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Einrichtung zum Gleichbalten des Mischungsverhältnisses von zwei oder mehreren Flüssigkeiten.
Die Erfindung betrifft eine Ausgestaltung der durch das Patent Nr. 149639 geschützten Einrichtung zum Gleichhalten des Mischungsverhältnisses von zwei oder mehreren Flüssigkeiten, bei der die durchfliessenden Teilmengen der einzelnen Flüssigkeiten mit Durchflussmessern gemessen werden. Nach dem Stammpatent sind in die Flüssigkeitsleitungen miteinander gekoppelte Regelventile eingebaut, die von besonderen Vergleichszählwerken der bzw. je zweier Durchflussmesser über ein von diesen gemeinsam beeinflusstes Zwischenglied gesteuert werden. Dieses Zwischenglied, z.
B. ein Differential, überträgt bei einer Mischung, die nicht dem gewünschten Mischungsverhältnis entspricht, die reduzierten Bewegungen zweier benachbarter Flüssigkeitsmesser bzw. der zugehörigen Vergleichs- zählwerke auf das als Doppelsitzventil ausgebildete Regelorgan. Dieses Ventil benötigt zur Schaltung eine gewisse Kraft, wodurch bei grösseren Anlagen die Empfindlichkeit der Einrichtung herabgesetzt wird.
Die Erfindung bezweckt vor allem, das Regelorgan mit sehr geringem Kraftaufwand zu steuern und erreicht dies dadurch, dass in jedem Messkreis für jede Flüssigkeit ein eigenes, hydraulisch gesteuertes, durch die geförderte Flüssigkeit bewegtes Regelventil angeordnet ist, wobei benachbarte Regelventile durch eine gemeinsame Bewegungseinriehtung betätigt werden, die in der Schliessrichtung wirkt. Für die hydraulische Steuerung sind die Regelventile besonders ausgebildet und mit einem Steuerschieber versehen, so dass die Zählwerke mittels des von ihnen gemeinsam beeinflussten Zwischengliedes nur die Steuerschieber, nicht aber das eigentliche Regelorgan zu betätigen haben. Mit der vorliegenden Erfindung soll auch eine Vereinfachung der Anordnung der Leitungen zum Mischen von mehr als zwei Flüssigkeiten erzielt werden.
Sie ermöglichen es auch, bloss zwei von drei Flüssigkeiten zu mischen.
Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung beispielsweise schematisch veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt das Regelventil im Schnitt, Fig. 1 a eine Einzelheit, Fig. 2 einen Schnitt durch den Steuerschieber in Offenstellung, Fig. 3 die Gesamtanordnung. Die Fig. 4 und 5 zeigen die Rohrverbindungen, die Fig. 6 und 7 die Rohrleitungen und den die Ventile betätigenden Mechanismus und Fig. 8 zeigt ein abgeändertes Schema zum Steuern der Ventilbewegung.
Die Einrichtung gemäss vorliegender Erfindung enthält wie bei der Bauart nach dem Stammpatent Zählwerke mit auswechselbaren Übersetzungsrädern und ein Zwischenglied, z. B. ein Differentialgetriebe mit Hebel-oder Exzenterantrieb für das Regelventil auf Grund der Differenz der Bewegungen zweier Zählwerke. Das Regelventil ist zur Absperrung einer Flüssigkeitsleitung bestimmt und wird durch den Druck der Flüssigkeit bewegt. Im Gehäuse 1 mit dem Eintrittsstutzen 2 und dem Austrittsstutzen 3 ist ein Ventil angeordnet, dessen Teller 4 auf dem Ventilsitz 5 sitzt und in einer Hülse 6 sowie durch seinen oberen Kolbenteil 7 von grösserem Durchmesser im Gehäuse 1 geführt ist.
Eine axiale zylindrische Ausnehmung 8 des Ventilkörpers geht in eine engere Hülse über, in deren Wand eine Bohrung 9 angeordnet ist (Fig. 2), die durch einen zylindrischen Schieber 10 abgedeckt werden kann.
Durch eine Bohrung 11 in der Schieberwand kann Flüssigkeit bei gehobenem Schieber durch ihn aus dem Raum oberhalb des Kolbens 7 zur Öffnung 9 fliessen. Die Schieberstange 12 ist in einer Zwischenwand 13 des Gehäuses geführt und oben mit einer Durchbrechung 14 versehen, in die das kugelige Ende eines Hebels 15 eingreift, dessen Welle 16 aus dem Gehäuse durch eine Stopfbüchse herausgeführt ist. Auf der Welle 16 ist ein Hebel 29 a (Fig. 1 a) aufgekeilt, auf den ein durch eine Welle 34 bewegter Hebel 35 wirkt, wie später beschrieben wird. Der Hebel 29 a wird im Hubsinne des Steuerschiebers 10
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durch eine Feder 30 a beeinflusst. Das Ventil wird durch eine Feder 17 auf den Sitz 6 gedrückt. Ein zylindrischer Fortsatz 18 der Wand 13 und ein Deckel 19 schliessen das Gehäuse oben ab.
Im Mantel des Gehäuses ist ein gekröpfter Kanal 20 angeordnet, der zwecks Einstellung des Zuflusses aus dem
Raume unterhalb des Kolbens 7 in den Raum über dem Kolben durch eine Schraube 21 verengt werden kann.
Am Anfang der Mischung wird der Teller 4 durch die Feder 17 auf den Sitz 5 gedrückt, wobei der Hauptdurchfluss durch das Ventil gesperrt und der Schieber 10 durch die Feder 30 a od. dgl. in der oberen Stellung (Fig. 2) gehalten ist, in der er den Kanal 9 freigibt. Sobald durch Zufluss der Flüssigkeit in den Raum 37 ein Verdmck entsteht, beginnt sich der Teller 4 zu heben, da der Überdruck nur von unten auf den Kolben 7 wirkt, während die durch den Kanal 20 in den Raum oberhalb des
Kolbens eingetretene Flüssigkeit durch die Öffnungen 11 und 9 abfliessen kann. Bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 7 tritt auch eine Bewegung seines mit der Öffnung 9 versehenen Teiles gegenüber dem Schieber 10 ein.
Solange sich dieser in der oberen Endlage befindet, wird bei dieser Bewegung die Öffnung 9 nicht sofort geschlossen. Wenn jedoch inzwischen durch Einwirkung des weiter unten beschriebenen Steuerungsorgans der Schieber 10 in der Richtung nach unten verstellt wird, überdeckt er die Öffnung 9, wodurch der Abfluss der Flüssigkeit aus dem Raume über dem Kolben 7 gegenüber dem Zufluss durch den Kanal 20 verkleinert wird, der Kolben sich wieder nach unten zu bewegen beginnt und der Durchfluss durch den Teller 4 gesperrt wird.
Wie bei Besprechung der Fig. 1 a erwähnt worden ist, steht der Schieber 10 über den Hebel 29a, die Welle 16 und den Hebel 15 unter der Wirkung einer Feder 30 a, die ihn stets anzuheben sucht. Entgegen dieser Federkraft wirkt die Relativbewegung des Differentialgetriebes auf Grund der Differenz der Bewegung zweier benachbarter Zählwerke. Diese Relativbewegung wird auf die Welle 34 übertragen und beeinflusst den Schieber 10 über die Hebel 35 und 29 a im Sinne einer Schliessbewegung des Regelventils, indem der Umlauf durch den Kanal 20 unterbrochen wird.
Die Bewegung des Ventilkörpers hört auf, wenn die Öffnung 9 durch die Bewegung des Kolbens 7 gegenüber dem unteren Rande des Schiebers 10 so weit geöffnet wird, dass die durch den Kanal 20 in den Raum oberhalb des Kolbens 7 fliessende Flüssigkeitsmenge gleich wird jener, die durch die Öffnung 9 in den Raum unterhalb des Tellers 4 fliesst. Der Ventilkörper folgt dem Schieber 10 mit einer kleinen Verzögerung. Man kann daher durch unbedeutenden Kraftaufwand das Ventil in eine beliebige Offenstellung bringen, in der es dann verharrt.
Das Regelventil ist in jeder Rohrleitung für die einzelnen Flüssigkeiten vor oder hinter dem Messer eingeschaltet (Fig. 3). Die Rohrleitungen sind im Schema durch volle Striche dargestellt, die Be- wegungsmeehanismen einschliesslich der Differentialgetriebe sind strichliert. Das Schema veranschaulicht ein System für vier Flüssigkeiten, eignet sich jedoch auch für eine andere, zwei übersteigende Anzahl von Flüssigkeiten. Die Durchflussrichtung ist durch Pfeile angedeutet. 21 sind die Durchfluss- messer in den Leitungen I-IV, 1 die Regelventile, 22 die Differentialgetriebe, 23 die Zugstangen der Exzenter oder die Kurbeln, 24 sind Wellen, welche die Bewegung auf die Regelventile 1 übertragen.
Der Einfachheit halber sind im Schema keine Hilfsvorriehtungen, wie Absperrorgane, Schaugläser, Luftabscheider, Rückschlagventile und Pumpen, eingezeichnet. Beträgt die Anzahl der zu mischenden Flüssigkeiten ei, so sind m Regelventile und gui-1 Differentialgetriebe erforderlich.
In den Fig. 6 und 7 ist der Bewegungsmechanismus zur Betätigung und Steuerung der Regelventile durch die Differentialgetriebe für drei zu mischende Flüssigkeiten schematisch veranschaulicht.
Die Rohrleitung ist hier durch strichlierte Doppellinien, der Bewegungsmechanismus durch volle Striche dargestellt. Die Regelventile 1 bzw. 112 sind schematisch als einfache Tellerventile dargestellt, deren Ventilspindeln herausgeführt sind und Scheiben 29 tragen. Federn 30 halten die Ventile in der Offenstellung, solange der nachstehend beschriebene Mechanismus nicht auf sie einwirkt. Es ist dies nur eine vereinfachte Darstellung, denn tatsächlich ist die Verbindung zwischen der Welle : 3-1 und dem Ventil nach Fig. 1 a durchgeführt.
Ist die Durchflussmenge der Flüssigkeit I grösser als ihrem richtigen Verhältnis zum Gemisch entspricht, so beginnt sich das Differential 22 zwischen 1 und II, vorausgesetzt, dass das Verhältnis der Flüssigkeit II und III richtig ist, zu drehen. Diese Drehbewegung wird über ein Exzenter 31, eine Stange 32 und einen Hebel 33 auf eine Welle 34 übertragen, auf der der Hebel 33 aufgekeilt ist. An den Enden der zwischen zwei benachbarten Regelventilen gelagerten Wellen 34 befinden sieh Hebel 35', 35"..., von denen der eine bei Drehung der Welle gegen die zugehörige Platte 29 drückt, während sich der andere von der Platte abhebt. Im vorliegenden Falle schliesst der Hebel 35'das
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angehört.
Wenn das richtige Mischungsverhältnis zwischen II und III vorhanden ist, so bleibt der Hebel 35'"in seiner ständigen Stellung, wodurch der Hebel 29 a des mittleren Ventils in seiner Stellung gehalten wird. Es erfolgt somit durch die oben erwähnte, durch unzulässige Vergrösserung der Durchflussmenge der Flüssigkeit I bedingte Drehbewegung des Differentials nur eine Drosselung des Regelventils der Leitung 1. Das Ventil bleibt so lange geschlossen, bis das richtige Mischungsverhältnis hergestellt ist.
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Wie ersichtlich, wirken die Differentialgetriebe auf die Hebel 35', 35"... innerhalb der Gruppe zweier benachbarter Leitungen nur im Sinne einer Schliessbewegung des im Übermass durchströmten Ventils. Erst wenn eine Störung in der Naehbargruppe eintritt und auch der Hebel 55""vom Differentialgetriebe im Sinne einer Schliessbewegung des zugehörigen Ventils betätigt wird, würde der Hebel 35'/1 eine Bewegung machen, die die Feder des mittleren Ventils im Sinne einer Öffnung dieses Ventils zur Wirkung kommen liesse. In Fig. 7 sind einzelne Teile axonometrisch dargestellt, und durch die Pfeile a und b ist ersichtlich gemacht, dass beim Drehen des Hebels 33 z.
B. im Sinne a das Ventil 112 der Leitung II sich öffnet, während das Ventil der Leitung I geschlossen wird.
Der beschriebene Vorgang spielt sich in gleicher Weise ab, wenn wie in Fig. 3 vier Flüssigkeiten miteinander gemischt werden sollen.
Am häufigsten kommt die Einrichtung zum Mischen von drei Flüssigkeiten mit der Möglichkeit, nur zwei beliebige dieser Flüssigkeiten miteinander zu mischen, in Betracht. Dann muss der mechanische Antrieb der Regelventile 1', 1", j !'" nach dem Schema der Fig. 8 angeordnet werden. Die einzelnen
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samt Zubehör, sind im Kreise angeordnet, in dessen Mitte sich die Zuflüsse vereinigen. Die Garnituren sind gleichartig ausgebildet und aus jedem Messerzählwerk führen Wellen 32 heraus, welche die Bewegung auf das Differential auf beide Seiten übertragen. Bei dieser Kreisanordnung gibt es keine Randgarnituren und alle Teile sind in der Anzahl der zu mischenden Flüssigkeiten vorhanden. Die Bezugszeichen entsprechen denen der Fig. 6 ; 36 ist das die Mischung abführende Rohr.
Falls nur zwei Flüssigkeiten miteinander gemischt werden sollen, welche die Leitungen I und II durehfliessen, so werden die Zuflüsse dieser beiden Flüssigkeiten geöffnet und die Kupplung 25'auf der das Differential 22''treibenden Welle sowie die Kupplung 25"auf der das Differential 22"treibenden Welle ausgerückt.
Die für drei Flüssigkeiten besonders geeignete Kreisanordnung kann räumlich derart getroffen werden, dass die einzelnen Messgarnituren nebeneinanderliegen und nur die Bewegungsmeehanismen in ihrer Tätigkeit dem Schema nach Fig. 8 entsprechen.
Soll eine der Flüssigkeiten selbständig ohne Mischung gemessen werden, so wird der Antrieb vom betreffenden Zähler (z. B. 11 in Fig. 3) zum benachbarten Differential mittels Ausrückkupplungen 25 unterbrochen und in das Rohrleitungssystem werden Mehrweghähne gemäss Fig. 4 und 5 eingeschaltet, in welchen nur die Rohrleitungen unter Weglassung des die Regelventile betätigenden Mechanismus eingezeichnet sind. Fig. 4 zeigt ein Schema, in dem vor den Regelventilen 1 in der Durchflussrichtung
Dreiweghähne 26 eingeschaltet sind. Soll nur eine Flüssigkeit gepumpt werden, wird der Hahn 26 in die bei der Leitung 1 veranschaulichte Lage eingestellt, so dass die Flüssigkeit durch die Leitung 27 ausfliesst.
Bei dem Schema nach Fig. 5 ist hinter jedem Regelventil ein Vierweghahn 28'... angeordnet, dessen Gehäuse an eine Leitung zur Entnahme der ungemischten Flüssigkeit, an eine gemeinsame
Leitung für den Abfluss des Gemisches sowie an eine vor dem Regelventil abzweigende Nebenleitung 38 angeschlossen ist. Diese Anordnung gestattet je nach der Einstellung der Hähne folgende Arbeits- weise : Mischung von Flüssigkeiten in einem durch das Regelventil gesteuerten Verhältnis (Lage 28'),
Entnahme einzelner Flüssigkeiten (Lage 28"), Mischung im Verhältnis ohne Benutzung der Regel- ventile (Lage ").
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Gleichhalten des Mischungsverhältnisses von zwei oder mehreren Flüssigkeiten nach dem Patente Nr. 149639, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Messkreis für jede Flüssigkeit ein eigenes hydraulisch gesteuertes, durch die geförderte Flüssigkeitsmenge bewegtes Regelventil (1) angeordnet ist ; wobei die benachbarten Regelventile durch eine gemeinsame Bewegungseinrichtung (22, 34, 35...) betätigt werden, die in der Schliessrichtung wirkt.