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Einrichtung zum Erhitzen und zur absatzweisen Abgabe von
Flüssigkeiten
In manchen Zweigen der Technik liegt die Aufgabe vor, erhitzte Flüssigkeiten oder überhitztes Was- ser in vorbestimmten aber veränderlichen Mengen zum Zwecke der Vermischung mit andern Stoffen oder zur Sprühabgabe unter Druck aus einem Erhitzungsbehälter abzugeben, wobei der Abgabedruck über die jeweilige Entnahmezeit gleichbleiben muss. Diese Aufgabe ergibt sich beispielsweise bei Chargenmischer für den Strassenbau, denen überhitztes Druckwasser für jeden Mischvorgang in bestimmter Menge und un- ter bestimmten Druck zugeführt werden muss.
Die Erzeugung des hier benötigten Druckwassers mittels üblicher Wärmespeicher, beispielsweise
RUTHS-Speicher, scheidet für die praktische Anwendung aus, da zur Konstanthaltung des Druckes über die Entnahmezeit mit im Verhältnis zur Entnahmemenge grossen Dampfräumen oder bei Anordnung ent- sprechender Druckregelorgane mit wesentlich erhöhtem Druck gearbeitet werden müsste.
Die Erfindung löst das Problem der Erhitzung und der absatzweisen Abgabe von Teilmengen unter Aufrechterhaltung des Druckes durch die Verwendung eines mit einer Ausdehnungskammer versehenen Erhitzungsbehälters mit einem von einem Ventil beherrschten Auslass und einem an eine Speisepumpe an-, geschlossenen Einlass, wobei die Pumpe in Abhängigkeit von der durch das Entnahmeventil abgeführten Flüssigkeitsmenge zu- und abschaltbar ist. Durch diese Ausbildung wird erreicht, dass das Erhitzender Flüssigkeit ohne Dampfbildung erfolgt und während der Entnahme von Flüssigkeit durch die damit einhergehende Einspeisung der gleichen Menge neuer Flüssigkeit der Flüssigkeitsdruck in dem Erhitzungsbehälter für die Entnahmezeit konstant bleibt.
Zweckmässig ist die Heizeinrichtung des Behälters in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Erhitzungstemperatur bzw. dem sich bei dieser Temperatur einstellenden Druck gesteuert, wobei die Ausbildung so getroffen sein kann, dass mit dem Erreichen dieser Temperatur oder dieses Druckes und dem damit einhergehenden Abschalten des Heizstromes das Abgabeventil geöffnet und demzufolge die Förderung der Pumpe zugeschaltet wird, oder dass bei Fremdsteuerung des Abgabeventils, dieses nicht geöffnet werden kann, bevor nicht der Heizstrom abgeschaltet ist.
Um sicher zu stellen, dass die Entnahmemenge jeweils gleich ist der in dem Heizbehälter eingeführten Flüssigkeitsmenge, ist das Abgabeventil und die Pumpe von einem voreinstellbaren Gewichts- oder Mengenmesser gesteuert, der zweckmässig dem Saugstutzen der Pumpe zugeordnet ist.
Die neue Ausbildung ist nachstehend an Hand der schematisch gehaltenen Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen : Fig. l einen Schemaplan der Gesamtanlage und Fig. 2 und 3 zwei Abwandlungen einer Einzelheit.
Zum Erhitzen der absatzweise abzugebenden Flüssigkeit dient ein mit einer Heizschlange 23 versehener Behälter 6, der an eine Zulaufleitung 24 und eine Ablassleitung 25 angeschlossen ist. Der Heizstrom für die Heizschlange 23 ist von einem in den Behälter 6 ragenden Thermostaten 26 überwacht, der einen Schalter 13 steuert. Der Schalter 13 kann auch von dem Flüssigkeitsdruck in dem Behälter 6 unmittelbar als gesteuerter Druckschalter ausgebildet sein.
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Der Behälter 6 ist mit einem dem Volumen- bzw. dem Druckausgleich dienenden Federbalg 7 ver- sehen, dessen Stilnabschluss 27 durch Federn 21 belastet ist. Die Ausbildung ist so getroffen, dass mit dem
Erreichen einer vorbestimmten Temperatur bzw. eines vorbestimmbaren Druckes der Flüssigkeit in dem
Behälter 6 der Heizstrom an dem Schalter 13 unterbrochen wird. Im Betrieb ist der Behälter 6 einschliess- lich des Ausgleichsraumes 7 ohne jeden Luftraum mit der Flüssigkeit gefüllt, so dass das Erhitzen ohne je- de Dampfbildung erfolgt. Um vor der ersten Inbetriebnahme des Behälters 6 eine völlige Flüssigkeitsfül- lung zu erreichen, kann dieser bzw. der Ausgleichsraum 7 mit entsprechenden Entlüftungsventilenverse- hen sein.
In die Ablassleitung 25 ist unter Zwischenschaltung eines Überdruckventils 22 ein Absperrventil 8 ein- geschaltet, das von der Spule 28 eines Elektromagneten gesteuert ist. Die Schaltung ist so getroffen, dass mit dem Abschalten des Heizstromes an dem Schalter 13 der Stromkreis der Spule 28 zum Öffnen des
Ventils 8 geschlossen wird. Der Stromkreis der Spule 28 kann jedoch auch von anderer Stelle aus ge- steuert sein, beispielsweise in Abhängigkeit von der Entnahme sonstiger Mischungskomponenten aus an- dern Behältern. In diesem Falle ist jedoch Vorsorge getroffen, dass ein Öffnen der Entnahmeventile erst dann erfolgen kann, wenn der Schalter 13 geöffnet ist.
Mit dieser Ausbildung des Behälters 6 und der ihm zugeordneten, vorbeschriebenen Teile wird erreicht, dass der Flüssigkeitsinhalt ohne Dampfbildung und bei beschränkter Druckerhöhung auf eine vorbestimmte Temperatur, die auch durch den erhöhten Druck in dem Behälter 6 bestimmt sein kann, erhitzt werden und dann selbsttätig über die Leitung 25 an eine Verbrauchsstelle, beispielsweise an eine Sprühdüse 29, abgegeben werden kann.
Für die Zwecke der Erfindung ist es wesentlich, dass der Behälter 6,7 stets mit der gleichen Gewichtsmenge an Flüssigkeit gefüllt bleibt. Es muss daher Vorsorge getroffen sein, dass die bei der Öffnung des Ablassventils 8 dem Behälter 6,7 entnommene Flüssigkeit in der Entnahmezeit wieder zugeführt wird.
Zu diesem Zweck ist die Zulaufleitung 24, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventils 20 an den Druckstutzen einer Umlaufpumpe 5 angeschlossen, deren Saugstutzen mit einer, zu einem Vorratsbehälter 1 geführten Leitung 3 gekuppelt ist.
Zur Anpassung der von der Pumpe 5 bei jedem Entnahmevorgang geförderten Flüssigkeitsmenge an die jeweils entnommene Menge sind verschiedene Lösungswege möglich.
So kann die Pumpe 5 unmittelbar von einem Elektromotor 9 angetrieben sein, dessen Stromkreis in Abhängigkeit von der Spule 28 des Abgabeventils 8 gesteuert ist. Die Pumpe 5 ist dann so ausgelegt, dass sie während der jeweiligen Betriebszeit die Flüssigkeitsmenge in den Behälter 6 fördert, die bei jedem Entnahmevorgang über das Ventil 8 aus dem Behälter 6 abfliesst.
Es kann ferner zwischen dem Motor 9 und der Pumpe 5 eine Kupplung 10 vorgesehen sein, die elektromagnetisch von einer Spule 30 gesteuert ist, wobei die Spule 30 im Stromkreis der Spule 28 des Entnahmeventils 8 liegt.
Es ist jedoch auch möglich, den Antrieb der Pumpe 5 durch den Motor 9 ständig eingeschaltet zu lassen und die Nachförderung von Flüssigkeit in den Behälter 6 von dem sich in diesem bei der Aufheizung einstellenden Höchstdruck abhängig zu machen. So kann von der Förderleitung 24 eine Rückführleitung 12 abgezweigt sein, die von einem Absperrventil 11 beherrscht ist, das mit dem Öffnen des Entnahmeventils 8 und für dessen Öffnungsdauer geschlossen ist. Bei dieser Ausbildung fördert die Pumpe 5 bei geschlossenem Ventil 8 und demgemäss geöffnetem Absperrventil 11 in die Rückleitung und nur bei geöffnetem Entnahmeventil 8 in den Behälter 6.
Auch kann nach der Fig. 2 der Druckstutzen der Pumpe 5 wahlweise über einDreiwegventil11a an die Leitungen 12 bzw. 24 anschliessbar sein. Bei dieser Ausbildung ist das Dreiwegventil llaebenfallsin Abhängigkeit von dem Enmahmeventil 8 gesteuert.
Nach einer dritten Ausführungsform ist unter Wegfall des Rückschlagventils 20 in die Rücklaufleitung 12 ein Überdruckventil llb eingeschaltet, das bei Erreichen des vorbestimmten Druckes in dem Behälter 6 die Rücklaufleitung 12 freigibt.
Es ist vorstehend ausgeführt worden, dass das Öffnen des Entnahmeventils 8 in Abhängigkeit von dem Schalter 13 oder dem Schaltglied zur Abgabesteuerung einer andern Mischungskomponente gesteuert sein kann. Im letzteren Falle führt dann auch der Abschluss der Abgabe der andern Mischungskomponenten zu einem Abschluss des Entnahmeventils.
Es gibt jedoch auch Anwendungsgebiete, bei denen die jeweilige Abgabemenge unabhängig von einer andern Mischungskomponente ist. In diesem Falle ist zweckmässig in die Leitung 24 oder 25 ein Durchflussmengenmesser eingeschaltet, der nach dem Durchfluss einer vorbestimmten Flüssigkeitsmenge das Entnahmeventil 8 schliesst und dabei je nach der Pumpenschaltung die Pumpenförderung sperrt.
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Nach dem Ausführungsbeispiel ist der Saugstutzen der Pumpe an eine zu einem Vorratsbehälter 1 führende Leitung 3 angeschlossen. Der Vorratsbehälter 1 ist über eine Leitung 31 nachfüllbar, die von einem Ventil 2 beherrscht ist. Der Vorratsbehälter 1 sitzt auf einer Waage 32, deren Gegenschenkel an eine Anzeigevorrichtung 14 angeschlossen ist.
Die Ausbildung ist so getroffen, dass bei einer bestimmten Füllung des Behälters 1 der Zeiger 17 der Anzeigevorrichtung auf der Nullmarke 15 steht und im Verlauf des Niedergangs des Flüssigkeitsspiegels in dem Behälter 1 zufolge der Absaugung durch die Pumpe 5 bis zu einer Marke 16 wandert. Sobald der Zeiger 17 an der Marke 16 angelangt ist, wird ein Kontakt geschlossen, der den Stromkreis der Spule 28 und gegebenenfalls auch den Stromkreis der angeschlossenen Spule 30 unterbricht und damit die Förderung aus dem Behälter 6 bzw. in diesen unterbricht. Durch diese Ausbildung ist sichergestellt, dass die jeweils aus dem Behälter 6 abgegebene Flüssigkeitsmenge wieder in den Behälter 6 eingeführt wird.
Die Einleitung der Flüssigkeitsabgabe ist von dem Thermostaten 26 bzw. dem Schalter 13 in Abhängigkeit von der Eröffnung des Ventils 8 bestimmt, während die Abgabemenge und auch die ihr gleiche Nachfüllmenge durch den Kontakt 16 festgelegt ist.
Das Zulaufventil 2 ist von einer Spule 32 gesteuert, deren Stromkreis mit der Anlage des Zeigers 17 an der Marke 16 im Sinne der Öffnung des Ventils 2 geschlossen und beim Auftreffen des Zeigers 17 auf die Marke 15 zum Schliessen des Zulaufventils 2 unterbrochen wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Erhitzen und absatzweisen Abgeben von Flüssigkeiten unter Aufrechterhaltung des Förderdrucks aus einem Aufheizbehälter, insbesondere für bituminöse Mischungen für den Strassenbau und die Brikettherstellung, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufheizbehälter (6) mit einer Ausdehnungskammer (7) versehen, sein Auslass (25) von einem Abgabeventil (8) beherrscht und sein Einlass (24) an eine Zulieferquelle (5) angeschlossen und die Zulieferquelle (5) sowie das Abgabeventil (8) in Abhängigkeit von einem Mengenmesser (1, 14) gesteuert sind.
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