Neuerungen an Speiseregulatoren für Dampfkessel. Mit Abbildungen auf Tafel 15 und 16. Neuerungen an Speiseregulatoren für Dampfkessel. Die in Verbindung mit den gewöhnlichen Speisepumpen zu verwendenden Vorrichtungen, welche den Wasserstand im Kessel auf möglichst unveränderter Höhe halten sollen, arbeiten in der Regel mit einem Schwimmer, welcher durch sein Steigen und Fallen entweder ein zeitweiliges Abstellen der Pumpe, oder ein Auſserwirkungsetzen der ständig arbeitenden Pumpe herbeiführt. Beides kann in sehr verschiedener Weise geschehen (vgl. F. Krupp bezieh. C. L. Strube 1881 242 * 86). Auch die nachstehend beschriebenen neueren Regulirvorrichtungen sind mit einer Ausnahme mit Schwimmern versehen. Dieselben sind meistens in besonderen, mit dem Kessel in Wasserstandshöhe durch zwei Röhren verbundenen Gehäusen untergebracht, um den wallenden Bewegungen der Wasseroberfläche im Kessel möglichst entzogen zu sein. Fig. 1 bis 3 Taf. 15 zeigen einen Apparat von L. Leblond in Paris (Erl. * D. R. P. Nr. 11386 vom 1. Mai 1880), welcher für stetig arbeitende Speisepumpen bestimmt ist. In den Boden des durch Stutzen A und B mit dem Kessel verbundenen Schwimmergehäuses ist eine ⊓-förmige Rohrverbindung eingesetzt. Das durch D eingepumpte Wasser tritt für gewöhnlich durch das Druckventil S1 und die Oeffnungen a in das Gehäuse und dann durch B in den Kessel. Sobald der Wasserstand hinreichend gestiegen ist, soll der mit dem Arm R1 verbundene Schwimmer mit Hilfe des Daumens R das Auslaſsventil S öffnen, damit das durch D zuströmende Wasser durch E zum Sammelbehälter zurückkehre. Da ein Schwimmer von gewöhnlichen Abmessungen kaum im Stande sein wird, den auf dem entsprechend groſsen Auslaſsventil S lastenden Druck zu überwinden, so ist in S ein Hilfsventilchen t eingesetzt, auf welches der Daumen R beim Steigen des Schwimmers zunächst einwirkt. Sobald dasselbe geöffnet ist, soll das groſse Ventil S entlastet sein und von dem Schwimmer dann gleichfalls gehoben werden. Die entlastende Wirkung eines solchen Hilfsventiles kann jedoch nicht sehr bedeutend sein. Ist das Ventilchen t angehoben, so wird nur in nächster Nähe der Durchfluſsöffnung eine der Anströmgeschwindigkeit entsprechende Druckverminderung eintreten, übrigens aber der Druck oberhalb wie unterhalb des Ventiles S unverändert bleiben. Es kommt nun auf die Anordnung der Speisepumpe (ob einfach oder doppelt wirkend), die Länge des Druckrohres, die Gröſse des Windkessels u.s.w. an, ob der Druck über dem Ventil S überhaupt so weit sinkt, daſs der Auftrieb des Schwimmers dasselbe trotzdem öffnen kann. Am besten würde dies noch möglich sein, wenn die Pumpe einfach wirkend, das Druckrohr kurz und der Windkessel klein wäre. Damit das gehobene Ventil t bezieh. S nicht durch die Strömung des Wassers selbst wieder zugeschlagen werde, soll die Schutzkappe v (Fig. 3) über demselben angebracht werden. Sinkt der Wasserstand zu tief, so öffnet der Schwimmer das Ventil der Alarmpfeife Q. Bei dem in Fig. 4 und 5 Taf. 15 abgebildeten Apparat von F. Knülle in Frankenthal (Erl. * D. R. P. Nr. 13657 vom 29. Oktober 1880) ist ebenfalls eine ununterbrochen arbeitende Pumpe vorausgesetzt. Der Schwimmer befindet sich im Kessel selbst und das Ventil v, auf welches er einwirkt, soll zwischen dem Wasserbehälter und dem Saugventil der Pumpe eingeschaltet sein. Das Ventil ist nicht direkt mit dem Schwimmer verbunden, sondern durch den Hebel B mit einer vertikal geführten Stange A, auf welcher ein an der Schwimmerstange befestigter Daumen D gleitet. Zwischen diesem und zweien auf der Stange A befestigten Muffen liegen zwei Schraubenfedern m und n. Der Zeichnung entsprechend befindet sich der Schwimmer in der höchsten Stellung, das Ventil v ist geschlossen und die Pumpe geht leer, weil sie kein Wasser ansaugen kann. Sinkt nun der Schwimmer mit dem Wasserstande, so wird unter der Einwirkung des Belastungsgewichtes Q durch den Daumen D die Schraubenfeder n stärker gespannt und schlieſslich der Sperrhaken h ausgelöst. Die Stange A wird dann durch die Feder n in ihre tiefste Stellung geschnellt, das Ventil v geöffnet und gleichzeitig der obere Sperrhaken f zum Eingriff gebracht. Das Ventil bleibt nun geöffnet, bis in Folge der Speisung der Auftrieb des Schwimmers genügend gewachsen ist, um die Feder m zusammenzupressen und den Sperrhaken f auszulösen, worauf das Ventil wieder zugeschlagen und die Speisung unterbrochen wird. Durch die Benutzung des Sperrmechanismus wird hier vermieden, daſs, trotzdem der Schwimmer im Kessel selbst liegt, die Wallungen der Wasseroberfläche ein fortwährendes Oeffnen und Zuschlagen des Absperrorganes bewirken; ersteres erfolgt bei einem gewissen tiefsten, letzteres bei einem gewissen höchsten Wasserstande. Beim Oeffnen des Ventiles muſs der Ueberschuſs des Schwimmergewichtes sammt der Belastung über den Auftrieb gleich dem Druck der gespannten Feder n und beim Schluſs des Ventiles der Ueberschuſs des Auftriebes über das Gesammtgewicht gleich dem Druck der gespannten Feder m sein. Die Differenz zwischen den beiden Auftrieben ist daher gleich der Summe der Federspannungen. Sollen diese hinreichen, um unter Ueberwindung aller Widerstände den Ventilwechsel sicher zu bewirken, so werden allerdings die beiden Grenzlagen, zwischen welchen der Wasserspiegel regelmäſsig auf- und abschwankt, ziemlich weit aus einander liegen. Als weitere Nachtheile des Apparates sind die Benutzung von Federn und Klinken, sowie die Notwendigkeit einer Stopfbüchse für die Schwimmerstange anzuführen. Es ist allerdings Vorsorge getroffen, daſs die Packung der Stopfbüchse auch während des Betriebes leicht erneuert werden kann. Auf der Schwimmerstange ist über dem Schwimmer ein kegelförmiger Ansatz angebracht, welcher sich beim Anheben des Schwimmers in eine passend ausgedrehte Stahlbüchse einlegt. Ein Vorzug des Apparates ist, daſs seine Thätigkeit bequem beobachtet werden kann. Derselbe läſst sich auch noch z.B. in der Weise verwenden, daſs das Absperrorgan in das Speiserohr oder in das zur Pumpe führende Dampfrohr eingeschaltet, oder daſs der Apparat mit einem Ausrückhebel der Pumpe verbunden wird u.s.w. Damit dem Schwimmer nur möglichst geringe Kraftleistungen zufallen, sind bei mehreren Anordnungen von Speiseregulatoren kleine Dampfcylinder benutzt, welche von dem Schwimmer gesteuert werden und durch welche die gröſseren, in dem Speiserohr oder in einem Rücklaufrohr o. dgl. angebrachten Abschluſsorgane bewegt werden (vgl. F. Krupp bezieh. C. Strube 1881 242 * 86). Hierher gehören auch die folgenden beiden Vorrichtungen. Der in Fig. 6 Taf. 15 dargestellte Apparat von Ch. H. Kuhne in Butler, Nordamerika (* D. R. P. Nr. 16158 vom 22. März 1881) soll in den Vereinigten Staaten schon längere Zeit im Gebrauch sein und sich gut bewähren. Als Abschluſsorgan ist ein Kolben i benutzt, welcher mit dem kleinen Dampfkolben h verbunden ist. In den Cylinder E tritt das von der ununterbrochen arbeitenden Speisepumpe kommende Wasser oben durch l ein und flieſst, wenn die Kolben i und h sich in der gezeichneten tiefsten Stellung befinden, durch das Rohr n in den Wasserbehälter zurück. Der Schwimmer befindet sich wie gewöhnlich in einem mit dem Kessel verbundenen besonderen Gehäuse A. Hat der Wasserstand eine gewisse tiefste Lage erreicht, so öffnet der Schwimmer einen kleinen Hahn f, worauf der Dampf unter den Kolben h tritt, diesen und mit ihm den Kolben i hebt und so das Abfluſsrohr n absperrt. Das Wasser ist dann gezwungen, durch m in den Kessel einzudringen. Ein Dampfauslaſshahn g mit enger Bohrung wird, wenn der Kolben h aufsteigt, geschlossen und, wenn derselbe wieder sinkt, geöffnet. Letzteres erfolgt, sobald mit steigendem Wasserstande der Schwimmer den Einlaſshahn f geschlossen und der unter h befindliche Dampf sich theilweise übergeschlagen hat. Der Schwimmer wird in dem Ausblaserohr c geführt.In der Abbildung stehen, wie es häufig in den amerikanischen Zeichnungen der Fall ist, die einzelnen Theile in argem Miſsverhältniſs zu einander. Der Dampfkolben h soll z.B. einen Durchmesser von 25mm haben, wonach die Rohre l, m und n einen äuſseren Durchmesser von 2mm,5 erhielten. Auſserdem haben die Theile nicht die richtige Lage gegen einander. Der tiefsten Stellung des Schwimmers entsprechend müſste z.B. der Hebel e gesenkt, der Hahn f geöffnet sein u.s.w. Viel Aehnlichkeit mit dem vorigen hat der in Fig. 7 Taf. 15 gezeichnete Apparat von W. Christmann und Comp. in Frankenthal (* D. R. P. Nr. 16228 vom 1. April 1881). Das mit dem Schwimmer verbundene Steuerorgan ist hier ein Ventilchen h. Der Dampfkolben wirkt auf zwei Ventile B und C ein. Das obere B soll in die zur Pumpe führende Dampfleitung, das untere C in das Speiserohr eingeschaltet sein. Das letztere kommt nur in Betracht, wenn eine Pumpe mehrere Kessel zu speisen hat, von denen dann jeder mit einem Speiseregulator versehen sein muſs. Die Gewichte Q dienen zur Beschleunigung des Kolbenniederganges. Der Dampfcylinder ist mit den beiden Ventilgehäusen auf einer besonderen Platte befestigt, welche an beliebiger Stelle im Kesselhause angebracht werden kann. Auch das Schwimmergehäuse A, welches mit dem Dampfcylinder durch die Röhre x in Verbindung steht, kann mit den Flanschen e und e1 an der Wand befestigt werden. An die Stutzen b und c werden die Rohre angeschlossen, welche A oben mit dem Dampfraum, unten mit dem Wasserraum des Kessels verbinden. Es können jedoch auch die Stutzen b und c verschlossen und die Flanschen e, e1, mit Oeffnungen versehen, an der Stirn platte des Kessels befestigt werden. Das Gehäuse A kann dann zugleich als Wasserstandskörper benutzt werden. Bei zu tiefem Wasserstande öffnet der Schwimmer das Ventil einer Alarmpfeife. Mit Hilfe des Stiftes i kann man ferner von auſsen jederzeit, wenn nöthig, den Schwimmer niederdrücken, bezieh. das Dampfventilchen h öffnen. Derartige Sicherheitsvorrichtungen sind jedenfalls immer recht zweckmäſsig. Eine recht sinnreich ausgedachte und namentlich in den einzelnen Theilen sehr zweckmäſsig ausgebildete, allerdings etwas umständliche Vorrichtung von Volpp, Schwarz und Comp. in Freiburg i. Br. (* D. R. P. Nr. 18568 vom 19. November 1881) ist in Fig. 8 bis 16 Taf. 15 veranschaulicht. Die Gesammtanordnung derselben ist in Fig. 8 dargestellt. In einem Gehäuse a, welches durch Röhren b mit dem Dampfraum und durch Röhren c mit dem Wasserraum der zu speisenden Kessel verbunden ist, befindet sich ein Schwimmer, welcher bei sinkendem und steigendem Wasserstande ein Ventil öffnet bezieh. schlieſst, das in die vom Sammelbehälter e nach der Speisepumpe f führende Rohrleitung eingeschaltet ist. Die von einer Wellenleitung aus betriebene Pumpe wird dadurch mit Hilfe verschiedener Sperrmechanismen in Gang gesetzt und nach erfolgter Speisung wieder abgestellt. Fig. 9 und 10 zeigen den an einem Hebel befestigten Schwimmer und das daran gehängte doppelsitzige Regulirventil, zu dessen Oeffnung nur der geringe Druck zu überwinden ist, welcher der Höhe des Behälters e über dem Sockel der Pumpe entspricht. Statt einer Stopfbüchse ist für die Ventilspindel Labyrinthdichtung benutzt (vgl. Fig. 11). Wenn eine Verstopfung durch Kesselsteintheilchen zu befürchten ist, so soll die Führung der Ventilspindel über den höchsten Wasserstand hervorragen. Die in Fig. 12 bis 16 Taf. 15 abgebildete Pumpe ist zusammengesetzt aus dem zu einem Wasserbehälter ausgebildeten Untergestell a, in dessen vorderen Ausbau der Pumpencylinder mit den Ventilen eingesetzt ist, zwei Ständern b und den von letzteren getragenen Antriebmechanismen, bestehend aus Riemenscheibe, Zahnräder und Kurbelgetriebe. Auſserdem sind an den Ständern die verschiedenen Sperrmechanismen angebracht, durch welche das Ein- und Ausrücken der Pumpe mittels Verschieben der Riemengabel c bewirkt wird. Das von dem Sammelbehälter e (Fig. 8) kommende Rohr, in welchem das Regulirventil eingeschaltet ist, mündet in dem Behälter a (Fig. 13). Das Wasser gelangt aus diesem durch Oeffnungen d in den den Pumpencylinder umgebenden Raum, in dessen Decke die 4 Ventile liegen (vgl. Fig. 12, 15 und 16). Ist nun in Folge von Wassermangel im Kessel durch den Schwimmer Fig. 9 das Regulirventil geöffnet, so flieſst aus dem Behälter e Wasser in den Sockel a ein und hebt durch den hier befindlichen Schwimmer f den Hebel g. Dieser nimmt, sobald der Bolzen h an den Bolzen i stöſst, auch den Sperrhebel h mit, welcher bis dahin durch einen Daumen, der hinter den Stift l im Hebel m faſst, das Gewicht n in der gezeichneten höchsten Stellung hielt. Sobald durch Anheben des Hebels k das Gewicht ausgelöst ist, fällt es nieder, wobei der Hebel m, mit seinem unteren Ende gegen einen Bolzen o des die Riemengabel tragenden Rahmens p drückend, den Riemen von der losen auf die feste Scheibe bringt und so die Pumpe in Thätigkeit setzt. Der Ankerhebel m lehnt sich mit einer Rolle gegen eine auf der Kurbelwelle sitzende Daumenscheibe q und erhält von derselben bei jeder Umdrehung der Welle eine schwingende Bewegung. Der Rahmen p wird von Gelenkstangen r getragen. Auf der Achse einer derselben ist ein Arm mit dem Gewicht s befestigt, welches bei der Einrückung durch das gröſsere Gewicht n gehoben wird. Das Gewicht s hat nun das Bestreben, den Riemen wieder auf die lose Scheibe zu rücken und der Rahmen p würde daher der pendelnden Bewegung des Hebels m folgen, wenn nicht bei der Einrückung der hakenförmige horizontale Arm des Winkelhebels t hinter einen mit dem Rahmen p verbundenen Stift u gefallen wäre. Dieser Sperrhebel t wird im höchsten Punkte des Pumpenkolbens durch einen an dem cylindrischen Kreuzkopfe befindlichen Daumen v jedesmal für einen Augenblick ausgehoben. Solange aber das Gewicht n nicht wieder unterstützt ist, befindet sich dieses in dem fraglichen Zeitpunkte in der tiefsten Lage und hält daher den Riemen auf der festen Scheibe. Ist während der Thätigkeit der Pumpe der Wasserstand im Kessel so weit gestiegen, daſs der Schwimmer Fig. 9 das Regulirventil wieder schlieſst, so hört der Zufluſs zum Behälter a auf, der Schwimmer f fallt und mit ihm zunächst der Hebel w und dann der Hebel k; der Daumen des letzteren kommt zum Eingriff und unterstützt das Gewicht n. Wird nun am Ende des darauf folgenden Aufganges des Pumpenkolbens der Sperrhaken t wieder ausgelöst, so kann das Gewicht s zur Wirkung kommen und den Riemen auf die lose Scheibe überführen. Um das Ueberlaufen des Behälters a zu verhüten, ist am unteren Ende des vom Sammelbehälter e kommenden Rohres x (Fig. 13, 15 und 16) ein Ventil y angebracht, welches durch den Schwimmer f geschlossen wird, sobald der Behälter a gefüllt ist. Die Schwimmerstange g ist dicht über dem Behälter mit einem ein Gegengewicht tragenden Hebel z verbunden (vgl. Fig. 13 und 16) und auf der Achse dieses Hebels ist zu dem genannten Zweck ein Arm A (Fig. 15) befestigt, welcher mittels des Winkelhebels B das Ventil y zur Zeit schlieſst. – Wo das zum Kessel führende Druckrohr C (Fig. 13) sich anschlieſst, ist ein Sicherheitsventil angebracht, so daſs, wenn aus irgend einem Grunde das Druckrohr sich verstopfen sollte, das Wasser aus der Pumpe wieder in den Behälter a einflieſst. Wenngleich die Vorrichtung nicht sehr einfach ist, dürfte die Wirkungsweise derselben doch ganz zuverläſsig sein; sie ist auſserdem in allen Theilen bequem zugänglich und während des Betriebes leicht zu beobachten. Wird die Pumpe mit einem Hubzähler verbunden, so kann man genauer als bei den nach dem Prinzip des Pulsometers wirkenden Speiseapparaten die gelieferte Wassermenge jederzeit feststellen. Da ferner der regulirende Schwimmer Fig. 9 beim Oeffnen des Ventiles nur einen unbedeutenden Druck zu überwinden hat, so wird schon bei geringem Sinken des Wasserstandes im Kessel die Pumpe in Betrieb gesetzt und bei geringem Steigen desselben wieder abgestellt werden. Die in Fig. 1 und 2 Taf. 16 zur Darstellung gebrachte Vorrichtung von W. Ritter in Altona (* D. R. P. Nr. 19861 vom 22. April 1882) ist ähnlich der zum selbstthätigen Ablassen des Condensationswassers bestimmten Anordnung (vgl. S. 197 d. Bd.). Ein Schwimmer G hängt sammt dem Gegengewicht g in einem aus zwei verbundenen Cylindern D und d bestehenden Gehäuse, von dem das Rohr P bis zum normalen Wasserstande in den Kessel hinabreicht. Der Hebel H, welcher, in zwei Böcken am Gehäusedeckel gelagert, den Schwimmer trägt, wird dicht neben seinem Drehpunkte von dem Kolben e umfaſst, dessen oberes Ende s das Ventil bildet. Dasselbe ist in die zur Speisepumpe führende Dampfleitung eingeschaltet. Sinkt der Wasserstand im Kessel unter die Mündung des Standrohres, so entleert sich der Cylinder D, während er sich, sobald die Mündung wieder unter Wasser liegt, vollständig füllen wird. Der Schwimmer erhält also einen groſsen Hub. Durch diesen in Verbindung mit der groſsen Hebelübersetzung scheint eine zuverlässige Wirkungsweise gesichert zu sein. Selbstverständlich muſs bei solchen Regulatoren, bei welchen das In- und Auſserbetriebsetzen der Pumpe durch Zulassen und Absperren des Dampfes bewirkt wird, dafür gesorgt werden, daſs die Pumpe nicht auf einem todten Punkte stehen bleibt. Wilh. Groſsmann in Pforzheim (* D. R. P. Nr. 19941 vom 31. Januar 1882) will bei dem in Fig. 3 bis 7 Taf. 16 veranschaulichten Apparate statt des Steigens und Fallens eines Schwimmers die Dehnung und Verkürzung eines Stabes in Folge von Temperaturänderungen zur Regulirung der Speisung verwenden, in ähnlicher Weise, wie diese Längenänderungen zur Bewegung eines Abschluſsorganes bei verschiedenen Condensationswasserableitern benutzt werden. Es soll hierdurch unter Vermeidung von Schwimmern, Klinken u. dgl. eine völlig zwangläufige Bewegung der betreffenden Theile herbeigeführt werden. Die Einrichtung ist folgende. Das von einer Pumpe oder einem Injector kommende Speiserohr C (Fig. 3) ist zunächst neben dem Kessel bis zur Höhe des Normalwasserstandes hinaufgeführt, hier mit einer Erweiterung G versehen und dann wieder abwärts in den Wasserraum des Kessels geleitet. In der Erweiterung G, welche als horizontal liegender Cylinder ausgeführt ist und oben auch mit dem Dampfraum des Kessels in Verbindung steht, ist ein Stab E (Fig. 4 und 5) mit einem Ende befestigt, während das andere Ende mit einem Ventil verbunden ist. Dieses Ventil ist bei Fig. 3 und 4 in eine nach dem Injector führende Dampfleitung, bei Fig. 5 in das Speiserohr selbst eingeschaltet. Da der Cylinder G oben und unten mit dem Kessel verbunden und das Rückschlagventil an der Einmündung von C in G angebracht ist, so wird in demselben auch der gleiche Wasserstand wie im Kessel vorhanden sein. Sinkt dieser so tief, daſs der Stab E mehr und mehr in den Dampf zu liegen kommt, so wird er sich mehr und mehr ausdehnen und das mit ihm verbundene Ventil P allmählich öffnen. Hierdurch wird bei Fig. 3 der Injector in Betrieb gesetzt und bei Fig. 5 das von der ununterbrochen arbeitenden Speisepumpe kommende Wasser durch den Cylinder D hindurch in den Kessel eingelassen, während es vorher durch das belastete Ventil P1 in das Rücklaufrohr C1 eintrat. Mit steigendem Wasserstande kommt der Stab E wieder in das Wasser hinein, und zwar wird die Temperatur des Wassers in G zunächst nur wenig über der Speisewassertemperatur liegen, da dasselbe nur durch den von oben zutretenden, an der Oberfläche condensirenden Dampf erwärmt wird. Der Stab E wird sich daher in dem Maſse, als er in das Wasser eintaucht, wieder verkürzen und das Ventil P zum Schluſs bringen. Die Vorrichtung hat noch mancherlei Mängel. Der Stab E wird immer ungleichmäſsig erwärmt und abgekühlt; die Erwärmung beginnt auf der oberen Seite, die Abkühlung auf der unteren. Er muſs daher zunächst immer eine gebogene Gestalt annehmen und kann hierdurch Klemmungen herbeiführen. Dann ist aber die Dehnung von Metallstäben für die hier in Betracht kommende Temperaturdifferenz von etwa 100° oder etwas darüber nur sehr gering. Ein Messingstab von 0m,5 Länge dehnt sich z.B. bei einer Erwärmung von 100° nur um 0mm,9 aus. Durch eine Verbindung von Stäben groſser Dehnung mit solchen kleiner Dehnung, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, läſst sich allerdings der Ventilhub vergröſsern; auch eine Hebelübersetzung würde hierzu benutzt werden können. Endlich kann aber auch bei geringer Dampfentnahme der Wasserstand im Kessel nach unterbrochener Speisung so langsam sinken, daſs die Temperatur des Wassers in G sehr hoch wird und die Speisung wieder beginnt. Das warme Wasser wird dann oben im Cylinder bleiben, während das eintretende kalte Wasser unten direkt in den Kessel einflieſst. Es würde dann eine Ueberfüllung des letzteren eintreten müssen. Bei der Anordnung Fig. 7 soll statt des Metallstabes eine in dem Behälter E eingeschlossene, sich stark ausdehnende Flüssigkeit benutzt werden. Dieselbe wirkt auf eine in dem Gefäſs L eingeklemmte elastische Haut, mit welcher durch die Stange N ein Ventil verbunden ist.