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Einrichtung zur Ergänzung des Luftpolsters in Windkesseln
Bei Windkesseln zur Druckflüssigkeitsversorgung ist die Ergänzung des über dem Flüssigkeitsspiegel vorhandenen Luftpolsters notwendig, weil ein Teil der Luft durch Lösung im Fördermedium verloren geht oder allenfalls durch undichte Stellen des Kessels entweichen kann.
Es ist bereits bekannt, zwischen der Pumpe und dem Windkessel einen von diesem durch ein Rückschlagventil abgesperrten Vorbehälter anzuordnen, durch welchen beim Arbeiten der Pumpe die Flüssigkeit hindurchfliesst. An dem Vorbehälter befindet sich ein Ventil, welches sich selbsttätig öffnet, sobald nach Stillsetzen der Pumpe der Druck in dem Vorbehälter abgefallen ist, wobei gleichzeitig Flüssigkeit ausströmt und Luft in den Vorbehälter einströmt. Wird die Pumpe wieder eingeschaltet, so entsteht in dem Vorbehälter ein Überdruck, der das Lufteinlassventil schliesst'und die Flüssigkeit sowie die in dem Vorbehälter befindliche Luft durch das Rückschlagventil in den Windkessel treibt.
Das einwandfreie Arbeiten dieser Einrichtung hängt also davon ab, dass der Druck in dem Vorbehälter über die Pumpe absinkt, was nur bei Verwendung einerKolbenpumpe, aber nicht bei Verwendung einer gut abgedichteten Hochleistungs-Rotationspumpe, z. B. Zahnradpumpe, der Fall ist.
Bei der bekannten Einrichtung muss die zuviel geförderte Luft wieder aus dem Windkessel entfernt werden. Dies geschieht mit Hilfe eines zusätzlichen Entlüftungskessels, der mit einem Entlüftungsventil ausgestattet ist.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einerseits den Druck im Vorkessel zwangsläufig abzubauen und anderseits die überschüssige Luft aus dem Hauptkessel ohne Verwendung eines mit einem Entlüftungsventil ausgestatteten Entlüftungskessels zu entfernen.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe werden an dem Vorbehälter eine Ausströmdüse oder ein engerAblaufkanal und gegebenenfalls ein zusätzliches Auslaufventil und an dem Hauptkessel an einer von einer der beiden Grenzlagen des Flüssigkeitsstandes abhängigen Stelle ebenfalls eine Ausströmdüse angeschlossen.
In weiterer Ausgestaltung des Gegenstandes der Frfindung werden alle Steuer-und Regelelemente, nämlich die mit dem Hauptkessel und dem Vorbehalter verbundenenDüsen. dasRückschlagventil, der Vorbehälter, das Auslaufventil und das Lufteinlassventil sowie gegebenenfalls die Pumpe und der Druckwächter an bzw. in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Hiedurch wird eine einfache und betriebssichere Anordnung undLeitungsführung dieser Elemente erreicht unter gleichzeitigerEinsparung weiterer Gehäuse- teile. Ausserdem kann das gesamte steuernde Gerät räumlich entfernt und getrennt vom Hauptkessel oder einem beliebigen ändern, ursprünglich nicht für die Steuerung vorgesehenen Kessel angebaut werden.
Nachstehend wird der Gegenstand der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Einrichtung und Fig.'2 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel.
Gemäss Fig. 1 strömt durch die etwa in der Mitte oder auch im oberen Teil des Hauptkessels 1 angeordnete Düse 2 ständig eine kleine Menge Flüssigkeit ab. Sammelt sich nun in dem Hauptkessel zu viel Luft an, so sinkt der Flüssigkeitsspiegel 3 bis zur Düse 2 ab, und ein Teil des Luftpolsters strömt über die Düse aus, wodurch ein weiteres Absinken des Flüssigkeitsspiegels bzw. ein Ansammeln von Luft verhindert wird.
Die am Vorbehälter 4 vorgesehene Düse 5 hat die Aufgabe bei Erreichen des Maximaldruckes,
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nach Abschalten der Förderpumpe P durch den Druckwächter D, den Druck im Vorbehälter 4 bis auf den äusseren, atmosphärischen Druck zu erniedrigen, um ein Öffnen des Auslaufventils 6 und des Lufteinlassventils 7 zu ermöglichen. Die Düse 5 kann auch an anderer Stelle vorgesehen werden, muss sich aber scets zwischen der Förderpumpe P und dem Rückschlagventil 8 befinden. Sobald nun der Druck im Vorbehälter auf den atmosphärischen Druck gesunken ist, öffnen sich die beiden Ventile 6 und 7 und die Flüssigkeit im Vorbehälter 4 läuft über je eine Rücklaufleitung 10 bzw. 9 ab.
Während desAusfliessens der Flüssigkeit wird Luft durch das Lufteinlassventil 7 eingesaugt. Schaltet nun bei Erreichen des am Druckwächter D eingestellten Minimaldruckes die Förderpumpe wieder ein, so schlie- ssen sich die beiden Ventile 6 und 7 infolge des entstehenden Druckes und die im Vorbehälter 4 be- findliche Luftmenge wird mit in den Hauptkessel l hineingedrückt.
Anstelle der am Vorbehälter vorgesehenen Düse 5 kann auch irgendeine andere Öffnung kleineren
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B. ein Spalt, ein Kanal od. dgl., zwischen FörderpumpeEntleeren des Vorbehälters 4 und das Einströmen einer entsprechenden Luftmenge bei jedem Arbeitsspiel wiederholt. Hiedurch werden die Ventile 6 und 7 jedesmal geöffnet und wieder geschlossen und angesammelte Verunreinigungen durch die strömende Flüssigkeit weggespült. Ausserdem wird ein Verkleben der Ventile verhindert.
Eine einwandfreie Funktion der Gesamtanlage wird jedoch nur durch das Zusammenwirken mit der am Hauptkessel 1 angeordneten Düse 2 ermöglicht, da diese in der Lage ist, eventuell zuviel eingebrachte Luft wieder zu entfernen.
Da der Druckabbau im Vorbehälter 4 über die Düse 5 bei Erreichen des atmosphärischen Druckes
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langsamer vonstatten geht, ist es wünschenswert, dass sich die Ventile 6 und 7 bereits vor dembzw. 12 erreicht, die in Öffnungsrichtung des Ventils auf die Kugel wirkt, jedoch so dimensioniert ist, dass ihre Kraft kleiner als der auf die Kugel wirkende Druck im Vorbehälter ist.
Die vorstehend beschriebene Windkesselanlage hätte nun den Nachteil, dass sie auch dann, wenn kein Verbrauch stattfindet, in bestimmten Zeitabständen schaltet und sich neu auflädt, da ja die am Hauptkessel 1 vorgesehene Düse 2 praktisch einen Verbraucher darstellt. Dies kann dadurch vermieden werden, dass vor oder an dieser Düse ein Magnetventil 13 vorgesehen wird, welches den durch die Düse 2 fliessenden Flüssigkeitsstrom im stromlosen Zustand absperrt. Die elektrische Schaltung des Magnetventils erfolgt zweckmässig parallel zur Förderpumpe. Hiedurch tritt ein Verlust an Flüssigkeit bzw. das Abblasen von zuviel geförderter Luft nur während der Einschaltzeit der Förderpumpe ein. Bei ausgeschalteter Förderpumpe findet also kein unnötiger Verbrauch statt.
Die Anordnung des Magnetventils gewinnt besonders bei Stromausfall an Bedeutung, weil bei Fehlen dieses Ventils, das ja bei Stromausfall sofort spannungslos wird, die Anlage ohne Verbraucherentnahme in kurzer Zeit unter den Mindestbetriebsdruck absinken würde.
An Stelle des Magnetventils kann auch ein hydraulisch, z. B. durch ein von dem Druck der Pumpe
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der das Lufteinlassventil nur öffnet, wenn im Hauptkessel Luftmangel herrscht.
Wie bereits eingangs erwähnt und in Fig. 2 dargestellt, ist es zweckmässig, alle Steuerelemente in bzw. an einem gemeinsamen Gehäuse 14 vorzusehen, das einen Anschluss 28 für die Pumpensaugleitung, einen Anschluss 29 für die Abflussleitung zu dem Vorratsbehälter und einen nicht dargestellten Anschluss für die zum Hauptkessel führende Leitung aufweist. Dieser Anschluss steht mit den Kanälen 15 und 22 in Verbindung. DerVorbehälter wird vorteilhaft als Topf 4 ausgebildet und auf das Gehäuse 14 mit einem Schnellverschluss aufgesetzt. Der Topf deckt das Lufteinlassventil 7 und das Rückschlagventil 8 ab, welches über denKanal 15 und die Anschlussleitung mit dem Hauptkessel in Ver- bindung steht.
Auf diese Weise sind beide Ventile 7 und 8 leicht zugänglich und können schnell ge- säubert oder ausgewechselt werden. Das Lufteinlassventil 7 steht über dem Kanal 9 mit einer Rück- laufleitung 17 und über den Kanal 18 und den Filter 19 mit der Aussenluft in Verbindung.
An das Rückschlagventil 8 schliesst sich ein Steigrohr 20 an, welches sich bis in eine Kuppe 21 des Topfes 4 erstreckt. Hiedurch wird erreicht, dass beim Füllen des entleerten Vorbehälters 4 mit Flüssigkeit sämtliche darin enthaltene Luft zum Hauptkessel gedrückt wird und im oberen Bereich des Topfes kein stagnierender Luftpolster gebildet wird, welcher ein schnelles Öffnen der Ventile 6 und 7 nach Abschalten der Förderpumpe P verhindern würde, da sich der zusammengepresste Luftpolster erst
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bundene Düse 5 ausfliessen, ehe der Druck im Topf zusammenbricht.
DerDruckwächter D, dasMagnetventil 13 und die über denKanal 22 mit demHauptkessel 1 verbundene Düse 2 sind ebenfalls in bzw. an dem Gehäuse 14 angeordnet.
Um eine einwandfreie Funktion der Düsen 2 und 5 und auch des Rückschlagventils 8 zu gewähr- leisten, werden diese Elemente durch je einen vorgesetzten Feinfilter, von denen nur der Filter 23 dargestellt ist, gegen Verschmutzung geschützt. Diesem Merkmal kommt besondere Bedeutung zu, da es sich
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die grösser als die Düsenöffnungen sind, abscheiden, im Gegensatz zu saugseitigen Filtern, die dann einen zu hohen Durchflusswiderstand aufweisen würden. Eine Kontrolle der Funktion der mit dem Hauptkessel l verbundenen Düse 2 sowie des Verschmutzungsgrades des vorgeschalteten Filters 23 wird dadurch erreicht, dass diese Düse unter einer durchsichtigen Haube 24 angeordnet ist, die mit der Rücklaufleitung 17 verbunden ist.
An dem Kanal 15 ist ein Überdruckventil angeschlossen, dessen Ventilkör- per 25 an einer Stange 30 befestigt ist und unter der Wirkung einer Druckfeder 26 steht. An der Stange ist ein Hebel 27 mit einer Nase 31 oder ein Exzenter angelenkt. Wird der Hebel in Pfeilrichtung verschwenkt, so stützt sich die Nase auf dem Gehäuse ab, und der Ventilkörper wird von seinem Sitz abgehoben, wodurch ein Ablassen der im Hauptkessel vorhandenen Füllung ermöglicht wird.
Im Rahmen der Erfindung können das Auslaufventil 6 und das Lufteinlassventil 7, die beide strömungstechnisch arbeiten, auch entsprechend dem Ventil 13 als elektrische Magnetventile ausgebildet sein, die im Stromkreis der Pumpe liegen und mit dieser geschaltet werden und im stromlosen Zustand geöffnet sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Ergänzung des Luftpolsters in Windkesseln mit einem Hauptkessel, der über ein Rückschlagventil mit einem, ein Lufteinlassventil aufweisenden Vorbehälter in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Vorbehälter (4) eine Ausströmdüse (5) oder ein enger Ablaufkanal und gegebenenfalls ein zusätzliches Auslaufventil (6) und an dem Hauptkessel (1) an einer von einer der beiden Grenzlagen des Flüssigkeitsstandes abhängigen Stelle ebenfalls eine Ausströmdüse (2) angeschlossen sind.
2. EinrichtungnachAnspruchl, dadurch gekennzeichnet, dassalleSteuer-undRegelelemen- te, nämlich die mit dem Hauptkessel (1) und dem Vorbehälter (4) verbundenen Düsen (2, 5), das Rück- schlagventil (8), der Vorbehälter (4), das Auslaufventil (6) und das Lufteinlassventil (7) sowie gegebenenfalls die Pumpe (P) und der Druckwächter (D) an bzw. in einem gemeinsamen Gehäuse (14) angeordnet sind.
3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die an dem Vorbehälter (4) angeschlossene Düse (5) durch entsprechende Undichtheiten im Pumpwerk oder Kerben an einem der an der Pumpendruckseite oder am Vorbehälter vorgesehenen Ventilsitze ersetzt ist.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der mit dem Hauptkessel (1) verbundenen Düse (2) ein elektrisches Magnetventil (13) oder ein hydraulisch, z. B. durch ein von dem Druck der Pumpe gesteuertes Ventil angeschlossen ist, welches bei Stillstand der Pumpe die Düse (2) abschliesst (Fig. 2).
5. Einrichtung nach den Ansprüchen l bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (2) des Hauptkessels (l) unter einer durchsichtigen Haube (24) angeordnet ist.
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7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein an das Rückschlag- ventil (8) angeschlossenes Steigrohr (20), das bis zur obersten Stelle (21) des Vorbehälters (4) reicht.
8. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch ge kenn zeichne t. dass den Düsen (2,5) und dem Rückschlagventil (8) je ein auswechselbarer Feinfilter (23) vorgesetzt ist.
9. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, gekennzeichnet durch ein mit dem Hauptkessel (1) verbundenes Überdruckventil (25), das durch Entlastung der Feder (26), z. B. mit Hilfe eines Hebels (27), als Ablassventil dient.
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