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Niveauregler
Zur Regelung des Niveaus in Behältern, in welche Flüssigkeit zufliesst und von da entweder durch ihr
Eigengefälle oder durch den Druckunterschied beim Abfluss in einen Behälter von geringerem Druck ab- fliesst oder durch eine Pumpe abgesaugt wird, verwendet man verschiedene Regler, am häufigsten solche mechanischer Art. Bei diesen betätigt ein Schwimmer durch Hebel oder Seile direkt ein Drosselorgan und regelt so den Abfluss der Flüssigkeit. Bei dieser Regelungsart'kommt man zumeist nicht um die Verwen- dung von Stopfbüchsen herum, welche die Empfindlichkeit des Regelvorganges stark beeinträchtigen. Je- denfalls steht als regelnde Verstellkraft nur der Auftrieb oder das Gewicht des Schwimmers zur Verfügung.
Diese Kraft ist in der Regel nicht ausreichend für eine empfindliche Regelung, insbesondere dann nicht, wenn die Stopfbüchsen angezogen sind.
Hydraulische Regler bekannter Ausführung vermögen nur in Verbindung mit einer Pumpe zu arbeiten, welche die Flüssigkeit aus dem Behälter saugt. Ohne Pumpen können sie deswegen nicht arbeiten, weil sie die Energie der geförderten Flüssigkeit für ihre Funktion ausnützen, nämlich für die Änderung der La- ge ihrer Regelorgane. Zu den bekannten Ausführungsarten gehören vor allem die mit einem Kolbenschie- ber versehenen Einrichtungen, welche aber zur Betätigung des Drosselschiebers einen hydraulischen Servo- motor benötigen. Von Nachteil ist auch, dass die hydraulische Kraft nur zum Öffnen des Durchflussquer- schnittes dient.
Das Schliessen und Drosseln des Durchflussquerschnittes wird nur vom Gewicht des Servo- motorkolbens und Schiebers besorgt, was bei den üblichen kleinen Ausführungen für eine empfindliche
Funktion nicht ausreicht, insbesondere nicht bei Verunreinigungen und im Falle schneller betrieblicher Änderungen.
Auch bei einer andern bekannten Ausführung kommt ein Servomotor in Form eines Stufenkolbens zur
Verwendung. Bei dieser Ausführung wird der Regler gross und kompliziert, ausserdem ist man gezwungen, die Impulsflüssigkeit von einer Stelle zuzuführen, an der sich der Druck der geförderten Flüssigkeit mög- lichst wenig ändert, damit der Regelungsvorgang möglichst wenig durch die Änderung des Flüssigkeits- druckes beeinflusst wird, die er selbst hervorgerufen hat. Überdies wird die Stellung des Reglers durch
Druckänderungen in der Rezirkulationsleitung beeinflusst, da diese Drücke auf die untere Kolbenschie- berfläche wirken.
Ein anderer Regler (tschechoslowakische Patentschrift Nr. 86747), welcher insbesondere die Niveauregelung in Kondensatoren betrifft, beseitigt zwar die oben angeführten Mängel, schlägt jedoch für diesen Zweck einen selbständigen Impulssender (Impulsschieber) mit einem selbständigen Regler vor.
Dies ist für den genannten Zweck aus Dispositionsgründen das Vorteilhafteste, erfordert jedoch die An- ordnung selbständiger Rohre zur Verbindung des Senders mit dem Regler.
Es sind ferner schon Ausführungen vorgeschlagen worden, ein an einer Membrane befestigtes Ventil zu benützen, wobei auf die eine Seite der Membrane der Flüssigkeitsdruck einwirkt, der mittels eines durch einen Schwimmer gesteuerten Ventils reguliert wird. Diese Regler eignen sich gut für Intervallen- regelung, d. h. bei einem gewissen Ausmass des Flüssigkeitsniveaus ist er völlig geöffnet, in einem andern wieder geschlossen.
Die Zwischenlagen sind nämlich wenig bestimmt, infolge der Veränderlichkeit des
Druckes auf die Membrane auf der Abflussseite, der Veränderlichkeit des Druckes auf das Einsitzventil, wegen ziemlich grober Veränderung des Druckes in dem vom Schwimmer gesteuerten Ventil und mit
Rücksicht auf die veränderlichen Zusatzkräfte, die zum verschiedenartigen Spannen oder Entspannen der
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Membrane nötig sind. Ausserdem sind die membranenartigen Ausführungen aus Festigkeit-un Material- gründen für einen Betrieb mit grossen Drücken, grossen Druckunterschieden undhohen Temperaturen kaum geeignet.
Die Erfindung macht es sich nun zur Aufgabe, die geschilderten Nachteile zu vermeiden. Sie geht dabei gleichfalls von einem Niveauregler mit einem einerseits von der Eintrittsseite, anderseits von der
Austrittsseite her durch die Flüssigkeit beaufschlagten Drosselorgan aus. wobei der Abfluss der Flüssigkeit aus einem mit der Eintrittsseite vorzugsweise über eine kalibrierte Bohrung in Verbindung stehenden Be- aufschlagungsraum auf der einen Seite des Drosselorgans und dadurch auch der Druck in dem genannten
Beaufschlagungsraume in Abhängigkeit von der Lage des Niveaus mittels einer durch einen Schwimmer gesteuerten Drosselung im Abflussweg beeinflusst wird.
Die Erfindung selbst besteht darin, dass das Dros- selorgan als ein zusätzlich durch den Druck einer Feder belasteter Kolbenschieber ausgebildet ist, der von einem einen Teil des Abflussweges vom Beaufschlagungsraum bildenden Abflusskanal durchsetzt ist, dessen
Austrittsöffnungen mit Öffnungen einer vom Schwimmer gesteuerten Abdeckkappe je nach Schwimmer- stellung (Niveaulage) mehr oder minder zur Überdeckung kommen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung steht dabei vorteilhafterweise der die schwimmerge- steuerte Abdeckkappe aufnehmende Reglerraum über einen Durchlass mit der für den Abfluss der gere- gelten Flüssigkeitsmenge bestimmten Rohrleitung bzw. der Austrittsseite des Reglers in Verbindung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in der Zeichnung dargestellt.
Der Regler arbeitet als Drosselorgan, so dass stets ein Unterschied der Drücke vor und hinter dem Reg- lervorhandenist, von dem der Regler zu seiner Funktion Gebrauch macht. Auch dem Behälter 1 fliesst die
Flüssigkeit durch die Rohrleitung 2 zum Regler 3. Ausserdem ist der Raum unterhalb der Oberfläche der
Flüssigkeit durch die Rohrleitung 5, der Raum oberhalb durch die Rohrleitung 6 mit der Schwimmer- kammer 4 verbunden. Der Schwimmer 7 ändert seine Lage gemäss der Niveaubewegung im Behälter l.
Die durch die Rohrleitung 2 zum Regler 3 strömende Flüssigkeit durchfliesst die Schlitze 8 der Büchse 9 und gelangt zu dem als eigentliches Drosselorgan wirkenden Kolbenschieber 10. Durch eine kalibrierte
Bohrung 11 dringt sie auch in den Beaufschlagungsraum 3a unterhalb des Kolbenschiebers 10 und in dessen
Längsbohrung 12. Diese endigt in Öffnungen 13, welche durch eine mit Bohrungen 15 versehene Kap- pe 14 überdeckt werden. Die Kappe 14 ist durch den Hebel 16 mit dem Schwimmer 7 verbunden. Ausser- dem drückt eine Feder 17 auf den Kolbenschieber 10. Der Abfluss der Flüssigkeit durch Öffnungen 18 der
Büchse 9 in die Rohrleitung 19 wird durch die obere Innenkante des Schiebers 10 entsprechend der Lage des Schwimmers 7 gesteuert.
Die durch die Bohrung 11, Längsbohrung 12, Öffnungen 13, 15 ausgeflossene und die infolge Undichtheit den Schieber 10 umfliessende Flüssigkeit gelangt durch die Öffnung 21 in die
Rohrleitung 19. Das Abströmen der Flüssigkeit wird folgendermassen gesteuert :
Bei steigendem Niveau im Behälter 1 steigt auch der Schwimmer 7 in der Schwimmerkammer 4 und die mit ihm verbundene Kappe 14. Dadurch wird der Abfluss der Flüssigkeit durch die Öffnungen 13 aus dem Raume 3a unter dem Kolbenschieber 10 gedrosselt und es tritt in diesem Raume eine Druckerhöhung ein, welche den Schieber 10 entgegen dem Druck der Feder 17 und entgegen dem Flüssigkeitsdruck auf die Oberfläche des Kolbens 10 verschiebt, so dass die Abflussöffnung 18 in die Rohrleitung 19 vergrössert wird.
Dadurch wird ein weiteres Ansteigen des Flüssigkeitsniveaus hintangehalten, solange sich der Zufluss in den Behälter 1 nicht ändert. Bei sinkendem Niveau gibt hingegen die Abwärtsbewegung der Kappe 14 den Abfluss aus dem Raume unterhalb des Schiebers 10 frei, wodurch der Druck in diesem Raume abfällt, so dass die Feder 17 den Schieber zu schliessen beginnt und die'Abflussöffnung 18 zur Rohrleitung 19 hin verkleinert. Demnach ist die Lage des Schiebers 10 von der Niveauhöhe im Behälter 1 abhängig. Der Schwimmer 7 bewegt hiebei nur die Kappe 14, deren Bewegungen sich der Schieber 10 entsprechend dem Gleichgewicht zwischen dem Flüssigkeitsdruck unter dem Schieber 10 und dem Gegendruck von der andern Seite her anpasst, der durch den Druck der abfliessenden Flüssigkeit und den Druck der Feder 17 auf die Gegenseite des Schiebers 10 hervorgerufen wird.
Ausserdem ist es möglich, mittels der Schraube 20 den Schieber von Hand zu betätigen, wenn dies bei Beschädigung des Schwimmers oder bei einer etwa notwendigen Entleerung des Behälters erforderlich wäre.
Die Einrichtung hat keine Stopfbüchsen nach aussen hin, obzwar der Raum der Schwimmerkammer 4 vom Inneren des Reglers 3 abgetrennt ist. Die zwei Räume sind durch das Achslager des Hebels voneinander abgetrennt, welches zugleich auch die Funktion einer Stopfbüchse übernimmt. Der Unterschied der beiden Drücke ist stets kleiner als der Überdruck nach aussen hin, da er nur durch die Drosselwirkung des Reglers 3 hervorgerufen wird, was als Vorteil zu bezeichnen ist, insbesondere bei Einrichtungen, die mit grossen Drucken arbeiten, z. B. bei Hochdruck-Wasservorwärmern. Undichtigkeitsverluste machen sich nach aussen nicht bemerkbar und fliessen ebenfalls durch die Rohrleitung ab, so dass keine Verluste eintre-
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Die Einrichtung weist demnach keine Einbusse der Empfindlichkeit auf und versagt weder bei einem
Anziehen der Stopfbüchsen noch beim Auftreten normaler Flüssigkeitsverunreinigungen. Die Verstellkraft des Reglers kann nämlich durch Wahl der Kolbenfläche des Schiebers 10 und Anpassung der Federkraft be- liebig vergrössert werden, u. zw. auch bei kleinen Druckunterschieden vor und hinter dem Regler.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Niveauregler für Flüssigkeiten mit einem einerseits von der Eintrittsseite, anderseits von der Aus- trittsseite her von der Flüssigkeit beaufschlagten Drosselorgan, wobei der Abfluss der Flüssigkeit aus einem mit der Eintrittsseite vorzugsweise über eine kalibrierte Bohrung in Verbindung stehenden Beaufschlagungs- raum auf der einen Seite des Drosselorgans und dadurch auch der Druck in dem genannten Beaufschla- gungsraum in Abhängigkeit von der Lage des Niveaus mittels einer durch einen Schwimmer gesteuerten
Drosselung im Abflussweg beeinflusst wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselorgan als ein zusätz- lich durch den Druck einer Feder (17) belasteter Kolbenschieber (10) ausgebildet ist, der von einem einen Teil des Abflussweges vom'Beaufschlagungsraum (3a)
bildenden Abflusskanal (12) durchsetzt ist, dessen
Austrittsöffnungen (13) mit Öffnungen (15) einer vom Schwimmer (7) gesteuerten Abdeckkappe (14) je nach
Schwimmerstellung (Niveaulage) mehr oder minder zur überdeckung kommen.