DE517542C - Vorrichtung zur Regelung des Fluessigkeitszuflusses zu einem Behaelter, insbesondere des Speisewasserzuflusses zum Kessel - Google Patents

Description

Die Erfindung" betrifft eine Vorrichtung zur Regelung des Flussigkeitszuflusses zu einem Behälter, insbesondere des Speisewasserzuflusses zum Kessel, bei welcher der auf den mit dem Speiseventil fest verbundenen Regelkolben wirkende Druck durch ein vom Kesselwasserstand beeinflußtes Schwimmerhilfsventil gesteuert wird. Es sind bereits Regelvorrichtungen bekannt, bei welchen eine Abweichung des Kesselwasserstandes von einer bestimmten Höhe ein Öffnen oder Schließen des mit dem durch das Schwimmerhilfsyentil gesteuerten Regelkolben verbundenen Speiseventils zur Folge hat, so daß der Kesselwasserstand ständig auf einer gleichbleibenden Höhe gehalten wird. Diese bekannten Regelvorrichtungen weisen den Übelstand auf, daß das Speiseventil, sobald der Kesselwasserstand die bestimmte Höhe unterschreitet oder überschreitet, sich abwechselnd vollständig öffnet bzw. schließt und infolgedessen eine unregelmäßige und unterbrochene Speisewasserzufuhr zum Kessel stattfindet, die das Auftreten von Flüssigkeitsstößen zur Folge hat.

Gemäß der Erfindung wird daher zur Vermeidung dieses Übelstandes die Anordnung so getroffen, daß in dem einerseits unter dem Speisewasserdruck stehenden Regelkolben ein Entlastungskanal für die Kolbenkammer vorgesehen ist, dessen untere als Sitzfläche für das Hilfsventil ausgebildete Öffnung diesem bei der Schließbewegung des Speiseventils genähert wird, während dasselbe bei sinkendem Schwimmer durch das den Entlastungskanal steuernde Hilfsventil durch Abschluß in seine Öffnungsstellung um einen von der jeweiligen Stellung des Hilfsventils abhängigen Betrag angehoben wird. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß das Speiseventil völlig geschlossen ist, wenn der Kesselwasserstand einen bestimmten Höchstwert erreicht hat und sich bei sinkendem Wasserstand mehr und mehr öffnet, bis es schließlich bei einer bestimmten Mindesthöhe des Wasserstandes vollständig geöffnet ist. Bei jedem zwischen den beiden Grenzwerten liegenden Wasserstand wird demnach das Speiseventil in einer teilweise geöffneten Lage gehalten, so daß ein gleichmäßiger und ununterbrochener Flüssigkeitszufluß zu dem Kessel stattfindet. Eine stärkere Dampfentwicklung im Kessel hat hierbei zur Folge, daß sich der Wasserstand seiner Mindesthöhe nähert, so daß also bei stärkerer Dampfentwicklung der Wasserstand niedriger ist als

bei geringerer Dampfentwicklung, Hierdurch wird erreicht, daß der in dem Kessel erzeugte Dampf auch bei hoher Kesselbelastung stets trocken ist. ■

Dadurch, daß das untere Ende des in dem Regelkolben vorgesehenen Entlastungskanals als Sitzfläche für das Hilfsventil ausgebildet ist, wird ferner gegenüber den bisher bekannten Regelvorrichtungen der Vorteil einer geschlossenen und äußerst einfachen Bauart erzielt, da außer dem in dem Regelkolben befindlichen Entlastungskanal keine weiteren Steueröffnungen oder Steuerkanäle vorgesehen zu werden brauchen.
Wenn man den Regelkolben so ausführt, daß er eine größere Kolbenfiäche aufweist als der unter der Kesselspannung stehende Ventilkörper des Speiseventils, wird die Kolbenkammer zweckmäßig einerseits durch den so steuerbaren Entlastungskanal, andererseits durch eine Umführungsleitung an entsprechend der Lage des Speiseventils zum Regelkolben vor oder hinter dem Speiseventil liegenden Stellen der Speiseleitung angeschlossen.

Da es zwecks Erzielung einer möglichst empfindlichen Regelung von Wichtigkeit ist, daß der mit dem Speiseventil verbundene Regelkolben den Bewegungen des Hilfsventils sofort und genau folgt, wird die Anordnung zweckmäßig so getroffen, daß die Kolbenkammer außer durch den Zwischenraum zwischen der Mantelfläche des Kolbens und den Wandungen der Kolbenkammer noch durch eine Umführungsleitung von verhältnismäßig großem einstellbarem Querschnitt mit dem vor dem Speiseventil liegenden Teil der Speiseleitung in Verbindung steht, während der von der Kolbenkammer durch den Regelkolben führende steuerbare Entlastungskanal bei der Kolbenbewegung an eine Stelle geringeren Druckes anschließbar ist. Die Anschlußöffnung für die Stelle geringeren Druckes wird hierbei vorzugsweise in der Kolbenkammerwand angeordnet und durch eine zylindrische Schiebehülse gesteuert, die einen etwas größeren Durchmesser hat als der Regelkolben und mit der zwischen diesem und dem Speiseventil angeordneten Kolbenstange unter Belassung eines ringförmigen Zwischenraumes für den Durchtritt des den Kolben beaufschlagenden Speisewassers starr verbunden ist. Durch die Anordnung der Schiebehülse wird eine wirksame Abdichtung des die KoI-benstange umschließenden Raumes gegen die Anschlußöffnung für die Stelle geringeren Druckes erreicht und ein Eindringen von Flüssigkeit in die Anschlußöffnung unter Umgehung der Kolbenkammer und des Entlastungskanals vermieden.

Die Form oder den Umriß des Ventils macht man so, daß der Durchflußquerschnitt durch das Ventil allmählich von ο auf ein Maximum zunimmt, wenn der Schwimmer von seinem höchsten Stand auf seinen niedrigsten Stand fällt. Man kann indessen die Form des Ventils auch so wählen, daß der Betrag, um welchen der Durchflußquerschnitt durch das Ventil zunimmt, größer oder kleiner wird, wenn der Schwimmer von dem höchsten auf den niedrigsten Flüssigkeitsstand fällt.

Die Zeichnung zeigt drei beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung, und zwar ist

Abb. ι ein senkrechter Schnitt durch einen Speisewasserregler für einen Kessel, bei welchem der Kolben oberhalb des Ventils angeordnet ist,

Abb. 2 ein Schnitt durch einen Speisewasserregier mit unter dem Ventil angeordnetem Kolben, dessen Durchmesser dem Durchmesser des Ventils entspricht, und

Abb. 3 ein Speisewasserregler, bei welchem der Kolben unterhalb des Ventils angeordnet ist, aber einen größeren Durchmesser hat als dieses.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 1 besitzt der Regler einen Schwimmer 1, welcher an dem einen Ende eines Hebels 2 angeordnet ist, dessen zweites Ende mit dem Hilfsventil 3 in Verbindung steht. Der Hebel kann frei um einen Zapfen 4 schwingen, so daß das Ventil 3 ansteigt, wenn der Schwimmer fällt, und umgekehrt fällt, wenn der Schwimmer ansteigt. Der Schwimmer ist in einem Gußstück 5 angeordnet, welches mit dem Kessel 6 so verbunden ist, daß sich der Schwimmer frei, entsprechend dem Wasserstand im Kessel, bewegen kann. Das Gehäuse 9 des Ventils 10 ist ebenfalls an dem Gußstücks angeordnet; das Hilfsventil 3 dringt in das Gehäuse 9 ein und schließt es ab.

Die von der Speisepumpe geförderte Flüssigkeit tritt in das Gehäuse 9 durch den Einlaßstützen Ii ein und fließt, nachdem sie durch das Ventil 10 hindurchgegangen ist, durch die Aüslaßöffnung 12 in den Kessel 6 hinein. Das Ventil 10 ist verlängert und bildet einen Kolben 13 von größerem Durchmesser als das Ventil 10. Dieser Kolben 13 liegt oberhalb des Ventils 10 ttnd bewegt sich in einem zylindrischen Raum 14, der in dem Gehäuse 9 vorgesehen ist. Der Raum zwischen Ventil 10 und Unterseite des Kolbens 13 steht unter dem im Kessel 6 herrschenden Druck, Durch "das Ventil 10 geht ein Kanal 15 hindurch, so daß die Flüssigkeit aus dem Stutzen 11 durch den Kanal 15 in den Raum 14 eintreten kann. Das Hilfsventil 3 ist so angeordnet, daß es den Kanal 15 schließt oder öffnet, wenn der Schwimmer 1 fällt oder

steigt; es steuert auf diese Weise den Durchfluß der Flüssigkeit in den Raum 14. Die Flüssigkeit geht aus dem Raum 14 durch den Spielraum zwischen dem Kolben 13 und dem Gehäuse 9 hindurch. Ein weiterer Kanal 16 ist noch für den Ausfluß der Flüssigkeit aus dem Raum 14 vorgesehen. Dieser Durchfluß kann in seiner Größe durch einen Hahn 17 geregelt werden. Die Flüssigkeit kann aus dem Kanal 16 entweder,, wie in der Zeichnung dargestellt, nach dem Kessel 6 geführt oder auch an eine Stelle mit niedrigerem Druck weitergeleitet werden.

Wenn sich der Schwimmer 1 entsprechend dem höchsten Wasserstand eingestellt hat, so gibt das Hilfsventil 3 den Durchgang 15 frei; das Speisewasser fließt in den Raum 14 und übt dort den durch die Speisepumpe erzeugten Druck auf die Oberseite des Kolbens 13 aus. Auf diese Weise wird das Ventil geschlossen gehalten. Fällt der Wasserstand in dem Kessel 6, so hebt der Schwimmer 1 das Hilfsventil 3 an, bis es den Speisewasserzufluß durch die Öffnung 15 absperrt. Der Druck in dem Raum 14 nimmt dann infolge der Leckverluste durch den Spielraum zwischen Kolben 13 und Gehäuse 9, unterstützt durch den Flüssigkeitsaustritt durch^den Kanal 16 und den Hahn 17, ab. Sobald der Druck in dem Raum 14 nachgelassen hat, öffnet sich infolge der dann vorhandenen Kräfteverteilung das Ventil 10, und das Speisewasser fließt in den Kessel. Das Ventil 10 kann sich nur so weit öffnen, als das Hilfsventil 3 durch den Schwimmer 1 angehoben ist, da sonst der Kanal 15 wieder freigegeben und das Speisewasser in den Raum 14 fließen, das Ventil 10 sich also wieder zu schließen beginnen würde. Da der Schwimmer 1 das Hilfsventil 3 hebt und senkt, wird das Ventil 10 in seiner Bewegung hydraulisch an die Bewegung des Ventils 3 gekuppelt, so daß für jeden bestimmten Wasserstand, der zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Wasserstand liegt, das Hilfsventil 3 und infolgedessen auch das Ventil 10 eine entsprechende Stellung einnimmt und das Ventil 10 hierbei um einen bestimmten Betrag geöffnet ist, so daß die Stellung des Ventils 10 für jeden bestimmten Betrag der Verdampfung selbsttätig so eingestellt wird, daß ein beständiger Speisewasserzufluß in den Kessel entsprechend der gerade vorliegenden Verdampfung erfolgt. Eine von Hand betätigte Spindel iS dient dazu, das Ventil 10 über die ganze Länge seines Hubes nach beiden Richtungen hin von Hand einstellen zu können. Ferner ist ein Verriegelungshandgriff 19 vorgesehen, um die Spindel 18 in einer unwirksamen Stellung zu verriegeln, so daß sie die selbsttätige Arbeit des A'entüs 10 nicht stört.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 2 ist der Schwimmer in einem Gußstück 5 angeordnet, welches von dem Kessel getrennt ist, aber mit ihm durch die Rohre 7 und 8 in Verbindung steht, so daß der Flüssigkeitsspiegel in dem Gußstück 5 der gleiche ist wie in dem Kessel. Der Kolben 13 liegt hier unter dem Ventil 10 und hat den gleichen Durchmesser wie das Ventil. Die Oberseite des Kolbens 13 und die Unterseite des Ventils 10 stehen unter dem Druck in der Speiseleitung 11. Der Durchgang 15 durch den Kolben 13 steht immer in freier Verbindung mit dem ringförmigen Raum 20 und einem Kanal 21, der in dem Gehäuse 9 vorgesehen ist. Der Kanal 21 kann mit der Saugseite der Speisepumpe oder mit dem Speisebehälter durch ein geeignetes Rohr 22 verbunden sein, in welches ein Hahn 23 eingeschaltet ist.

Der Kolben des Ventils 10 ist mit einem Rand 24 versehen, welcher rings um den Kolben 13 einen ringförmigen Raum 25 frei läßt, der in freier Verbindung mit der Speiseleitung 11 steht, und zwar mit Hilfe eines Kanals 26. Der ringförmige Raum 25 kann auch in dem Gehäuse 9 angeordnet und durch ein äußeres Rohr mit dem Stutzen 11 verbunden sein. In dem Gehäuse rund um das Hilfsventil 3 herum ist ebenfalls ein ringförmiger Raum 27 gebildet, der durch das Rohr 28 in freier Verbindung mit der Speiseleitung 11 steht. Die Flüssigkeit kann aus dem ringförmigen Raum 25 durch den Spielraum zwischen Kolben und Gehäuse 9 und aus dem ringförmigen Raum 11 durch den Spielraum rund um das Hilfsventil 3 in den Raum 14 ausfließen. Eine zusätzliche Flüssigkeitszufuhr in den Raum 14 kann auch durch ein Rohr 29 erfolgen, in welches ein Hahn 30 eingeschaltet ist. Aus dem Raum 14 heraus kann die Flüssigkeit durch den Kanal 15, der durch das Hilfsventil 3 gesteuert wird.

Wenn der Schwimmer 1, von dem höchsten Wasserstand ausgehend, fällt, dann schließt das Hilfsventil 3 den Kanal 15 ab, und die Flüssigkeit, welche jetzt in den Raum 14 fließt, vermehrt den Druck auf den Kolben 13, bis er um so viel größer ist als der Druck des Kesselinhaltes auf das Speiseventil 10, daß das Gewicht des Ventils und die Reibung überwunden werden kann. Sobald dieser Druck erreicht ist, hebt sich das Ventil, und es kann Speisewasser in den Kessel fließen. Während der Wasserspiegel in dem Kessel steigt, senkt der Schwimmer 1 das Hilfsventil 3, bis die Öffnung 15 wieder freigegeben ist. Der Druck in dem Raum 14 läßt dann infolge des Flüssigkeitsausflusses durch den Kanal 15 nach, bis das Ventil 10 fällt und den Flüssigkeitszufluß nach dem Kessel verringert.

Für jeden gegebenen Wasserstand zwischen

dem höchsten und dem niedrigsten Wert wird das Ventil ig in einer teilweise geöffneten Stellung im Gleichgewicht gehalten entsprechend dem Wasserspiegel im Kessel.

Bei der Ausführung nach Abb. 3 schließlich ist der Durchmesser des Kolbens 13 größer als der Durchmesser des Ventils 10, und der Kolben ist auch hier unterhalb des Ventils to angeordnet. Der durch den Kolben 13 geführte Kanal 15 steht in freier Verbindung mit dem Kessel. Wenn der Schwimmer 1 fällt, dann schließt das Hilfsventil 3 den Kanal 15, und es fließt durch den Spielraum zwischen Kolben 13 und Gehäuse 9 Flüssigkeit in den Raum 14, bis der Druck in diesem Raum so weit gestiegen ist, daß das Ventil 10 geöffnet wird und das Speisewasser in den Kessel fließen kann. Steigt der Schwimmer 1, ao so gibt das Ventil 3 die öffnung 15 frei, und die Flüssigkeit fließt aus dem Raum 14 in den Kessel. Der Druck in dem Raum 14 wird dadurch niedriger, bis das Ventil 10 fällt und eine neue Gleichgewichtsstellung mit einem entsprechend verringerten Flüssigkeitsdurchfluß durch das Ventil 10 in dem Kessel hergestellt ist.

Aus den Abb. 2 und 3 ist zu ersehen, daß der Kolben 13 durch den Speisewasserzufluß so betätigt wird, daß der Flüssigkeitsausfluß aus dem Raum 14 durch Spielräume am Kolben nach einer Stelle, welche einen niedrigeren Druck hat als der Druck, unter dem die Flüssigkeit zugeführt wird, verhindert wird, und bei der Ausführung nach Abb. ι wird, wie durch strichpunktierte Linien angedeutet ist, ein gleiches Bestreben der Flüssigkeit, aus dem Raum 14 an dem Kolben 13 vorbei in den Kessel zu fließen, dadurch verringert oder verhindert, daß in dem Gehäuse 9 ein ringförmiger Raum 31 gebildet wird, welcher in freier Verbindung mit der Speiseleitung steht, z. B. durch ein diesen Raum mit dem Stutzen 11 verbindendes Rohr 32. Der Druck der Speiseflüssigkeit in dem Ringraum 31 wird, wenn die Verbindung 16 an eine Stelle niedrigeren Druckes führt, ein Bestreben des Dampfes, aus dem Kessel an dem Kolben 13 vorbei nach dem Kanal 16 hinzuströmen, verhindern.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   ι. Vorrichtung zur Regelung des Flüssigkeitszuflusses zu einem Behälter, insbesondere des Speisewasserzuflusses zum Kessel, mit Steuerung des auf den mit dem Speiseventil fest verbundenen Regelkolben wirkenden Druckes durch ein vom Kesselwasserstand beeinflußtes Schwimmerhilfsventil, dadurch gekennzeichnet, daß in dem einerseits unter dem Speisewasserdruck stehenden Regelkolben Ci 3) ein Entlastungskanal (15) für die Kolbenkammer (14) vorgesehen ist, dessen untere als Sitzfläche für das Hilfsventil (3) ausgebildete Öffnung diesem bei der Schließbewegung des Speiseventils (10) genähert wird, während dasselbe bei sinkendem Schwimmer durch das den Entlastungskanal (15) steuernde Hilfsventil (3) in seine Öffnungsstellung um einen von der jeweiligen Stellung des Hilfsventil abhängigen Betrag angehoben wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenkammer einerseits durch den steuerbaren Entlastungskanal (15), andererseits durch eine Umführungsleitung (16, 32) an entsprechend der Lage des Speiseventils zum Regelkolben vor oder hinter dem Speiseventil liegende Stellen der Speiseleitung angeschlossen ist, wobei der Regelkolben eine größere Kolbenfläche hat als der unter der Kesselspannung stehende Ventilkörper des Speiseventils.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenkammer einerseits durch den Zwischenraum zwischen der Mantelfläche des KoI-bens und den Wandungen (9) der Kolbenkammer und andererseits durch eine Umführungsleitung (29) von verhältnismäßig großem einstellbarem Durchgangsquerschnitt an den vor dem Speiseventil liegenden Teil der Speiseleitung angeschlossen ist, während der von der Kolbenkammer durch den Regelkolben führende steuerbare Entlastungskanal (15) bei der Kolbenbewegung an eine Stelle geringeren Druckes anschließbar ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Kolbenkammerwand (9) angeordnete Anschlußöffnung (21) für die Stelle geringeren Druckes durch eine zylindrische Schiebehülse (24) gesteuert wird, die einen etwas größeren Durchmesser hat als der Regelkolben (13), und mit der zwischen diesem und dem Speiseventil angeordneten Kolbenstange unter Belassung eines ringförmigen Zwischenraumes (26) für den Durchtritt des den Kolben aufschlagenden Speisewassers starr verbunden ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   BKRUN. GEDRUCKT IN HEB