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Verfahren und Einrichtung zum Gleichrichten der Drücke von Gasen verschiedener Spannung, insbesondere bei der Erzeugung von Betriebsgasen für Verbrennungskraftmaschinen.
Bei vielen mit Mischgasen (Kraftgasen) arbeitenden Anlagen und Maschinen machen sich die Druckunterschiede der Mischungsbestandteile des Mischgases ausserordentlich unangenehm fühlbar. Diese Druckunterschiede sind mitunter sehr beträchtlich ; sie ergeben sich aus Unregelmässigkeiten in der Erzeugung, Ungleichmässigkeiten bei der Gasentnahme (Ansaugen vom Motor) und aus Unregelmässigkeiten, die durch die Festlegung einer oberen und unteren Druckgrenze bei der Regelung des zu erzeugenden Gases bedingt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren samt Einrichtung zu schaffen, das auf ausserordentlich einfache und selbsttätige Weise das Gleichrichten der Drücke von Gasen verschiedener Spannung, insbesondere zur Erzeugung von Betriebsgasen für Ver- brennungskraftmaschinen, ermöglicht.
Der Erfindung gemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass in einem mit Flüssigkeit gefüllten kommunizierenden Gefäss durch den Überdruck des Gases höherer Spannung gegen- über den Gasen niederer Spannung eine Flüssigkeitssäule erzeugt wird, durch die das Gas höherer Spannung unter Vernichtung seines'Überdruckes derart durchgeleitet wird, dass es über der Flüssigkeitssäule mit der Spannung des Gases niederen Druckes aufgefangen werden kann.
Unter Zugrundelegung dieses Arbeitsverfahrens lassen sich sehr einfache und dabei ausserordentlich empfindliche"Gleichdruckrichter"schaffen, die sowohl beim Betriebe von ortsfesten als beweglichen Anlagen mit grossem Vorteil verwendet werden können, Das Wesen der nach diesem Verfahren arbeitenden Vorrichtungen besteht darin, dass in der durch den Überdruck des Gases höherer Spannung erzeugten Flüssigkeitssäule eine in der Höhenrichtung, verstellbare Ausströmdüse für das Gas höherer Spannung vorgesehen wird, die durch von dem. Druck des Gases höherer Spannung beeinflusste Mittel stets zwangläufig auf den unteren Spiegel der Flüssigkeitssäule eingestellt wird.
Die Vorrichtungen werden mit eigenartigen zusätzlichen Einstellvorrichtungen ausgestattet, durch-welche die Lage der Ausströmdüse in der Flüssigkeitssäule leicht verändert wird.
Die'Zeichnung veranschaulicht in schematischer Weise die Erfindung in beispielsweisen . Ausführungsformen. Fig. i zeigt eine Ausführungsform des Gleichdruckrichters in Vertikalschnitt, Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform des Gleichdruckrichters in Vertikalschnitt, Fig. 3 veranschaulicht einen Horizontalschnitt nach Linie III-III der Fig. 2.
1 ist ein kommunizierendes Gefäss beliebiger Ausgestaltung. Dieses Gefäss besteht bei dem in Fig. i dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Behälter 2 von beispielsweise runder Form.
Auf dem Flansch 3 des Behälters ist eine ringförmige Kammer 4 aufgesetzt. An diese Kammer ist ein Rohr J angeschlossen, das mit einem nicht dargestellten Gasgenerator in Verbindung steht. Auf dem mittleren Flansch 6 des Behälters ist eine Kammer 7 aufgesetzt, an die, ein mit der Luft in Verbindung stehender Stutzen 8 angeschlossen ist. Auf den Oberteilen der Kammer 4 sind eine oder mehrere Rohrleitungen 10 aufgesetzt, die in einen Sammelkopf 11 münden. Von dem Sammelkopf 11 zweigt eine durch die Kammer 7 geführte Rohrleitung 12 ab, in deren unteren
Mündung ein Rohrstück 13 teleskopartig eingesteckt ist. Das Rohrstück 13 besitzt eine nach aufwärts gerichtete Öffnung 14, die im nachstehenden kurz "Ausströmdüse" bezeichnet werden soll.
Auf die Ausströmdüse wirken Steuermittel beliebiger Art ein, durch welche die Lage der
Ausströmdüse im kommunizierenden Gefäss in später zu erläuternder Weise zwangläufig ein- gestellt wird. Zur Erreichung dieses Zweckes wird bei dem in Fig. i dargestellten Ausführungs- beispiel die Ausströmdüse 14 von einer Schwimmervorrichtung 20 getragen, die in der im kommunizierenden Gefäss befindlichen Flüssigkeit in stabiler Gleichgewichtslage schwimmt. Die
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befestigt ist. In der Kammer 7 ist eine Auffangkammer 25 für das aus der Düse 14 ausströmende Gas vorgesehen, die von einer in dem Behälter 7 eingebauten Wand 26 gebildet wird. An die Kammer 26 und an den mit Luft gefüllten Teil des Behälters 7 ist je ein Rohr 27 bzw. 28 angeschlossen.
Diese Rohre sind bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel zu einem gemeinsamen Formstück ausgestaltet und an ein Ableitungsrohr 29 angeschlossen, das zur Verbrauchsstelle, z. B. zum Motor, führt. Die Anschlussöffnung 27', 28'der Röhren 27, 28 sind, enger gehalten als die lichten Weiten der Rohre 27 und 28 ; die Anschlussöffnung 27'entspricht ungefähr der lichten Weite der Düse 14, die Anschlussöffnung 28'ist ungefähr gleich der
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kommunizierenden Gefäss ermöglichen. Bei dem in Fig. i dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Reglervorrichtung aus einem ausserhalb des kommunizierenden Gefässes angeordneten, beaufschlagbaren Körper 30, der zweckmässig durch ein Gestänge 31 mit der die Ausströmdüse 14 tragenden Schwimmervorrichtung 20,22 gekuppelt ist.
Der Reglerkörper 30 wird durch eine um die Achse 33 verschwenkbare Düse 34 beaufschlagt, die zweckmässig durch von Druckspeichern der Anlage oder der Maschine entnommene Druckmittel (z. B. die Auspuffgase der Verbrennungskraftmaschine) gespeist wird. In Fig. I stellt 36 die Zuführleitung für das Druckmittel (z. B. Auspuffgase) und 37 das Gestänge zum Verschwenken der Düse 34 dar.
Wenn durch das Rohr 5 kein-Gas in den Apparat eingeführt wird, stellt sich die Flüssigkeit im kommunizierenden Gefäss 1 auf den Spiegel A-A ein. Wird Gas eingeleitet, so wird die Flüssigkeit in dem Behälter 4 herabgedrückt und im Behälter 7 zum Steigen gebracht. Hierdurch entsteht eine Flüssigkeitssäule h, deren Höhe das Mass des Druckunterschiedes zwischen dem im Behälter 4 eingeleiteten Gas und dem im Behälter 7 befindlichen Gas (z. B. Luft) ist (Druckwassersäule).
Wird angenommen, dass die Schwimmervorrichtung 20,22 derart eingestellt ist, dass die von ihm getragene Ausströmdüse 14 im Spiegel B-B, also im unteren Spiegel der Flüssigkeitssäule h liegt,-so ergibt sich folgende Wirkungsweise der Vorrichtung.
Das in der Kammer 4 befindliche Gas höherer Spannung strömt unter gleichzeitiger Erzeugung der Flüssigkeitssäule h auf dem Wege 10, 11, 12, 13 zur Ausströmdüse 14 und gurgelt, die Flüssigkeitssäule h überwindend, in tire Auffangkammer 25. Bei dieser Überwindung der Flüssigkeitssäule wird Druck vom Gas höherer Spannung verzehrt, und zwar genau so viel,
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kammer 25 strömt das Gas durch die Rohrleitung 27 in das Formstück 27, 28, mischt sich daselbst mit dem Gas niederer Spannung und wird durch das Rohr 29 der Verbrauchsstelle (z. B. Motor) zugeführt.
Die vorstehend beschriebene Vorrichtung arbeitet ganz selbsttätig, da die kleinste Änderung des Druckunterschiedes die Höhe der Flüssigkeitssäule h sofort ver- ändert und diese Veränderung zwangläufig die Vernichtung des veränderten Überdruckes zur Folge hat. Ungewünschte Spannungsabfälle der Gase vor ihrer Vermischung werden vermieden, da die Eintrittsöffnungen 27', 28'der Gasableitungsrohre kleiner sind als die lichten Weiten der Rohre 27, 28. Die Einstellung und Regelung der Lage der Ausströmdüse 14 lässt sich auf ausserordentlich empfindliche und einfache Weise bewirken, da bei Beaufschlagung des Regelkörpers 30 mit Druckmitteln die Lage des Schwimmers 20, 21 und mit ihr auch die Lage der Ausström- düse 14 im kommunizierenden Gefäss geändert wird.
Die Abstufung der Regelbarkeit ist bei der eingangs beschriebenen Einrichtung eine-sehr grosse, da durch geringe Ver- schwenkungen der Düse 34 die Beaufschlagung des Reglerkörpers innerhalb weiter Grenzen geändert werden kann.
Die Einrichtung gemäss Fig. 62 ist nach den gleichen Grundsätzen gebaut. Z, 2, 4, 7 ist das kommunizierende Gefäss, 5 die Zuführleitung für das Gas höherer Spannung, 8 die Zuführleitung für das Gas niederer Spannung. 20,22 ist der Schwimmer, der in der Flüssigkeit 21 schwimmt. 25 ist die Auffangkammer, 26 ihre Scheidewand, 27, 28 die zum Abführrohr 29 führenden Entnahmeleitungen,
Die Zuleitungsrohre zur Ausströmdüse 14 sind bei dieser Ausführungsform an oder in Teilen des Schwimmers verlegt. Zu diesem Zwecke sind-in den Schwimmerkörpern 20 oben offene Röhren 40 eingesetzt, die in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise zwischen den Schienen 22' des Schwimmerarmes 22 verlaufen.
Die Röhren 40 sind durch ein Gabelstück 41 miteinander verbunden, an das ein mit einem auf und ab steigenden Ast 42, 43 versehenes Rohr angesetzt ist. In dem untersten Ende des absteigenden Astes 43 ist die nach aufwärts gekrümmte Ausströmdüse 14 vorgesehen. Die Höhe der. Rohräste 42, 43 ist so bemessen, dass ihr Scheitel 50 über dem oberen Spiegel C-C der Flüssigkeitssäule h zu liegen kommt.
Die Reglervorrichtung für die Einstellung und zusätzliche Regelung der Niveaulage der Ausströmdüse 14 ist bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel mechanisch ausgeführt.
Sie besteht aus einer auf die Anschläge 55 einwirkenden Druckhebelvorrichtung, die beispiels- weise aus einer das Gestänge 31 mit Spiel umfassenden Gabel 56, einem um die Achse 57 schwingenden Hebel 58 besteht, an dessen Arm 59 das Gestänge 37 zum Verschwenken der Hebelvorrichtung angreift. Der Reglerkörper 30 ist durch ein Gestänge 31 mit dem Arm 22 des Schwimmers gekuppelt.
Beim Einlassen von Gas höherer Spannung in das Rohr 5 stellt sich die Flüssigkeit 21
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nahezu reibungsloser Gleichdruckrichter geschaffen, der sowohl für stabile als auch mobile Anlagen auf ausserordentlich einfache Weise das Gleichrichten verschiedener Drücke von Gasen gewährleistet.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Verfahren zum Gleichrichten der'Drücke von Gasen verschiedener Spannung, insbesondere bei der Erzeugung von Betriebsgasen für Verbrennungskraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass in einem mit Flüssigkeit gefüllten kommunizierenden Gefäss (2, 7) durch den Überdruck des Gases höherer Spannung gegenüber dem Gase niederer Spannung eine Flüssigkeitssäule (h) erzeugt wird, durch die das Gas höherer Spannung unter Vernichtung seines Überdruckes derart durchgeleitet wird, dass es über der Flüssigkeitssäule mit dei Spannung des Gases niederen Druckes aufgefangen werden kann.