Titel: Meyer's Meßapparat für den Wasserstand in den Dampfkesseln.
Autor: Meyer, J. J.
Fundstelle: 1839, Band 72, Nr. XXII. (S. 81–87)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj072/ar072022

XXII. Ueber Vorrichtungen, welche den Wasserstand in den Dampfkesseln anzeigen und dadurch den Explosionen derselben vorbeugen sollen. Von Hrn. J. J. Meyer in Mülhausen.

Aus dem Bulletin de la Société industrielle de Mulhausen, No. 57.

Mit Abbildungen auf Tab. III.

Man ist darüber einig, daß Wassermangel in den Dampfkesseln die häufigste Ursache ihrer Explosionen ist, und daß dieser Mangel eben so sehr der Unvollkommenheit der Vorrichtungen, welche die Höhe des Wasserstandes anzuzeigen haben, als der Nachlässigkeit der Heizer zuzuschreiben ist. Die Mängel der sogenannten Schwimmer und einiger anderer zu demselben Zweke bestimmter Vorrichtungen sind so bekannt, daß ich nicht darauf zurükzukommen brauche, weßhalb ich mich denn hier auch lediglich mit den Röhren beschäftigen will, die man zur Andeutung des Wasserstandes benuzt.

Die Ursachen, warum viele Maschinenbauer und Fabrikanten den Schwimmer noch zur Stunde diesen Anzeig- oder Meßröhren vorziehen, beruhen auf deck häufigen Brechen derselben, dem sie namentlich an den Hochdrukkesseln ausgesezt sind; auf der Schwierigkeit ihrer Reinigung; ganz vorzüglich aber auf der Schnelligkeit, mit der sie im Inneren so unrein werden, daß man den Wasserstand in ihnen nicht mehr zu erkennen im Stande ist.

Das Brechen der Röhren ist hauptsächlich durch drei Ursachen bedingt: durch die Ausdehnung, durch die plözliche und ungleiche Zusammenziehung, welche durch einen kalten Luftstrom bewirkt wird, und durch den inneren Druk. Um lezteren beiden zu widerstehen, bedient man sich in England, wo man übrigens meistens nur Maschinen von niederem Druke trifft, eines zu diesem Zweke besonders geeigneten Glases, welches ich mir bisher In Frankreich noch nirgendwo verschaffen konnte. Das Glas, welches ich von Paris bezog, brach immer; dagegen fand ich Krystallglas von erster Qualität und 1 1/2 bis 2 Linien Dike für die fraglichen Apparate vollkommen entsprechend.

Ich weiß, daß sich sowohl Mechaniker als Physiker seit 20 Jahren, namentlich in Paris, vielfach mit der Verbesserung dieses Instrumentes, welches an den Dampfschiffen und selbst an den Locomotiven, |82| für die man gewöhnlich klareres Wasser benuzt als für die stehenden Maschinen, immer allgemeiner in Anwendung kommt, beschäftigten. Ich will nur an die Arbeiten des Hrn. Hoyau erinnern, der an seinem Apparate dem durch die Ausdehnung bedingten Brechen der Meßröhren dadurch vorbeugte, daß er die Röhrenenden in Stopfbüchsen leitete, welche er mit Hähnen versah, um die Röhren reinigen und auch durch andere ersezen zu können, ohne das Spiel der Maschine unterbrechen zu müssen. Dieser Apparat ist ferner auch so eingerichtet, daß, im Falle die Röhre bricht, gar kein oder wenigstens nur ein tropfenweises Ausfließen des Wassers Statt finden kann, damit der Arbeiter ohne Gefahr, sich zu verbrennen, die Hähne zu schließen vermag. Diese Einrichtung ist für den hohen Druk von höchster Wichtigkeit.

In Fig. 5 und 7 sieht man ein Kugelventil, welches diesen Dienst versieht, und welches aus einer gewöhnlichen Marmorkugel, die auf einem Roste ruht, besteht. Ich überzeugte mich durch die Erfahrung von der Wirksamkeit dieses mittels.

Ich bediente mich nun dieser Röhren an Hochdrukkesseln, und obwohl ich die Anweisungen, die man mir von Paris gab, wo ich die ersten derlei Apparate verfertigen ließ, auf das Genaueste befolgte, so begegnete es mir dennoch oft genug, daß eine oder die andere Röhre brach. Nach mehreren, an den Einrichtungen und Dimensionsverhältnissen der Stopfbüchsen vorgenommenen Abänderungen gelang es mir aber, das Zerspringen der Röhren bei einem Druke von 4, 5 und 6 Atmosphären vollkommen zu verhüten. Was das durch kalte Luftzüge bedingte Zerspringen der Röhren, welches mir in den kalten Wintern 1837 und 1838 öfter begegnete, anbelangt, so habe ich auch diesem gänzlich abgeholfen, indem ich die erste Röhre mit einer zweiten, gänzlich freien Röhre, die nur Luft, welche von ersterer erwärmt worden, enthielt, umgab, so daß die Meßröhre also mit der kalten Luft in gar keine Berührung kommen kann.

Ich bin, seit ich diese Vorkehrungen traf, keinem Zerspringen der Röhren aus den angegebenen Ursachen mehr ausgesezt gewesen; doch verlor der Apparat dadurch an seiner Einfachheit, und das Einsezen einer neuen Röhre erheischt eine größere Gewandtheit und eine eigene Instruction oder Anleitung für die Maschinisten. Man findet diese meine Vorkehrungen in Fig. 7 und 8 abgebildet.

Im Falle man ihrer Einfachheit wegen die erstere Röhre, Fig. 5 und 6, vorziehen sollte, umschließe Ich dieselbe mit einem kleinen eisernen Gehäuse mit Charnieren und einem Glasfenster, welches man leicht entfernen kann, wenn die Kälte nur mehr einige Grade über Null beträgt, und welches man in Fig. 10, 11 und 12 sieht.

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Eine weitere, schon oben berührte, sehr große Unannehmlichkeit der Meßröhren ist die Schnelligkeit, womit sich an deren innerer Wand die Stoffe absezen, welche das Wasser beinahe immer aufgelöst enthält, und wodurch die Röhre in Kürze dienstuntauglich wird. Diese Niederschläge erheischten eine häufige Reinigung, und mit welcher Sorgfalt diese leztere auch vollbracht werden mochte, so blieb doch immer soviel an den Glaswänden hängen, daß die Röhren oft ausgewechselt werden mußten. Ich forschte deßhalb nach einem Mittel gegen diesen Uebelstand, der für sich allein schon ausreichte, die allgemeine Einführung dieses Instrumentes zu verhindern. Ich fand auch wirklich ein solches, welches eben so einfach als sicher in seiner Wirkung ist, welches keine Arbeit macht, für sich allein wirkt, und sich mir durch die Erfahrung hinreichend bewährt hat.

Ich nehme nämlich zur Bewerkstelligung der Communication des oberen Theiles der Röhre mit dem Kessel eine Röhre von solcher Weite und Länge, daß sich fortwährend etwas Wasserdampf darin verdichten kann. Das hiedurch gebildete Wasser, welches immer reiner ist als das Wasser im Kessel, leite ich in die Meßröhre, indem ich der Communicationsröhre eine Neigung gegen leztere gebe. Die Meßröhre wird auf diese Weise beständig von Oben nach Unten abgewaschen, und das in der Röhre Herabfließende Wasser treibt das unreine Wasser, welches bei der unteren Röhre eindringen will, beständig zurük. Man sieht diese Einrichtung deutlich in Fig. 9, wo durch die punktirten Linien X die früher gebräuchliche Communication dargestellt ist.

Seit den 9 Monaten, seit denen ich mich dieser Anordnung bediene, war noch keiner der Fabrikanten, welche dieselbe annahmen, gezwungen, die Röhren wegen eines bedeutenden inneren Trübwerdens auszuwechseln. Ein Reinigen oder Auswechseln, welches nur nach mehreren Monaten nöthig wird, ist übrigens kein Uebel von Bedeutung, besonders bei der großen Leichtigkeit und Schnelligkeit, womit sowohl das eine als das andere geschehen kann. Ich liefere mit meinem Instrumente stets eine gewisse Anzahl von Auswechselungsröhren von gleicher Dimension ab, und zwar um so mehr, als sich für das periodische Springen derselben, wenigstens an dem Krystallglase, dessen ich mich bisher bediente, eine neue Ursache gezeigt hat.

Von den 11 dermalen arbeitenden Instrumenten meiner Art sind an zweien in Folge einer merkwürdigen Abnüzung des Krystallglases die Röhren gebrochen, und zwar die eine nach 7- und die andere nach 4monatlichem Gebrauche. Diese Abnüzung bestand in tiefen Längenfurchen, welche sich an der inneren Wand des oberen Theiles der Röhre, nämlich an dem mit Dampf erfüllten Theile, bildeten |84| und in Folge deren die geschwächte Röhre endlich dem inneren Druke nachgab. Da ich fand, daß diese Abnüzung sich an jenen Kesseln zeigte, deren Speisungswasser sehr kalkhaltig war, so ist es wahrscheinlich, daß sie auf einer mechanischen Wirkung beruht; d.h. ich nehme an, daß durch den Dampf oder bei starkem Aufsprudeln in den oberen Theil der Röhre etwas von dem Niederschlage hinaufgerissen wird, was dann, indem es mit dem Wasser längs der inneren Wand der Röhre herabfließt, wie Schmirgel wirkt. Vielleicht dürfte sich aber auch noch eine andere Erklärung hiefür finden lassen. Um übrigens auch dieser neuen Ursache des Springens der Röhren, so wenig Berüksichtigung sie wegen ihres seltenen Vorkommens auch verdienen dürfte, zu begegnen, habe ich nach der aus der Zeichnung zu ersehenden Methode über dem oberen Theile der Röhren einen kleinen kupfernen Trichter angebracht, damit das Verdichtungswasser durch diesen in der Mine der Röhre herabfalle. Wenn ich einmal längere Erfahrung über diese leztere Vorrichtung besize, werde ich der Gesellschaft auch über sie berichten.

An jenen Kesseln, die bereits mit einem Schwimmer versehen waren, hielt ich eine einzige Meßröhre für genügend, da einer der Apparate gleichsam als Controle für den anderen dienen konnte. Die neuen Kessel, welche ich aufzustellen habe, sollen hingegen leinen Schwimmer, und dafür zwei von einander unabhängige Meßröhren bekommen, welche in jedem Augenblike und mit der größten Genauigkeit den Wasserstand im Inneren des Kessels andeuten werden. Denn wenn man auch die Möglichkeit einer endlichen Verlegung der Röhren durch Niederschlage zugeben wollte, so wäre es doch der außerordentlichste Zufall, wenn dieß nach mehrjährigem Gebrauche an beiden Röhren in einer und derselben Minute erfolgte. Man erkennt übrigens die Verlegung der Röhre aus dem Aufhören der oscillirenden Bewegung des Wassers in der sich füllenden Röhre. Die Anwendung zweier Röhren ist, abgesehen hievon, auch schon für den Fall von Nuzen, daß man eine der Röhren auszuwechseln wünschte, während der Kessel in Thätigkeit ist. In Fig. 8, 10 und 12 sieht man die zwei Röhren auf einer einzigen Platte vereint.

Ehemals waren diese Instrumente mit kleinen Röhren, in die man nur wenig Vertrauen sezen konnte, versehen. Die Instrumente, welche ich liefere, haben zöllige Röhren aus starkem Kupfer. Mehrere Personen haben zugleich mit mir erkannt, daß die Reinigung einer Röhre nie durch Einführung eines Eisendrahtes oder irgend eines metallenen Instrumentes geschehen soll, sondern mittelst eines mit Werg besezten Stäbchens aus Holz oder Fischbein. Kaustisches oder alkalisches Wasser erleichtert die Reinigung. Während des Reinigens |85| soll man an den Köpfen des Hahnes, an welche man die zu deren Bewegung dienenden Schlüssel stekt, die Communicationen mit dem Kessel absperren. Es soll durch Zeichen angedeutet seyn, wie die Hähne gedreht werden müssen. Wenn sich kein Dampf im Kessel befindet, so ist es gleichgültig, ob man die Hähne oben oder unten zuerst schließt; anders verhält sich dieß hingegen, wenn der Kessel in Thätigkeit ist, denn dann kommt es, wenn man das Springen der Röhre verhüten will, darauf an, daß man den unteren Hahn vor dem oberen sperrt. Ist dieß geschehen, so entfernt man die obere Schraubenzwinge, füllt die Röhre mit heißem Wasser, wenn sie heiß ist, mit kaltem dagegen, wenn sie kalt ist, und beginnt dann die Reinigung mittelst des mit Werg besezten Stäbchens. Hierauf öffnet man die untere Zwinge, um das Wasser ausfließen zu lassen und neues durch die Röhre nachgießen zu können. Nach Beendigung der Operation bringt man die Hähne wieder in die frühere Stellung. Ist Dampf im Kessel enthalten, so muß man, um die Röhre wieder in Thätigkeit zu bringen, zuerst den oberen Hahn offnen, und zwar so wenig als möglich, damit die Röhre dadurch allmählich erwärmt werde. Erst dann soll man sachte den unteren Hahn öffnen. Dieselbe Vorsicht in Hinsicht auf die Handhabung der Hähne soll auch beim Auswechseln der Röhren befolgt werden.

Zu den Stopfbüchsen, welche sorgfältig nach den in Fig. 5 und 7 angegebenen Verhältnissen gearbeitet seyn sollen, eignet sich Baumwolle am besten. Die Besazung soll nicht zu fest gedrükt werden; für niederen Druk hält sie leicht; für hohen dagegen ist es zwekmäßig, die Baumwolltressen mit etwas Mennigkitt zu befeuchten, damit man sie nicht zu fest zu drüken braucht.

Fig. 5 und 6 zeigen einen Apparat mit einer einfachen Röhre.

Fig. 7 und 8 zeigen einen solchen mit zwei doppelten Röhren.

An allen diesen Figuren sind: A, A eine gußeiserne Platte, auf welcher der Apparat fixirt ist; und welche selbst wieder an der großen, in das Mauerwerk eingesezten Platte B, B festgemacht ist. C, C sind Hahne, welche die Stopfbüchsen G, G tragen und mittelst der Schrauben D, D an der Platte A, A befestigt sind. Diese Hähne halten zugleich auch die mit dem Kessel communicirenden Röhren F, welche in Fig. 7 mit anderen Schrauben E auf der Platte A festgemacht sind. Die Stopfbüchsen sind mit den Hüten H, H ausgestattet, und diese Hüte sind In Fig. 7, wo die doppelten Röhren dargestellt sind, zur Aufnahme der äußeren Röhre eingerichtet. Die marmorne Kugel I verhütet den Verlust an Wasser, im Falle die Röhre springen sollte. Der kupferne Trichter K bewirkt, daß das Verdichtungswasser nicht längs der Wände der Röhre herabfließt.

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Fig. 9 zeigt auf welche Art und Weise der Apparat mit dem Kessel in Communication gesezt werden muß. X ist die Richtung, welche man der oberen Verbindungsröhre bisher zu geben pflegte; N die Richtung, welche ich ihr gebe.

Fig. 10, 11 und 12 zeigen einen Apparat mit zwei einfachen Röhren, welche mit einem vorne verglasten Rahmen, der sich an Angeln öffnen läßt, umschlossen sind.

Anhang.

Wir fügen diesem schäzenswerthen Aufsaze des Hrn. Meyer aus dem Berichte, den Hr. Emil Köchlin der Société industrielle in Mülhausen darüber erstattete, noch Folgendes bei.

Die einfache Röhre des Hrn. Meyer ist dieselbe wie die von Hoyau angegebene und im Bulletin de la Société d'encouragement 1832 beschriebene. Seine doppelten Röhren sind sehr sinnreich eingerichtet, aber auch viel complicirter, und daher schwerer gegen neue auszuwechseln, im Falle sie dienstuntauglich werden. Wir würden daher immer den einfachen, unter einem verglasten Rahmen gehaltenen Röhren den Vorzug geben.

Die Röhren, welche die Commission untersuchte, waren, obschon sie beinahe ein Jahr lang gedient hatten, doch noch innen sehr rein und unbeschädigt geblieben, obwohl die Winter 1837 und 1838 sehr kalt waren. Wir können uns daher nur günstig über dieses Instrument aussprechen, und müssen dessen Anwendung allen Dampfkesselbesizern angelegentlich empfehlen. Besonders rathen wir ihnen, zwei derselben an jedem Kessel anzubringen, damit, wenn das eine gereinigt oder reparirt werden muß, wenigstens das andere Dienste leistet. Man kann in diesem Falle den Schwimmer, der, wie wir schon in einem früheren Berichte über die Sicherheitsmittel sagten, das Unangenehme hat, daß er große Sorgfalt und Beaufsichtigung erheischt, weglassen. Die Stange des Schwimmers muß vollkommen freies Spiel in der Stopfbüchse haben, was man gewöhnlich nur durch einen geringen Verlust an Dampf, der ein unangenehmes Pfeifen erzeugt, erreicht. Die beständige Bewegung bewirkt eine sehr schnelle Abnüzung der Stange an dem innerhalb der Stopfbüchse gelegenen Theile derselben, und hiedurch wird deren Durchmesser so vermindert, daß, wenn der Schwimmer um ein Bedeutendes steigt oder fällt, ein nicht abgenüzter Theil der Stange in die Stopfbüchse gelangt und wegen seiner größeren Dike gar leicht das Spiel des Instrumentes unterbricht. Man hat seit einiger Zeit diesem Fehler des Schwimmers dadurch abgeholfen, daß man den ganzen Apparat |87| in dem Kessel unterbringt, so daß nur der Zapfen des Hebels, welcher den Zeiger trägt, durch eine Stopfbüchse austritt, an der jedoch die Mängel der Stopfbüchse eines gewöhnlichen Schwimmers nicht Statt finden. Der auf diese Art allerdings bedeutend verbesserte Schwimmer erheischt aber immer noch fortwährende Sorgfalt, so daß er nur in den Händen eines sehr aufmerksamen Arbeiters als ein sicheres Instrument gelten kann. Bei der Glasröhre braucht es Alles das nicht, und es genügt, wenn man von Zeit zu Zeit einen Blik auf sie wirft, was um so leichter geschehen kann, als sie sich über der Thür der Feuerstelle und mithin an einem Orte befindet, welcher dem Heizer sehr gelegen ist. Sollte sich die untere mit dem im Kessel befindlichen Wasser communicirende Röhre durch kalkige Niederschläge verlegen, so würde sich dieß gleich durch das Aufhören der Oscillirungen des Wassers in der Röhre zu erkennen geben. Diese Oscillirungen sind also ein sicheres Zeichen, daß das Instrument sich in gutem Stande befindet.

Wir betrachten demnach die von Hrn. Meyer verbesserten Röhren als das einfachste und sicherste Mittel zur Erkennung des Wasserstandes in den Dampfkesseln. Da Wassermangel die Ursache beinahe aller Explosionen ist, so verdient dieses Instrument die größte Berechtigung, und die Commission will nur noch eine länger fortgesezte Erfahrung abwarten, bevor sie darauf anträgt, dasselbe der Regierung anzuempfehlen.

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