DE510715C - Kesselspeiseeinrichtung mit zwei abwechselnd unter verschiedenem Druck stehenden, zwischen der Foerdervorrichtung und dem Kessel angeordneten Behaeltern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, bei der die Speisung des Kessels durch zwei zwischen der Fördereinrichtung und dem Kessel angeordnete Behälter erfolgt, die sowohl mit dem Wasserraum als auch mit dem Dampfraum des Kessels in abschließbarer Verbindung stehen und zwecks Füllung mit Speisewasser und Entleerung in den Kessel abwechselnd unter verschiedenen Druck gesetzt werden.

Es sind bereits derartige Einrichtungen bekannt, bei denen die Umsteuerung der beiden Behälter nach erfolgtem Druckwechsel in denselben stattfindet, wobei zeitweise beide Behälter gleichzeitig unter hohem Druck stehen, so daß vorübergehend keiner der Behälter für die Zufuhr von Speisewasser aufnahmebereit und die Speisung somit unterbrochen ist.

Die Einrichtung gemäß der Erfindung ist insbesondere zur Anwendung an Hochdruckkesseln mit Spannungen von 25 bis 100 Atm. und darüber bestimmt. Bei derartigen Anlagen ist die Speisung mittels Injektoren ausgeschlossen, da Strahlapparate, die gegen solche Drucke wirken sollen, bisher nicht gebaut worden sind. Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Einrichtung, welche für die Speisung von Dampfkesseln bis zum höchsten Dampfdruck die Verwendung von Injektoren und Speisepumpen bisheriger Bauart gestattet und gleichzeitig eine ununterbrochene Wasserförderung in die Behälter gewährleistet, ohne daß eine Kontrolle der Vorrichtung durch das Bedienungspersonal erforderlich wäre.

Zur Erzielung des genannten Zweckes erfolgt nach der Erfindung die selbsttätige Umsteuerung der Dampfzufuhr zu den Behältern durch den wesentlich unter dem Kesseldruck liegenden, am Ende des Füllvorganges in den betreffenden Behälter auftretenden Staudruck, der auf mit den Steuergliedern für die Dampfzufuhr verbundene kraftübertragende Teile wirkt. Diese An-Ordnung weist den Vorteil auf, daß der das Umsteuern bewirkende Staudruck derart niedrig gewählt werden kann, daß er von der Speisevorrichtung bewältigt wird, so daß der betreffende Behälter auch während des Umsteuerungsvorganges für das Speisewasser aufnahmebereit ist, das durch eine Vorrichtung gefördert wird, die gegen den Kesseldruck nicht zu arbeiten vermag. Dadurch, daß die Drucksteigerung auf Kesseldruck in dem oben gefüllten Behälter erst dann erfolgt, wenn die Drucksenkung im anderen Behälter bereits eingetreten ist, wird eine selbsttätige Aufrechterhaltung der ununterbrochenen Wasserspeisung bewirkt.

Zur Verwertung des im entleerten Behälter verbleibenden Hochdruckdampfes wird die Einrichtung derart ausgebildet, daß derselbe dem mit Wasser gefüllten Behälter zugeführt werden kann, wobei die Dampfüberleitung durch Öffnung eines dem Wasserdruck im gefüllten Behälter weichenden Abschlußgliedes erfolgt. Hierdurch wird der gesamte,

dem Kessel zum Zwecke der Speisung entnommene Dampf zur Speisewasserförderung ausgenutzt.

Die Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsbeispiele dieser Einrichtung.

Es zeigt Abb. ι ein Ausführungsbeispiel

der beiden Behälter in Verbindung mit einem Lokomotivkessel mit den dazugehörigen Steuergliedern unter Verwendung eines beliebigen Speiseapparates. Die Abb. 2, 3 und 4 zeigen in größerem Maßstab Teile der Behälter mit den an ihnen angebrachten Steuergliedern in den einzelnen Zeiten der Behälter- und Kesselspeisung. Abb. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens, wobei ein Injektor als Speisevorrichtung dargestellt ist.

In Abb. ι bedeutet:

ι die Speisefördervorrichtung, 2 das Wasserrohr, mit welchem Tenderwasser zugeführt wird, 3 den Dampfeintritt zur Speisefördervorrichtung, 4 das Druckrohr, durch welches das Wasser den Behältern zufließt; 5 ist ein handbetätigtes Ventil im Führerhaus, durch «5 welches zwei Ventilteller 6 und 7 betätigt werden, von denen der Teller 6 den Dampfeintritt in das zu den Behältern führende Rohr 8 und zum zweiten Ventilteller 7 beherrscht. Durch das zweite Ventil 7 wird gedrosselter Dampf zum Eintritt 3 des Injektors ι geleitet.

Das Druckrohr 4 gabelt sich in zwei Äste, die zu den nach den Behältern 10 und 40 öffnenden Rückschlagventilen 11 und 41 führen.

Jeder der Behälter hat einen Zusatzbehälter 12 und 42, die mit den Hauptbehältern durch die Öffnungen 13 und 43 in Verbindung stehen.

Jeder der Behälter besitzt weiter Steuerventile 14 und 44, welche in den Gehäusen 15 und 45 untergebracht sind.

Diese Gehäuse sind in drei Kammern unterteilt, von denen die obersten 16 und 46 in offener Verbindung mit dem Hochdruckdampfrohr 8 stehen, die mittleren 17 und 47 durch das Rohr 19 miteinander verbunden sind, die untersten Kammern 18 und 48 mit der Atmosphäre oder einem Raum in Verbindung stehen, in dem weniger oder nicht viel mehr als atmosphärische Spannung herrscht.

Jeder der Behälter hat weiter ein Ablaufrohr 20 bzw. 50 zum Kesselspeiseventil 21, das außer dem üblichen von Hand betätigten Absperrventil 22 zwei nach dem Kessel öffnende Rückschlagventile 23 und 53 enthält.

Die Einzelheiten der Steuerventile 14 und ihrer Gehäuse 15 seien an Hand der Abb. 2, 3 und 4 beschrieben.

Das Steuerventil 14 setzt sich aus drei Ventiltellern zusammen, welche das Dampfeinlaßglied bilden. Diese drei Ventilteller sitzen an einem gemeinsamen Körper; der oberste Teller 24 beherrscht die öffnung zwischen den Kammern 16 und 17 des Gehäuses, in welchem das Dampfeinlaßglied untergebracht ist. Der mittlere Ventilteller 25 beherrscht die Verbindung zwischen der Kammer 17 und dem Behälter 10, welche durch die Löcher 26 und die Bohrung 27 ermöglicht wird. Der unterste Ventilteller 28 besitzt einen kolbenförmigen Ansatz 29, der entsprechend größer ist als der Durchmesser des Ventiltellers 25 und die Aufgabe hat, den Raum .18 stets gegen den Dampf raum und den zugehörigen Behälterraum abzusperren. Dabei verhindert der Ventilteller 28 in seiner oberen Ruhelage, daß Undichtheiten, welche solche Kolbendichtungen stets mit sich bringen, in den Raum 18 gelangen.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende:

Es sei jener Speisezeitraum angenommen, bei dem der Behälter 10 in Füllung begriffen ist, während der Behälter 40 mit dem Dampfraum des Kessels in Verbindung steht und seinen Wasserinhalt an den Kessel abgibt. Diese Betriebsstellung entspricht den Abb. 1 und 2.

Da also gespeist werden soll, muß sich das Dampfventil 5 im Führerhaus in offenem Zustand befinden, so daß die Ventilkegel 6 und 7 von ihren Sitzen abgehoben sind. Gedrosselter Hochdruckdampf strömt durch 3 zur Speisefördervorrichtung 1, die ihr Druckwasser an die Leitung 4 abgibt.

Um ein Beispiel für die Arbeitsweise zu geben, sei angenommen, daß als Speisefördervorrichtung ein Injektor der bisherigen Bauart verwendet wird, der am günstigsten bei Dampfspannungen zwischen 10 und 15 Atm. arbeitet und der imstande ist, Gegendrücke zu überwinden, die um 2 bis 3 Atm. höher sind als die Spannung des zuströmenden Dampfes. Wird also der dem Kessel entnommene Hochdruckdampf durch den Kegel 7 auf etwa 12 Atm. abgedrosselt, so besitzt das durch 4 strömende Druck- no wasser eine kinetische Energie, die imstande ist, einen Gegendruck von etwa 15 Atm. zu überwinden. Für andersartige Speisefördervorrichtungen sind natürlich entsprechende Werte einzusetzen.

Da vorausgesetzt ist, daß der Behälter 40 mit dem Dampfraum des Kessels in Verbindung steht, dessen Drude als wesentlich höher wie 15 Atm. angenommen wird, so ist das durch die Leitung 4 strömende Druckwasser nicht imstande, das Rückschlagventil anzuheben, sondern strömt durch die

Zweigleitung 11 in den nahezu drucklosen Behälter io.

Der durch die Leitung 8 nach 16 strömende Hochdruckdampf hält daher das Steuerventil 14 in seiner unteren Ruhelage, wodurch Kegel 24 die Öffnung zwischen den Kammern 16 und 17 freigibt und Hochdruckdampf durch die Leitung 19 nach dem Raum 47 gelangt.

Da sich hier das Ventil 44 aus Gründen, die später erörtert werden, in seiner oberen Ruhelage befindet, strömt der Hochdruckdampf durch die Löcher 56 und die Bohrung 57 in den Behälter 40. Es ist also die Verbindung zwischen dem Dampfraum des Kessels und dem Behälter 40 über 5, 6, 8, 16, 17, 19, 56, 57 hergestellt. Es herrscht mithin im Behälter 40 voller Kesseldruck, und das Wasser strömt vermöge seines Gewichtes

to über 50 und 53 in den Kessel, wobei das Rückschlagventil 23 infolge des Druckunterschiedes zwischen dem Kessel und dem unter atmosphärischem Druck stehenden Behälter 10 geschlossen gehalten wird.

Die Abmessungen sind so gewählt, daß, sobald der Behälter 10 mit Frischwasser gefüllt ist, der Behälter 40 sein Wasser an den Kessel abgegeben hat und mit Hochdruckdampf voll gefüllt ist.

In dem Augenblick, wo Behälter 10 mit Wasser gefüllt ist, entsteht durch das nachströmende Wasser in ihm ein Staudruck von etwa 15 Atm., ehe das Wasser durch die Öffnung 13 nach dem Raum 12 übertreten kann, weil diese Öffnung entsprechend kleiner bemessen ist als der Durchgang beim Ventil 11. Der Staudruck könnte auch dadurch hervorgerufen werden, daß die öffnung 13 durch ein entsprechend belastetes Ventil gesteuert wird.

Ist nun die Fläche des kolbenförmigen Ansatzes 29 so bemessen, daß ein Druck von 12 Atm., der auf die Kolbenfläche wirkt, imstande ist, das Ventil 14 gegen den auf dem Teller 25 lastenden vollen Kesseldruck anzuheben, so gelangt das Ventil 14 in dem Augenblick, in dem Behälter 10 gefüllt ist und das Wasser durch die Öffnung 13 nach dem Raum 12 überzutreten beginnt, in seine obere Ruhelage. Dadurch ist jene Betriebsstellung hergestellt, die in der Abb. 3 dargestellt ist. Die Verschiebung des Ventils 14 aus seiner unteren in die obere Ruhelage bewirkt:

i. Den Abschluß der Verbindung zwischen den Gehäuseteilen 16 und 17, wodurch der Eintritt von Hochdruckdampf nach dem Behälter 40 gesperrt wird,

2. die Herstellung der Verbindung zwischen Kammer 17 und Behälter 10 durch die Löcher 26 und die Bohrung 27. Dadurch hat der im Behälter 40 verbliebene Hochdruckdämpf die Möglichkeit, in das Wasser des Behälters 10 überzuströmen, wo er niedergeschlagen wird.

Der Zusatzbehälter 12 ist so bemessen, daß seine Füllung längere Zeit in Anspruch nimmt, als notwendig ist, um den Druck in den Behälter 40 durch die Dampfüberströmung vom vollen Kesseldruck bis auf etwas unter 15 Atm. zu erniedrigen. Ist dieser Drude von etwas unter 15 Atm. im Behälter

40 erreicht, so ist das durch die Leitung 4 strömende Druckwasser imstande, das Ventil

41 anzuheben und den im Behälter 40 verbliebenen Druck durch Kondensation des darin befindlichen Dampfes so weit zu erniedrigen, daß der in der Kammer 46 herrschende Hochdruck das Ventil 44 in seine untere Ruhelage drückt.

Damit ist diejenige Betriebsstellung hergestellt, die in Abb. 4 dargestellt ist. Sie besteht in der Füllung des Behälters 40 und in der Entleerung des Behälters 10.

Das Niederdrücken des Ventils 44 bis auf den Sitz des Kegels 55 hat zur Folge, daß die Verbindung zwischen den Gehäuseteilen 46 und 47 freigegeben ist und Hochdruckdampf durch 19, 17, 26 und 27 in den Behälter 10 gelangen kann, so daß also jetzt die Verbindung des Behälters 10 mit dem Dampfraum des Kessels hergestellt ist und dessen Entleerung in den Kessel erfolgt, während inzwischen Frischwasser in den Behälter 40 strömt.

Soll die Speisung unterbrochen werden, so ist das Ventil 5 im Führerhaus zu schließen; dadurch wird die Wasserförderung durch den Injektor unterbrochen und ebenso die Verbindung des jeweils in Entleerung befindlichen Behälters mit dem Dampfraum des Kessels. Sobald der Druck in dem betreffenden Behälter nur wenig unter den Kesseldruck gesunken ist (entsprechend dem Höhenunterschied zwischen dem Wasserspiegel im Behälter und dem Wasserspiegel im Kessel), wird das dazugehörige Rückschlagventil 23 bzw. 53 schließen.

Abb. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das in einigen Einzelheiten von der Abb. 1 abweicht.

Es sind die Kammern 17 und 47 nicht miteinander verbunden, sondern die Kammer 17 ist durch die Leitung 19 mit dem Behälter 40 und die Kammer 47 durch die Leitung 49 mit dem Behälter 10 verbunden. Die Steuerventile 14 und 44 erhalten hier Rückschlagventile 30 und 60, welche während der Entleerung ein Überströmen des Hochdruckdampfes in den anderen — in Füllung befindlichen — Behälter verhindern. lau

Ein weiterer Unterschied zwischen den Ausführungsformen gemäß Abb. 1 und Abb. 5

besteht in der Ausbildung des handbetätigten RückscHagventils 5 im Führerhaus, das zum Ingangsetzen und zum Abstellen der ganzen Speisevorrichtung dient. Während nämlich in Abb. ι durch den Ventilkegel 6 die Verbindung zwischen den Behältern und dem Dampf raum des Kessels geöffnet bzw. geschlossen wird, ist in Abb. 5 durch diesen Ventilkegel die Verbindung der Behälter mit dem Wasserraum des Kessels beherrscht. Die Leitung 8, welche die Verbindung zwischen dem Behälter und dem Dampfraum des Kessels herstellt, kann in diesem Falle ständig offen bleiben. Die Rückschlagventile 23 und 53> welche ein Übertreten von Kesselwasser durch die Leitungen 20 bzw. 50 in den jeweils in Füllung begriffenen Behälter zu verhindern haben, sind bei dieser Ausführung zwischen die Behälter und Ventil 6 einzuschalten,

ao während bei der Einmündung des Druckwassers in den Kessel ein normales Speiseventil 21 verwendet werden kann.

Selbstverständlich können die Einzelheiten, in denen die Ausführungsformen gemäß

as Abb. ι und 5 voneinander abweichen, nach Bedarf — die eine nach Abb. 1 und die andere nach Abb. 5 —- ausgeführt werden, so daß beispielsweise das handbetätigte Ventil 5 nach einer, während die Dampfüberleitung zwischen den Behälter nach der anderen Ausführungsart ausgebildet werden.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Kesselspeiseeinrichtung mit zwei abwechselnd unter verschiedenem Druck stehenden, zwischen der Fördervorrichtung und dem Kessel angeordneten Behältern, welche sowohl mit dem Wasserraum als auch mit dem Dampfraum des Kessels in abschließbarer Verbindung stehen und die abwechselnd zwecks Füllung mit Speisewasser und Entleerung in den Kessel unter verschiedenen Drück gesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätige Umsteuerung der Dampfzufuhr zu den Behältern (10,40) durch den wesentlich unter dem Kesseldruck liegenden, am Ende des Füll-Vorganges in dem betreffenden Behälter auftretenden Staudruck erfolgt, der auf mit den Steuergliedern {24, 25, 54, 55) für die Dampfzufuhr verbundene, kraftübertragende Teile (14,44) wirkt.
2. 2. Kesselspeiseeinrichtung nach An-Spruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß eine selbsttätig gesteuerte Verbindung (19,49) zwischen den beiden Behältern (10,40) vorgesehen ist, durch die der in dem entleerten Behälter verbleibende S₀ Hochdruckdampf dem anderen mit Wasser gefüllten Behälter zugeführt wird.
3. 3. Kesselspeiseeinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das an jedem der Behälter vorgesehene Steuerglied für den Dampfeinlaß (24, 54 oder 25,55) abwechselnd entweder den Frischdampfzutritt zu der beide Behälter miteinander verbindenden Dampfüberströmleitung (19) oder die Einströmöffnung von diesem Raum in den zugehörigen Behälter freigibt.
4. 4. Kesselspeiseeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Stauglieder für den Dampfeinlaß enthaltenden beiden Gehäuse aus drei Kammern bestehen, wobei eine Kammer (16,46) mit dem Hochdruckdampf raum des Kessels, eine weitere (17,47) mit der entsprechenden Kammer des anderen Gehäuses bzw. mit dem anderen Behälter und die dritte (18,48) mit der Atmosphäre verbunden ist und wobei überdies die mittlere Kammer (17,47) mit dem Inneren des zugehörigen Behälters verbunden werden, kann.
5. 5. Kesselspeiseeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Dampf Überleitung aus dem entleerten Behälter in den gefüllten für jeden Behalter ein Abschlußglied (25, 55) vorgesehen ist, welches durch den Wasserdruck im Behälter, sobald er vollgefüllt ist, entgegen der Dampfströmung geöffnet wird.
6. 6. Kesselspeiseeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes die Kammern der Dampf einlaßgehäuse, den Kesseldampfraum und die Behälter voneinander trennende bzw. steuernde Dampfeinlaßglied (24, 54 und 25, 55) aus einem Körper mit drei Ventiltellem und einem hohlen kolbenförmigen Teil besteht, der die mittlere Kammer (17 bzw. 47) des Dampf einlaßgehäuses bei entsprechender Stellung der Ventilteller mit dem zugehörigen Behälter in Verbindung setzt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen