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Vom Druck und Wasserstand im Dampfkessel abhängige Regelungsvorrichtung
für die Wasserzufuhr oder Brennstoffzufuhr Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelungsvorrichtung,
welche den Betrieb von Dampfkesseln, Heißwassererzeugern o. dgl. von der Bedienung
unabhängiger machen und sicherer gestalten soll. Sowohl wenn der Betriebsdruck seine
obere Grenze überschreitet, wie auch, wenn der Wasserstand unter den zulässigen
Spiegel sinkt, soll die neue Vorrichtung selbsttätig eingreifen, um die Brennstoffzufuhr
zur Heizeinrichtung abzustellen. Statt dessen würde gegebenenfalls die Vorrichtung
auch benutzt werden können, um Wasser einzuspeisen.
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Man hat diese Aufgabe schon zu lösen versucht, brauchte dazu aber
bisher zwei selbständige Vorrichtungen, eine für den Kesseldruck und' eine für den
Wasserstand, und zwei getrennte Stromkreise, um entweder Alarm zu geben oder eine
entsprechende Betriebsmasse einzuleiten.
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Demgegenüber schlägt die Erfindung eine Vorrichtung vor, welche auf
den Kesseldruck und den Wasserstand mit gemeinsamen Hilfsmitteln so anspricht, daß
ein einziger Stromkreis genügt, um mittels desselben sowohl bei der Drucküberschreitung
als auch bei der Wasserstandsunterschreitung sofort in den Betrieb einzugreifen,
indem z. B. die Brennstoffzufuhr abgesperrt wird. Die Erfindung erreicht das dadurch,
daß sie eine vom Betriebsdruck beeinflußte Balgmembran mit einem vom Wasserstand
beeinflußten Schwimmer in besonderer Weise koppelt. Diese Kopplung gestattet es,
sowohl die Balgbewegungen als auch die Schwimmerbewegungen in gleichem Sinne auf
ein für beide Organe gemeinsames Gestänge zu übertragen, welches in beiden Fällen
bei der Grenzüberschreitung den Stromkreis unterbricht, um die Brennstoffzufuhr
zur Heizeinrichtung abzuschneiden.
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Die neue Vorrichtung wird in einem besonderen Gehäuse untergebracht,
welches mit dem Wasserraum und Dampfraum des zu überwachenden Kessels in Verbindung
steht, aber seitlich von demselben angeordnet werden kann, so daß die Vorrichtung
jederzeit bequem zugänglich ist. Hierdurch und durch ihre Einfachheit und Betriebssicherheit
zeichnet sich die neue Vorrichtung besonders aus.
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In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen senkrechten Mittelschnitt, Abb. z einen
dazu rechtwinkligen Mittelschnitt durch den Metallbalg und die anschließenden Teile,
Abb. 3 eine Einzelheit.
Ein Behälter i wird am unteren Ende bei
4 mit dem Wasserraum des Kessels oder Heißwassererzeugers unterhalb des normalenWasserstandes
und am oberenEnde bei 5 mit den Kesselraum über dem Normalwasserstand verbunden.
Die Mittelkammer 3 des Behälters trägt zweckmäßig bei 6 und 7 das übliche Wasserstandsglas.
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-In einer erweiterten Kammer 2 befindet sich ein Schwimmer
z6, dessen Hebel 24 in den sich an die Schwimmerkammer anschließenden Stutzen ii
hineinreicht. Auf dem Ende des L-förmigen Stutzens i i sitzt ein Rohrstück, 14,
auf welchem -ein Gehäuse 4o für die äußeren Regelungsorgane befestigt ist.
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In der Flanschverbindung zwischen dem Stutzen i i und dIem Rohrstück
14 ist ein Metallbalg 28 befestigt, der in den Stutzen i i hineinreicht und dessen
untere Verschlußplatte 2o mittels eines Klotzes 21 am Ende des Schwimmerhebels 24
befestigt ist. Der Klotz 21 und die Verschlußplatte 2o sind auf dem unteren verjüngten
Ende einer Stange 17 festgeschraubt. Letztere ist mittels eines Längsschlitzes 18
auf einem Zapfen 16 geführt, welcher in zwei abwärts in den Metallbalg a8 hineinreichenden
Augen 15 des Rohrstückes 14 befestigt ist.
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Bei der Zusammenpressung oder Ausdehnung des Metallbalges, entsprechend
den Druckänderungen im Kessel, kann das Ende des Schwimmerhebels 24 mit der Stange
17 auf- und absteigen, soweit es die Schlitzführung i8 gestattet. Ferner kann die
Stange 17, wo auch der Zapfen 16 im Längsschlitz 18 stehen mag, um diesen Zapfen
bei etwaigem Steigen oder Fallen des Schwimmers ausführen.
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In einen oberen Schlitz der Stange 17 ist eine Platte 33 eingesetzt
und verbolzt. Ihr oberes als Auge ausgebildetes Ende ist bei 38 außerhalb der Stange
17 gelenkig mit einer Stange 39 verbunden, die durch das Rohrstück 14 hindurch in
das Gehäuse 4o hineinreicht. An der Gehäusewandung 40 ist bei 43 die als Hebel wirkende
Platte 42 (Abb. i und 3) angelenkt, in deren Mitte auf beiden Seiten je eine Pfanne
44, 45 befestigt ist. Die untere Pfanne 44 nimmt die Spitze der Stange 39 und die
obere Pfanne 45 die Zapfenspitze eines Tellers 47 auf, gegen welchen die Schraubenfeder
48 drückt. Das obere Ende der Feder 48 stützt sich gegen eine Fußplatte 49, welche
mittels der Stellschraube 52 höher oder tiefer geschraubt werden kann, um die Spannung
der Feder 48 dem verwendeten Betriebsdruck des Kessels anpassen zu können.
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Das äußere Ende des Hebels 42 ist bei 54 mit einer Lenkstange 55 verbunden,
deren oberes Ende bei 56 mit einem Kipplager 57 verzapft ist. Dieses bei 58 am Gehäuse
4o drehbare Kipplager 57 trägt mittels federnder Klammern 59 einen Schalter 6o.
Der Schalter besteht z. B. aus einer luftleeren Glasröhre mit zwei eingeschmolzenen
Kontakten 61, an welche sich die Stromkabel oder Drähte 62 anschließen. In der Glasröhre
6o befindet sich z. B. Quecksilber, in welches bei der in Abb. i gezeigten Lage
die Kontakte 61 eintauchen, so daß der Stromkreis eingeschlossen ist und die gewünschten
Teile des Kesselbetriebs, beispielsweise das Gebläse der Brennstoffzuführung zur
Kesselfeuerung, in Tätigkeit sind.
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Der Arm 63 des Hebels 42 trägt eine Verstärkungsplatte mit Gewindebohrung
65, in die eine Schraube 64 mit konischer Spitze eingesetzt ist. Dieser Spitze gegenüber
ist im Gehäuse 4o eine Gegenspitze befestigt. Beide Spitzen greifen in die Stütztassen
66, 68 für eine Differentialfeder 67, welche auf den Hebel 42 eine abwärts gerichtete
Druckkomponente ausübt, um den Abwärtsdruck der Einstellfeder 48 zu ergänzen. Durch
Verstellen der Schraube 64 in der Gewindebohrung 65 kann die Spannung der Differentialfeder
67 verändert werden.
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Schließlich ist noch an dem plattenförmigen Hebel 42 ein Anschlag
71 vorgesehen, der in einen Schlitz 72 der Seitenwand des Gehäuses 4o hineinreicht
und so den Hub für die Schwingungen des Hebels 42 nach oben und unten begrenzt.
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Die Wirkungsweise der neuen Vorrichtung ist folgende: Wenn der Betriebsdruck
in der Kammer 2 und dem Stutzen i i zunimmt, ohne daß im Wasserstand und der Schwimmerstellung
eine Änderung eintritt, so wird der Metallbalg 28 zusammengedrückt und hebt die
Stange 17 nach oben, wobei diese sich am Zapfen 16 entlang verschiebt. Da der Schwimmer
26 im wesentlichen an derselben Stelle bleibt, müssen die verschiedenen Punkte der
Stange 17 bei ihrer Aufwärtsbewegung sich in Kreisbögen um den Schwimmer bewegen:
Infolgedessen macht auch das obere Ende der Stange 17 eine Kreisbogenbewegung entgegen
dem Uhrzeigersinn und nimmt dabei das untere Ende der Stange 39 mit. Dadurch wird
der Winkel zwischen Stange 17 und Stange 39 gestreckt und eine Aufwärtsbewegung
der letzteren hervorgebracht, welche den Hebel 42 aufwärts schwingt. Die durch den
Anschlag 71 im Schlitz 72 begrenzte Aufwärtsbewegung des Hebels 42 bringt durch
den Lenker 55 eine Kippbewegung des Schalters 6o um den Zapfen -58 hervor, so daß
das Quecksilber von den Kontakten 61 zurücktritt und den Stromkreis unterbricht.
Die Kesselbeheizung wird abgestellt, so daß keine weitere Steigerung des Kesseldruckes
mehr eintreten kann.
Die abwärts gerichtete Kraft der Feder 48 und
die abwärts gerichtete Kraftkomponente der Differentialfeder 67 wirken der Aufwärtsbewegung
des Metallbalges 28 und der Stange 39 entgegen. Bei der Aufwärtsbewegung des Hebels
42 wird zwar die Feder 67 zusammengedrückt, aber ihre abwärts gerichtete Kraftkomponente
vermindert sich, da der Winkel zwischen der Federachse und der Längsachse des Hebels
42 sich ändert. In der von den Federn 48 und 67 zusammen ausgeübten Gesamtkraft
tritt infolgedessen eine Abnahme ein. Die bei der Strecklage des Hebels 42 und der
Feder 67 am stärksten gespannte Differentialfeder 67 bewirkt beim Überschreiten
der Strecklage eine Schnappbewegung des Schalters 6o, wie sie zur Betätigung eines
Quecksilberunterbrechers wünschenswert ist.
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Wenn der Wasserspiegel in der Kammer 2 sinkt, so bewegt sich der Schwimmer
26 nach unten und dreht sich um den Zapfen 16. Bei dieser Drehung der am Schwimmerhebel
24 festen Stange 17 um den Zapfen 16 links herum wird das untere Ende der
Stange 39 mitgenommen, so daß eine Kniegelenkwirkung eintritt. Sie erzeugt ebenso
wie im ersten Falle eine Aufwärtsbewegung der Stange 39 und des Hebels 42 mit der
Wirkung, claß die Kesselfeuerung abgestellt wird. Eine Undichtigkeit im Kessel,
die ein plötzliches Sinken des Wasserstandes und ein schnelles Ansteigen des Dampfdruckes
zur Folge hat, bewirkt sowohl die Senkung des Schwimmers als auch eine Zusammenpressung
des Metallbalges, so daß beide zusammen eine Aufwärtsbewegung der Stange 39 und
eine besonders rasche Abstellung der Heizvorrichtung herbeiführen.