DE536812C - Elektrische Fluessigkeitsstandanzeige- und Regeleinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Prüfung und Regelung des Flüssigkeitsstandes in Behältern, insbesondere des "Wasserstandes von Dampfkesseln. Derartige Einrichtungen S sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt geworden. So hat man z. B. vom Wasserstand abhängige Kontakteinrichtungen zur Schließung von Signalstromkreisen benutzt. Die hiermit erzielbare sprungweise Anzeige des Wasserstandes vermied man durch Verwendung von in Meßstromkreisen eingeschalteten Widerstandskörpern, deren wirksame Länge durch den Wasserstand verändert wurde. Ferner sind auch Einrichtungen bekannt geworden, bei denen die in einem mit dem Dampf- und Wasserraum des Kessels kommunizierenden Gefäße entstehenden veränderlichen Temperaturunterschiede zur Einwirkung auf einen in einem Meßstromkreis

ao eingeschalteten Leiter mit hohem elektrischen Temperaturkoeffizienten gebracht wurden.

Kontakteinrichtungen sind jedoch Avegen der Verunreinigung der Kontakte durch Kesselstein usw. unzuverlässig, und Einrichtungen

*5 der zuletzt beschriebenen Art erfordern zwecks Erzielung größerer Widerstandsänderungen möglichst lange, äußere, kommunizierende Temperaturmeßgefäße.

Gemäß der Erfindung werden Kontakte und isolierte Einführungen in den Kessel dadurch vermieden, daß durch die Oberfläche des oder der im Schwankungsbereich der Flüssigkeit angeordneten Meßkörper eine annähernd gleichbleibende Wärmemenge hindurchgeleitet wird. Durch das Schwanken des Flüssigkeits-Standes ändert sich dann die Wärmeabgabe des oder der Meßkörper, um mittelbar oder unmittelbar ein Maß für den herrschenden Stand der Flüssigkeit oder der darüberliegenden Gas- oder Dampfschicht zu bilden. Ordnet man z. B. einen gleichbleibend, vorzugsweise elektrisch geheizten Körper in einem Dampfkessel o. dgl. so an, daß er bei normalem Stand des Kesselwassers von diesem bedeckt ist, so ist seine Wärmeabgabe größer als bei teilweisem oder vollständigem Herausragen des Körpers, der dann zum anderen Teil von Dampf, Gas oder Luft umgeben ist. Der von der Flüssigkeit bedeckte Teil wird dann trotz der gleichen Wärmezufuhr kälter als der herausragende Teil sein.

Die Änderung der Wärmeabgabe und der Temperaturunterschied können auf verschiedene Weise als Maß für den Flüssigkeitsstand herangezogen werden, z. B. durch Messung oder Anzeige der durch die veränderte Temperatur bedingten Länge oder des Leitwertes des Körpers. Im ersten Fall kann die verschieden große Längenausdehnung von zwei Metallen oder anderen, Stoffen unmittelbar oder durch Hebelanordnungen mittelbar ablesbar gemacht werden. Auch können durch die verschiedenartige Dehnung elektrische Widerstände geregelt werden, die in einem Meß-

Stromkreise liegen. Die Benutzung der Änderung des Leitwertes des Körpers als Maß des Flüssigkeitsstand« würde bei unmittelbarer Einschaltung in einen Meßstromkreis die eben erwähnte Anordnung des von Längenänderungen geregelten Widerstandes entbehrlich machen. Ferner ist eine Ausführungsform möglich, bei der mehrere Körper in Reihen- oder Parallelschaltung angeordnet ίο sind, die nach Art der vorher als bekannt erwähnten Kontakteinrichtungen nacheinander von der Flüssigkeit freigegeben werden. Werden die Körper in der Weise ausgeführt, daß sie eine Flüssigkeit oder ein Gas einschließen, so können dessen Druck- oder Volumenänderungen mittelbar oder unmittelbar zur Anzeige der veränderten Temperatur des Körpers und des geänderten Standes der zu messenden und den Körper umgebenden Flüssigao keit dienen. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Anwendung von Vergleichsmessungen mit einem in gleicher Weise ausgebildeten, von der Flüssigkeit oder dem darüberliegenden Gas oder Dampf ständig bedeckten Körper. Es sei noch hervorgehoben, daß sich die Erfindung nur auf solche Anzeige- und Regeleinrichtungen der vorstehend erläuterten Art beziehen soll, bei denen die Meßkörper in der Flüssigkeit bzw. im Dampf selbst liegen.

Die Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung dargestellt. Zwei Metallrohre 1 und 2, die am einen Ende durch Kupferstopfen 3 und 4 verschlossen und am anderen Ende mit den Kupferflanschen 5 und 6 verschraubt sind, sind durch Bohrungen in der Kesselwand 7 in das Innere des Dampf kes'sels eingeführt. Im Innern der Rohre befindet sich je ein Bolzen 11, 12, der an einem Ende mit deren Stopfen 3 bzw. 4 verbunden und am anderen Ende, isoliert durch Scheiben 18, 19 herausgeführt, mit Anschlußmitteln versehen ist. Hieran sind die Zuleitungen 9, 10 eines Transformators 8 angeschlossen. Dessen Strom verläuft von Leitung 9 über den Bolzen 11, Stopfen 3, Wandung des Rohres 1, in den Flansch 5 über die daran angeschlossene Verbindungsleitung 13 in den Flansch 6, Wandung des Rohres 2, Stopfen 4, Bolzen 12 in die Leitung 10 zurück. Dabei wird, da die Metallrohre gleichartig sind, in beiden die gleiche Wärmemenge erzeugt.

Entspricht der Wasserstand im Dampfkessel der durch α gekennzeichneten Linie, so werden beide Metallrohre von siedendem Wasser umspült. Sie nehmen somit, weil die maßgebenden Umstände für die Wärmeabgabe an die Umgebung für beide Rohre die gleichen sind, die gleiche Temperatur an. Entspricht dagegen der Wasserstand der durch b gekennzeichneten Linie, so ist das Rohr 1 von j gesättigtem Wasserdampf umgeben, währenddem das Rohr 2 wie früher von siedendem Wasser umspült wird. Da die vom Strom erzeugte Wärmemenge, die für beide Rohre gleich groß ist, vom Rohr 1 unter weit ungünstigeren Wärmeübergangsbedingungen abgegeben wird als vom Rohr 2, nimmt nunmehr das Rohr 1 eine höhere Temperatur an als das Rohr 2.

Die Feststellung des Temperaturunterschiedes oder der Temperaturgleichheit erfolgt im Ausführungsbeispiel unter Benutzung einer Thomsonschen Doppelbrückenschaltung 20, deren Widerstände 21 und 22 an die Meßklemmen 14, 1S bzw. 16, 17 angeschlossen sind. Die Meßströme der Brücke werden über einen Transformator 23 einer Verstärker- und Gleichrichteranordnung 24 zugeführt. Letztere Einrichtung ist im Prinzip angedeutet und besteht im wesentlichen aus einem Verstärkerrohr 25, dessen Anodenkreis mit einem Relais 26 verbunden ist.

Mit Rücksicht auf den hohen Temperaturkoeffizienten wer- in die Meßkörper 1 und 2 zweckmäßig aus Nickel hergestellt. Die beschriebene Einrichtung dient außer zur Prüfung und Anzeige des Wasserstandes auch zur elektromagnetischen Steuerung von Kesselspeiseeinrichtungen. Die Anwendung der Erfindung ist jedoch nicht auf Dampfkessel beschränkt, sondern ist auch ganz allgemein bei Flüssigkeits- oder Kesselbehältern verwendbar, um den Stand der Flüssigkeit oder den des Gases anzuzeigen oder zu regeln.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Einidchtung zur Messung und Regelung des Flüssigkeitsstandes von Behältern, insbesondere des Wasserstandes von Dampfkesseln, bei der die physikalischen Eigenschaften eines oder mehrerer im Schwankungsbereich der Flüssigkeit angeordneter Meßkörper durch schwankende Flüssigkeitsumspülung geändert werden, 10s dadurch gekennzeichnet, daß durch die Oberfläche des oder der in der Flüssigkeit bzw. im Dampf selbst liegenden Meßkörper (1,2) eine annähernd gleichbleibende Wärmemenge Tiindurchtritt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßkörper bei elektrischer Heizung die Heizkörper selbst darstellen.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Körper (2) außerhalb des Schwankungsbereiches der Flüssigkeit zu Vergleichsmessungen mit dem oder den im Schwankungsbereich befindlichen Körpern (1) angeordnet ist.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleich-

   artige, durch, die Wandung (7) eines Behälters (Kessels) geführte Metallrohre (1, 2) mit je einem durch sie auf der einen Seite isoliert durchgeführten Leiter (11, 12), der auf der anderen Seite mit den

   Rohrwandungen leitend verbunden ist, mit einem Stromerzeuger (Transformator 8) derart verbunden sind, daß in beiden Rohren die gleiche Stromwärxnemenge erzeugt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   BERLIN. GEDRÜCKT IN DER KEICHSDRUCKEUEI