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Hohler, geschlossener Schwimmer für Einrichtungen zur Regelung flüssiger Mittel, insbesondere für Kältemaschinen.
Von Schwimmern für Einrichtungen zur Regelung flüssiger Mittel, wie solche insbesondere in Kältemaschinen verwendet werden, wird verlangt, dass sie bei einem verhältnismässig grossen Verdrängervolumen möglichst geringe Eigenmasse besitzen, damit sie auch geringen Schwankungen des Flüssigkeitsspiegels rasch und sicher folgen und nicht überregulieren. Zu diesem Behufe hat man Schwimmer nicht nur hohl, sondern mit möglichst dünner Wandung ausgeführt.
Wenn aber solche Schwimmer in einem Raum arbeiten sollen, in dem ein hoher Druck herrscht, so besteht die Gefahr, dass die Schwimmerwand infolge des äusseren Überdruckes einknickt.
Um diesem Übelstand abzuhelfen, sind Schwimmer für Dampferzeuger bereits mit einer geringen Menge Wasser gefüllt worden, so dass dem auf einen solchen Schwimmer einwirkenden Aussendruck der in seinem Inneren durch den Dampf erzeugte Innendruck das Gleichgewicht hält.
Die Erfindung gibt das Mittel an die Hand, um dasselbe bei Schwimmern zu erreichen, die zur Regelung flüssiger Mittel, insbesondere in Kältemaschinen, bestimmt sind. Darnach wird der hohle Schwimmer zum grössten Teil mit einem Gas gefüllt, dessen Druck bei abgeschlossenem Schwimmer und bei einer Temperatur von 200 C über dem Atmosphärendruck liegt und sich bei veränderlicher Temperatur im gleichen Sinn und Verhältnis ändert wie der Druck des zu regelnden Mittels. Zum Füllen des Schwimmerhohlraumes kann ein Mittel von solcher Art und in solcher Menge verwendet werden, dass es im Betrieb stets einen grösseren Druck besitzt, als das zu regelnde Mittel. Ferner kann als Füllmittel ein Gemisch von Flüssigkeit und darin absorbierbarem Gas dienen. Solche Gemische, beispielsweise Wasser und Ammoniak, lassen sich leicht einfüllen.
Ihre Druckzunahme erfolgt ähnlich wie die von gesättigtem Dampf.
Die Eigenschaften und Vorteile des Erfindungsgegenstandes sollen an Hand der Zeichnung erklärt werden. Fig. i stellt schematisch den Querschnitt durch eine Schwimmerregelungsvorrichtung, Fig. 2 das Diagramm für zwei Mittel dar, von denen das eine das zu regelnde, das andere das Füllmittel für den Schwimmerhohlraum sein kann, und umgekehrt. In Fig. i ist der Behälter 1 zum Teil mit der zu regelnden Flüssigkeit 2 angefüllt. Diese strömt durch das Rohr 3 von oben zu und durch das Rohr 4 ab. Der Eintrittsquerschnitt des Rohres 4 ist mittels des Ventils 5 derart zu regeln, dass der Flüssigkeitsspiegel im Behälter 1 sich in der Höhe A-B hält. Zu diesem Behufe ist das Ventil 5 mittels eines um die feste Achse 6 drehbaren Hebels 7 mit dem Schwimmer 8 verbunden.
Dieser besitzt eine ganz dünne Wandung und ist zum geringen Teil mit einer Hilfsflüssigkeit 9, zum grössten T*, il mit dem aus dieser Flüssigkeit entstandenen Dampf angefüllt.
Der über dem Spiegel A-B befindliche Teil des Behälters 1 ist mit dem aus der zu regelnden Flüssigkeit gebildeten Dampf erfüllt. Hätte nun dieser Dampf einen sehr hohen Überdruck gegenüber dem Innern des Schwimmers 8, so könnten dessen Wandungen unter diesem Überdruck zusammenknicken. Nach der Erfindung wählt man für die Füllung des Schwimmers 8 ein Mittel, dessen Druck bei abgeschlossenem Schwimmer und bei einer Temperatur von 200 C über dem Atmosphärendruck liegt.
In Fig. 2 sind beispielsweise die Sättigungskurven für zwei verschiedene, bei Kältemaschinen in Frage kommende Mittel dargestellt. Als Abszisse ist die Temperatur t, als Ordinate der absolute Druck p aufgetragen. Die untere Kurve ist die Sättigungskurve für schweflige Säure, die obere die Sättigungskurve für Ammoniak. Wird von diesen beiden Mitteln vorerst NH als
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1. 0 = 1. 8 Atm. Die Schwimmerwand muss so stark gewählt werden, dass sie diesem Überdruck mit hinreichender Sicherheit Stand halten kann.
Wird der Schwimmer statt mit S02 nunmehr mit NHg, also mit dem gleichen Mittel gefüllt, wie es sich im Behälter 2 befindet, und wird in
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keit nicht vollständig verdampft, dass sich also im Hohlraum stets gesättigter NH-Dampf vorfindet, so herrscht im Schwimmer der gleiche Druck wie ausserhalb und die Wandung ist vollständig entlastet. Solange im Schwimmerhohlraum flüssiges Mittel vorhanden ist, steigt dessen Druck bei zunehmender Temperatur nach der Sättigungskurve.
Würde die Temperatur noch mehr steigen und dabei im Innern alle Flüssigkeit verdampfen, während ausserhalb noch Sättigung herrscht, so würde aussen der Druck mehr ansteigen als im Innern, wo sich jetzt überhitzter XHg-Dampf befindet ; doch wäre der sich so bildende Überdruck nicht erheblich und für die Wandung nicht gefährlich, weil sie ja schon aus Werkstattrücksichten nicht allzu dünn gehalten werden darf.
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NHg beschickt, während die im Behälter 1 befindliche bzw. zu regelnde Flüssigkeit schweflige Säure ist, so herrscht beispielsweise bei einer Beharrungstemperatur von - 100 C in der Umgebung des Schwimmers ein spezifischer Druck von ra Atm. (Punkt D in Fig. 2), in dessen Hohlraum ein Druck von 2-8 Atm. (Punkt C).
Die Schwimmerwand unterliegt also einem von innen nach aussen gerichteten Druck von 1'8 Atm. In diesem dritten Fall ist, wie sich aus Fig. 2 ableiten lässt, ein innerer Überdruck auch dann noch gesichert, wenn sich die Betriebs-bzw. Beharrungstemperatur zwischen + 200 und-150 verändert.
Nun sind bekanntlich Hohlkörper gegenüber innerem Überdruck viel widerstandsfähiger als gegenüber äusserem Überdruck, und so hat man auch in diesem Falle eine grosse Betriebssicherheit für die Festigkeit der Schwimmerwand, auch
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PATENT-ANSPRÜCHE : I. Hohler, geschlossener Schwimmer für Einrichtungen zur Regelung flüssiger Mittel, insbesondere für Kältemaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmer zum grössten Teil mit einem Mittel gefüllt wird, dessen Druck bei abgeschlossenem Schwimmer und bei einer Temperatur von 200 C über dem Atmosphärendruck liegt und sich bei Temperaturänderungen