DE3461C - Automatic feed device for steam boilers and steam pumps - Google Patents

Description

1878.1878.

Klasse 59.Class 59.

WILHELM VOLLHERING in SUDENBURG-Automatische Speisevorrichtung für Dampfkessel und DampfpuWILHELM VOLLHERING in SUDENBURG-Automatic Feed device for steam boilers and steam pumps

Patentirt im Deutschen Reiche vom 9. Mai 1878 ab.Patented in the German Empire on May 9, 1878.

Der Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine selbsttätig wirkende Dampfpumpe ohne Kolben. Dieselbe kann sowohl saugend als auch nichtsaugend verwendet werden und zum Kesselspeisen wie auch zum Pumpen für beliebige andere Zwecke dienen.The subject of the present invention is an automatic steam pump without Pistons. The same can be used both suction and non-suction and for Serve boiler feeds as well as pumping for any other purpose.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist der Apparat in fünf von einander abweichenden Gonstructionen dargestellt. - ^: In the accompanying drawing, the apparatus is shown in five different constructions. - ^:

Fig. ι. Das cylindrische Gefäfs A ist sowohl an seinem oberen, als auch an seinem unteren Ende eingeengt. Ein ebenfalls cylindrischer Schwimmer B wird in demselben in verticaler Richtung geführt und zwar so, dafs die geometrische Axe des Schwimmers mit der des Gefäfses zusammenfällt. Mit dem unteren Theile des Gefäfses A steht das Ventilgehäuse C in Verbindung, welches mit einem Saugventil a und einem Druckventil b versehen ist. An dem oberen Theile des Gefäfses befinden sich das Ventilgehäuse D mit dem Dampfeintrittsrohr JE, sowie das Ausblaserohr F. Die Oeffnungen, durch welche das Ventilgehäuse D sowie das Ausblaserohr F mit dem Gefafs communiciren, sind verschliefsbar durch zwei entgegengesetzt, angeordnete Ventile c und d. Diese beiden Ventile sind durch einen Bügel e unter sich und durch eine Stange g mit dem Schwimmer fest verbunden und so angeordnet, dajs eiru Heben des Schwimmers ein Oeffhen des Ventils c und ein Schliefsen des Ventils d bewirkt, während ein Sinken desselben ein Schliefsen von c und ein Oeffnen von d zur Folge hat. Die Fortsetzung des Stutzens G bildet das Saugrohr, die Fortsetzung des Stutzens H dagegen das Druckrohr der Pumpe.Fig. Ι. The cylindrical vessel A is narrowed both at its upper and at its lower end. A float B , likewise cylindrical, is guided in the vertical direction in such a way that the geometrical axis of the float coincides with that of the vessel. The valve housing C communicates with the lower part of the vessel A and is provided with a suction valve a and a pressure valve b . Are located at the upper part of Gefäfses the valve body D with the steam inlet pipe JE, as well as an exhaust pipe F. The openings through which the valve housing D and an exhaust pipe F communiciren with the Gefafs are verschliefsbar by two oppositely, c valves arranged and d. These two valves are g by a bracket e among themselves and through a rod with the float fixedly connected and arranged Dajs eiru lifting of the float c a Oeffhen of the valve and causes Reasoning of the valve D, while a fall thereof is a Reasoning of c and results in an opening of d . The continuation of the connection G forms the suction pipe, the continuation of the connection H, on the other hand, forms the pressure pipe of the pump.

In Betreff der Wirkungsweise.dieses Apparates sind verschiedene Fälle zu unterscheidendWith regard to the mode of operation of this apparatus, a distinction must be made between different cases

ι. Fall. Der Apparat dient zur Kesselspeisung und wirkt nichtsaugend.. Er liegt daher höher als das Niveau des Kessels und tiefer'als das Speisereservoir. Die Röhren F und G communiciren in diesem Falle mit dem Speisereservoir, die Röhren E und H dagegen mit dem Dampfkessel. Dabei mag noch hinzugefügt werden, dafs G stets nach dem Wasserraum des Reservoirs und H nach dem Wasserraum des Kessels führt, während F über dem Wasserspiegel in das Reservoir mündet. Die Wirkungsweise des Apparates ist dann folgende:. Das Gewicht des.ι. Case. The device is used to feed the boiler and has a non-suction effect. It is therefore higher than the level of the boiler and lower than the feed reservoir. The tubes F and G in this case communicate with the feed reservoir, while the tubes E and H communicate with the steam boiler. It should be added that G always leads to the water space of the reservoir and H to the water space of the boiler, while F opens into the reservoir above the water level. The mode of operation of the apparatus is then as follows: The weight of the.

Schwimmers ist so gewählt, dafs dieser bei dem in Fig. ι gezeichneten Wasserspiegel gerade im Gleichgewicht stehen würde, wenn er vollständig, sich selbst überlassen wäre. Nun drückt aber der Dampf das Ventil c nach unten, so dafs der Schwimmer in seine unterste Lage gebracht wird. Durch das Rohr G strömt daher das Speisewasser aus dem höher gelegenen Reservoir nach dem Gefafs A. Das Niveau steigt in. Ä allmälig und erzeugt daselbst einen continuirlich wachsenden Auftrieb des Schwimmers B. Sobald der Auftrieb so stark angewachsen ist, dafs er den Dampfdruck gegen das Ventil c überwiegt, mufs ein ruckweises Steigen des Schwimmers und ein damitverbundenes Schliefsen des Ventils d, sowie ein Oeffnen des Ventils c erfolgen. Nach diesem Wechsel der Ventilstellungen ist in dem Gefäfse plötzlich der volle Kesseldruck entstanden. Dieser prefst das Wasser unter Oeffnen des Ventils b durch das Rohr_ZT nach dem tiefer gelegenen Kessel. Dabei übt er einen constanten Druck auf das Ventil d aus und sucht den Schwimmer in seiner höchsten Lage zu erhalten. Bei allmälig sinkendem Niveau in dem Gefäfse A vermindert sich aber der Auftrieb des Schwimmers fortwährend. Ist der Wasserspiegel tiefer gesunken, als er in Fig. 1 steht, so überwiegt das Gewicht des Schwimmers den Auftrieb desselben. Wenn endlich- der Unterschied zwischen Schwere und Auftrieb des Schwimmers gröfser geworden ist, als der Dampfdruck auf das Ventil d, so mufs ein plötzliches Fallen und damit ein Schliefsen von c und ein Oeffnen von d eintreten. Der gespannte Dampf in dem Gefäfse A kann nun durch das Rohr F nach dem Reservoir entweichen und wo dieses wünschenswerth erscheint, zum . Vorwärmen des Speisewassers benutzt werden. Mit. dem Austritt des Dampfes ist aber auch ein rasches und völliges Aufheben des Dampfdruckes verbunden. Es erfolgt daher _ erneutes Eintreten des Speisewassers durch G und darauf ein Schliefsen des Vent.ls b, sowie ein Oeffnen von a. 'The float is chosen in such a way that it would be in equilibrium at the water level shown in FIG. 1 if it were completely left to its own devices. But now the steam presses the valve c downwards, so that the float is brought to its lowest position. Through the pipe G therefore flows through the feed water from the higher reservoir to the Gefafs A. The level increases in. Ä gradually and generates there a continuirlich increasing buoyancy of the float as soon as the lift is greatly increased, that he vapor pressure against the Valve c predominates, a jerky rise of the float and an associated closing of valve d and opening of valve c must take place. After this change in valve positions, the full boiler pressure suddenly developed in the vessel. This prefers the water by opening valve b through the pipe_ZT to the lower boiler. He exerts constant pressure on valve d and tries to keep the float in its highest position. When the level in vessel A gradually falls, however, the buoyancy of the swimmer is continually reduced. If the water level has sunk lower than it is in Fig. 1, the weight of the swimmer outweighs the buoyancy of the same. When, finally, the difference between the weight and buoyancy of the float has become greater than the vapor pressure on valve d, there must be a sudden fall, and with it a closing of c and an opening of d . The pressurized steam in the vessel A can now escape through the pipe F to the reservoir and, where this appears desirable, to the. Preheating of the feed water can be used. With. but the exit of the steam is also associated with a rapid and complete release of the steam pressure. The feed water therefore re- enters through G and then the valve b closes and a opens . '

Das eben beschriebene »Spiel des Apparates müfste unaufhörlich fortdauern, falls nicht be-Ί sondere Vorkehrungen getroffen wären, um das Functioniren unter Umständen sistiren zu können. Der vorliegende Apparat ist nun aber nicht nur dazu bestimmt, das Pumpen des Wassers inThe "game of the apparatus" just described would have to continue incessantly, if not be-Ί special precautions would have to be taken in order to be able to stop the functioning under certain circumstances. But the present apparatus is not only intended to start pumping the water in

den Kessel zu bewirken, sondern derselbe soll auch gleichzeitig und zwar ebenfalls automatisch den Wasserspiegel im Kessel reguliren. Er soll folglich zu functioniren aufhören, sobald das Niveau im Kessel seinen normalen Standpunkt erlangt hat. Um dieses zu erreichen, ist das Dampfrohr E von oben her vertical durch den Dampfraum des Kessels geführt und mündet daselbst gerade in der Höhe des Normalspiegels, so dafs dasselbe bei tiefem Wasserstande mit dem Wasserraum communicirt. Bei hohem Wasserstande füllt sich daher allmälig der ganze Apparat mit Wasser und der Schwimmer verharrt in seiner höchsten Stellung, so dafs ein Functioniren des Apparates so lange unterbleibt, bis das Niveau im Kessel wieder unter die Mündung des Dampfrohres E gesunken ist und der Dampf wieder nach dem Gefäfse A strömt (siehe Fig. 6).to effect the boiler, but it is also supposed to regulate the water level in the boiler at the same time, and also automatically. It should therefore cease to function as soon as the level in the boiler has reached its normal position. In order to achieve this, the steam pipe E is led vertically from above through the steam space of the boiler and opens there just at the height of the normal level, so that it communicates with the water space when the water level is low. When the water level is high, the whole apparatus gradually fills with water and the float remains in its highest position, so that the apparatus does not function until the level in the boiler has sunk again below the mouth of the steam pipe E and the steam again the vessel A flows (see Fig. 6).

2. Fall. Der Apparat dient zur Kesselspeisung und wirkt saugend. Er liegt folglich höher, als das Speisereservoir und als der Kessel.' In diesem Falle.führen die beiden Röhren i^und G nach dem Reservoir und tauchen daselbst unter den Wasserspiegel, während E und H mit dem Kessel communiciren. Hat der Schwimmer gerade wieder seine tiefste Lage eingenommen, so entweicht der Dampf erst durch das Ausblaserohr F, bis in dem Gefäfs A nur noch der Atmosphärendruck vorhanden ist. Von hier ab condensirt sich der Dampf durch Abkühlung und erzeugt ein. theilweises / Vacuum. Das Wasser steigt in beiden Röhren F und G empor, bis es das Ventil α öffnet, um in das Gefäfs A einzutreten. Von hier an bleibt der Procefs unverändert derselbe, wie er unter Fall ι beschrieben wurde (siehe Fig. 7).2nd case. The device is used to feed the boiler and has a suction effect. It is therefore higher than the feed reservoir and the kettle. ' In this case the two tubes i ^ and G lead to the reservoir, and there immerse themselves under the water level, while E and H communicate with the boiler. If the swimmer has just returned to its lowest position, the steam only escapes through the exhaust pipe F until only atmospheric pressure is present in the vessel A. From here on, the steam condenses by cooling and produces a. partial / vacuum. The water rises in both tubes F and G until it opens valve α to enter vessel A. From here on, the process remains unchanged the same as it was described under case 1 (see FIG. 7).

3. Fall. Der Apparat dient nicht zur Kesselspeisung, sondern als gewöhnliche Dampfpumpe und liegt daher tiefer, als der untere Wasserspiegel des zu fördernden Wassers. · Bei dieser Verwendung des Apparates ist das Dampfrohr E mit dem Dampfdom oder irgend einer höher gelegenen Stelle des Kessels zu verbinden, während das Ausblaserohr F ins Freie geführt wird. Nach dem Niedergange des Schwimmers entweicht der Dampf durch F so lange ins Freie, bis seine Spannung annähernd auf ι Atmosphäre gesunken ist. Dann beginnt der Wassereintritt durch G unter fortgesetztem Dampfaustritt, bis endlich der Schwimmer ein Umsteuern der Ventile bewirkt.3. Case. The device is not used to feed the boiler, but as an ordinary steam pump and is therefore lower than the lower water level of the water to be pumped. · When using the apparatus in this way, the steam pipe E must be connected to the steam dome or any higher point in the boiler, while the exhaust pipe F is led outside. After the float has gone down, the steam escapes through F until its tension has sunk almost to atmosphere. Then water begins to enter through G with continued steam escaping until finally the float causes the valves to reverse.

4. Fall. Der Apparat wird wieder als gewöhnliche Dampfpumpe, nicht als Speisevorrichtung benutzt, liegt aber höher als der untere Wasserspiegel und mufs folglich saugend wirken. Um dies zu erzielen, ist das Rohr F nach dem unteren Wasserspiegel geführt und taucht noch um ein gewisses Stück in das Wasser ein. Beim Herabfallen des Schwimmers entströmt der Dampf erst so lange, bis seine Spannung dem Atmosphärendrucke gleichgekommen ist. Dann condensirt er sich und bildet ein Vacuum, welches ein Steigen des Wassers in den beiden Röhren F und G zur Folge hat. Sobald das Gefäfs A wieder bis zu einer bestimmten Höhe gefüllt ist, beginnt ein Steigen des Schwimmers und wird dadurch ein Umsteuern der Ventile bewirkt. Der weitere Verlauf des Processes ist wie oben.4th case. The apparatus is again used as an ordinary steam pump, not as a feeding device, but is higher than the lower water level and must therefore have a suction effect. In order to achieve this, the pipe F is led to the lower water level and still dips a certain distance into the water. When the float falls, the steam only escapes until its tension has equalized the atmospheric pressure. Then it condenses and forms a vacuum, which causes the water in the two tubes F and G to rise. As soon as the vessel A is filled up to a certain height again, the float begins to rise and the valves are reversed. The further course of the process is as above.

Fig. 2. Der hier gezeichnete Apparat unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten nur durch eine veränderte Construction der beiden Ventile c und d. Um den Bügel e und die damit verbundene unbequeme Ausführung des Apparates zu vermeiden, ist das Ventil d hier in ein Ringventil oder eine Anzahl von seitlich angebrachten Kegelventilen umgewandelt und durch eine cylindrische Stange mit c, sowie mit dem Schwimmer starr verbunden.Fig. 2. The apparatus shown here differs from that shown in Fig. 1 only in a modified construction of the two valves c and d. In order to avoid the bracket e and the associated uncomfortable design of the apparatus, the valve d is converted into a ring valve or a number of laterally attached cone valves and rigidly connected by a cylindrical rod with c and with the float.

Die Fig. 3 und 4 zeigen neue Abweichungen der Ventile c und d, welche in einer theilweisen Entlastung der Ventile bestehen und die Anwendung eines kleineren Schwimmers oder gröfserer Wasser- und Dampfkanäle gestatten.3 and 4 show new deviations of the valves c and d, which consist in a partial relief of the valves and permit the use of a smaller float or larger water and steam channels.

Fig. 5 weicht von allen bisherigen Constructionen darin ab, dafs der Schwimmer nicht mehr direct mit den Ventilen c und d verbunden ist, sondern eine Bewegung derselben durch Vermittlung eines um h drehbaren- Hebels / herbeiführt. Das Ventil c liegt nur lose auf dem Hebel und wird beim Steigen des Schwimmers in die Höhe gedrückt, während es bei tiefer Lage desselben von dem Dampfdruck geschlossen wird; das Ventil d dagegen hängt vermittelst eines Bügels und einer Schraube mit dem Hebel in solcher. Weise zusammen, dafs es allen seinen Bewegungen folgen mufs. Da die Länge, des Schwimmerhebelarmes ein vielfaches der Ventilhebellänge ist, so wird der von dem Schwimmer ausgeübte Druck vergröfsert auf die Ventile übertragen, so dafs die Anwendung eines bedeutend kleineren Schwimmers bei gleicher Gröfse der Ventile zulässig ist.Fig. 5 differs from all previous constructions in that the float is no longer directly connected to valves c and d , but causes them to move by means of a lever / rotatable about h. The valve c lies only loosely on the lever and is pushed upwards when the float rises, while it is closed by the steam pressure when the float is lower; the valve d, however, hangs in such a way by means of a bracket and a screw with the lever. Put together that it must follow all its movements. Since the length of the float lever arm is a multiple of the valve lever length, the pressure exerted by the float is transferred to the valves in an increased manner, so that the use of a significantly smaller float is permissible with the same size of the valves.

Der Apparat ist gleichzeitig als saugender und nichtsaugender construirt und zu diesem Ende mit den durch Ventile verschliefsbaren Röhren L und M versehen, von denen die eine unter, die andere über dem Wasserspiegel des Reservoirs mündet.The apparatus is designed as a suction and a non-suction device at the same time, and at this end it is provided with tubes L and M , which can be closed by valves, one of which opens below and the other above the water level of the reservoir.

Die im Eingange erwähnten Einengungen des Gefäfses A haben den Zweck, die Wassermenge annähernd zu begrenzen, welche während eines Spiels gefördert wird. Der Apparat ist nämlich so construirt, dafs, wenn der Wasserspiegel bei einer derbeiden Ebenenz und ζ * angelangt ist, der Unterschied zwischen Auftrieb und Gewicht des Schwimmers gerade-ausreicht, um ein Umsteuern zu veranlassen.. Sollte dieses aber durch zufällige Widerstände erschwert werden, dann würde ein kleines Wasserquantum genügen, um in dem schmalen Ringe oberhalb von i und unterhalb von z¹ die erforderliche Störung des Gleichgewichtes hervorzubringen.The constrictions of the vessel A mentioned at the beginning have the purpose of approximately limiting the amount of water that is conveyed during a game. The apparatus is designed in such a way that when the water level has reached one of the two levels and ζ *, the difference between buoyancy and weight of the swimmer is just enough to cause a change of direction. then a small quantity of water would suffice to produce the necessary disturbance of equilibrium in the narrow ring above i and below z ^1.

Der wesentlichste Theil der ganzen Speisevorrichtung ist der einfache, aus zwei Ventilen, einem Schwimmer und eventuell einem Hebel bestehende Steuermechanismus, welcher dasMost essential part of the whole feeder is the simple control mechanism consisting of two valves, a float and possibly a lever that controls the

alternative Oeffnen und Schliefsen des Dampfeinlafs- und des Ausblaseventils vollzieht und welcher so construirt ist, dafs der abwechselnd auf die beiden Ventile wirkende Dampfdruck sich dem Umsteuern widersetzt und dieses erst in einem Momente gestattet, in welchem die von dem Schwimmer erzeugte Kraft schon mehr als hinreichend angewachsen; ist, um ein vollständiges Umsteuern zu bewirken. , Während daher bei früheren ähnlichen Speiseapparaten besondere Sperrvorrichtungen oder dergleichen erforderlich waren, um ein eventuelles Stehenbleiben des Schwimmers in irgend einer Mittellage zu verhüten, wirken hier die Ventile selbst als passende Klinken und ermöglichen dadurch die aufserordentlich einfache Construction der Steuervorrichtung.alternative opening and closing of the steam inlet and the blow-out valve and which is so constructed that the alternate Steam pressure acting on the two valves opposes the reversal and this only at a moment when the force generated by the swimmer is already greater as grown sufficiently; is to bring about a complete change of direction. , While therefore special locking devices or the like in earlier similar feeders were necessary to prevent the swimmer from standing still in any central position To prevent this, the valves themselves act as suitable pawls and thereby enable the extremely simple construction of the control device.

Claims (1)

Patent-Anspruch:Patent claim: Die ihrem Wesen nach durch Zeichnung und Beschreibung erläuterte Steuervorrichtung.The control device explained by its nature by drawing and description. Hierzu ι Blatt Zeichnungen.For this purpose ι sheet of drawings.