Стекла клингера - происхождение термина и разработка конструкции

Наименование стекло клингера давно вошло в обиход специалистов-теплотехников на территории стран постсоветского пространства, а само словосочетание уходит далеко к истокам изобретения и к имени изобретателя – Рихарда Клингера.

Что такое стекло Клингера?

Стекло клингера - это водоуказательное рифленое стекло призматической формы с закругленными концами и нанесенными на одну из поверхностей продольными канавками (рифлениями), применяемое в визуальных указателях уровня жидкости. Обычно изготовлено из боросиликатного стекла, подвергшегося термической закалке. Используется в указателях уровня паровых котлов и парогенераторов с максимальным давлением 35 бар (~35,7 кгс/см² или 3,5 МПа)

Для чего нужно стекло клингера

Стекло клингера устанавливают в паровых и водогрейных котлах для отслеживания уровня в барабане котла. При таком использовании стекло выдерживает температуру до 243°C (в некоторых случаях до 253°C). Возможно также применение для других сред. В случае контроля уровня среды, незначительно влияющей на коррозию стекла (например масло или углеводороды), стекло клингера может выдерживать температуру до 400°C в зависимости от давления.

Предпоссылки для разработки стекла клингера

В конце 19 века, когда паровые двигатели уже активно использовались не только на производстве но и в качестве привода для локомотивов поездов, возникла острая проблема, связанная с контролем уровня воды в барабане котла.

Для поддержания работоспособности бойлера и его безопасной работы, необходимо было сохранять уровень воды в барабане в четко определенных границах. Учитывая, что в те времена использовалось для подогрева в основном твердое топливо, а контролировать процесс горения и нормировать его подачу сложно, расчет времени и контроль закипания воды в котле представляли собой практически неразрешимую задачу.

Проблемы эксплуатации сосудов, работающих под давлением

Активное развитие промышленности и повышение требований к надежности оборудования диктовали производителям свои условия. В связи с эксплуатацией оборудования с приводом от пара возникало несколько проблем.

Первая из них – выкипание воды в барабане, когда ее количество снижалось ниже допустимой нормы. Это приводило к перегреву и возгоранию котла и к выходу оборудования из строя. Такая ситуация могла привести к аварии на железной дороге или к остановке производства.

Противоположная проблема, которая могла возникать – переполнение барабана. В этом случае при закипании всего объема воды, в котле возрастало давление внутри и предохранительные устройства могли не справляться с такой ситуацией, что также приводило к печальным последствиям - взрыву котлов и авариям.

Надежных устройств для контроля уровня воды на тот момент не было. Плоское стекло не могло достаточно хорошо справиться с задачей контроля, поскольку граница между водой и паром не всегда была видна отчетливо.

Решение проблемы контроля наличия воды в агрегате

За решение задачи контроля уровня в парогенераторе взялся молодой инженер Рихард Клингер. В 1888 году он разрабатывает специальное стекло, позволяющее четко различать границу разделения вода-пар. Он добился результата, нанеся на внутреннюю поверхность стекла глубокие продольные рифления. Благодаря разнице в отражении света от поверхности воды и от поверхности пара (рефлексия света Википедия), паро-водяная граница отчетливо видна. А в 1991 году запатентовал устройство, позволяющее надежно контролировать уровень воды в барабане, названное указатель уровня воды с рефлексионным стеклом.

Это устройство позволяло надежно контролировать уровень воды в баке котла и было безопасным, благодаря запорным устройствам, с помощью которых указатель уровня отсекался от барабана и была возможность замены стекла.

Появление стекол клингера на территории Украины в 20 веке

Первые рефлексионные стекла, которые попали на территорию постсоветских стран поставлялись компанией Рихарда Клингера, как держателя патента на данное изобретение. Таким образом словосочетание стекло клингера прижилось в теплотехнической терминологии.

Во всем мире данный тип стекла называется рефлексионным стеклом указателя уровня, что связано с основополагающим принципом рефлексии света, который был применен изобретателем стекла при разработке конструкции.

Примечания:
1) Ошибки возможны, опечатки не исключены;
2) Изменения возможны без предупреждения;
3) Полное или частичное копирование статьи разрешается исключительно при условии размещения прямой открытой индексируемой ссылки на эту страницу. Все права на статью принадлежат ООО "Эмеральд-Техник"