Titel: | Ueber Dampfkessel. |
Fundstelle: | Band 297, Jahrgang 1895, S. 97 |
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Ueber Dampfkessel.
(Fortsetzung des Berichtes S. 73 d.
Bd.)
Mit Abbildungen.
Ueber Dampfkessel.
Ausrüstung der Dampfkessel.
1) Speisevorrichtungen.
Die Speisevorrichtungen dienen dazu, den Dampfkessel in richtigen Zeitabschnitten
mit dem erforderlichen Speisewasser so zu versehen, dass die Zuführung sicher
und regelmässig erfolgt. Als Mittel zur Zuführung dienen die Ventil- bezieh.
Kolbenpumpen der verschiedensten Art, die Dampfstrahlpumpen und die Retour
d'eaus. An Sicherheit der Wirkung steht bei richtiger Handhabung wohl keines der
genannten Systeme dem anderen nach. Immerhin muss man die Wirkungsweise so
regeln, dass der Wasserstand möglichst unverändert bleibt, und zwar sowohl wegen
des ökonomischen Vortheiles, als auch wegen der Sicherheit des Betriebes. Aus
dem letztangeführten Grunde hat man besonderen Werth darauf zu legen, dass der
Stand des Wassers nie unter den gesetzlich festgestellten niedrigsten
Wasserstand fällt. Auf die einschlägigen Controlapparate werden wir noch
zurückkommen.
Die Speisevorrichtungen sind der persönlichen Aufmerksamkeit des Wärters
anvertraut. Es sind zwar viele Versuche gemacht worden, die Speisevorrichtungen
selbsthätig zu machen, die Versuche sind auch von Erfolg gewesen, haben sich
bislang aber noch nicht den Ruf der unzweifelhaften Zuverlässigkeit erwerben
können. Bis auf weiteres wird es sich daher empfehlen, die automatischen
Speisevorrichtungen als angenehme Zugabe zu betrachten, sich aber ihnen
gegenüber so zu stellen, als ob sie gar nicht vorhanden wären, und es an
aufmerksamer Bedienung nicht fehlen lassen. Wenn wir nachstehend einige
Constructionen beschreiben, so geschieht das mit dem angedeuteten Vorbehalt. Die
Ausschaltung der Speisevorrichtung geschieht in den meisten Fällen durch
Schwimmer, welche entweder unmittelbar dem Speisewasser den Zutritt in den
Kessel gestatten, oder aber der betreffenden Pumpvorrichtung den Anstoss zur
Bewegung ertheilen, indem sie Dampf zuführen oder auf mechanische Weise
derselben Bewegung ertheilen.
Die automatische Dampfkesselspeisevorrichtung von Georges
Porion in Saint-Andrée-lez-Lille (Oesterreichisch-ungarisches
Privilegium vom 6. October 1889) besteht in einer selbstthätigen Speise
Vorrichtung, bei der durch die Vorrichtung selbst die Wassermenge, welche die
Speisepumpe in den Kessel einführt, dem im Kessel stattgehabten Sinken des
Wasserniveaus gemäss regulirt wird.
Zu diesem Zwecke wird die Bewegung eines im Kessel befindlichen Schwimmers
benutzt, welcher nicht, wie bei den meisten anderen Schwimmern, die
Wassereinströmungsöffnung freigibt, sondern eine gewisse Menge gespannten
Dampfes aus dem Kessel treten lässt, um mittels dieses Dampfes die
Speisevorrichtung in Function zu versetzen.
Dieses System kann auf mannigfache Weise in Ausführung gebracht werden, ohne dass
dabei die vorstehend erklärte Wirkungsweise sich ändert.
Textabbildung Bd. 297, S. 97
Fig. 1.Speisevorrichtung von Porion.
In Fig. 1 ist a der
Kessel, in welchem ein Schwimmer b spielt; an
dessen nach oben reichender Spindel c ein Ventil
d angebracht ist, welches sich an einen
konischen Sitz anlegen kann, der in dem auf dem Kessel sitzenden Stutzen e angeschraubt ist. An den Stutzen e schliesst ein Rohr f
an, welches den den Speiseapparat in Thätigkeit bringenden Dampf weiterleitet.
Sobald sich der Schwimmer dem Kesselniveau entsprechend senkt, eröffnet das
Ventil d dem Dampfe den Eintritt in die Leitung f, so dass der Speiseapparat in Thätigkeit tritt.
In dem Maasse, als Wasser in den Kessel eintritt, verengt das Ventil die
Dampfdurchgangsöffnung, bis der Speiseapparat vollständig zur Ruhe gelangt,
indem das Ventil d an seinen Sitz angedrückt
wird.
Der Schwimmer wird von Führungen g geführt.
Textabbildung Bd. 297, S. 97
Fig. 2.Speisevorrichtung von Blumenreich.
Die automatische Speise- und Pumpvorrichtung von Max
Blumenreich in Philadelphia (Oesterreichisch-ungarisches Privilegium
vom 12. März 1889) soll sowohl zum Speisen von Kesseln, als auch als Druck- oder
Saugpumpe dienen und wird, im Gegensatze zu den bisher in Gebrauch stehenden
Speise- und Pumpvorrichtungen, durch directen Dampfdruck bethätigt und erfordert
wenig Betriebskraft. In dem Kessel A (Fig. 2 bis 4) – besser jedoch in
einem Gehäuse B, welches mit dem Kessel durch die
Rohrstutzen a und b
verbunden ist – ist ein Schwimmer C angeordnet,
welcher auf einer Welle c sitzt. Auf dieser Welle
sind zwei oder mehrere Scheiben oder Schieber dd1 verstellbar befestigt, welche bei
entsprechender Stellung des Schwimmers Kanäle ff1 öffnen oder verschliessen, wodurch
die Verbindung des Kessels mit einem Speisewasserbehälter D hergestellt oder unterbrochen wird. Dieser
Behälter D ist von einem zweiten Behälter D1, dem
Kühlbehälter, umgeben, welcher durch ein Ventil g
oder eine andere geeignete Einströmvorrichtung mit dem Speisewasserbehälter D in Verbindung steht.
Textabbildung Bd. 297, S. 98
Speisevorrichtung von Blumenreich.
Sinkt das Niveau x – x des Kesselwassers und mit ihm
der Schwimmer C, so öffnen die mit denselben
verbundenen Schieber dd1 die Kanäle ff1 und Kesseldampf strömt durch den Rohrstutzen a, und durch diese Kanäle in den Speisewasserbehälter D und presst die Flüssigkeit durch die Kanäle ff1 in das
Zuleitungsrohr E und dadurch in den Kessel. Dies
geschieht entsprechend der Stellung der Schieber, welche je nach dem im Kessel
erforderlichen Wasserquantum regulirt wird, so lange bis der durch das steigende
Kesselwasser gehobene Schwimmer in Folge Drehung seiner Welle c die Kanäle ff1 durch die Schieber dd1 schliesst und dadurch den Zufluss
absperrt. Der in dem Speisewasserbehälter D
zurückbleibende Dampf wird durch das ihn umgebende Wasser des Kühlbehälters D1 condensirt und
in Folge des entstehenden Vacuums wird das Ventil g
geöffnet und der Behälter D füllt sich mit
Speisewasser, welches dann bei neuerlichem Sinken des Schwimmers C durch den einströmenden Dampf in den Kessel
gepresst wird.
Wie ersichtlich, kann diese Vorrichtung ebenso zum Ansaugen von Flüssigkeiten,
zum Heben derselben, und zu ähnlichen Zwecken verwendet werden.
Der automatische Dampfkesselspeiseapparat von Johann
Pivoda in Holleschau (Oesterreichisch-ungarisches Privilegium vom 24.
August 1892) ist gekennzeichnet durch drei Kammern oder Räume, von denen die
eine (vortheilhaft die in der Mitte befindliche) mit der Speisewasserzuleitung
verbunden ist, während die beiden anderen mit dem Kesselraume derart in
Verbindung gebracht sind, dass beim Sinken des Wasserstandes unter die Normale
der Dampf in die eine der beiden Kammern und von hier in einen diese Kammern
verbindenden Injector einströmen kann, welcher in Folge seiner Saugwirkung das
Wasser des mit der Speisewasserleitung verbundenen mittleren Raumes in die
andere der beiden Kammern absaugt und von hier in den Kessel treibt.
Das eine Rohr, durch welches der Dampf beim Sinken des Wasserstandes in den
Injector strömt und welches demgemäss im Niveau des normalen Wasserstandes in
den Kessel ausmündet, ist im Inneren des Kessels mit einem etwas weiteren, oben
und unten offenen Rohr umgeben, innerhalb dessen das Wasser trotz der Wallung im
Kessel so ziemlich ruhig bleibt, wodurch die Wirksamkeit des Apparates
erhöht und gesichert ist.
In Fig. 5 ist ein der Erfindung gemäss
ausgeführter Sicherheitskesselspeiseapparat im Verticalschnitte dargestellt. Der
Speiseapparat besitzt drei durch Doppelwandungen gesonderte Kammern oder Räume
A, B und C, von
denen der mittlere B mit dem Zuführungsrohr i für das Kesselspeisewasser verbunden ist. Die
untere Kammer C ist durch das Rohr f mit dem Kesselraume verbunden, welches tief in
den Wasserraum des Kessels dringt und daselbst ausmündet. Der obere Raum A ist durch ein die Kesselwandung durchdringendes
Rohr d mit dem Innenraum des Kessels in Verbindung
gebracht. Die Mündung d1 dieses Rohres liegt in der Ebene des normalen Wasserstandes, so
zwar, dass beim Normalstand des Wassers das Rohr d
noch vom Dampfraum abgeschlossen ist, während beim Sinken des Wasserstandes
unter die Normale die Mündung d1 freigegeben ist.
Textabbildung Bd. 297, S. 98
Fig. 5.Speiseapparat von Pivoda.
In diesem Falle strömt der Dampf durch das Rohr d in
den Raum A und drängt zuerst das in demselben etwa
befindliche Wasser durch das Rohrsystem ee1 in den unteren Raum C, welcher als Vorwärmekammer dient. – Im Rohrsystem ee1 ist ein
Injector D eingeschaltet, welcher durch ein kurzes
Rohrstück i1 mit
dem mittleren Raum B verbunden ist und eine Klappe
d2 enthält,
welche sich öffnet, sobald der Dampf durch das Rohrstück e und die Düse e1 des Injectors D
strömt. Hierbei entsteht im Injectorraum ein Vacuum, so zwar, dass sich das
Ventil d2 öffnet
und das im Raume B befindliche Wasser abgesaugt und
durch das zweite, mit dem Injectorraum verbundene Rohrstück e1 in den
Vorwärmeraum C getrieben wird, von wo es durch das
Rohr f in den Kessel strömt. Dieses Spiel
wiederholt sich so oft, als der Wasserspiegel im Kessel unter ein gewisses,
durch die Mündung d1 bestimmtes Maass sinkt. Die Räume A, B
und G sind, wie eingangs erwähnt, durch Doppelwände
von einander geschieden, so dass zwei Räume a und
a1 entstehen,
welche das im Raume B befindliche Wasser vor
übermässiger Erwärmung, welche die Wirksamkeit des Injectors beeinträchtigen
würde, schützen.
Der in dem Kessel befindliche Theil des Dampfrohres d ist zum grossen Theile von einem etwas weiteren Rohr j umgeben, das in den Wasserraum des Kessels
eindringt. Das Wasser wird innerhalb dieses Rohres j trotz der Wallung im Kessel stets ruhig sein, wodurch die
Wirksamkeit des ganzen Apparates gesichert ist.
Neu und Gegenstand des Privilegiums ist: 1) Ein automatisch wirkender
Sicherheitsspeiseapparat für Dampfkessel, gekennzeichnet durch drei Kammern oder
Räume A, B und C, von
denen die eine B mit der Speiseleitung i verbunden ist, während die beiden anderen Kammern
A und C durch
Bohre dd1 bezieh.
f, mit dem Kesselraume derart in Verbindung
gebracht sind, dass beim Sinken des Wasserstandes unter ein gewisses Maass der
Dampf durch das Verbindungsrohr d in die eine der
beiden Kammern (A) und von hier in ein diese
Kammern A und C
verbindendes Rohrsystem (ee1) gelangen kann, in welches ein Injector D eingeschaltet ist, der in Folge seiner
Saugwirkung das aus der Speiseleitung i in den Raum
B zufliessende Wasser durch das Rohr i1 in den
Vorwärmeraum C und von hier durch das Rohr f in den Kessel treibt, wesentlich wie gezeigt und
beschrieben.
Textabbildung Bd. 297, S. 99
Fig. 6.Schwimmer von Murri.
Textabbildung Bd. 297, S. 99
Fig. 7.Speisevorrichtung von Fleming.
2) Bei einem Speiseapparat die Anordnung eines oben und unten offenen Rohres j1 welches das
Dampfrohr d umgibt und in den Wasserraum des
Kessels eindringt, so dass das Wasser innerhalb dieses Rohres j trotz der Wallung im Kessel ruhig bleibt und in
Folge dessen die Wirksamkeit des ganzen Apparates gesichert ist.
Bei den englischen Dampfkesselbetrieben scheint der Schwimmer als
Auslösungsmittel für die Speisung beliebt zu sein. Bei der Vorrichtung von J. Murrte in Glasgow wirkt ein Schwimmer D auf den um seinen Drehpunkt C drehbaren Hebel, der sich in einem Schlitz F der Stange des Ventils G bewegt und das Ventil bei zu niedrigem Wasserstand lüftet, somit dem Speisewasser den Zutritt durch Rohr H gestattet. Nach oben und unten wird der
Hebelausschlag durch die Stellschraube I und K begrenzt (Fig.
6).
Aehnlich ist die Speisevorrichtung von G. S. Fleming
in Coatbridge, Lanark. Das Speiseventil A
(Fig. 7) beherrscht die Zuleitung B und steht unter dem Einfluss des Doppelhebels C, der seinen Drehpunkt in M hat. Der Schwimmer wird durch das Gegengewicht P ausgeglichen. Beim zu niedrigen Wasserstande wird
mittels der Stange S das Ventil A gehoben und die Speisung erfolgt. Ausserdem kann
auch die Speisung nach Bedarf durch Hochheben des Handhebels U bewirkt werden, da alsdann die Zugstange R den Doppelhebel beeinflusst und das Ventil A anhebt.
Textabbildung Bd. 297, S. 99
Speisevorrichtung von Picking und Hopkins.
Die selbsthätige Speisevorrichtung von Picking und
Hopkins in London wirkt mittels eines kleinen Ventiles auf einen
Schieber, welcher den Wechsel in der Speisung bewirkt. Wenn bei der in Fig. 8 und 9 gezeichneten
Stellung der cylindrische Raum A mit Wasser gefüllt
ist, tritt der Kesseldampf durch die Kanäle B und
C ein und das Speisewasser des Schwimmers tritt
durch das Rohr D in den Kessel. Nachdem eine
hinreichende Menge ausgetreten ist, steigt der Schwimmer und verschiebt zugleich
mittels des Hebels F den Schieber E; dadurch wird dem Kesseldampf der Kanal G geöffnet, der Dampf tritt hinter den Kolben H und bewirkt den Schluss der Kanäle B und C, und stellt
gleichzeitig eine Verbindung der Kanäle I und I1 her. Demnächst
wird der erwähnte Kolben weiter nach K hin
geschoben, die Kanäle B und C geschlossen und durch L und M eine Verbindung zwischen C und demgemäss zwischen B und dem
Speisewasser hergestellt. Durch Wiederholung des Vorganges wird die stetige
Speisung bewirkt.
Die Anzahl der vorgeschlagenen selbsthätigen Speisungen ist kaum zu übersehen,
wesentlich neue Gesichtspunkte sind jedoch darin nicht zu finden.
Es sei hier nur noch wiedergegeben, was die Zeitschrift
des Vereins für Ueberwachung der Dampfkessel über die Einführung des
Speisewassers in den Dampfraum mittheilt und was der vollen Beachtung werth ist.
Insbesondere handelt es sich um die Art und Weise der Speisung, bei welcher das
Speisewasser direct in den Dampfraum des Dampfkessels eingeführt wird, und die
wegen ihrer Mängel besondere Aufmerksamkeit verdient.
„In Folge der hierbei eintretenden plötzlichen Zerstäubung des Wassers werden
bekanntlich die in Lösung befindlichen Salze ausgeschieden und meistens in
Form von Schlamm durch Entleerungskästen oder geeignet angebrachte
Ablasshähne u.s.w. entfernt. Die bei dieser Speisung wiederholt bemerkten
Zerstörungen der Einführungsrohre haben Carcenat zu einer Reihe von Versuchen veranlasst, deren Ergebnisse
wir in Folgendem kurz wiedergeben:
Bei dem Versuchskessel (Fig. 10 und 11) wurde als
Schlammsammler ein geschlossenes Gefäss benutzt, das nur oben durch ein
Drahtnetz mit dem Dampfraum in Verbindung stand. Das Speisewasser gelangte
zunächst durch einen mit dem Schlammsammler verbundenen Rohrstutzen gegen eine
Deflectionsplatte und von hier durch ein abnehmbares Verticalrohr in den
Sieder.
Textabbildung Bd. 297, S. 100
Carcenat's Versuche an Speisewassereinführungen.
Diese Vorrichtung gab zu keinen Erwägungen Anlass, wenn die Speisung durch
einen Injector erfolgte. Bei Benutzung einer Pumpe aber wurden heftige
Stösse und Detonationen im Einführungsrohr und selbst im Kessel
wahrgenommen, die vollständig unregelmässig und unabhängig von dem Gange der
Pumpe auftraten, und erst wieder bei dem Stillstand aufhörten. Der Kessel
wurde, nachdem er einige Wochen im Betrieb war, befahren, und dabei
festgestellt, dass der Schlammsammler zusammengedrückt war.
Textabbildung Bd. 297, S. 100
Speiserohreinführungen.
Eine ähnliche Erscheinung zeigte sich bei einem Röhrenkessel, bei dem das
Speiserohr wagerecht (vgl. Fig. 12) in den
Kessel eingeführt wurde. In Folge der heftigen Stösse während des Speisens
zerriss der in den Kessel ragende Theil des Rohres und zerfiel in Stücke.
Das gleiche Loos theilte das an Stelle des defecten eingesetzte neue Rohr.
Zur Aufklärung der Ursache wurde darauf das innere Speiserohr entfernt, und
zur Einführung des Speisewassers nur der Gusstutzen benutzt, ohne eine
Aenderung in dem Auftreten der Stösse herbeizuführen. Der Gusstutzen liess
nach einiger Zeit Dampf durch und musste entfernt werden. Die nähere
Untersuchung ergab in dessen Innern kugelförmige Vertiefungen, welche den
Anschein hatten, als ob sie mechanisch herausgesprengt worden wären. Die
Wandstärke war in Folge dessen derart geschwächt, dass ein Abbrechen des
Stutzens und damit eine Gefahr für den Kesselwärter bei längerer
Betriebsdauer unausbleiblich sein musste.
Nach Ersatz des geraden Speiserohres durch ein gekrümmtes (Fig. 13) oder
schräges (Fig.
14) wurde dem Uebelstande vollständig abgeholfen. In ähnlicher
Weise wurde bei dem Siederkessel (Fig. 10) das
gerade Rohr durch ein gekrümmtes (Fig. 15) ersetzt
und dadurch die Beseitigung der vordem aufgetretenen Stösse und die
Erhaltung des Schlammsammlers für immer herbeigeführt.
Ueber die Ursachen der Rohrzerstörungen ist Carcenat selbst im Zweifel; er hält es aber für möglich, dass
durch Umsetzung einer grossen Menge von freiwerdender Wärme (während des
Speisens) in Arbeit die Aushöhlungen verursacht sind oder gar das Material
in Folge des fortwährenden Temperaturwechsels eine Aenderung seiner Structur
erfahren hat.
Vorstehende Angaben sind lehrreich genug, um bei Construction von Kesseln
sein Augenmerk auf die scheinbar nebensächlichen Speiserohrführungen zu
richten. Die Zerstörung des Schlammsammlers im ersten Falle scheint freilich
unabhängig von der Zuführung des Speisewassers zu sein. In dem Augenblick,
wo das Wasser kalt durch die Pumpe in den Kessel gebracht wird, wirkt es wie
ein Einspritzcondensator; die dabei auftretende Druckdifferenz im Innern des
Schlammsammlers gegenüber der Kesselspannung findet in Folge Contraction
durch das Drahtnetz keinen Ausgleich und veranlasst daher ein
Zusammendrücken des ohnedies sehr schwach gebauten Schlammsammlers.
Bei der Speisung durch den Injector hat das Wasser eine höhere Temperatur;
die Condensationswirkung ist demnach gering und eine Zerstörung des
Schlammkastens in Folge dessen wohl ausgeschlossen. Ausserdem kann das
Wasser ohne weiteres in den Dampfraum übergeführt werden, während bei kaltem
Wasser die zerstäubten Theilchen eine hohe Spannung erhalten und
wahrscheinlich beim Anprallen gegen die Gefässwände unter heftigem Geräusch
verdampfen.
Da, wo das Speiserohr gekrümmt oder nach oben etwas steigend ausgebildet ist,
findet durch die stets im Rohre bleibende Wassersäule eine allmähliche
Anwärmung des Speisewassers und dadurch Beseitigung der Schläge statt.“
Als Speiseventile, die sich insbesondere bei hoher Kesselspannung (10 bis 12 at)
bei Schiffskesseln bewährt haben, bezeichnet H.
Wilda in der Zeitschrift des
Kesselüberwachungsvereins die combinirten Speiseventile von J. und G. Weir in Glasgow. Dieselben sollen bei
zahlreichen Schiffen Englands verbreitet sein und sich auch bei französischen
und deutschen Schiffen wachsender Anerkennung erfreuen. Wilda theilt a. a. O. Folgendes mit:
Die gewöhnlich angeordneten Aussenverbindungen des Wasserraums sind die beiden
Speiseventile, Oberflächen- und Bodenabblasehähne, sowie Vorrichtungen zur
Erzeugung einer genügenden Wassercirculation beim Dampfaufmachen.
Die von der genannten Firma eingeführten combinirten Kesselspeiseventile
vereinigen in sich die erwähnten Armaturtheile, so dass ihre Anordnung sich nur
auf zwei Stellen der Kesselwandung beschränkt und, was von besonderer
Wichtigkeit ist, der Kesselboden ganz ohne Hähne bleibt.
Das in gewöhnlicher Weise (Fig. 17 und 18) ausgeführte Speiseventil a befindet
sich in einem Gehäuse b, welches an einem
Metallkörper d so angegossen ist, dass sich das
Speiseventil seitlich (Fig. 17) oder an der Kesselfront (Fig. 18) anordnen
lässt. Der Metallkörper d durchdringt die
Kesselwandung und dient zugleich als Gehäuse für ein hohles
Hahnküken e, dessen konisch geformtes Ende eine
Oeffnung g hat und dessen anderes Ende einen Kopf
h trägt, durch den die Drehung des Kükens
hervorgebracht wird. Die Dichtung im Gehäuse d
erfolgt durch eine Stopfbüchse. Auf das ebenfalls konisch gestaltete Ende des
Gehäuses d ist ein Querstück f aufgeschoben, das durch die vorgesetzte Mutter
m in seiner Lage erhalten wird und an das sich
mit Flanschen die in den unteren und oberen Kesselraum führenden Kupferrohre
anschliessen. Letztgenannte Rohre dienen zum Speisen, Abblasen, Abschäumen,
sowie zum Ansetzen von Circulationsdampf.
Textabbildung Bd. 297, S. 101
Speiseventile von Weir nach Wilda.
Die Dichtung des Querstücks f durch die Mutter m hat selbst nach zweijährigem Gebrauch auf dem
englischen Dampfer Queen of the Waves zu Klagen
keinen Anlass gegeben. Zwischen dem Hahnküken und dem Gehäuse befindet sich ein
ringförmiger Raum, der durch die Oeffnungen l und
m entweder mit dem oberen oder unteren
Kesselraum in Verbindung gebracht werden kann. Bei Anwendung der Speisung kann
sich das Speiseventil frei bewegen und das Küken steht so, dass das eintretende
Speisewasser durch die nach oben stehende Oeffnung g des Kükens in den Kessel tritt. Soll abgeschäumt werden, so wird das
Kegelventil auf seinen Sitz gedrückt, worauf das abgeblasene Kesselwasser durch
eine der Oeffnungen l oder m entfernt wird, durch Drehung des Kükens um 180° kann das
Kesselwasser aus den unteren Theilen des Kessels entfernt werden.
Die Hauptvortheile der Weir'schen combinirten
Speiseventile bestehen darin, dass:
1) beide Speisewasserzuleitungen sowohl für die Maschinen- als auch die
Dampfspeisepumpe benutzt werden können;
2) im Hafen die Kessel geleert werden können, ohne das Wasser in die Bilge laufen
zu lassen;
3) jede Leckage an den Armaturtheilen sofort dem bedienenden Personal sichtbar
wird;
4) die Armaturtheile auf die möglichst kleinste Zahl beschränkt ist und
Bodenhähne ganz fortfallen.
2) Vorrichtungen zur Controle des
Wasserstandes.
Der allgemeinen Verwendung erfreuen sich dauernd die Wasserstände mit Glasröhren,
und man ist unablässig bemüht, die Uebelstände derselben zu beseitigen. Zu
diesen gehört in erster Reihe das Zerspringen des Glasrohres. Durch Wahl
besserer Glassorten und sorgfältiges Abkühlen ist das Zerspringen allmählich zur
Seltenheit geworden. Die Folgen eines etwa dennoch vorkommenden Unfalles
hat man durch Verwendung von besonderen Schutzhüllen und durch selbsthätige
Verschlussvorrichtungen zu beseitigen gesucht, was um so nothwendiger erscheint,
als die Gefahr eines Unfalles mit dem stetigen Wachsen der Dampfspannung
steigt.
Die Wichtigkeit, an dieser Stelle Aenderungen eintreten zu lassen, hat das
gewerbe-hygienische Museum in Wien veranlasst, eine Commission zur Untersuchung
der Wasserstandsgläser und der einschlägigen Fragen zu bilden.
Die Ursachen der Glasbrüche wurden von der Commission in der mangelhaften
Construction, ungeeignetem Material, fehlerhafter Anbringung, sowie in der
unrichtigen Handhabung gefunden. Für einzelne im Berichte aufgezählte
Uebelstände seien nachstehend einige Heilmittel angeführt. – Vor allen Dingen
muss dem Kesselwärter ein sicherer Schutz gegen Beschädigungen durch
Glassplitter und gegen Verbrühungen geboten werden; eine fernere Bedingung ist
die, dass die Beobachtung des Wasserstandes nicht erschwert werde. Diesen Zweck
erfüllen in ziemlich vollkommener Weise die neuerdings vielfach angewendeten,
meist im Halbkreis gebogenen Schutzvorrichtungen aus dickwandigem Glase, deren
offene Seite der Kesselwandung zugekehrt ist. Diese Gläser erschweren zwar nicht
das Erkennen des Wasserstandes, doch soll es vorgekommen sein, dass beim Platzen
des Wasserstandsglases die Schutzhülse mit zertrümmert wurde und dadurch selbst
Verletzungen veranlasste.
Textabbildung Bd. 297, S. 101
Glasschutzhülse von Reisert.
Diese Erfahrungen beruhen zum Theil darauf, dass die Glasschutzhülsen mit dem
Wasserstande starr verbunden waren und den Anprall in Folge dessen nicht
aushielten.
Letzteren Uebelstand vermeidet die Glasschutzhülse von Hans Reisert in Köln.
Wie Fig. 19 und 20 zeigen, ist die
Schutzvorrichtung mittels Oesen hh in die Zapfen
zz der an der oberen Stopfbüchsmutter
vorhandenen Scheibe S eingehängt und liegt nach vorn lose
auf der unteren Stopfbüchsmutter an. Die Schutzvorrichtung kann also beim
Zerspringen des Wasserstandsglases um die Zapfen zz
frei schwingen und fällt in Folge ihres Eigengewichtes beim Abschliessen der
Wasserstandshähne auf die Stopfbüchsmutter zurück, den Stoss nimmt eine Feder
f auf. Diese Schutzhülse erfüllt auch die
zweite Bedingung.
Die empfehlenswerthe Drahtglasschutzhülse für Wasserstandsgläser, bei welcher das
Drahtgewebe inmitten des Glases, mit diesem fest verschmolzen, eingebettet
liegt, wird von der Actiengesellschaft für Glasindustrie
vorm, Friedr. Siemens in Dresden angefertigt. Der Vorschlag zur
derartigen Verwendung des Drahtglases soll vom Ingenieur Château herrühren.
Die Befestigung der Schutzvorrichtung am Wasserstandsglase geschieht mittels
zweier Spiralfedern, welche oben und unten über die Enden der Drahtglashülse und
über die Muttern der Wasserstandshähne gezogen werden; hierdurch ist eine
elastische Verbindung mit dem Wasserstandsglase hergestellt, wodurch das Glas
gegen die stärksten Anpralle geschützt ist. Die dünne Drahteinlage erschwert die
Beobachtung des Wassers im Glase nicht, gewährt aber dem Bedienungspersonal
unbedingte Sicherheit, weil die Drahteinlage das Umherfliegen von Glassplittern
unmöglich macht. Dergleichen Schutzhülsen werden von Rich. Schwartzkopff in Berlin geliefert.
Textabbildung Bd. 297, S. 102
Fig. 21.Schutzhülse von Gutbier.
Versuche, welche vor Ingenieuren preussischer Dampfkessel – Ueberwachungsvereine
angestellt worden sind, ergaben, dass die genannten Schutzhülsen selbst bei
einer Dampfspannung von 30 at beim absichtlichen Zerschlagen der
Wasserstandsgläser vollkommen unverletzt blieben. Es wurde ferner constatirt,
dass von derartigen Hülsen, denen vor dem Versuch absichtlich Sprünge
beigebracht waren, selbst bei der vorstehend genannten hohen Spannung Stücke
nicht fortgeschleudert wurden.
Der Preis der Schutzhülse, die von Rich.
Schwartzkopff in Berlin N. zu beziehen ist, beträgt einschliesslich der
Befestigungstheile:
bei
einer
Länge
bis
zu
300
mm
15,00
M.
„
„
„
„
„
350
„
17,50
„
„
„
„
„
„
400
„
20,00
„
Eine Abänderung hat Fr. v. Gutbier in Zwickau dahin
vorgeschlagen, dass, wie Fig. 21 zeigt, ein oval
zusammengebogener Streifen Messingblech vorn mit einem Ausschnitt versehen ist,
in welchem ein schräges, grossmaschiges Drahtnetz angeordnet ist. Die Hülse wird
so um das Wasserglas gelegt, dass die volle blanke Innenseite des Bleches hinter
das Glas kommt und so gedreht werden kann, dass sie das Tages- oder Lampenlicht
wie ein Spiegel reflectirt. Vor dieser hellen Spiegelfläche erscheint der
Höhenspiegel des Wasserstandes als glänzend weisse, sehr auffällige Scheibe.
Diese Schutzhülse ist von Johann Schedlbauer in Aue
i. S. beziehbar.
Bei der in Fig. 22
bis 24
dargestellten Schutzvorrichtung ist eine mit Scharnier versehene Hülse verwendet
worden, deren eine Hälfte offen, die andere mit starkem Glase geschützt
ist; letztere ist dem Arbeiter zugekehrt und gewährt ihm sicheren Schutz gegen
Glassplitter und Verbrühungen.
Eine Wasserstandshülse, die neben dem Schütze gegen Glassplitter eine erhöhte
Sichtbarmachung des Wasserstandes anstrebt, ist von J.
Roller,. Gummiwaarenfabrik in Frankfurt a. M., im D. R. P. Nr. 60357
vorgeschlagen.
Textabbildung Bd. 297, S. 102
Schutzvorrichtung mit Scharnier.
Der Apparat (Fig. 25) besteht aus zwei durch
Federn gegen die Wasserstandsmuttern gedrückten Eisenkonus, in denen ein leicht
bewegliches, leicht schliessbares Rothgussthürchen hängt, in das eine gebogene
Hartglasscheibe eingeschoben ist, und welches die Vorderseite des Apparates
bildet, während die Rückseite durch eine aus geschwärztem Eisenblech gebildete
Blende mit schrägliegenden Einschnitten abgeschlossen ist. Hinter dieser Blende
tragen die Konus einen um seine Höhenachse drehbaren, weiss emaillirten
Reflector. – Beim angebrachten Apparate steht das Wasserstandsglas dicht vor der
Blende, zwischen dieser und dem Thürchen. Der Reflector wird nach dem
einfallenden Lichte gestellt, nimmt dasselbe auf und wirft es durch die schrägen
Oeffnungen der Blende auf den Beschauer. Durch die dem Wasser eigenthümliche
Lichtbrechung wird das Bild der schrägen Figuren der Blende, so weit das Wasser
reicht, deformirt, so dass jene nicht mehr schräg, sondern wagerecht erscheinen,
und hierdurch sowohl, als auch durch die Einwirkung des Reflectors wird die
Sichtbarkeit des Wasserstandes erheblich vergrössert.
Die Schutzhülse ist auf den Wasserstandsköpfen drehbar angeordnet, sie kann also
nach dem jeweiligen Standorte des Heizers gewendet werden; der Reflector nimmt
das Licht auf, woher es auch komme, so dass also der Heizer überall, wo er sich
im Kesselhause auch befinden mag, den Wasserstand jeden Augenblick controliren
kann.
Von den vielen Vorrichtungen, welche sich die Aufgabe stellen, die richtige
Wirkung der Wasserstandsgläser jederzeit controliren zu können, sei hier die
Vorrichtung von Rich. Schwartzkopff erwähnt.
Textabbildung Bd. 297, S. 102
Fig. 25.Wasserstandshülse von Roller.
Der Apparat (Fig. 26) besteht nach Glaser's Annalen aus einem ausserhalb des Kessels
nach oben ansteigenden Rohre R, welches an der
Kesselstirnwand mittels eines Flansches befestigt wird, und dessen in den Kessel
hineinreichender Theil mit der Marke des niedrigsten Wasserstandes abschneidet.
Dieses Rohr endet in ein mit Hahn h2 abschliessbares Glasrohr g, in dem sich ein Schwimmer s befindet, dessen Bewegung nach unten in
geeigneter Weise begrenzt ist. Der zwischen Stirnwand und Glasrohr
eingeschaltete Hahn h1 ermöglicht ein Absperren des Rohres bei einem etwaigen Bruch des
Glasrohres, während das mit dem Hahn h2 verbundene Kupferröhrchen verhindern soll,
dass beim Oeffnen des ersteren Wasser gegen das Glasrohr spritzt.
Textabbildung Bd. 297, S. 103
Fig. 26.Wasserstand von Schwartzkopff.
Sobald nun bei genügendem Wasserstande Spannung im Kessel entsteht, füllt sich
der ganze Apparat, nachdem die atmosphärische Luft entfernt worden ist, mit
Wasser an; der Schwimmer erscheint im obersten Theile des Glasrohres und bleibt
hier so lange sichtbar, bis eine Unterschreitung des niedrigsten Wasserstandes
stattgefunden hat. In diesem Augenblick fällt das in dem Rohre R und dem Glasrohr g
stehende Wasser in den Kessel zurück, und der Schwimmer s muss, da sich das Rohr nunmehr mit Dampf anfüllt, in seine tiefste
Lage sinken. – Nach Aufspeisen des Kessels bis über die Marke des niedrigsten
Wasserstandes füllt sich der Apparat wieder mit Wasser und der wieder sichtbar
gewordene Schwimmer zeigt an, dass ein genügender Wasserstand im Kessel
vorhanden ist.
Als Vorzug des Apparates ist zu erwähnen, dass irgend eine Störung, welche die
Anzeigen des Wasserstandsglases beeinflussen könnte, ohne Einwirkung auf das
regelrechte Verhalten desselben ist. Lediglich eine völlige Verstopfung des
Rohres durch Schlamm oder Kesselstein würde die Wirkung des Apparates
aufheben.
Da nun aber eine Circulation des Wassers im Rohre R
nicht stattfindet, so lagert sich auch bei schlechtestem Speisewasser
Kesselstein oder Schlamm im Rohrinneren nur äusserst wenig ab. Ausserdem bietet
der Hahn h2 dem
Kesselheizer die Möglichkeit, sich von dem ordnungsmässigen Zustande des
Apparates jederzeit zu überzeugen, und dürfte es genügen, wenn diese Controle
täglich einmal vorgenommen wird.
Gegenüber den gesetzlich vorgeschriebenen Probirhähnen bietet der Apparat den
Vortheil, dass der Heizer mit einem Blick erkennen kann, ob ein genügender
Wasserstand vorhanden ist, während die Probirhähne, um die Richtigkeit des
Wasserstandes im Glase zu controliren, erst geöffnet werden müssen, was
erfahrungsmässig in vielen Betrieben selten geschieht, abgesehen davon, dass es
für ein ungeübtes Auge schwer ist, zu unterscheiden, ob dem Probirhahn Dampf
oder Wasser oder ein Gemisch hiervon entströmt.
Der Schutz gegen die Folgen des Zerspringens der Wasserstandsgläser wird ausser
durch die schon erwähnten Schutzhülsen auch durch die Construction von
selbsthätigen Absperrvorrichtungen innerhalb der Wasserstandsarmaturen zu
erreichen gesucht. So sind von Röver und Neubert in
Braunschweig – nach den ursprünglichen Patenten von Svensson – innerhalb der Küken Metallkugeln, wie Fig. 27a bis 27d
zeigen, angeordnet (D. R. P. Nr. 54750 und Nr. 59091), welche im unteren Theil
des Kükens ruhen und beim Springen des Glases durch den Dampf plötzlich in die
kreisförmige Oeffnung des normalen Dampfausganges gepresst werden, welchen sie
fest verschliessen. Die Hahnöffnungen sind derartig angeordnet, dass bei dem
unteren, senkrecht unter dem Glasrohr befindlichen Hahn in der Normalstellung,
bei dem oberen, seitlich angebrachten Hahn nach einer Drehung um 180° C., ein
Durchstossen des in den Kessel führenden Kanals möglich ist, und dass die Kugeln
durch die Oeffnungen der Verschlusschrauben während des Betriebes herausgenommen
werden können. Bei normaler Thätigkeit hat der Apparat die in 1 gezeichnete Stellung der Hähne. Springt das Glas,
so wird die Dampfausgangsöffnung durch die Kugel sofort geschlossen, und es kann
ohne jegliche Belästigung durch Dampf oder Wasser ein neues Glas eingesetzt
werden. Nach Einziehen eines frischen Glases dreht man das Küken in die Stellung
2 und darauf in die Lage 1 zurück, worauf der Apparat sich wieder in
normaler Lage befindet.
Das Ausblasen des Apparates geschieht in der Stellung 3, in welcher die Kugeln den nunmehrigen Dampfaustrittskanal nicht
abschliessen können, da derselbe nicht wie derjenige der Normalstellung von
kreisförmigem Querschnitt, sondern länglich ist.
Um während des Betriebes sich von der Beschaffenheit der Kugel zu überzeugen,
sowie dieselbe zu reinigen, wird das Küken in die Stellung 4 gebracht, in welcher die Verbindungskanäle
geschlossen sind. Die Kugel fällt nach Entfernung der Verschlussschraube von
selbst heraus und kann, nachdem sie gereinigt ist, ohne weiteres wieder
eingesetzt und durch die Verschlusschraube gehalten werden.
Textabbildung Bd. 297, S. 103
Fig. 27.Absperrvorrichtung der Wasserstände.
Eine ausführliche Constructionszeichnung dieses Sicherheitswasserstandes befindet
sich auf Taf. 1 Jahrg. 16 1893 der Zeitschrift des
Verbandes der Kesselüberwachungsvereine, Nach der Mittheilung auf S. 5
der angeführten Zeitschrift sind die besprochenen Wasserstände vielfach von Rover und Neubert verbessert worden, so sind z.B.
die Ventilkugeln von besonders harter Metalllegirung dargestellt, um Abnutzungen
auszuschliessen. Nach Mittheilungen von H. Hartmann
ist bei verschiedenen Proben das Wasserstandsglas zerschlagen worden, ohne dass
ein irgendwie bemerkenswerther Dampf- oder Wasserverlust stattgefunden
hatte.
Es wäre deshalb nach Hartmann wohl zu wünschen, dass
dieser sicher und dauernd functionirende Apparat sich bei den Kesselanlagen,
namentlich bei denen in engen Räumen, besonders also auch auf Schiffen, Eingang
verschaffen möchte.
Unter der Ueberschrift: „Stopfbuchs-Wasserstandshahnköpfe und Probirhähne mit
elastischem Küken“ schreiben Glaser's
Annalen über den zur Vermeidung von Undichtheiten construirten Hahn von
Kessler (D. R. P. Nr. 73714) Folgendes: Er
besteht aus dem Hahngriff mit an zwei Stellen geführtem Stiel a (Fig. 28), welcher
mittels zweier Schrauben die elastische, der Länge nach geschlitzte Hülse b mitnimmt. Diese Hülse wird durch Anziehen der
Mutter c ins Gehäuse gepresst und legt sich in
Folge ihrer Elasticität überall fest an. Dadurch ist es dem Schlamm und Schmutz
unmöglich gemacht, zwischen Hülse und Gehäuse zu gelangen und so seine
zerstörende Wirkung auf die Dichtungsflächen auszuüben. Die Flächen werden daher
nicht rauh, und das häufige Einschleifen fällt fort. Dabei bleibt der Hahn,
welcher nur seiner Elasticität entsprechend sich anschmiegt, leicht
beweglich.
Textabbildung Bd. 297, S. 104
Fig. 28.Wasserstand von Kessler.
Die Hähne gehen, kalt oder warm, unter geringem Druck immer leicht; sofern ein
Hahn unter vollem Druck noch etwas leckt, braucht man nur die Mutter c um ein ganz Geringes anzuziehen.
Von der Voraussetzung ausgehend, dass der Wasserstandsapparat nur dann seinem
Zweck entspricht, wenn er solide ausgeführt ist, werden diese Wasserstandshähne,
deren Alleinfabrikation Richard Schwartzkopff in
Berlin übertragen ist, nur in schwerem Modell für Glasröhren von 20 mm äusserem
Durchmesser angefertigt.
Ein neuer Wasserstandsapparat mit Selbstschluss wird von der Firma Schumann und Co. in Leipzig-Plagwitz angefertigt.
Die Einrichtung dieses Wasserstandsapparates ist aus Fig. 29 bis 31 ersichtlich.
Auf dem freien Ende einer in gewöhnlicher Weise in das Gehäuse des
Wasserstandskopfes hineinragenden Spindel schwingt um die Spindelachse eine
einseitig aufgehängte Metallplatte, welche mit einem Dichtungspfropfen versehen
ist. Aussen trägt die Spindel einen gleichzeitig als Gegengewicht ausgebildeten
Hebelarm, durch den ein Oeffnen und Schliessen des Apparates bewirkt werden
kann.
Textabbildung Bd. 297, S. 104
Wasserstand von Schumann und Co.
Wirkt der Wasserstandsapparat regelrecht, so ist die Stellung der Abschlussklappe
wie in Fig. 29
dargestellt, das Wasser bezieh. der Dampf hat dann ungehinderten Zugang zum
Glase; beim Platzen des Glases kommt indessen lediglich der im Kessel vorhandene
Druck zur Geltung, und dieser presst die frei pendelnde Platte gegen die
Austrittöffnung, dieselbe so lange verschliessend, bis auf beiden Seiten
wieder – in diesem Falle durch Einsetzen eines neuen Glases – der Druckausgleich
hergestellt ist. Fig.
30 zeigt den Wasserstandskopf in geschlossenem, Fig. 31 in
zwangsweise geöffnetem Zustande, wenn die Verbindungsröhren zwecks Beseitigung
von Kesselstein und Schlamm durchstossen werden sollen.
Der Abschluss wird so schnell bewirkt, dass Verbrühungen als nahezu
ausgeschlossen zu betrachten sind. Durch das Fehlen von Hähnen und Ventilen wird
dieser Apparat äusserst einfach in seiner Construction.
Textabbildung Bd. 297, S. 104
Fig. 32.Steven u. Struthers Doppel-Wasserstandszeiger.
Nach Industries vom 3. Februar 1893 werden von Steven und Struthers in Glasgow
Doppel-Wasserstandszeiger in den Handel gebracht, welche so eingerichtet sind,
dass beim Versagen des einen in Gebrauch stehenden Wasserstandes sofort das
zweite Reservestück in Betrieb gesetzt werden kann. Es ist dazu nur eine Drehung
zweier Hähne erforderlich. Das zerbrochene Wasserstandsglas kann dann in aller
Ruhe wieder eingesetzt und bei etwa Fig. 32.
erforderlichem Wechsel ohne weiteres in Betrieb gesetzt werden. Fig. 32 zeigt die äussere Anordnung.
Textabbildung Bd. 297, S. 104
Fig. 33.Signalapparat für den höchsten Wasserstand von
Schwartzkopff.
Signalapparate für den höchsten zulässigen Wasserstand sind dann von Wichtigkeit,
wenn zu befürchten ist, dass das Wasser übersteigt und in Maschinen o. dgl.
geräth, wo Beschädigungen aller Art die Folge sind. Eine einfache Sicherung
hiergegen hat Rich. Schwartzkopff in Berlin
angegeben (Fig. 33). Der Apparat (vgl. Glaser's Annalen) besteht aus einem Rohr r, welches mit seinem unteren, offenen Ende bis zum
höchsten Wasserstand in den Kessel eintaucht und dicht über dem Kesselscheitel
durch einen Hahn absperrbar ist. Oben mündet das Rohr r in einen Kopf k, in welchem ein
Schwimmer s gelagert ist. Dieser ist mittels der
kurzen Schwimmerstange so geführt, dass er bei seiner Aufwärtsbewegung die
darüber liegenden Federn berühren und zusammendrücken muss.
So lange der Wasserstand im Kessel tiefer als die untere Mündung des Rohres r liegt, wird durch den kleinen Hahn am Kopfe des
Apparates – welcher dauernd ein wenig offen gehalten wird –, nur Dampf
ausströmen und der Schwimmer sbleibt in seiner Lage,
ohne die Federn am Deckel zu berühren.
In dem Augenblick aber, wo der höchste Wasserstand im Kessel erreicht wird, füllt
sich das ganze Rohr und der Kopf des Apparates mit Wasser; hierdurch wird der
Schwimmer s emporgehoben und die untere Feder gegen
die obere gedrückt. An der Berührungsstelle sind beide Federn mit einer
Platinarmirung versehen. Diese stehen in leitender Verbindung mit den
Polschrauben p1 und
p2, in welche
eine elektrische Signalleitung eingeschaltet ist.
Auf diese Weise ist es möglich, im Kesselhaus und gleichzeitig in beliebiger
Entfernung von demselben ein Läutesignal und ein sichtbares Zeichen zu
übermitteln, sobald in einem Kessel der höchste zulässige Wasserstand erreicht
wird.
Bei allen bisher üblichen Schwimmerapparaten ist der Schwimmerkörper im Kessel
selbst angeordnet und hierdurch einerseits dem Verschmutzen durch Kesselstein,
andererseits den fortwährenden und äusserst heftigen Bewegungen des
Kesselwassers ausgesetzt. – Im Gegensatz hierzu befindet sich bei dem
vorliegenden Apparat der Schwimmer dauernd in Ruhe und wird nur in dem
Augenblick bewegt, wo bei Erreichung des höchsten Wasserstandes das Wasser in
den Kopf des Apparates eintritt bezieh. aus demselben wieder herauszufallen
beginnt. Ebenso ist die Gefahr einer Verschmutzung des Apparatkopfes durch
Kesselstein ausgeschlossen, da derselbe für gewöhnlich nur mit Dampf und nur in
den vorerwähnten Zeitpunkten mit Wasser gefüllt ist. Ausserdem kann der Apparat
nach Abschluss des Hahnes h jederzeit geöffnet und,
wenn erforderlich, gereinigt werden. Die Platinarmirung an den Contactstellen
beugt der Möglichkeit eines Versagens durch Oxydirung vor.