssigkeitsspiegels
der Beruhigungsbehälter :z angeschlossen. Der Beruhigungsbehälter weist eine obere
Ableitung 3 und eine untere Ableitung 4 in Form einer Schleife auf. Zum Anschluß
der oberen Ableitung ist der Beruhigungsbehälter mit einer Ausbuchtung 5 in Höhe
des gewünschten Flüssigkeitsstandes versehen. Die Einmündungsfläche der Ableitung
3 in den Beruhigungsbehälter ist parallel zu dem Flüssigkeitsspiegel im Beruhigungsbehälter.
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Die Ableitungen 3 und q. führen zu dem Aufnahmegehäuse 6 des Temperaturfühlstabes
7. Das Aufnahmegehäuse 6 hat eine schräge Lage mit leichter Neigung zum Beruhigungsbehälter.
Die untere Ableitung q. ist auf der Seite des Tiefstpunktes an das Aufnahmegehäuse
angeschlossen, während die obere Ableitung 3 an der hochliegenden Seite des Aufnahmegehäuses
angeschlossen ist. Mit dem dem Anschluß der unteren Ableitung zugewandten Ende berührt
der Fühlstab 7 die Flüssigkeit. Die obere Ableitung 3 und das Aufnahmegehäuse 6
des Fühlstabes sind mit Kühlrippen 8 versehen.
An dem Temperaturfühler
befindet sich das Steuerventilchen 9, welches den Auslaß der Dampfleitung i i verschlossen
hält oder öffnet, um ein Abströmen des Dampfes aus der Leitung i i ins Freie zuzulassen.
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Die Wirkungsweise der Regelvorrichtung ist folgende: Sinkt der im
Kessel zu haltende Flüssigkeitsspiegel infolge größerer Dampfentnahmen ab, dann
liegt die Umschlagkante 27 bzw. die :Mündung der Ableitung 3 in dem Beruhigungsbehälter
an der Ausbuchtung 5 frei, wie es Abb. i zeigt, wodurch Dampf durch die obere Ableitung
zum Temperaturfühlstab 7 strömt und der Fühlstab von Dampf umspült wird. Unter dem
Einfluß der hiermit verbundenen Temperaturerhöhung dehnt sich der Fühlstab und schließt
das Steuerventilchen 9 mit der Folge, daß der Druck in der Steuerleitung i i ansteigt,
wodurch ein nicht dargestellter Steuerkolben die Wasserspeisung in Tätigkeit setzt
oder erhöht.
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Übersteigt die zugeführte Wassermenge die in Dampf umgewandelte Wassermenge,
dann steigt der Flüssigkeitsspiegel im Dampfkessel und im Beruhigungsbehälter. In
dem Beruhigungsbehälter wird die Umschlagkante 27 bzw. die -Mündung der Ableitung
3 in den Beruhigungsbehälter überflutet und hierdurch die obere Ableitung 3 geschlossen.
Infolge der Absperrung der Ableitung 3 vom Dampfzutritt kühlt sich der in der Ableitung
3 und in dein Gehäuse 6 befindliche Dampf rasch ab. Durch die Kühlrippen 8 wird
die Abkühlgeschwindigkeit des Dampfes erhöht. Der im Gehäuse des Temperaturfühlers
befindliche Dampf kondensiert. Infolge der hierbei eintretenden Volumenverringerung
wird einerseits Wasser in die Ableitung3 eingesaugt, so daß das Wasser in der Ableitung
3 höher steigt, als es an sich durch das Steigen des Wasserspiegels im Beruhigungsbehälter
bedingt wäre. Außerdem wird durch die untere Ableitung 4 gekühltes Wasser in das
Gehäuse 6 eingesaugt, so daß der Fühlstab fast augenblicklich in seiner ganzen Länge
von gekühltem Wasser umspült ist. Der Fühlstab kühlt sich ab und zieht sich zusammen.
Hierbei öffnet er das Steuerventil 9, so daß der Dampf zur Betätigung des
Steuerkolbens über die Leitung i i ins Freie abströmt.