MKL1888:Wasserstandszeiger

Wasserstandszeiger, Vorrichtungen, welche erkennen lassen, wie hoch eine Flüssigkeit in einem Gefäß steht, dessen Inneres unzugänglich ist, sind entweder Wasserstandsgläser, Probierhähne, bez. Probierventile oder Schwimmer. Die Wasserstandsgläser oder Wasserstandsröhren beruhen auf dem Gesetz der kommunizierenden Röhren und bestehen aus einer senkrechten Glasröhre, die oben und unten durch einen Stutzen mit dem zu kontrollierenden Gefäß in Verbindung steht, so daß der Stand der Flüssigkeit im

Fig. 1. Wasserstandsglas.

Gefäß mit demjenigen im Rohr übereinstimmt und an einer am Rohr befindlichen Skala abgelesen werden kann. Fig. 1 zeigt ein Wasserstandsglas für Dampfkessel. Das Glasrohr A steht durch das Hahnstück C mit dem Wasserraum M und durch das Hahnstück B mit dem Dampfraum L eines Dampfkessels in Verbindung, so daß das Wasser im Rohr ebenso hoch steht wie im Kessel. Für den Fall, daß das Rohr A zerplatzen sollte, werden durch Herabziehen der Stange H die beiden Hähne F und G geschlossen, worauf ein neues Rohr eingesetzt werden kann. Um Verstopfungen entfernen zu können, sind die Pfropfen S und T angeordnet, nach deren Entfernung die Röhren B und C mit einem Drahte durchstoßen werden können. Nach dem Gesetz muß jeder Dampfkessel außer einem Wasserstandsglas eine zweite zur Erkennung seines Wasserstandes geeignete Vorrichtung haben. Als solche werden in der Regel die Probierhähne oder -Ventile benutzt. Zur Anbringung derselben ist in Fig. 1 zwischen dem Wasserstandsglas und dem Kessel ein weites Zwischenrohr E angebracht, welches die Ansätze K1 bis K3 für drei Probierhähne enthält. Diese sind so angeordnet, daß K1 über dem höchsten zulässigen Wasserstand, K3 unter dem tiefsten Wasserstand und K2 in der Höhe des Normalwasserstandes steht. Es muß daher bei richtigem Betrieb aus K1 stets Dampf, aus K3 stets Wasser und aus K2 Wasser oder Dampf entströmen, wenn der entsprechende Hahn geöffnet wird. Übrigens wird der mittlere Hahn häufig fortgelassen. Die Probierhähne selbst sind gewöhnliche

Fig. 2. Probierventil.

Hähne mit abwärts gebogener Ausflußöffnung und einer zweiten durch Pfropfen verschlossenen horizontalen Öffnung zum Durchstoßen. Eine sehr einfache und praktische Konstruktion eines Probierventils ist in Fig. 2 dargestellt. Das Gußeisengewicht a, welches zugleich als Handgriff dient, ist um b drehbar. Hebt man es an, so wird die Verschlußscheibe c aus Blei oder Gummi von der Bohrung d entfernt. Probierhähne geben bei Kesseln mit kleinem Wasserraum oder sehr hohem Druck leicht unsichere Resultate. Schwimmer sind auf dem Wasser schwimmende, mit dem Wasserniveau steigende oder sinkende Körper, deren Bewegung durch Stangen, Hebel etc. nach außen sichtbar gemacht wird. Sie werden in der Regel aus Metall hergestellt und müssen dann entweder hohl gemacht, oder um so viel, als sie schwerer sind als die von ihnen verdrängte Flüssigkeit, durch ein außerhalb des Wassers befindliches Gewicht abbalanciert

Fig. 3. Wasserstandszeiger (Schwimmer).

werden. Fig. 3 zeigt einen Schwimmer. S ist ein Körper, der durch das Gewicht G vermittelst des durch die Stopfbüchse D geführten Drahts A und des doppelarmigen Hebels B so abbalanciert ist, daß er auf der Flüssigkeit C schwimmt. Jede Bewegung des Schwimmers S wird durch den Draht A auf den Hebel B übertragen und ist von der Skala E abzulesen. Derartige Schwimmer sind leicht Störungen durch die Reibung in der Stopfbüchse D ausgesetzt, besonders an Dampfkesseln, wo der Draht A durch Spritzwasser mit Kesselstein inkrustiert wird. Geringer sind diese Störungen bei solchen Schwimmern, deren Hebel B sich in einem mit dem Dampfraum in Verbindung stehenden Aufsatz befindet und seine Bewegung mittels einer durch eine Stopfbüchse geführten Welle auf einen Zeiger überträgt. Fast vollständig ohne störende Widerstände arbeiten die magnetischen Schwimmer. Bei diesen befindet sich am obern Ende der Schwimmerstange ein starker Magnet, welcher sich im Innern eines Aufsatzrohrs unter der Einwirkung eines Schwimmkörpers hinter einer Messingplatte auf und nieder bewegt. Außerhalb folgt dieser Bewegung ein Eisenröllchen und zeigt somit den Wasserstand an. Bei oben offenen Gefäßen leitet man einfach eine von einem Schwimmkörper ausgehende Schnur über eine oben angebrachte Rolle und versieht das außen herabhängende Ende mit einem kleinen Gewicht, aus dessen Höhenlage auf den Flüssigkeitsstand im Gefäß geschlossen werden kann.

Wasserstandszeiger. Die Signalisierung des höchsten Wasserstandes ist für viele Kesselanlagen von Wichtigkeit, namentlich da, wo die Kessel infolge eines kleinen Dampfraumes dazu neigen, Wasser überzureißen. Oft sind durch reichlich mitgerissenes Wasser schwere Beschädigungen an den Cylindern, Kolben

Fig. 1. Schwartzkopfs Signalapparat für den höchsten Wasserstand.

oder Kreuzköpfen der Maschinen herbeigeführt, welche in der Regel kostspielige Betriebsstörungen zur Folge hatten. Zur Verhütung einer Überschreitung des höchsten Wasserstandes und deren oben bezeichnete Folgen ist von R. Schwartzkopf ein Signalapparat für den höchsten Wasserstand angegeben worden. Derselbe besteht (Fig. 1) aus einem Rohre r, welches mit seinem untern offenen Ende bis zur höchsten Wasserstandslinie in den Kessel hineinreicht und dicht über dem Kessel durch einen Hahn h abzusperren ist. Oben ist ein gefäßförmiger Aufsatz k angebracht, in welchem ein Schwimmer s mittels seiner Schwimmerstange so geführt ist, daß er bei seiner Aufwärtsbewegung die darüber liegenden Kontaktfedern f berührt und zusammendrückt. Solange der Wasserstand im Kessel in zulässiger Höhe, also unterhalb der Mündung des Rohres r bleibt, wird durch den kleinen Hahn a am Aufsatz, welcher dauernd ein wenig offen gehalten wird, nur Dampf ausströmen, wobei der Schwimmer in seiner tiefsten Lage verbleibt. In dem Augenblick aber, wo der höchste Wasserstand im Kessel erreicht wird, füllt sich das ganze Rohr und der Aufsatz mit Wasser. Dadurch wird der Schwimmer s emporgehoben und drückt die untere Feder f gegen die obere. Hierdurch wird eine elektrische Leitung, in welcher an irgend welchen beliebig entfernten Stellen akustische oder optische Signalapparate (Läutwerke, Signalscheiben etc.) eingeschaltet sind, geschlossen und dadurch die Signalisierung des höchsten Wasserstandes nach jenen Stellen hin veranlaßt. Bei allen bisherigen Apparaten ist der Schwimmerkörper im Kessel selbst angeordnet und hierdurch einerseits dem Verschmutzen durch Kesselstein, anderseits den fortwährenden und äußerst heftigen Bewegungen des Kesselwassers ausgesetzt, durch welche eine verhältnismäßig schnelle Abnutzung der beweglichen Teile derartiger Apparate herbeigeführt wurde. Beide Übelstände sind bei der vorliegenden Konstruktion dadurch vermieden, daß der Schwimmer sich bei normalem Kesselwasserstand dauernd in Ruhe und außerhalb des Wassers befindet. Außerdem kann der Apparat nach Abschluß des Hahnes h jederzeit geöffnet und nötigen Falls gereinigt werden.

Bei Wasserstandsgläsern (Wasserstandsröhren) für Dampfkessel (s. Band 16, S. 435) kann das Zerspringen des Glases unangenehme Betriebsstörungen herbeiführen, auch Veranlassung zu Verbrühungen geben. Zu Vermeidung dieser Übelstände sind verschiedenartige Einrichtungen getroffen, welche beim Springen des Glases einen selbstthätigen Verschluß der Verbindungsstücke herbeiführen sollen. Bei dem Wasserstandsglas von Lohenhausen in Düsseldorf-Grafenberg ist zu dem Zweck in jedem Verbindungsstück, wovon Fig. 2 und 3 das obere darstellen, eine Kugel a so angebracht, daß sie bei regulärem Betrieb den Dampf, bez. das Wasser frei hindurchgehen läßt, beim Zerspringen des Glases jedoch und dem damit verbundenen Bestreben des Dampfes, bez.

Fig. 2.	Fig. 3.
Fig. 2 und 3. Wasserstandsglas von Lohenhausen.

Wassers, mit großer Geschwindigkeit auszutreten, sich vor die zum Glase führende Bohrung b legt und dieselbe vorläufig verschließt, bis das Ventil c mittels des Handrades d auf seinen Sitz niedergeschraubt ist. Wird nun ein neues Glas eingesetzt und das Ventil c zurückgeschraubt, so ist das Wasserstandsglas wieder betriebsfähig. An diesem W. ist zugleich noch zur Beseitigung von Verstopfungen in den Verbindungsstücken eine bequem zu handhabende Durchstoßvorrichtung angebracht, bestehend in der in der Ventilspindel verschiebbaren, durch besondere Stopfbüchse abgedichteten Stange e, welche dem Kesselwärter zu jeder Zeit gestattet, sich durch einfaches Hineinstoßen und Zurückziehen der Stange an ihrem Knopfe von der Reinheit der Dampf- oder Wasserkanäle zu überzeugen.

Unter dem Namen Hydrometer (Wasserstandsmesser) ist von Lohenhausen eine Vorrichtung konstruiert, welche dazu dient, den Höhestand von Wasser und andern Flüssigkeiten von einem beliebigen Orte aus beobachten zu können, sei es, daß diese in Reservoiren, Bottichen, Wannen, Becken, Zisternen, Brunnen oder Wasserläufen angesammelt sind. Das Hydrometer beruht auf der bekannten Thatsache, daß in einem glockenförmigen Gefäß, welches mit der Mündung nach unten in eine Flüssigkeit getaucht ist, die Luft komprimiert wird, und zwar um so mehr, je tiefer man das Gefäß eintaucht. Es entsteht also in der Glocke eine Spannung, welche der Höhe der Flüssigkeitssäule über der Glocke entspricht, und es kann durch diese Spannung, wenn man den Hohlraum der Glocke durch ein Röhrchen mit einem Manometerrohr in Verbindung setzt, eine Flüssigkeitssäule von entsprechender Höhe im Gleichgewicht gehalten werden. Läßt man nun die Glocke bis auf den Boden eines Behälters hinab, so entspricht die in der Glocke entstehende Spannung der ganzen Höhe der im Behälter befindlichen Flüssigkeit. Es zeigt also die Spannung der Luft, wenn sie in entsprechender Weise gemessen wird, die Höhe der Flüssigkeit im Behälter an. Das Hydrometer ist nun wie folgt eingerichtet. Eine Glocke aus Gußeisen (unter besondern Umständen auch aus Glas, Thon, Blei etc.) wird auf den Boden des Gefäßes gestellt. Der mit Luft gefüllte Hohlraum der Glocke wird durch ein feines Röhrchen aus Kupfer oder Messing mit einem empfindlichen Metallmanometer in Verbindung gebracht, welches in beliebiger Entfernung von dem zu kontrollierenden Gefäß aufgestellt werden kann. Hierbei ist das Röhrchen bis zu 50 m Länge 3 mm stark zu machen, bei größern Entfernungen empfiehlt es sich, 4 mm starke Röhrchen anzuwenden. Ist es nötig, daß die Höhe des Standes einer Flüssigkeit gleichzeitig an mehreren Orten angezeigt wird, so genügt dazu eine einzige Glocke, von welcher aus mehrere Rohre abzuzweigen sind. Die Skala des Manometers ist so eingerichtet, daß man direkt Zentimeter Flüssigkeitshöhe abliest. Natürlich hängt dann die Entfernung der Teilstriche von dem spezifischen Gewicht der Flüssigkeit ab. Das Hydrometer kann zur Messung des Höhenstandes von kaltem und warmem Wasser, Ölen, Zuckersaft, Bier, Wein, Alkohol, Essenzen, Säuren, Teer etc. sowie zur Anzeigung des Tiefganges von Schiffen verwendet werden.

Wasserstandszeiger. Bei einem neuen Wasserstandsglas von R. Klinger wird durch zweckmäßige Anwendung der Gesetze der Brechung und Reflexion des Lichtes erzielt, daß der Wasserstand besonders deutlich hervortritt. Der Apparat besteht aus einem auf hohen Druck berechneten Metallgehäuse, welches an jeder vorhandenen Kesselarmatur angebracht werden kann. Vorn an dem Gehäuse befindet sich eine Scheibe von einem besonders präparierten Hartglas und von solcher Form, daß das auffallende Licht an jenen Teilen, welche vom Wasser benetzt werden, nicht reflektiert wird, sondern durchs Wasser hindurchgeht. Infolgedessen erscheint das Wasser tiefschwarz. Anderseits wird das Licht an den Stellen des Glases, hinter welchen Dampf steht, total reflektiert, so daß der vom Wasser nicht benetzte Teil hell und glänzend erscheint. Da der Wasserstand hiernach durch eine tiefschwarze Säule bezeichnet ist, welche sich von dem silberglänzenden Dampfraum scharf abhebt, so läßt sich der Wasserstand leicht und sicher ablesen, auch auf größere Entfernungen, in schlecht beleuchteten Räumen und bei hoch angebrachten Armaturen.

Von der Firma Mix u. Genest in Berlin wird seit einiger Zeit ein elektrischer W. gebaut, welcher dazu dient, die Höhe des Wasserstandes in einem Kessel etc. in bestimmten Abständen nach einer Beobachtungsstelle fortlaufend zu melden. Die Figur zeigt das Innere des dazu gehörigen Kontaktwerkes. Um das Kettenrad S ist eine Kette gelegt, welche an einem Ende einen Schwimmer trägt, der mit dem Wasserstand steigt und fällt, während am andern Kettenende ein Gewicht hängt, so daß die Kette fortwährend in Spannung erhalten wird und die Schwimmerbewegung auf das Rad S überträgt. Die Achse W des Kettenrades ist durch eine Zahnradübersetzung ins Schnelle mit einer zweiten Achse F verbunden, auf welcher zwei exzentrische Halbscheiben (Hebedaumen) A und A1, um 180° gegeneinander versetzt, befestigt sind. Jede ganze Umdrehung der Achse F mit ihren Hebedaumen nach rechts oder links entspricht einem bestimmten Drehungswinkel der Scheibe S, bez. einem Sinken oder Steigen des Schwimmers mit dem Wasserspiegel um ein bestimmtes Höhenintervall. Jedesmal, wenn der Wasserspiegel ein solches Intervall durchlaufen hat, soll der Zeiger einer fern vom Kontaktwerk aufgestellten Anzeigevorrichtung auf seiner Skala um einen Strich vor- oder zurückgehen. Dazu ist es erforderlich, daß bei jeder Rechtsdrehung der Achse F ein elektrischer Kontakt hergestellt und ein Strom geschlossen wird, welcher einen Elektromagneten derart bethätigt, daß sein Anker ein Steigrad um einen Zahn weiterdreht, während bei jeder Linksdrehung der Achse ein zweiter Kontakt hergestellt und ein andrer Strom geschlossen wird, welcher veranlaßt, daß ein zweiter Elektromagnet seinen Anker auf ein andres Steigrad in umgekehrter Richtung

Kontaktwerk zum elektrischen Wasserstandszeiger von Mix u. Genest.

wirken läßt. Die Bewegung der Steigräder wird mittels eines Planetengetriebes auf die Welle eines Zeigers übertragen, der über eine Skala läuft. Die Herstellung der Kontakte geschieht in folgender Weise: Über jeder der Scheiben A und A1 liegt ein Arm B, bez. B1 eines Winkelhebels BC, bez. B1C1 derart, daß ein an diesem Arm seitwärts angebrachter Stift D, bez. D1 auf der Scheibe aufruht und so der Arm B1 angehoben wird, wenn sich die Welle links herumdreht, während der Arm B angehoben wird, wenn F nach rechts gedreht wird. Die Hebedaumen sind nun an ihrer niedrigsten Stelle (bei a, bez. a1) mit einer seitlichen Abschrägung von solcher Form versehen, daß zugleich mit dem Anheben der Arme auch eine Verschiebung der Winkelhebel BC, bez. B1C1 samt ihrer Achsen E, bez. E1 in der Richtung der letztern stattfindet, und daß die Winkelhebel in dieser verschobenen Lage der Wirkung einer Feder entgegen erhalten werden, solange der Stift D, bez. D1 mit seiner zugehörigen Scheibe A oder A1 in Berührung bleibt. Wird also F links herumgedreht, so gleitet D1 auf A1, und B1 hebt sich und wird verschoben. Diese Verschiebung ist nun so bemessen, daß eine am Ende von B1 angebrachte Kontaktfeder b1 beim Heben von B1 an einer feststehenden Kontaktfeder G1 ohne Berührung vorbeigeht. Sobald aber D1 an dem höchsten Punkte von A1 vorbeigegangen ist, schiebt sich B1C1 samt E1 unter der Einwirkung der erwähnten Feder wieder zurück, und der Arm B1 fällt herab, indem er nunmehr mit b1 an G1 anstreift und dadurch einen Strom vorübergehend schließt. Die Abwärtsbewegung von B1 wird dadurch verlangsamt, daß der mit B1 verbundene Arm C1 mittels Zahnkranzes in ein kleines Rad eingreift, welches auf einer Windflügelachse befestigt ist. Dreht sich nun F noch weiter nach links, so bleibt während der nächsten halben Umdrehung B1 gesenkt, um dann von A1 wieder gehoben und verschoben zu werden und beim Abfallen den Strom von neuem zu schließen. Dreht sich aber F nach links, so wird B von A angehoben und verschoben, geht dabei am Kontakt G vorbei, gleitet dann von A ab, wird zurückgeschoben und schließt nun, im Herabfallen G mit der Feder b streifend, den zweiten Strom, der die Anzeigevorrichtung in umgekehrter Richtung dreht wie der erste.