Водомерное стекло

Водомерное стекло

ВОДОМЕРНОЕ СТЕКЛО, прибор для определения высоты уровня воды в котле, состоящий из стеклянной трубки, которая закрепляется между двумя кранами, ввинченными в днище горизонтального или в стенку вертикального котла (фиг. 1). Верхний кран сообщается с паровым пространством котла, нижний - с водяным; уровень воды в водомерном стекле, по закону сообщающихся сосудов, будет находиться на той же высоте, как и в котле. Стеклянная трубка закрепляется между двумя кранами для того, чтобы в случае ее поломки краны можно было закрыть и переменить стеклянную трубку. В нижней части водомерного стекла ставится еще третий кран - спускной. Манипулируя кранами, проверяют правильность действия водомерного стекла. Проверка водомерного стекла должна быть производима возможно часто и обязательно при каждой смене кочегаров, т. к. возможное засорение водомерного стекла ведет к неверным показаниям уровня воды в котле и несвоевременному его питанию, что может повлечь накаливание котла и его взрыв. Для предупреждения возникновения опасных напряжений в стеклянной трубке при ее деформации от нагрева на оба ее конца надевают резиновые кольца, которые и зажимаются в сальниках кранов.

Нужно следить за тем, чтобы при зажатии сальника резина не выдавливалась внутрь канала и не закупоривала его; для предупреждения этого в нижней части сальника ставят гильзу, которая входит внутрь стеклянной трубки. Конструкция кранов должна предусматривать возможность легкой прочистки их. Краны водомерного стекла прикрепляются или непосредственно к котлу или к специальной колонке, на которую также ставят манометр и пробные краны (фиг. 2).

Водомерное стекло

Поставленные на колонке стекла не так легко лопаются; кроме того и уровень воды в колонке стоит спокойнее, чем в котле. В случае поломки водомерного стекла для предупреждения ранений персонала, обслуживающего котельную, применяют предохранительные приспособления в виде внешних металлических или стеклянных чехлов, назначение которых состоит в том, чтобы при поломке стеклянной трубки отклонить к фасаду котла осколки стекла и струю вытекающей смеси пара и воды.

Лучшими приспособлениями для этого являются предохранительные стекла, в толще которых помещается металлическая сетка; стекла эти, полукруглого сечения, прикрепляются спиральными пружинами к оправе водомерного стекла (фиг. 3 и 4).

Водомерное стекло

Кроме того применяются самозапирающиеся краны.

Водомерное стекло

Примером может служить самозапирающийся кран, изображенный на фиг. 5 и 6. При нормальной работе, под действием тяжести рукоятки, клапан крана находится в положении, указанном на фиг. 5, причем рукоятка расположена вертикально.

Самозапирающийся кран

В момент поломки стекла давлением пара клапан прижимается к отверстию канала крана водомерного стекла, как это показано на фиг. 6.

Самозапирающийся кран

Стенки водомерного стекла испытывают напряжения не только от давления, равного давлению в котле, но также и от деформации из за неравномерного нагрева стекла, при котором внутренние слои стекла расширяются больше, чем наружные. Это привело Шотта (в Иене) к мысли изготавливать эти трубки из двух накладных слоев стекла, из которых внутренний имеет меньший коэффициент термического расширения, а внешний - больший. Шотт применял для водомерных трубок составы стекла марки 59'" и 16'"; линейный коэффициент термического расширения стекла 59"' равен 56,7х10-7, а стекла 16'" - 76,9х10-7. Внутренний слой водомерной трубки изготовлен из стекла марки 59'", а внешний слой из стекла марки 16"'. В 1891 г. появилось стекло Фербанд-Робакс; впоследствии Шотт выпустил стекла под названием Дуракс и Дуробакс. Анализ стекла Дуракс следующий: 75,6% SiО2, 3,3% Na2О, 0,4% К2О, 0,1% СаО, 5,6% Аl2O3, 14,3% В2O3, 0,4% ZnO. Водомерные трубки Фербанд-Робакс лопаются при обрызгивании их холодной водой лишь при давлении в котле 15 atm, водомерные трубки Дуракс - при 27 atm, Дуробакс - при 31 atm.

Помимо указанных конструкций, следует отметить водомерное стекло Клингера, которое представляет собой чугунную или латунную коробку со вставленной спереди плоской стеклянной плиткой. К задней стенке коробки прикреплена полированная пластинка, а стеклянная плитка снабжена продольными выступами треугольного сечения, отражающими лучи света. Благодаря этому та часть прибора, которая занята водой, кажется темной, а паровое пространство - блестящим. Прибор Клингера можно включить в имеющиеся оправы кранов для водомерного стекла, но при этом высота водяного столба получается малой и наблюдения за правильным уровнем воды затрудняются. В виду этого Клингер предложил специальную оправу без сальников. Недостатком водомерного стекла Клингера является постепенное его загрязнение и потускнение вследствие отложения грязи; поэтому прибор снабжается специальной щеткой для прочистки его внутренней поверхности.

Водомерные стекла должны удовлетворять следующим утвержденным Научно-техническим комитетом НКПС техническим условиям приемки их: 1) стекла д. б. из плотной, однородной, прозрачной массы и не должны иметь видимых недостатков - пузырей и т. п.; 2) д. б. правильной цилиндрической формы; правильность наружной поверхности проверяется кронциркулем или шаблоном и линейкой, причем к приемке допускаются стекла со стрелкой прогиба не большей 0,004 от длины стекла; 3) размеры водомерного стекла должны соответствовать размерам заказа с допусками по длине ±0,5 мм, по наружному диаметру ±1 мм и по толщине стенок ±0,5 мм; 4) водомерные стекла, работающие под давлением, должны выдерживать давление пара в 10—15 atm.

Для осмотра и обмера водомерные стекла делятся на партии по 100 шт., и от каждой партии берется 2% стекол. Водомерные стекла, работающие под давлением и удовлетворяющие условиям 1—4, в том же количестве подвергаются испытанию на прочность при деформации от разности температур. Испытание производится в продолжение 1 часа, под давлением пара в 10—15 atm, причем стекла при обрызгивании их через каждые четверть часа водой температурой около 10° не должны трескаться.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 3 - 1928 г.