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Regeleinrichtung für Kesselspeise-Kolbenpumpen Die Erfindung betrifft
eine Regeleinrichtung mit mindestens einem einerseits vom Pumpendruck und andererseits
von einer vorzugsweise einstellbaren Gegenkraft belasteten Ausweichglied, das den
beim Schließen eines Speisewasserreglers auftretenden maximalen Pumpendruck begrenzt.
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Es ist bekannt, zur Erzeugung der am Ausweichglied dem Pumpendruck
entgegenwirkenden Kraft eine Feder- oder eine Gewichtsbelastung vorzusehen, die
für den meist sehr hohen Pumpendruck bemessen ist. Hierbei kann die Pumpe jeweils
nur bis zum Erreichen eines bestimmten Pumpendruckes fördern. Wenn der Kesseldruck
geändert wird, muß auch die dem Pumpendruck entgegenwirkende Kraft geändert werden.
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Demgegenüber ist nach der Erfindung die am Ausweichglied dem Pumpendruck
entgegenwirkende Kraft aus dem Kesseldruck und einer Zusatzkraft zusammengesetzt,
die ungefähr dem beim Schließen des Speisewasserreglers auftretenden Differenzdruck
zwischen dem Pumpendruckraum und dem Kessel entspricht. Bei an sich bekannter Ausbildung
des Ausweichgliedes als gegenüber dem Pumpendruck ausweichender Verdrängerkolben
ist die den Differenzdruck zwischen dem Pumpendruckraum und dem Dampfkessel ausgleichende
Zusatzkraft vorzugsweise durch eine Feder erzeugt, deren Kraftzunahme im Bereich
des bis zum Aufhören der Pumpenförderung stattfindenden Hubes des Verdrängerkolbens
ungefähr der Zunahme des beim Wirksamwerden des Speisewasserreglers auftretenden
Differenzdruckes zwischen dem Pumpendruckraum und dem Dampfkessel angepaßt ist.
Die
Regeleinrichtung wird also nunmehr von dem zwischen Pumpe und Dampfkessel nach Maßgabe
der jeweiligen Drosselstellung des Speisewasserreglers auftretenden veränderlichen
Differenzdruck gesteuert. Hierdurch ist man von dem Höchstdruck, mit dem der Dampfkessel
betrieben wird, unabhängig, denn auf die Druckdifferenz zwischen Pumpendruckraum
und Kessel und ihre durch die Änderung der Drosselstellung des Speisewasserreglers
bedingte Änderung ist der Kesseldruck praktisch ohne Einfluß. Man braucht also beim
Übergang auf einen anderen Kesseldruck an der Regelvorrichtung keine Einstellungen
vorzunehmen. Das ist ein großer Vorteil, denn es ist sehr schwierig, die richtige
Einstellung der Gegenkraft zu finden, wenn das Regelglied unmittelbar auf den maximalen
Pumpendruck anspricht, wie es bisher der Fall war. Bei Verwendung einer Feder als
Zusatzkraft paßt sich die Förderleistung der Pumpe ganz allmählich der fortschreitenden
Schließ- oder öffnungsbewegung des Speisewasserreglers an, so daß der Übergang von
der vollen Pumpenförderung bis zum Aufhören der Pumpenförderung stufenlos erfolgt.
Ein weiterer Vorteil ist der, daß die Zusatzkraft, die nur den im Verhältnis zum
Pumpendruck sehr kleinen Differenzdruck zwischen dem Pumpendruckraum und dem Kessel
auszugleichen hat, klein ist und bei Anwendung einer Federbelastung des Ausweichgliedes
eine weiche Feder vorgesehen werden kann, die ein schlagfreies Arbeiten gewährleistet.
Unter diesen Bedingungen kann die Belastungsfeder sehr kleine Abmessungen haben.
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Zum Stande der Technik sei noch erwähnt, daß eine Vorrichtung zum
stufenlosen Regeln der Fördermenge von Kolbenpumpen bekannt ist, bei der als Regelglied
ein gegenüber dem Pumpendruck ausweichender Verdrängerkolben vorgesehen ist, der
einerseits vom Arbeitsraum der Pumpe und andererseits von der an das Pumpendruckventil
anschließenden Pumpendruckleitung her vom Druckmittel belastet ist. Die zum Bewegen
des Verdrängerkolbens notwendige Differenzkraft wird dadurch gewonnen, daß der Verdrängerkolben
als Stufenkolben ausgebildet ist, der auf der vom Druck in der Pumpendruckleitung
beaufschlagten Seite eine Ringfläche hat, die etwas kleiner ist als die vom Pumpendruckraum
her beaufschlagte Kolbenfläche. Der Ausweichhub des Verdrängerkolbens ist durch
einen von Hand verstellbaren Anschlag begrenzt. Diese Vorrichtung ist zum selbsttätigen
Regeln der Pumpenfördermenge in Abhängigkeit vom Bedarf eines Dampfkessels od. dgl.
nicht geeignet. Wollte man mit ihr eine selbsttätige Fördermengenregelung durchführen,
so müßte man zusätzlich eine Einrichtung vorsehen, die in Abhängigkeit vom Bedarf
der Verbrauchsstelle den Endanschlag für den Verdrängerkolben verstellt, was recht
umständlich wäre. Durch die Erfindung wird indessen eine selbsttätige Fördermengenregelung
bei Kesselspeisepumpen mit allen oben angegebenen Vorzügen auf sehr einfache Weise
erreicht. Die Erfindung ist nachstehend unter Hinweis auf ein in der Zeichnung dargestelltes
Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt Abb. i eine Seitenansicht der Pumpe
mit einem Längsschnitt des Reglergehäuses und einem Schema für den Anschluß an einen
Dampfkessel, Abb.2 eine Draufsicht auf den Zylinder- und Reglerteil einer Drillingspumpe.
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Der Pumpenzylinder ist mit P, der PumpenkcIben mit H, das Pumpensaugventil
mit Vs und das Pumpendruckventil mit Vd bezeichnet. An den Pumpenzylinder P ist
ein den Zylinderkopf bildendes Gehäuse A angeflanscht, in welchem ein in den Pumpendruckraum
hineinragender Kolben K verschiebbar geführt ist. Der Kolben K wird durch eine in
das Gehäuse A eingebaute Feder F in der in Abb. i dargestellten inneren Endstellung
gehalten, in der er noch außerhalb des Hubbereiches des Pumpenkolbens II liegt.
Die den Kolben K belastende Feder F stützt sich, gegebenenfalls über eine Einstellspindel,
an einem stirnseitigen Deckel B des Gehäuses A ab.
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Der mit D bezeichnete Dampfkessel ist mit einem an sich bekannten,
in Abb. i schematisch dargestellten Speisewasserregler R ausgerüstet. Das Ventil
des Reglers R ist in bekannter `''eise in die Pumpendruckleitung L2 eingebaut. Das
Gehäuse .1 ist mit einer Druekausgleichleitung L1 unmittelbar an den Wasserraum
des Dampfkessels D angeschlossen. Bei einer Mehrzylinderpumpe (Abb. 2') kann für
alle Gehäuse .°I eine gemeinsame Druckausgleichleitung L, vorgesehen sein, in welche
die einzelnen Anschlußleitungen IV l2, 1, einmünden.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Der Kesseldruck betrage beispielsweise
5o atü und der Pumpendruck bei ganz offenem Speisewasserregler 52 atü. Bis zum Schließen
des Speisewasserreglers soll der Pumpendruck bis auf 55 atü ansteigen. Die größte
Druckdifferenz zwischen den Pumpendrücken bei arbeitender Pumpe beträgt also 3 at
und die größte Druckdifferenz gegenüber dem Kesseldruck 5 at. Die Feder F in dem
Gehäuse A ist so berechnet und eingestellt, daß beim höchsten Pumpendruck von 55
atü die Kolben h bis zum Anschlag T ausweichen. Dann ist das Hubvolumen der ausweichenden
Kolben K gleich dem Hubvolumen der Pumpenkolben. Die Fördermenge pendelt also im
Pumpendruckraum hin und her, und die Ventile b's und Vd bleiben geschlossen. Die
aufgewendete Kraft für den Druckhub wird dem Antrieb beim Saughub wieder zurückgegeben,
natürlich abzüglich der aufgewendeten Reibungsarbeit.
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Die Regeleinrichtung tritt in Tätigkeit, wenn der Speisewasserregler
R zu drosseln beginnt. Der Druck in der Pumpendrückleitung L2 steigt dann an. Die
Ausweichkolben K treten in das Reglergehäuse .d zurück, bis die Summe der von dem
Druck in der Ausgleichleitung L, herrührenden Kraft und der Kraft der Feder F der
vom Pumpendruck herrührenden Kraft das Gleichgewicht hält. Bei vollständig geschlossenem
Regler R führen die Ausweichkolben ihren maximalen Hub bis zum
Anschlag
T aus. Die Pumpenförderung nimmt also während des Schließvorganges des Reglers R
stufenlos ab und hört ganz auf, wenn der Regler den Zufluß durch. die Druckleitung
L2 geschlossen hat. Wenn der Kessel mit einem anderen Höchstdruck betrieben wird,
so braucht die Spannung der Feder F nicht verändert zu werden, da die Pumpenförderung
nur von d e rn durch die jeweilige Drosselstellung des Speisewasserreglers bedingten
Differenzdruck zwischen dem Pumpendruckraum und dem Kessel und nicht von dem absoluten
Pumpendruck abhängig ist.