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Selbsttätige Regelungsvorrichtung für den Druck von Gasen und Flüssigkeiten.
Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Regelungsvorrichtung für den Druck von Gasen und Flüssigkeiten, und zwar sowohl für die Feinregelung kleiner Mengen für Untersuchungzwecke, als auch gerade für die Regelung grosser Gasmengen in technischen Betrieben.
Bei der selbsttätigen Regelung von Gasdrücken hat man für den Fall der Feinregelung kleiner Gasmengen, wie sie in chemischen Laboratorien und bei der Photometrie von Gasflammen gebraucht werden, ganz einfache Druckregler benutzt. Diese bestehen meistens aus einem Gefässe, das mit Wasser gefüllt ist und in dem eine Tauchglocke mit Kegelventil schwingt, die je nach dem herrschenden Druck mehr oder weniger Auftrieb hat und mit Hilfe des Ventils den Durchgang mehr oder weniger stark drosselt. So einfach diese Druckregler sind, haften ihnen doch erhebliche Mängel an, so z. B. können sie nur verhältnismässig kleine Druckschwankungen ausgleichen, unter der Voraussetzung, dass der Gasdruck immer zu einem bestimmten Mittelwert zurückkehrt. Dies ist aber z.
B. bei dem Zechengas sehr selten der Fall, wo sich die unangenehme Einwirkung der erheblichen und dauernden Druckschwankungen besonders geltend macht.
Ein weiterer Übelstand solcher Druckschwankungen ist noch der, dass sie vom spezifischen Gewicht des Gases, das fortwährend wechselt, abhängig sind. Wird an Stelle der Tauchglocke eine Membran verwendet, so ist dadurch ein grundsätzlicher Unterschied nicht bedingt.
Werden solche Regler für technische Gasmengen benutzt, so erhalten in Rücksicht auf die weitaus grösseren Mengen die Absperrvorrichtungen Abmessungen und Gewichte, die zu ihrer Betätigung die Anwendung sehr grosser Glocken und Membranen erforderlich machten.
Damit kommen in die Regelvorrichtung Massen hinein, die durch ihre Trägheit die Empfindlichkeit stark beeinträchtigen und ausserdem durch Massenrückwirkung ein Über-und Unterregeln der Vorrichtung bewirken, so sogar durch Resonanz zur Vergrösserung der ursprünglichen Schwingungen führen können. Man hat versucht, in solchen Fällen die zur Regelung nötige Arbeit nicht durch das Gas selbst, sondern durch einen Motor leisten zu lassen. Hier beeinflusst der Gasdruck die Laufrichtung des Motors mittels elektrischer oder bei gleichbleibender Motordrehrichtung mittels mechanischer Umschaltvonichtung mit Wendegetriebe.
Dabei tritt nun aber eine den erwähnten Massenrückwirkungen ganz entsprechende Erscheinung auf in Gestalt der hohen Anlaufstromstärke eines solchen Motors, wodurch nicht nur eine Verzögerung bedingt ist, sondern auch die kontaktgebenden Teile mit hoher Stromstärke belastet werden. Bei der ständigen Wiederholung der Kontaktgabe zur Ein-und Ausschaltung des Motors bei hoher Stromstärke tritt eine starke Funkenbildung ein. Dabei ist noch zu bedenken, dass die Kontakt-
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Gegeneinanderpressung der Kontakte erfolgt, so dass die regelrechte Kontaktgabe durch die grossen Übergangswiderstände beeinträchtigt wird.
Die Erfindung folgt dem Leitgedanken, diese die Grundlagen für eine Nacheilung und damit ein Unter-und Überregeln mit all ihren Nachteilen bildende Verzögerungserscheinung auszuschliessen, indem die Regelung nicht aus dem Zustande der Ruhe in den der Bewegung vorgenommen wird, sondern indem schon von dem Zustande der Bewegung ausgegangen und die Regelung nur von Änderungen dieses Bewegungszustandes abgeleitet wird. Diese Massnahme gründet sich auf die Erkenntnis, dass hier alle Teile schon in der Bewegung sind, so dass sich
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Änderungen viel leichter vollziehen lassen, als der Übgang von der Ruhelage in die der Be, % gun'-, und umgekehrt.
Hierbei spielt sowohl die weitaus geringere Reibungsziffer der Bewegung gegenüber der der Ruhe, als auch die weitaus geringere Änderung der elektrischen Verhältnisse gegenüber dem Anlaufstrombedarf eine wesentliche Rolle.
Um dies zu ermöglichen, wird die Drosselung des Gas-oder Flüssigkeitsstromeb durch ein Laufwerk bewirkt, das selbst wieder direkt oder indirekt von dem Gas und Flüssigkeitsstrom in seiner Drehgeschwindigkeit abhängig gemacht worden ist. Die besondere Ausführung dieses Gedankens kennzeichnet sich dadurch, dass zunächst zwei Laufwerke verwendet werden, von denen das eine ständig umläuft, während das andere von dem zu drosselnden Gasstrom in seiner Geschwindigkeit verändert wird. Durch die Verdrehung dieser beiden Laufwerke gegeneinander, d. h. ihre Relativbewegung wird der Drosselquerschnitt für das Gas dermassen verändert, dass er bei schnellerem Gang des zweiten Laufwerkes verkleinert, bei langsameren Gang vergrössert wird.
Das eine in ständiger Bewegung befindliche Laufwerk ist dabei beliebiger Natur, kann
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flussten Stellvorrichtung entsprechend gesteuert wird. Ebenso kann die Veränderung des Drosselquerschnittes selbst direkt oder indirekt erfolgen ; direkt, indem zwei scheibenartig gegeneinander oder rohrförmig ineinander angeordnete, mit entsprechenden Durchbrechungen versehene Körper von den beiden Laufwerken gegeneinander verdreht oder verschoben werden ; indirekt, indem die beiden Laufwerke ein Differentialgetriebe antreiben, wobei'durch die algebraische Summe der Bewegungen eine Verstellung der Drosselvorrichtung in der festen Rohrleitung im einen oder anderen Sinne bewirkt wird.
Eine derartige Einrichtung zeichnet sich dabei infolge des Fehlens grösserer Massen einerseits und der oben schon erwähnten Vorzüge der Ableitung des Regelvorganges von einer Änderung des Bewegungszustandes, andrerseits durch sehr grosse Feinfühligkeit aus, ohne dabei aber in bezug auf Betriebsstörungen empfindlich zu sein. Bei der Feinregelung kleiner Gasmengen für Untersuchungszwecke spielt auch die Unmittelbarkeit der Veränderung des Drosselquerschnittes eine grosse Rolle, während bei Regelung grosser technischer Gasmengen wiederum eine beträchtliche Verstelleistung erzielt werden kann, ohne dass für die Steigerung selbst eine erhebliche Arbeitsleistung aufgewendet werden braucht.
Die bei den bisherigen Einrichtungen mit Motorantrieb verwendeten empfindlichen Zwischenrelais werden hier völlig vermieden, da die beiden gegeneinander verstellten Laufwerke selbst die Arbeit eines solchen Relais übernehmen.
In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen Fig. i und 2 in teilweise geschnittenem Aufriss und in einem Querschnitt gewissermassen die Urform der Erfindung, wie sie auch ohne weiteres für Untersuchungzwecke Anwendung finden kann. Die Fig. 3 zeigt im Längsschnitt eine Abänderung der Verstellung der Drosselöffnung. Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen im Längsschnitt, Querschnitt und in einem Aufriss eine Weiterbildung dieses ursprünglichen Gedankens. Die Fig. 7, 8 und 9 stellen im Querschnitt und zwei Längsschnitten eine Ausführungsform, wie sie gerade für die Regelung technischer Gasmengen vornehmlich in Frage kommt, dar. In der Fig. 10 ist eine besonders zweckmässige Ausbildung der Schwimmersteuerung im Aufriss wiedergegeben. Fig.
II zeigt in schematischer Darstellung die Verwendung der Einrichtung zur Regelung der Gasabsaugung von Koksöfen u. dgl.
Bei der in Fig. i und 2 dargestellten Ausführungsform handelt es sich um den einfachsten Fall, bei dem z. B. das eine Laufwerk als Uhrwerk ausgebildet ist, während das andere eine Gasuhr oder ein sonst vom Gasstrom direkt beeinflusstes Laufwerk darstellt. Die Veränderung des Drosselquerschnittes erfolgt dabei ebenfalls direkt : In dem Zylinder 10 sind die Kolben 11 und 12 mit ihren Wellen 13 und 14 leicht drehbar angeordnet. In diesen Kolben sind zwei Schlitze 15 und 16 (vgl. besonders Fig. 2) ausgespart, die in der Ruhelage mit der ganzen Öffnung übereinander stehen. Die Welle 14 ist mit einem Uhrwerk 1, o. dgl. gekuppelt und erhält von diesem eine ganz bestimmte Drehgeschwindigkeit.
Die Welle 13 und damit der Kolben 11 wird durch den damit zu regelnden Gas-oder Flüssigkeitsstrom angetrieben, indem sie mit dem dadurch beeinflussten Laufwerk gekuppelt sind, wodurch der Kolben 11 ebenfalls in Drehung versetzt wird. Durch Verwendung eines Gasmessers o. dgl. wird die Drehgeschwindigkeit abhängig von der durchströmenden Gasmenge, womit eine genaue Messung erzielt wird und besonders der Einfluss des spezifischen Gewichtes ausgeschaltet wird.
Das Gas tritt bei 18 in die Uhr 19 ein und von da, wie aus Fig. i ersichtlich, vor den Kolben 11. Um bei 20 wieder austreten zu können, muss der Gasstrom die in dem Kolben be. befindlichen Schlitze15 und 16 durchströmen. Es sei davon ausgegangen, dass die von dem Gasstrom der Gasuhr 19 erteilte Geschwindigkeit mit der des Laufwerkes 17 übereinstimmt. In
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Schlitze auch bei ihrer Bewegung genau übereinander stehen bleiben. Sobald sich aber der Gasdruck und damit die Drehgeschwindigkeit der Gasuhr 19 vergrössert, sucht der Kolben 11 vorzueilen und schliesst damit einen Teil der Durchtrittsöffnung ab. Dies dauert so lange, bis die Drehgeschwindigkeit der Gasuhr 19 wieder mit der des Triebwerkes 17 übereinstimmt.
War z. B. in der Anfangsstellung der Gasdruck sehr niedrig, so war infolgedessen die Verschiebung der beiden Kolben derart, dass die Schlitze mit ihrer vollen Öffnung aufeinanderstanden. Mit ständig wachsender Druckerhöhung verengt sich dem gemäss die : Schlitzöffnung infolge Voreilung der Gasuhr immer mehr. Infolgedessen läuft die Gasuhr ständig langsamer, bis der Ruhezustand wieder erreicht ist, d. h. bis der Gasstrom so weit gedrosselt ist, dass er der Gasuhr noch eine Drehgeschwindigkeit. zu-verleihen vermag, die mit der des Steuerkolbens 12 übereinstimmt.
Es ist ganz klar, dass bei dieser Vorrichtung nur eine ganz bestimmte Gasmenge, die unabhängig von der Drehgeschwindigkeit des Steuerkolbens 11 ist, durchgelassen wird ; für photometrische Zwecke genügt dies vollauf. Für den Gebrauch in Laboratorien ist es aber erwünscht, eine beliebige Gasmenge einstellen zu können. Zu diesem Zwecke verändert man die Umdrehungszahl des Triebwerkes 17. Es wird dann entsprechend der etwas grösseren Dreh-
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einzustellende niedrigste stündliche Gasmenge etwa 20 l beträgt. Bei dieser Gasgeschwindigkeit wird sich die Gasuhr sehr langsam drehen.
Wenn nun das Uhrwerk ebenfalls auf diese Drehgeschwindigkeit eingestellt ist und damit die Schlitzöffnungen in den beiden Kolben mit ihrer vollen Öffnung übereinanderstehen, so ist der durchgehende Gasstrom für den Augenblick ganz erheblich grösser als 20 l ; infolgedessen treibt er die Gasuhr mit einer grösseren Drehgeschwindigkeit als der des Uhrwerkes an. Das hat zur Folge, dass der Kolben 11 voreilt und damit eine Querschnittsverringerung vornimmt. Der Gasstrom wird nun kleiner und kleiner, bis er so weit abgedrosselt ist, dass die Gasuhr mit 20 Stundenlitern läuft, d. h. bis die Gasuhr die Drehgeschwindigkeit des Uhrwerkes hat ; will man eine grössere Gasmenge haben, so stellt man die Übersetzung des Uhrwerkes entsprechend ein, womit die Achse des Steuerkolbens 12 eine grössere Geschwindigkeit erhält.
Da aber bis jetzt die Gasuhr eine Drehgeschwindigkeit hat, die 20 Stundenlitern entspricht, so eilt der Steuerkolben 12 vor, bzw. der Kolben 11 bleibt zurück ; dadurch wird der Querschnitt vergrössert, bis der Gasstrom so gross wird, dass die Drehgeschwindigkeit der Gasuhr wiederum mit der des Uhrwerkes übereinstimmt. Anstatt die Übersetzung an dem Uhrwerk zu verändern, kann dies natürlich auch umgekehrt bei der Gasuhr gemacht werden.
Ebenso kann die Ausgestaltung des Reglers natürlich mancherlei Änderungen erfahren : Anstatt die beiden Kolben gegeneinander zu setzen, kann man sie auch schieberförmig ineinander anordnen. Auch ist die Verwendung eines Kegelventils, das durch Übertragung der Drehbewegung mehr oder minder geschlossen wird, angängig. Eine solche Ausführungsform ist in Fig. 3 im Querschnitt dargestellt. Das Gehäuse 10 ist hier durch eine Mittelwand 21 in zwei Teile geteilt, in die die Gasanschlüsse 18 und 20 münden. Auf der von dem einen Laufwerk angetriebenen Welle 13 bewegt sich der Kegel 22 in der Bohrung der Zwischenwand 21, und zwar wird dieser Kegel 22 von der Welle 13 auf Drehung mitgenommen, während er dagegen längsverschieblich ist.
Es wird dies dadurch ermöglicht, dass der Kegel 22 mit einem Schlitz 23 über einen Stift 24 auf der Welle 13 greift. Das Ende der Welle. 14 trägt ein Gewindet, das mit einem entsprechenden
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Bei der beschriebenen Einrichtung kommt nur die sehr geringe Lagerreibung des kleinen Kolbens 11 in Frage, und da dieser mit der Welle des Gasmessers indirekt gekuppelt ist, hat der Gasmesser nur eine äusserst geringe, praktisch zu vernachlässigende Kraft zur Drehung des kleinen Kolbens abzugeben.
Wichtig ist, dass derselbe Gas-oder Flüssigkeitsstrom, der zwecks Regelung des endgültigen Druckes mehr oder weniger stark gedrosselt wird, auch gleichzeitig direkt oder indirekt
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den Geschwindigkeitszustand des einen, diese Drosselung vermittelnden Laufwerkes beeinflusstAuf diese Weise wird beim Voreilen dieses Laufwerkes unter einem stärkeren Druck des Gas-
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deren leichtes Spiel irgendwie beeinflussenden Rückdrücke. Man kann sich diesen physikalischmechanischen Vorgang wie folgt vorstellen :
Das von dem Gas-oder Flüssigkeitsstrom angetriebene Laufwerk arbeitet bezüglich der vor und hinter ihm herrschenden Drücke immer in einem gewissen Beharrrungszustand, der einer bestimmten Geschwindigkeit entspricht. Ändert sich der Druck vor dem Laufwerk, so wird mit einer geringen Geschwindigkeitsänderung des Laufwerkes auch der Druck hinter dem Laufwerk dermassen verändert, dass sich wieder ein neuer Beharrungszustand, der einer Versetzung des Laufwerkes um einen bestimmten Drehwinkel gegenüber dem Anfangszustand entspricht.
Bei der in den Fig. 4, 5 und 6 dargestellten Ausfürhungsform ist einmal das eine stetig gleichförmig umlaufende Laufwerk durch einen Elektromotor ersetzt, während gegenüber dem eben beschriebenen Fall die grundsätzliche Abweichung vorhanden ist, dass jetzt das zweite Laufwerk nicht mehr direkt von dem Gasstrom beeinflusst wird, sondern nur noch indirekt.
Dagegen ist die direkte Einregelung des Drosselungsquerschnittes durch die Versetzung der beiden Laufwerke gegeneinander noch beibehalten. Hier ist die Welle 15 mit dem Elektromotor 27 verbunden und läuft dauernd mit gleicher Geschwindigkeit. Die Welle 13 ist mit dem Elektromotor 26 gekuppelt, dessen Umdrehungszahl durch die in Fig. 6 gezeichnete Kontakteinrichtung verändert werden kann. An dem Schwimmer 28 ist das Isolierstück 29 befestigt, das die Feder 30 und ferner den Kontakt 31 trägt. Oberhalb der Feder 30 befindet sich ein Kontakt das die Feder 30 und ferner den Kontakt 31 trägt. Oberhalb der Feder 30 befindet sich ein Kontakt 32, unterhalb der Feder 30 ist ein Anschlag 33 befestigt.
Die Kontakte 32, 30 und 31 stehen durch die Widerstände 34, 35, 36 mit den Rotorklemmen 37, 38, 39 des mit Schleifringanker versehenen Drehstrommotors 26 in Verbindung. In der gezeichneten Stellung der Fig. i ist ein bestimmter Widerstand in den Rotorstromkreis eingeschaltet, so dass der Drehstrommotor mit etwas geringerer Umdrehungszahl als normal läuft. Der Elektromotor 26 ist durch Vorschaltwiderstände dieser geringen Umdrehungszahl angepasst, so dass also die beiden Elektromotoren 26 und 27 bei dieser Schwimmerstellung mit genau gleicher Winkelgeschwindigkeit laufen. Damit bleibt der freie Querschnitt der durch die Kolben 11 und 12 gehenden Schlitze unverändert, Durch das Rohr 40 steht der Schwimmer mit der Hauptrohrleitung in Verbindung.
In der gezeichneten Ruhestellung des Schwimmers entspricht der Auftrieb dem Gewicht des Schwimmers.
Steigt der Druck und wird dadurch der Auftrieb grösser, so kommt die Feder 30 mit dem Kontakt 32 in Berührung und schliesst dadurch den Widerstand 34 kurz, womit die Umdrehungzahl des Motors 26 ein wenig steigt. Das hat zur Folge, dass der Kolben 11 ein wenig voreilt und so den Querschnitt der Schlitzöffnungen verengt. Dieser Vorgang dauert so lange, bis der Ausgleich zwischen Schwimmergewicht und Auftrieb wieder erreicht ist. Fällt umgekehrt der Gasdruck und sinkt demgemäss der Schwimmer, so legt sich die Feder 30 gegen den Anschlag 33, wodurch eine Kontaktunterbrechung zwischen 30 und 31 herbeigeführt wird. Infolgedessen wird der Widerstand 36 ausgeschaltet, wodurch sich die Umdrehungszahl des Motors 26 verlangsamt.
Infolgedessen eilt der Kolben 11 nach und der Querschnitt der Kolbenöffnungen vergrössert sich wieder.
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zahl genügt, um den Gasstrom zu beeinflussen. Infolgedessen ist die Spannung, die zwischen den Kontakten 30, 32 und 31 bei Unterbrechung herrscht, äusserst gering, besonders weil der Motor durch diese Kontaktunterbrechung nicht etwa ein-und ausgeschaltet, sondern lediglich in seiner Umdrehungszahl beeinflusst wird. Es ist wichtig, dass hier also nicht wie früher Stromkreise geöffnet und geschlossen, sondern nur in ihrem Widerstand verändert werden.
Durch diese Anordnung wird einmal erreicht, dass die Regelung an sich sehr feinfühlig ist, da ein sehr kleiner Schwimmer verwendet werden kann, und infolge des äusserst geringen Strom- überganges eine einwandfreie, dauernd gute Kontaktgebung besteht. Die Anlaufstromstärke die sich bei anderen Reglern überaus störend bemerkbar macht und ein ruckartiges Anspringen des Motors hervorruft, ist hier völlig ausgeschaltet, da nur ein dauernd ruhiges Durchlaufen . der beiden'Motoren notwendig ist.
Die in den Fig. 7,8 und 9 dargestellte Ausführungsform zeigt ausser der indirekten Beein- flussung des einen Laufwerkes durch den zu regelnden Gasstrom auch noch die indirekte Ver- stellung der Drosselöffnung selbst. Eine solche Einrichtung empfiehlt sich besonders für den
Bau grosser Gasdruckregler, weil sich hier direkt von den Laufwerken gesteuerte Querschnitte von den erforderlich grossen Abmessungen praktisch nicht mehr gut durchbilden lassen.
Es muss deshalb eine besondere, in der festen Rohrleitung eingebaute Drosselvorrichtung, z. B. in Gestalt eines normalen Schiebers, benutzt werden. Dieser Schieber wird nun in der folgenden Weise bewegt : Die beiden, zur Regelung dienenden Elektromotoren 27 und 26 sind
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mit ihren Wellenenden 13 und 14 und durch die Kupplung 41 mit einem Differentialgetriebe verbunden. Die Fig. 7 und 8 zeigen die bekannte Einrichtung eines Differentialgetriebes. Auf den beiden Motorachsen sitzen die Differentialräder 44, die mit zwei, um ihre radial stehenden Achsen drehbaren Planetenräder 45 und 46 in Eingriff stehen. Die Drehzapfen der Planetenräder sind in dem Kegelrade 47 gelagert, das mit einem weiteren Kegelrade 48 in Eingriff steht, duch das die Welle 49 angetrieben wird.
Indem die beiden Motore 26 und 2 ?' in entgegengesetzter Richtung laufen, kommt der bekannte Vorgang zustande, dass bei gleicher Geschwindigkeit beider Motoren das Kegelrad 47 stehen bleibt, während bei kleinerer oder grösserer Winkelgeschwindigkeit einer der beiden Elektromotoren das Kegelrad 47 und damit die Achse 10 nach rechts oder links in Umdrehung gesetzt wird. Das langsamere und das schnellere Laufen einer der Eelektromotoren wird durch eine Kontakteinrichtung an dem Schwimmer 28, der in dem Topf 42 freischwebend aufgehängt ist, erreicht (Fig. 9). Der Schwimmer steht unter dem Einfluss des Druckrohres 40, das hinter dem in Fig. 7 dargestellten Rohrschieber 50 an die zu regelnde Gasleitung angeschlossen ist. Die Leitung 43 geht zum Schleifringanker des Drehmotors 26.
Beim Steigen des Gasdruckes schliesst die an dem Isolierstück 29 (Fig. 9) angebrachte Kontaktzunge 30 durch Berührung des Kontaktes 32 den Widerstand 34 kurz, wodurch der Motor 27 voreilt und dadurch eine entsprechende Drehung des Kegelrades 47 hervorruft. Wenn der Gasdruck sinkt und die Kontaktzunge 30 den Anschlag 33 berührt, wird der Kontakt 31 geöffnet und der parallel zum Widerstand 35 gelegte Zusatzwiderstand 36 abgeschaltet, so dass der Motor 27 langsamer läuft und eine Drehung des Kegelrades 47 in entgegengesetzter Richtung vervorruft. Durch den beschriebenen Vorgang wird die Achse 10 und damit der durch Kette o. dgl. mit dem Kettenrade 7 verbundene Rohrschieber 50 (oder Drosselklappe) entsprechend verstellt. Um einen bestimmten Gasdruck herzustellen, wird der Schwimmer 28 entsprechend belastet.
In der Praxis muss mit einem derartigen Sinken des Gasdruckes gerechnet werden, dass der Regler den Rohrschieber ganz öffnet ; es muss deshalb noch Vorkehrung getroffen werden, dass sich in diesem Falle bei ganz geöffnetem Schieber die Vorrichtung nicht festklemmt. Ferner ist es möglich, dass durch eine Betriebsstörung der Gasdruck überhaupt ganz ausbleibt, so dass bei Wiederanlieferung von Gas dieses infolge des ganz geöffneten Schiebers wieder zu den Ver- brauchsstellen treten kann ; hiermit können unter Umständen, wie die Erfahrunegezeigt hat, Explosionen veranlasst werden. Um dies zu verhüten, soll der neue Regler auch noch die Aufgabe erfüllen, beim Ausbleiben des Gases die Rohrleitung völlig abzusperren und sich selbst so still zu setzen, dass er erst durch Eingriff von Hand wieder in Betrieb gesetzt werden kann.
Diese Arbeitsweise wird wie folgt verwirklicht : Auf die Achse 49 ist ein kurzes Gewindestück 52 aufgesetzt, das die gegen Verdrehung gesicherte Hülse 53 nach beiden Richtungen hin verschieben kann. Mit sinkendem Gasdruck fällt der Schwimmer 28 (Fig. 9) und bei Erreichung des Anschlages 33 wird der Kontakt 31 geöffnet, so. dass der Motor langsamer läuft.
Hierdurch wird wie bereits beschrieben, das Kegelrad 47 und damit die Achse 13 in Umdrehung versetzt und so der Rohrschieber 1 entsprechend weiter geöffnet. Gleichzeitig mit der Umdrehung der Achse 49 wird die Hülse 53 nach aussen geschoben und falls der Gasdruck noch weiter fällt, so dass der Schieber ganz bis zur Endstelle geöffnet wird, drückt die Hülse 53 gegen das Ketten- rad 51.
Dieses Kettenrad ist lose auf die Achse 49 gesetzt und wird von der Druckfeder 54 mit einem in der Nabe vorgesehenen Schlitz in Eingriff mit dem die Achse 49 durchsetzenden
Stift 55 gehalten und auf diese Weise auf Drehung mitgenommen. Wird der Rohr schieber bis zu seiner Endstellung geöffnet, so wird die Hülse 53 immer mehr nach aussen geschoben und drückt schliesslich gegen das Kettenrad 51, wodurch der Stift ausser Eingriff mit dem Schlitz in der Nabe gelangt, so dass das Kettenrad 51 stehen bleibt.
Falls beider beschriebenen Schieberstellung das Gas ganz ausbleiben sollte, so würde bei erneuter Gasanlieferung der Schieber unzulässigerweise ganz geöffnet sein. Um den Rohrschieber bei gänzlichem Ausbleiben des Gases auch vollständig zu schliessen, ist ein zweiter Schwimmer 56 (Fig. 9) vorgesehen, der ebenfalls in einem Topf 57 freischwebend angeordnet ist. Dieser
Schwimmer steht unter dem Einfluss des Druckrohres 58, das im Gegensatz zu dem Rohr 40 vor dem Rohrschieber 50 in die Hauptgasleitung mündet. Dieser Schwimmer trägt eine Kontakt- schiene 59. Bei gänzlichem Ausbleiben des Gases fällt der Schwimmer 56 herab und berührt dabei mit der Kontaktschiene 59 die beiden Kontakte 60 und 61, wodurch die Widerstände 34 und 35 kurz geschlössen werden.
Dies veranlasst ein erheblich schnelleres Laufen des Motors 27, wodurch eine entgegengesetzte Drehung der Achse 49 herbeigeführt wird. Jetzt wird auch die
Hülse 53 wieder zurückgezogen, das Kettenrad 51 gelangt unter der Wirkung der Feder 54 wieder in Eingriff und schliesst nunmehr den Rohrschieber.
Gelangt der Rohrschieber in seine andere Endstellung, die der vollständig geschlossenen
Rohrleitung entspricht, so drückt die Stellschraube 62 gegen Hebel 63. Dieser hält den durch eine Zugfeder 64 beeinflussten Schalter 65 mit der Nase 66 fest. Sobald die Stellschraube 62 gegen den Hebel 63 drückt, zieht die Feder 64 den Schalter 65 heraus, wodurch die Zuleitung
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zu beiden Motoren abgeschaltet wird. Der Regler steht jetzt still und kann erst wieder in Betrieb genommen werden, wenn von Hand der Schalter 65 eingeschaltet wird : damit ist die oben gestellte besondere Aufgabe erfüllt.
Für die Praxis hat sich noch eine Weiterbildung als sehr zweckmässig erwiesen: Bei
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eine Motor mit Hilfe des feststehenden Differentialgetriebes den anderen Motor verdreht, weil eine Bewegung nur durch Drehung der Schneckenradübersetzung von der Seite des zugehörigen Motors aus erfolgen kann.
Auch eine zweite Ausgestaltung hat sich für die Praxis als zweckmässig erwiesen. nämlich die Anbringung einer'Dämpfung für die eigentliche Kontaktvorrichtung. Es kann dies z. B. in der Weise gemacht werden, dass die ganzen Kontakte an einem wagebalkenartigen Hebel angebracht werden, der auf der einen Seite unter der Einwirkung des Schwimmers : M. teht. am anderen Ende mit einem zweiten ähnlichen Schwimmer verbunden ist. dessen Gas", \um eine nach aussen führende Leitung besitzt, in die ein Drosselhahn eingeschaltet ist. Je nachdem dieser
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anordnet, deren Bremszaun oder Bremsbacken durch einen Elektromagneten so lange abgehoben werden, als Strom vorhanden ist.
In dem Augenblick, wo der Strom ausbleibt, gelangt die Bremse zur Wirkung, wobei unter dem Nachlauf des anderen, unbebremsten Motors eine Bewegung des Differentialgetriebes veranlasst wird. Je nachdem man nun den einen oder den anderen der beiden Elektromotoren auf diese Weise abbremst, erzielt man ein Schliessen oder ein Öffnen der Abschlussvorrichtung (Schwimmer, Drosselklappe).
Auch für die eigentliche Steuervorrichtung ergeben sich noch einige praktische Verbesserungen : Um die Einrichtung auf verschiedene sollmässige Gasdrücke einstellen zu können, kommt in erster Linie eine Belastung der Schwimmerglocke mit verschiedenen Gewichten in Frage. Da jedoch damit infolge der Massenträgheit die Feinfühligkeit leidet, so empfiehlt es sich, zunächst die Gewichtsbelastung durch eine Federbelastung zu ersetzen, die gemäss dem zu erzielenden sollmässigen Gasdruck entsprechend eingestellt werden kann. Dank der praktisch verschwindenden Massenrückwirkung einer solchen Feder wird dann die Feinfühligkeit nicht beeinträchtigt.
Ganz besonders empfiehlt sich aber für diesen Zweck die in Fig. 10 dargestellte besondere
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Schwimmer 67 verwendet, der sich in dem Gefäss 42 auf und ab bewegt und der mittels Gewindes 68 derart mit dem Kontakthebel 69 verbunden ist, dass seine relative Lage dazu verändert werden kann. Das Gefäss 42 steht durch eine Leitung 70 mit einem zweiten geschlossenen Gefäss 71 in Verbindung, das durch Leitung 40 unter den Druck des Gases gesetzt wird. Die beiden Gefässe 42
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Es ergibt sich auch übrigens hier rückwirkend eine lehrreiche Feststellung, insofern als auch die in Fig. 3 gekennzeichnete Einrichtung ein echtes Differentialwerk darstellt. Indem nämlich die Gewindepaarung 22, 25 von dem einen Laufwerk (Motor) zu-, von dem anderen
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man auch entsprechend der Einrichtung nach den Fig. 7 und 8 durch eine geeignete Hebelverbindung, dann eine besondere, an der festen Gasleitung angebrachte Abschlussvorrichtung steuern.
Es hat sich auch in der Praxis herausgestellt, dass bei Verwendung zweier Elektromotoren 26, 27 es zweckmässig ist, nicht den einen dauernd umlaufen zu lassen und nur den anderen zu regeln, sondern beide zu steuern : Indem nämlich die beiden Motoren 26 und 27 entgegengesetzt zueinander beeinflusst werden, d. h. der eine zum schnelleren, der andere zum
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langsameren Laufen veranlasst wird, erhält man für dieselbe Geschwindigkeitsänderung den doppelten nutzbaren Ausschlag.
Bei der in Fig. 11 dargestellten Einrichtung steuert sich der Gas-oder Flüssigkeitsstrom nicht, wie dies bisher der Fall war, gewissermassen selbst, sondern beeinflusst die Energiezufuhr zu der Antriebsmaschine des Gassaugers. Es wird damit unter Wahrung aller Vorzüge der gekennzeichneten Einrichtung eine Feinregelung der Absaugung der Gase erzielt, wie dies z. B. für Koksofenbatterien von grösster Bedeutung ist, wo man in dem Gassammelrohr oder der sogenannten Vorlage nach Möglichkeit einen bestimmten Druck innezuhalten sucht.
Die die Gase eines Koksofens o. dgl. sammelnde Vorlage 72 steht durch Rohrleitung 73 mit dem Gassauger 74 in Verbindung, der das Gas durch Leitung 75 den Verbrauchsstellen zudrückt. Durch die Verbindungsleitung 40 wirkt der Gasdruck in der Vorlage 72 auf den Schwimmer 28 ein, der die Kontakte 32 und 33 des Motors 27 steuert, wodurch dieser in seinem Widerstand und damit seiner Geschwindigkeit beeinflusst wird. Durch den Motor 27 wird eine sich in dem Gehäuse 10 kolbenartig führende Scheibe 12 gedreht, die an einer zweiten entsprechenden Scheibe 11 anliegt. Letztere erhält ihren Antrieb durth den ständig mit gleicher Geschwindigkeit umlaufenden oder entgegengesetzt zu 27 gesteuerten Motor 26. Damit gelangen die in den Kolbenscheiben 11 und 12 vorgesehenen Durchbrechungen 15 und 16 mehr oder minder zur Übereinstimmung.
Dann wird der aus dem Kessel 76 dem Anschluss 77 des Gehäuses 10 zuzugeführte und durch Leitung 20 wieder austretende Dampf mehr oder weniger gedrosselt und auf diese Weise die Antriebsmaschine 78 des Gassaugers entsprechend beaufschlagt.
Unter dieser Drosselung läuft die Maschine 78 schneller oder langsamer, so dass eine gesetzmässige Abhängigkeit in der Gasförderung von dem Druck geschaffen ist. Da die aus dem Gassauger 74 und der Antriebsmaschine 78 bestehende Maschineneinheit lediglich als eine weitere Hilfsvorrichtung zur Regelung des Gasdruckes anzusehen ist, so stellt sich die Einrichtung nach Fig. 11 lediglich als ein weiterer Fall der indirekten Steuerung dar. Die hier zugrundegelegte Anlage dient aber lediglich als Beispiel, da der gleiche Gedanke auch noch in anderer Form durchgeführt werden kann, z. B. für elektrischen Antrieb der Gassauger oder einen solchen durch Turbinen.
Im praktischen Betriebe liegt oft die Aufgabe vor, dass verschiedene Regler, die in einem gemeinsamen Rohrnetz zusammen arbeiten, so eingestellt werden, dass zunächst die betriebswichtigsten Verbrauchsstellen einen bestimmten Gasdruck erhalten ; erst wenn dieser gesichert ist, öffnet der nächste Regler eine zweite Verbrauchsstelle und, falls der Druck gross genug ist, der dritte Regler eine weitere solche. Umgekehrt muss dann der dritte Regler zuerst die Abschlussvorrichtung schliessen, wenn der Solldruck unterschritten ist, während bei weiterem Fallen des Druckes auch der zweite Regler abschliesst. Dieses nacheinander erfolgende Einschalten wird durch einen zweiten Schwimmer, ähnlich wie in Fig. 9, dadurch bewirkt, dass diese zweiten Schwimmer, wohl am besten als Umschaltschwimmer genannt, eine verschiedene Belastung erhalten.
So könnten die verschiedenen Umschaltschwimmer derart zueinander eingestellt werden, dass der erste beispielsweise bei 30 mm Druck, der zweite bei 40, der dritte bei 50 mm Druck öffnet usw.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Druckregelvorrichtung für Gase und Flüssigkeiten, gekennzeichnet durch ein von dem zu regelnden Gas-oder Flüssigkeitsstrom direkt oder indirekt angetriebenes und durch dessen Druckschwankungen in seinem Geschwindigkeitszustand beeinflusstes Laufwerk, durch das direkt oder indirekt eine auf den Gas-oder Flüssigkeitsstrom einwirkende Drosselvorrichtung in dem Sinne verstellt wird, dass bei steigendem Anfangsdruck und damit schnellerem Gang des Laufwerkes eine stärkere Drosselung eingestellt wird und umgekehrt.