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Elektrischer VYasserstandsregler für Dampfkessel. Die Erfindung betrifft
einen elektrischen Wasserstandsregler für Dampfkessel. Solche Regler haben sich,
auch ohne Verwendung eines Schwimmers, Eingang in das Erwerbsleben nicht verschaffen
können. Wesentliche Schwierigkeiten verursachten die infolge der Dampfbildung auftretenden.
Wallungen des Wasserspiegels im Kessel, infolge deren der Regeleinrichtung dauernd-
einzelne Stromstöße zuflossen. Den-hieraus sich ergebenden
schlagartigen
Beanspruchungen sind die mechanischen Teile der Regelvorrichtung nicht gewachsen.
Um diese Stromstöße zu verhindern oder ihre Wirkung zu beseitigen, wurde vorgeschlagen,
die. Kontakte für den Regelstromkreis im Wasserstandsglas unterztihringen oder eine
Wärmekapazität in den Regelstromkreis einzuschalten, die erst aufgeladen werden
muß, ehe sie ihrerseits mit, Hilfe eines Thermoeleinentes die Regelivirx kun
- auslösen kamt. Diese Vorscliläg= konnten jedoch auch nicht zum Ziele führen.
Denn selbst wenn sie den erstrebten Erfolg gehabt hätten, so würde die Speisewasserregelting
iinnier noch einen zweiten grundsätzlichen Fehler aller bisherigen elektrischen
Speiseregler aufweisen, nämlich die absatzweise Zufuhr des Speisewassers, die daher
rührt, daß nur die Endstellungen z. B. eines Regelventiles mit Hilfe des Regelstromes
eingestellt werden.
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Die Schwierigkeiten werden gemäß der F_rfindung durch eine Vorrichtung
l:eseitigt, welche die Änderung der Speisewasserztifuhr so weit verlangsamt, claß
etwa auftretende Wallungen des Wasserspiegels ini Kessel einzeln die Speisewasserzufulir
nicht merklich ändern können. Die einzelnen Stromstöße, welche durch derartige Wallungen
hervorgerufen werden, beanspruchen dann die mechanischen Regeleinrichtungen so gut
wie gar nicht. Sie können ini Gegenteil unter Uniständen dazu beitragen, die Stetigkeit
des Speisewasserzuflusses günstig ztt beeinflussen.
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.auf der Zeichnung sind zwei _-@usführungs-1eispiele des Gegenstandes
der Erfindung dargestellt. In _1b11. i ist mit i ein Dampfkessel, mit 2 seine Speiseleitung
und mit 3 sein Speiseventil bezeichnet. Der Ventilteller ist durch eine. Spindel
4. mit einem Eisenkern 5 verbunden, der seinerseits als Kolben in einem aus unniagnetischein
Material bestehenden Zylinder 6 hin und her gleiten kann. Der Zylinder ist an heilen
Enden durch Deckel 7 1111d 8 geschlossen. Gegen diese stützen sich zwei Federn to
und 16, die den Kolben 5 in einer bestimmten Lage halten. Um den Zylinder sind zwei
Spulen i i und 12 gelegt, die von einem F_isenjoch 13 t"llsclllossen werden. Die
Spule 1 i liegt unmittelbar am Netz. Sie sticht den Kolben 5 zu lieben und dadurch
das Speiseventil 3 zu öffnen. Die Spule 12, die entsprechend kräftiger als i i ausgebildet
ist, ist an das Netz über die Kontakte 1:I und 15 angeschlossen. Der Kontakt 14
ist stabförmig ausgebildet und taucht ständig in das Wasser ein, während der ihn
umfassende Kontakt 1,3 röhrenförmig gestaltet ist, um auch bei geringer Eintauchtiefe
schon einen sicheren Stroinschluß zti veranlassen. Wird zwischen den Kontakten durch
den Wasserspiegel eine Verbindung hergestellt, dann schließt die Spule 12 (las Speiseventil
entgegen der Wirkung (ler Spule r r.
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Die 1>1s jetzt beschriebene Vorrichtung würde infolge der Wallungen
des Kesselwassers das Ventil ständig stoßartig öffnen und schließen und so seinen
Verschleiß heschleimigen. Dies wird dadurch verhütet, daß der Zylinder 6 als Puffer
ausgebildet ist. Zu 'liesein Zweck ist er bis zu seinem oberen Rand mit Ö1 gefüllt.
Eine Bohrung q durch den Kolben 5 gestattet dein 01 den Durchtritt von der
einen Seite des Kolbens auf die andere. Durch entsprechende Bemessung des Otierscliiiittes
dieser Bohrung wird die Ventilbewegung erfindungsgemäß so weit verlangsamt, daß
die etwa auftretenden Wallungen des Wasserspiegels nur verschwindend kleine Ventil!
ewegungen hervorrufen.
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Der schädliche Einfluß der Wallungen ist Ia'lurch ausgeschlossen.
Wie sie ini Gegenteil dazu l:eitragen können, den Speisewasserzuiluß gleichmäßiger
zu machen, soll an Hand der Darstellung in Abb.2 erläutert werden. Diese zeigt die
Bewegung der Wellen des Wasserspiegels, die von links nach rechts an den Kontakten
30 vorbeiwandernd gedzcht werden können. .1-.4 ist der normale Wasscrstand,
dessen Aufrechterhaltung gewünscht ist. Von dieser Höhe aus möge er infolge verringerter
Danipfentnahnie im Steigen begriffen sein. Bei ebener Wasseroberfläche würde dann
der Stromkreis über die Kontakte 30 plötzlich geschlossen werden, (las Ventil
würde langsam, aber stetig seinen Durchgangsquerschnitt verkleinern und das Speisewasser
womöglich gänzlich absperren, ehe der Wasserstand wieder so weit gefallen ist, (laß
der Stromkreis über die Kontakte 30 unterbrochen wird. Die Wellenbewegung der U'asseroberfläche
verändert den Vorgang. Wie Abb.2 bei I zeigt, ist der Stromkreis beim Vorbeigang
der Wellen geschlossen, heim Vorbeigang der Wellentäler unterbrochen. Da die entsprechenden
Zeitei e u11;1 j aber gleich sind, heben sich Offnungs-und Schließbewegung des Ventiles
auf; der Speisewasserzufluß bleibt unverändert. Beim allmählichen Steigen des Wasserspiegels
werden die Zeiten zugunsten der Schließbewegung verschoben, wie die Darstellung
II zeigt, wo die Zeit d bereits erheblich größer als die Zeit c ist. Das Ventil
verkleinert also seinen Durchgangsquerschnitt, die Schließbewegung ist jedoch von
kürzeren Öffliungsbewegungen unterbrochen und wird dadurch so erheblich verlangsamt,
(laß sie noch nicht beendet ist, wenn der Wasserspiegel bereits wieder auf die normale
Höhe gesunken ist. Den entsprechenden Vorgang bei sinkendem Wasserstand
stellt
Abb. 2 bei 111 dar. Die Wasserwellen bewirken also eine Verlangsamung des
Ventil-5chlusses bzw. der völligen Ventilöffnung, so daß die Endstellungen des Ventiles
nur ausnahmsweise erreicht werden, dieses vielmehr uni eine dem Wasserbedarf entsprechende
Mittellage pendelt. Bei gleichbleibender Dampfentnahme kann sich eine Zwischenstellung
des Ventiles einstellen, bei der gerade so viel Wasser gespeist wird, wie dem Verbrauch
entspricht.
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Bleibt aus irgendeinem Grunde der zur Speisewasserregelung dienende
elektrische Strom aus, so wird bei der Ausführung nach Abb. i das Speiseventil durch
dizt Federn io und 16 in seine Mittellage gezogen, so daß ein dauernder Speisewasserzufluß
aufrechterhalten wird, eine Vorsichtsmaßregel, die bei feuerbeheizten oder mit elektrischer
Widerstandsheizung ausgerüsteten Dampfkesseln angebracht ist. Bei Elektrodenkesseln
dagegen liegt die Gefahr in einem zu hohen Wasserstand. Deshalb empfiehlt es sich
hier, daß bei Versagen des Stromes das Speiseventil sich selbsttätig schließt. Dieser
Fall liegt dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 3 zugrunde. Bei dieser Ausführung
ist außerdem ein dem Bogenlampenbau entnommener Schaltmotor verwendet. Es ist mit
i wieder der Dampfkessel, mit 2 seine Speiseleitung und mit 3 sein Speiseventil
bezeichnet. Der Ventilteller ist mit einem Hebel 17 verbunden. Mittels einer
Schnur i9, die gleichfalls an dein Hebel 17 befestigt ist, kann das Ventil entgegen
dem Druck einer Feder i8 geöffnet «erden. Die Schnur ig ist auf einer Trommel 2o
befestigt, die durch ein mehrfaches Zahnradvorgelege von der Rotorscheibe 21 angetrieben
wird. Diese wird von zwei Wechselstrommagneten 22 und 23 umfaßt. Die Spule des Magneten
22 liegt unmittelbar am Netz und übt ständig ein Drehmoment im Sinne der auf der
Zeichnung angegebenen Pfeile, also im Sinne der Ventilöffnung auf die Rotorscheibe
21 aus. Die Spule des Magneten 23 wird von einem über den Kontakt 2d. und das Kesselwasser
geführten Strom durchflossen. Wenn der Kontakt 24 den Wasserspiegel nicht berührt,
dreht sich der Rotor 2i im Pfeilsinne und öffnet das Speiseventil 3, wobei gleichzeitig
die Feder 18 gespannt wird. Berührt hingegen der Wasserspiegel den Kontakt 2.4,
dann wird der Magnet 23 erregt. Sein Drehmoment hebt das des Magneten 22 auf, so
daß die Feder 18 den Rotor 21 entgegen dem Pfeilsinn in Drehung versetzen und das
Ventil 3 schließen kann. Auch hier werden ebenso wie lwim ersten Ausführungsbeispiel
durch die Wallungen des Wasserspiegels nur kleine Ventilbewegungen ausgelöst, so
daß es nur verschwindend wenig um seine Ruhelage pendelt. Beim Versagen des Regelstromes
wird das Ventil 3 durch die Feder 18 geschlossen und dadurch der Speisewasserzufluß
unterbrochen.
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Man kann natürlich die Speisewasserzufuhr auch an anderer Stelle als
an dem Speiseventil regeln. Z. B. kann man das Saugventil der .Speisepumpe während
eines mehr oder minder großen Teiles des Druckhubes,geöffnet halten, indem man etwa
mit Hilfe des Regelstromes einen entsprechend gestalteten Steuernocken verschiebt.
Auch eine Regelung der Umlaufzahl der Antriebsmaschine ist mit Hilfe der Erfindung
möglich.