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Einrichtung zur Betätigung von Abschlussorganen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Einrichtung, um Abschlussorgane bei einem sich mit Flüssigkeit füllenden Gefäss mittels eines in die Flüssigkeit tauchenden und von einer Flüssigkeitsschale umgebenen Schwimmers abwechselnd zu öffnen und zu schliessen. Das wesentliche Merkmal der angemeldeten Einrichtung gegenüber den bisherigen Vorrichtungen dieser Art besteht nun darin, dass die den Schwimmer umgebende Flüssigkeitsschale mit einem Abflussstutzen versehen ist, welcher in den unteren Teil des Gefässes mündend, während der Zuflussperiode den Zutritt der Flüssigkeit zur Schale und während der AhSussperiode das Entweichen der Flüssigkeit aus der Schale mit wachsender Geschwindigkeit gestattet.
Hiedurch wird der Vorteil erzielt, dass gerade in demjenigen Moment, in welchem der Schwimmer gehoben bezw. gesenkt werden soll, die Geschwindigkeit des sich hebenden bezw. senkenden Flüssigkeitsspiegels in der Schale am grössten ist, wodurch ein momentanes und sicheres Öffnen bezw. Schliessen des Ahschlussorganes erzielt wird.
Derartige Einrichtungen können mit grobem Vorteil zu den verschiedensten Zwecken, z. H. für Vorrichtungen zum Rilckleiten des Kondenswassers nach dem Kessel, Kondens- töpfe. Dampf-und Druckluftheber zum Heben von Säuren. Gaskomprcssoren u. dgl. ausgezeichnete Verwendung finden.
Die Fig. 1-2 zeigen im Vertikalschnitt bezw. Querschnitt die Verwendung des
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wassers in den Kessel unter dem Druck des Kesseldampfes, während Fig. 3 im Vertikalschnitt die Verwendung des Erfindungsgegenstandes für einen Dampf- bezw. Druckluft-
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angeordneten Schwimmern bestehenden Doppelschwimmer veranschaulicht.
Wie aus den Fig. 1-2 hervorgeht, ist 1 das Sammelgefäss für das durch den Stutzen 2 zulaufende Kondenswasser. Das Sammelgefäss steht unten durch Leitung 3 mit dem Wasserraum des Kessels und oben durch Leitung 4 mit dem Dampfraum des Kessels in Verbindung. Die Dampfleitung 4 mündet in den Gehäuseteil 6 des Sammelgefässes ein und läuft in den Ventilsitz 7 aus, dessen Öffnung durch den Ventilkörper 8 verschlossen gehalten werden kann. Der Ventilkörper 8 ist nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit dem zum Verschliessen des Entlüftungsstutzen 10 dienenden Ventilkörper 9 starr ver- bunden. Beide Ventilkörper stehen durch den Bügel 11 mit der Schwimmerstange 12 in Verbindung, an welcher der Schwimmer 13 angeordnet ist.
Letzterer ist von der Schale 14 umgeben, welche unten in einen Stutzen 15 ausläuft. Der Stutzen 15 steht durch Öffnungen 16 mit dem unteren Teil des Sammolgefässes in'Verbindung. Der obere Teil des Stutzens 15 ist gegen den unteren bis auf den Ventildurchgang 17 abgeschlossen. Letzterer kann durch den Ventilkörper 18 des Absperrventiles 19 mehr oder minder verschlossen werden.
Die Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes ist folgende : Durch Stutzen 2 gelangt das Kondenswasser aus der Kondenswasserleitung in das Sammelgefäss 1 und durch die Öffnungen 16 in den Stutzen 15. Hiebei wird jedoch das Kondenswasser im Gefäss 1 schneller hochsteigen, als das Wass !'r im Stutzen 15, weil das durch die Öffnungen 16 in den Stutzen J5 eintretende Wasser durch den engen Ventildurchgang 77 aufgehalten wird.
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Die Folwe davon ist, dass der Wasampiegel im Behälter 1 während der Zuflussperiode eine höhere Lage als der Flüssigkeitsspiegel im Stutzen 15 einnehmen wird, und dass der Abstand dieser Flüssigkeitsspiegel im Verlaufe der Zunusspnriode stets wachsen wird, was wiederum zur Folge hat, dass die Geschwindigkeit, mit welcher der Flussigkeitsspiogel in
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Wasser einer wachsenden Druckhöhe im Behälter 1 unterworfen ist.
Wenn schliesslich der Flüssigkeitsspiegel im Gefäss 1 die obere Kante der Schale 14 erreicht hat, beginnt das Wasser aus dem Gefäss 1 auch noch von oben in die Schale 14 einzudringen, wodurch das Ansteigen des Wasserspiegels in der Schale 14 noch weiter beschleunigt wird, bis der Schwimmer 18 soweit mit Flüssigkeit umhüllt ist, dass er infolge seines Auftriebes gehoben, der Dampfzugang des Ventiles 8 geöffnet und der Entlüftungsstutzen 10 durch den Ventilkörper 9 geschlossen wird. Dadurch, dass die Geschwindigkeit des im Stutzen 15 und der Schale 14 aufsteigenden Wassers fortwährend wächst und in dem Momente des Schwimmerhubes am grössten ist, wird ein schnelles und sicheres Öffnen des Dampfzuganges und Abschliessen des Entlüftungsstutzens bewirkt.
Durch den Ausgleich des Sammelgefässinnern mit dem Dampfraum des Kessels wird das im Gefäss angesammelte Kondenswasser durch Stutzen 3 in den Kessel zum Abfluss gebracht. Hiebei wird zunächst nur wenig Wasser aus der Schale 14 und dem Stutzen 15 in das Gefäss 1 übertreten können, weil zuerst die Differenz der Wasserspiegel in der Schale 14 und dem Gefäss 1 so gering ist, dass der Widerstand, welchen das Wasser beim Durchtritt durch die enge Ventilöffnung 17 erfährt, kaum überwunden werden kann. In dem Masse, als der Wasserspiegel im Gefäss 1 weiter fällt, wird der Abstand zwischen den Wasserspiegeln in der Schale 14 und im Gefäss 1 vergrössert, wodurch der Abfluss des Wassers aus der Schale 14 kontinuierlich beschleunigt wird.
Diese Beschleunigung ist am grössten, sobald der Wasserspiegel im Gefäss 1 den niedrigsten Stand erreicht hat, also das Wasser des Gefässes 1 vollständig zum Abfluss gelangt ist, d. h. unmittelbar vor der Abwärtsbewegung des Schwimmers, welch letztere erfolgt, sobald die in der Schale 14 vorhandene Flüssigkeit den Schwimmer entsprechend freigegeben hat. Hiedurch wird ein schnelles und sicheres schliessen des Dampfzuganges und ein Uffnen des Mntlttungs- stutzens bewirkt. Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass durch Drehung der Spindel 19, insbesondere durch Heben oder Senken des Ventilkörpers 18 der Abfluss des Wassers aus der Schale 14 je nach den obwaltenden Verhältnissen entsprechend geregelt werden kann.
Es ist selbstverständlich, dass man die gekennzeichnete Einrichtung in genau der gleichen oder in ähnlicher Weise für Dampf-bezw. Druckluftheber, welche bekanntlich in chemischen Fabriken zum Heben von Säuren u. dgl. Flüssigkeiten zahlreiche Verwendung finden, benutzen kann.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 wird zum abwechselnden Öffnen und Schliessen des Drl1cltmittelzuganges und des Entlüftungsstutzens ein bekannter, aus zwei übereinander angeordneten Schwimmern bestehender Doppelschwimmer verwendet. Bekanntlich besitzen derartige Doppelschwimmer den Nachteil, dass, sobald der untere Schwimmer von dem sinkenden Wasserspiegel entsprechend freigegeben worden ist und infolgedessen der Doppel- schwimmer herniedersinkt, um den Druckmittelzugang zu schliessen, der untere Schwimmer in die Flüssigkeit hineinsinkt und hiedurch wieder einen entsprechenden Auftrieb erhält,
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Wirkungsweise des Doppelschwimmers zur Folge haben kann.
Diesem Nachteil wird durch die Anordnung nach Fig. 3 dadurch entgegengetreten, dass der untere Schwimmer in der vorhin gekennzeichneten Weise mit einer Schale umgeben ist, welche ebenfalls durch einen Stutzen in den unteren Teil des zur Aufnahme der Flüssigkeit bestimmten Gefässes mündet. Bei der Anordnung nach Fig. 3 ist 20 das Druckgefäss, welches durch Rohr 21 mit der Förderleitung 24 und durch Rückschlagventil 22 mit der Zuflussleitung 23 in Verbindung steht. dz 26 sind die beiden Schwimmer, welche durch die Schwimmerstange 27 oder in ähnlicher bekannter Weise zu einem Doppelschwimmer verbunden sind.
Das Druckgefäss 20 mündet in den Gehäuseteil 28 aus, welcher einmal durch das Entlüftungsventil 30 mit dem Entlüftungsstutzen 31 und durch das Druckmittelzugangsventil 29 mit dem Drockmittelzugangsstutzen 32 in Verbindung steht. Das Entlüftungsventil 30 wird ebenfalls in bekannter Weise durch die Bunde 33,34 mit der sich auf und ab bewegenden Schwimmerstange gesteuert. Der Schwimmerteil 26 ist von der Schale 35 umgeben, welche in den Stutzen 36 ausmündet, dessen Durchgang 37 durch den Ventilkörper 38 und das Absperrventil 39 geregelt werden kann.
Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende : Die zu hebende Flüssigkeit gelangt durch Leitung 23, Rückschlagventil 22 und Leitung 21 in das Druckgefäss 20 und
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Schale, sowie in den Stutzen 86 und füllt diese Teile. Die Flüssigkeit steigt nun weiter und erreicht den oberen Schwimmer 25. Wenn derselbe wenigstens zum Teil von der Flüssigkeit umhüllt ist, wird durch den gemeinsamen Auftrieb beider Schwimmer der auf dem Ventilkörper 29 lastende Druck des Druckmittels überwunden, das Druckmittelzugangsventil also geöffnet und das Entlllftungsventil 30 geschlossen. Jetzt gelangt das Druckmittel auf die im Druckgefäss vorhandene Flüssigkeit zur Einwirkung und drückt dieselbe durch Leitung 21 und Förderleitung 24 in das Gefäss 40.
Wie bei den bisherigen Doppelschwimmern bleibt das Druckmittelzugangsventil geöffnet, so lange der untere Schwimmerteil noch nicht von dem sinkenden Flüssigkeitsspiegel freigegeben worden ist. Nun kann aber das Ventil 38 so eingestellt werden, dass der Spiegel der in der Schale 35 befindlichen Flüssigkeit schneller heruntersinkt, als der Spiegel der die Schale 35 umgebenden und bereits unterhalb der Schalenkante befindlichen Flüssigkeit. Die Folge davon ist, dass die Freigabe des unteren Schwimmers 26 momentan und vollständig erfolgt und infolge- dessen ein Zurücksinken desselben in die Flüssigkeit vermieden werden kann. Der oben gekennzeichnete Stillstand in der Wirkungsweise des Schwimmers, welcher den bisherigen Doppeischwimmem als Nachteil anhaftet, ist also im vorliegenden Fall nicht zu befürchten.
Ein weiterer Vorteil der gekennzeichneten Einrichtung dürfte auch darin zu erblicken sein, dass die Expansion des Druckmittels entsprechend geregelt werden kann, ohne dass es notwendig ist, den unteren Schwimmerteil auf der Schwimmerstange zu verstellen. In dem Masse, als das Ventil 39 geöffnet und der Flüssigkeit in der Schale 35 der Abfluss durch den Querschnitt 37 erleichtert wird, wird die Volldruckperiode eingeschränkt und die Expansion des Druckmittels ausgenützt. Wünscht man möglichst ohne Expansion des Druckmittels zu arbeiten, so braucht man nur den Durchgang 37 so zu verengen, dass das Wasser in der Schale 35 den unteren Schwimmerteil, unmittelbar bevor der im Gefäss sinkende Wasserspiegel die Mündung des Förderrohres 21 erreicht hat, freigibt.
Aus dem angeführten Beispiel ist ohne weiteres ersichtlich, dass, falls man nur einen Schwimmer zur Steuerung des Druckmittelzuganges und des Ent1üftungsventiles verwenden will, die Schale 35 mit dem betreffenden Schwimmerteil entsprechend höher, d. b. wie in Fig. 1 angeordnet sein muss. Es ist ferner ohne weiteres ersichtlich, dass man den Schwimmer 13 (Fig. 1) oder den Doppelschwimmer 25, 26 (Fig. 3) auch nicht direkt, sondern unter Vermittlung von Hebeln oder dgl. Organen auf die zu steuernden Ventile einwirken lassen kann, wodurch an dem Wesen der vorliegenden Erfindung nichts geändert wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung, um Abscl1lussorgane bei einem sich mit Flüssigkeit füllenden Gefäss mittels eines in die Flüssigkeit tauchenden und von einer Flüssigkeitssehale umgebenen Schwimmers abwechselnd zu öffnen und zu schliessen, dadurch gekennzeichnet, dass die F) üssigkeitsscha) e . M) mit einem Abflussstutzen (15) versehen ist, welcher in den unteren
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Flüssigkeit zur Schale (13) und während der Abflussperiode das Entweichen der Flüssigkeit aus der Schale mit wachsender Geschwindigkeit gestattet.