DE1909088C - Elektrodenschaltgerat zur Wasser Standsbegrenzung in Kesseltrommeln o dgl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Eiektrodenschaltgerät zur Wasserstandsbegrenzung in Kesseltrommeln, bestehend aus eir.'in druckfest mit der Kesseltrommel verbundenen Gehäuse mit Halterungen für eine oder mehrere gegenüber der Wasseroberfläche hölienverstellbare Elektroden, die im eingetauchten Zustand einen elektrischen Regel- oder Steuerstromkreis schließen.

Bei Kesselanlagen ist es erforderlich, bei einem Wassermangel in der Kesseitrommel die Brennstoffzufuhr sofort zu unterbrechen oder den Wasserstand durch eine geeignete Schaltung der Speisepumpe in bestimmten Grenzen zu regeln. Hierfür bedient man sich vor allem der Schaltgeräte, deren Schallvorgänge durch Schwimmer gesteuert werden. Diese haben jedoch den Nachteil, dai3 sowohl der Geber als auch die Schalter mechanisch bewegte Teile sind. Bei Anordnung außerhalb der Kesseltrommel können die Verbindungsleitungen zum Trommelraumi infolge Kesselsteinbildung od. dgl. leicht verstopfen, so daß die Funktionsfähigkeit gestört ist. Bekannt sind weiterhin Elektrodenschaltgeräte, bei denen eine oder mehrere Elektroden von oben in das Kesselwasser tauchen und einen Regel- oder Steuerstromkreis schließen. Sinkt der Wasserstand so weit, daß eine oder mehrere Elektroden nicht mehr berührt werden, so wird der elektrische Regel- oder Steuerstromkreis unterbrochen, mit dessen Hilfe dann der erforderliche Regel- oder Steuervorgang ausgelöst wird. Bei einem Gerät dieser Art ist eine Elektrode axial in einem zylinderförmigen Gehäuse angeordnet und gegenüber diesem isoliert, und der eine Pol des elektrischen Regel- oder Steuerstromkreise ist an die Elektrode und der andere Pol an das Gehäuse angeschlossen, welches ebenfalls in das Kesselwasser ragt. Elektrodenschaltgeräte dieser Art haben sich sehr bewährt, da sie keinerlei bewegliche Teile besitzen, die verklemmen können, und ein Verstopfen von Leitungen od. dgl. entfallt.

Für Regel- und Steuergeräte der vorgenannten Art besteht das Bedürfnis, ihre Funktionsfähigkeit auch dann überprüfen zu können, wenn die Kesselanlage in Betrieb ist. Die Überwachung der Funktionsfähigkeit soll insbesondere zeigen, ob nicht zwischen der Elektrode und der den anderen Pol darstellenden Elektrode bzw. dem Gehäuseteil eine Strombrücke durch Verschmutzung od. dgl. entstanden ist, die selbst bei Wassermangel den elektrischi-n Regel- bzw. Steuerstromkreis schließt. Eine solche überprüfung stieß bei den bisherigen iilektrodenschaltgeräten auf Schwierigkeiten. In der Regel war eine Funktionsüberprüfung nur möglich, wenn' die Kesselanlage stillgelegt oder der Wasserspiegel entsprechend abgesenkt wurde.
Andererseits sind zur Ermittlung und Regelung der Höhe eines Flüssigkeitsstandes verschiedene Vorrichtungen mit Elektroden bekannt, bei denen eine Elektrode für bestimmte technische Aufgaben verschiebbar ausgebildet ist. Um Glasschmelzen in Schmelzwannen auf einen vorbestimmten Stand zu halten, wird ein Elektrodenfühlstab ständig von einem Motor auf- und abbewegt. Bei der stark viskosen Glasschmelze kommt es beim Hochziehen der Elektrode zum Ziehen von Glasschmel?fäden, und die Elektrode muß bis zum Abreißen der Fäden hochgezogen werden (deutsche Patentschrift 1206 609, deutsche Auslegeschriften 1046 272 und 1061973). Bei anderen Ausführungen wird ein Elektrodenfühler elektromagnetisch lotartig abgesenkt, um aus der Absenktiefe auf den Flüssigkeitsstand zu schließen (deutsche Auslegeschrift 1 152 832, französische Patentschrift 1020 760). Die Bewegung des Elektrodenfühlers kann auch über einen Elektromagnet erfolgen (belgische Patentschrift 498 090). Schließlich ist auch bekannt, den Flüssigkeitsdruck des Behälters über eine Membran oder ein Kolbensystem auf eine Meßflüssigkeit zu übertragen, weiche auf ein besonderes Elektrodenanzeigensystem einwirkt. Zwei Elektroden sind in einem Meßzylinder auf beliebige Höhen, d. h. auf einen oberen und unteren Flüssigkeitsstand einstellbar, bei dem bestimmte Regel- oder Steuervorgänge ausgelöst werden sollen (französische Patentschrift 1 342 284).
Alle vorbekannten Ausführungen sind jedoch nicht als Regel- und Steuergeräte zur Wasserstandsbegrenzung in Kesseltrommeln od. dgl. geeignet, bei denen andere Druck- und Temperaturverhältnisse vorliegen, welche besondere Abdichtungsmaßnahmen erforderlich machen, durch welche die Elektro· den nicht ohne weiteres von außen zugänglich sind.

Demgegenüber liegt der Erfindung die technische Aufgabe zugrunde, Elektrodenschaltgeräte zur Wasserstandsbegrenzung in Kesseltrommeln od. dgl. derart auszugestalten, daß auch im Betriebszustand der Kesselanlage eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Schaltgerätes möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Stabelelektrode in einer Elektrodenhülse axial verschiebbar gelagert ist und an ihrem Kopfende einen aus Eisen oder einem Magneten bestehenden kolbenartigen Anschlag besitzt, der in einem mit der Elektrodenhülse verbundenen Zylinder läuft, und daß ein axial über den Zylinder verschiebbarer Permanentmagnetring vorgesehen ist.

Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß zur Betriebsüberwachung lediglich die den einen Pol des Rgel- oder Steuerstromkreises bildende Elektrode aus dem Kesselwasser herausgezogen wird, so daß

der Stromkreis unterbrochen wird, wenn das Gerät Deckwand des Zylinders 14 stößt. Der untere ver-

funktionsfähig ist Die Funktionsüberwachung kann djckte Teil 11a der Stabelektrode 11 ist derart be-

bei jedem Betriebszustand der Kesselanlage vorge- messen, daß ihr unteres Ende bei normalem Wasser-

nommen werden. Durch diese Ausgestaltung ist die stand etwas in das Kesselwasser ragt.

den einen Pol bildende Stabelelektrode in ihrer Ver- 5 Am oberen Ende der Elektrodenhülse 9 ist außer-

schiebbarkeit begrenzt, wobei die untere Lage die dem mittels zweier Gewinderinge die den einen Pol

Tauchstellung bzw. die Funktionsstellung bedeutet, bildende Stromleitung 17 der Regel- bzw. Steuervnr-

während in der anderen Stellung die Stabelelektrode richtung 19 angeschlossen. Die andere Stromleitung

aus dem Kesselwasser herausgezogen ist. Ein weite- 18 hingegen ist über den Flansch 6 mit dem rohrför-

rer Vorteil besteht darin, daß die Verschiebbarkeit io migen Gehäuse 4 verbunden.

der Stabelektrode bei beliebigen Dampfdrücken in Außerdem ist unter Zwischenlage eines Dich-

der Kesseltrommel erfolgen kann, da die bewegliche tungsringes 15 ein Kunststoffgehäuse 16 angeordnet,

Stabelektrode innerhalb eines entsprechend drucksi- über welches ein Permanent-Magnctring 20 gesteckt

eher ausgelegten Hülsenteiles angeordnet ist. Das ist. Um zwischen der Stabelektrode 11 und der Elek-

Herausziehen der Siabelektrode aus dem Kesselwas- 15 trodenhülse9 einen guten stromführenden Kontakt

ser erfolgt durch eine magentische Betätigung. Hier- zu erhalten, ist außerdem noch eine ausziehbare

für ist ein axial über den an der Elektrodenhülse an- Stromleitung 21 vorgesehen.

geordneten Zylinder verschiebbarer Permanentring Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen

vorgesehen, während der kolbenartige Anschlag der Elektrodenschaltgerätes is¹ folgende:

Slabelektrode aus Eisen oder einem Permanent-Ma- 20 Im Betriebszustand hängt die Stabelektrode 11

gneteii besteht. Bei dieser Ausführung geschieht das frei nach unten. Bei einem entpsrechend hohen Stand

Abheben der Stabelektrode durch einfaches Hochbe- der Wasseroberfläche 3 wird sie vom Kesselwasser

wegen des über den Zylinder gestülpten Magnetrin- berührt, so daß eine Strombrücke über das Wasser

ges von Hand. Um dem Magnetring eine entspre- zu dem den anderen Pol darstellenden rohrförmigen

chende Lage zu geben, kann beispielsweise auch der 25 Gehäuse 4 entsteht. Durch die Dichtungsman-

Zylinder von einem Kunststoffgehäuse umgeben sein. schette 3 werden im übrigen die beiden Pole des

Der Gegenstand der Erfindung wird im folgenden Stromkreises voneinander getrennt. Sobald der Was-

an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Aus- serstand unter die vorbestinimte Höhe gesunken ist.

führungsbeispieles näher erläutert. Die Schnittdar- wird das untere Ende des Elektrodcnstabcs 11 nicht

siellung zeigt den Teil einer Kesseltrommel 1, die 30 mehr vom Wasser erfaßt, und der elektrische Rcgel-

leilweise mit Kesselwasser 2 gefüllt ist. Der Wasser- bzw. Steuerstromkreis wird unterbrochen,

stand bzw. die Wasseroberfläche ist mit 3 bezeichnet. Soll während des Betriebes der Kessclanlage das

Das Elektrodenschaltgetät besitzt ein rohrförmi- Elektrodenschaltgerät auf seine Funktionsfähigkeit

ges Gehäuse 4, welches durch eine entsprechende überprüft werden, so ist es lediglich erforderlich, den

öffnung der Kesseltrommel 1 führt und drucksicher 35 Permanentmagnetring 20 nach oben zu ziehen. Die-

verschweißt ist. Das rohrförmige Gehäuse 4 ragt bis scr nimmt die Stabelektrodc 11 mittels des aus Eisen

in das Kesselwasser2. Am oberen Ende ist ein oder einem Magneten bestehenden kolbenartigen

Flansch 5 angebracht, auf dem der Flansch 6 eines Anschlages 12 mit. Sobald das untere Ende der Stah-

Eiektrodensatzes dmcksicher angeschraubt ist. Der elektrode 11 aus dem Wasser gezogen ist, muß nun

obere Flansch 6 besitzt eine axial»· Öffnung, durch 40 der Regel- bzw. Steuerstromkreis unterbrochen und

welche die Elektrode 11 ragt und unter Zwischenle- durch eine entsprechende, in der Zeichnung nicht

gung einer rohrförmigen Dichtungsmanschette 8 aus dargestellte Kontroll- bzw. Alarmeinrichtung angc-

einem hitzebeständigen Kunststoff (z. B. Polytetra- zeigt werden.

fluoräthylen) mit Hilfe eines Schaubelementes 7 befe- Im Rahmen der Erfindung bestehen noch zahl-

stigt ist. 45 reiche Änderungsmöglichkeiten. So besteht beispicls-

Der Elektrodensatz besteht aus einer Elektroden- weise die Möglichkeit, bei einem Elektrodcnschaltge-

hülse9. die durch das Schraubelement 7 führt und rät mit zwei oder mehreren Stabelektroden jeweils

v/elche einen rohrförmigen Ansatz 9 a besitzt. Das eine oder auch mehrere verschiebbar auszuführen,

obere Ende der Elektrodenhülse9 ist über eine Ge- Die Betätigungsorganc zum Abhängen der Stabelek-

windemuffe 13 mit einem oben geschlossenen Zylin- 50 troden können weiterhin von verschiedener Ausfüh-

der 14 verbunden. rung sein. So besteht die Möglichkeit, an Stelle des

Die Sfabdektrode 11 besitzt an ihrem unteren von Hand zu betätigenden Pcrmanentmagnetringes

Esnde einen verdickten Teil 11 α und an ihrem oberen einen Elektromagneten zu verwenden, welcher den

Ende einen kolbenartigen Anschlag 12 und ist inner- Elektrodenstab abhebt. Auch kann der kolbenartige

halb der Elektrodenhülse und deren rohrförmigem 55 Anschlag gegenüber dem Zylinder abgedichtet sein

Ansatz 9 a verschiebbar. Im Betriebszustand hängt und eine 'hydraulische Wechsclbeaufschlagung vorgc-

die Stabelektrode, wobei sie sich mit dem kolbenarti- nommen werden, welche die Stabelektrode in eine

gen Anschlag 12 auf der Gewindemuffe 13 abstützt. obere und eine untere Lage überführt. Schließlich sind

Nach oben ist die Stabelektrode 11 so weit verschieb- auch mechanische Hebelsystcme denkbar, mit denen

bar, bis der kolbenartige Anschlag 12 gegen die 60 die Verschiebung der Stabelektrode erfolgen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Eiektrodenschaltgerät zur Wasserstandsbegrenzung in Kesseltrommeln, bestehend aus einem druckfest mit der Kesseltrommel verbundenen Gehäuse mit Halterungen für eine oder mehrere gegenüber der Wasseroberfläche höhenverstellbare Elektroden, die im eingetauchten Zustand einen elektrischen Regel- oder Steuerstromkreis schließen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stabelelektrode (11) in einer Elektrodenhülse (9) axial verschiebbar gelagert ist und an ihrem Kopfende einen aus Eisen oder einem Magneten bestehenden kolbenartigen Anschlag (12) besitzt, der in einem mit der Elektrodenhülse (9) verbundenen Zylinder (14) läuft, und daß ein axial über den Zylinder (14) verschiebbarer Permanentmagnetring (20) vorgesehen ist.

2. Elekirodenschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (14) von einem Kunststoffgehäuse (16) umgeben ist.