Vorrichtung zum Zumischen von Stoffen zu stromenden Medien unter Ausnutzung eines Differenzdruckes
Die. Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zumischen von Stoffen zu strömenden Medien unter Ausnutzung eines Differenz druelkes. Diese Medien sind im allgemeinen Fl ssigkeiten, und solehen strömenden Fl ssigkeiten sollen bestimmte Stoffe zugesetzt werden. Beispielsweise soll dem Gebrauchs- wasser in GÏrtnereien, landwirtschaftlichen Betrieben usw. künstlicher Dünger, Schäd lingsbekämpfungsmittel oder ähnliche Stoffe zugemiseht werden.
Gemäss der Erfindung zeichnet sich eine solehe Vorrichtung zum Zumisehen von Stoffen zu stromenden Medien unter Ausnutzung eines Differenzdruckes dadurch aus, dass ein vom Hauptstrom abgezweigter Teilsfrom einen nebengeschalteten Behälter in der Weise beeinflusst, dass das im Behälter enthaltene zuzumischende Medium in geregelter Menge in den hinter der Abzweigung des Teilstromes liegenden Abschnitt des Hauptstromes eingeleitet wird.
In der Zeichnung sind einige Ausfüh- rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes und Varianten dargestellt.
Es zeigen :
Fig. 1 das erste Beispiel,
Fig. 2 ein zugehöriges Mischventil mit einstellbarer Federspannung,
Fig. 3 einen Querschnitt III--III gemäss Fig. 2,
Fig. 4 einen Axialsehnitt durch ein eine Variante bildendes Misehventil mit einstell barer Federspanmmg,
Fig. 5 einen Schnitt durch einen Wasser zuführungsschlauch der Ausführungsform nach Fig. 1,
Fig. 6 eine Mischvorrichtung mit einem durch flaschenförmige Trennwand in zwei Kammern geteilten Behälter in Seitenansicht, teilweise im Schnitt,
Fig. 7 einen Querschnitt durch eine Mischvorriehtung mit Kolbenschiebersteuerung,
Fig.
8 einen Quersehnitt dureh eine Misch- vorrichtung mit H lsenschiebersteuerung,
Fig. 9 einen Querschnitt durch eine Mischvorrichtung mit einer Kolbenschiebersteuerung einer andern Ausf hrung,
Fig. 10 eine Ausführungsform mit mehreren Steuerorganen f r die Zumisehung mehrerer Stoffe im Schnitt.
In der Fig. 1 ist der Behälter 1 für die Aufnahme der Zumischflüssigkeit mit einer aus verformbarem Werkstoff bestehenden Trennwand 2 dargestellt, die die Zumisch- flüssigkeit, z. B. Düngerlosung, im Raum 3 von dem aus dem Gebrauchswasserstrom ab gezweigten Druekwasser im Raum 4 trennt.
Die Abzweigung des Druckwassers erfolgt im Ventil 5 (siehe Fig. 2 und 3) und wird durch das Rohr 6 den Räumen 3 bzw. 4 zugeführt.
Der Eintritt des Druckwassers in die RÏume 3 und 4 wird gesteuert durch den Schwimmer 7 ber den Hebel 8, die Stangen 9 und 10 und die am obern und untern Ende des Rohres 6 befindlichen Schieber 11 und 12 mit ihren Bohrungen 13, 16 und 18, die mit entsprechenden Öffnungen 17 im Rohr 6 bzw. mit dem Anschluss des Schlauchs 14 zur Deekung gebraeht werden.
In der Fig. 5 ist ein Schnitt durch den Sehlaueh 14 dargestellt. Der Schlauch 14 ist in seinem Innern mit einer Sehraubenfeder 19 versehen, deren Windungen eng aneinander und an der Schlauchwand liegen. Diese Feder 19 im Schlauch 14 hat die Wirkung, dass infolge der engen Schlitze zwischen den Windungen die Flüssigkeit sich über die ganze Schlauchlänge verteilt und nicht allein aus den ersten Öffnungen 15 austritt. Ferner wirkt sie als Rückstromdrossel und verhindert, dass z. B. beim Abstellen der Mischvorrichtung in umgekehrter Richtung ungelöste Salze aus dem Raum 3 in den Schlauch 14 eindringen und eine Verstopfung der Off nungen 15 hervorrufen.
Am obern Deckel 50 des Behälters 1 ist neben dem Mischventil 5 noch eine Einfüll- öffnung mit einem Verschlussdeckel 51 und ein Glasfenster 52 vorgesehen, hinter dem in einem Kä. fig 53 ein Schwimmer 54 angeord- net ist. Aus der Stellung des Schwimmers 54 ist der jeweilige Lösungsgrad der Zumisch- flüssigkeit feststellbar. Das mittlere Niveau 1' im Behälter 1 ist in Fig. 1 angedeutet.
In der Fig. 2 ist das Ventil 5 im Schnit t dargestellt. Auf den St tzen 20 ist am Behäl- terdeckel 50 das Ventilgehäuse aufgeschraubt.
Der bewegliche Ventilteil weist die Ventilplatte 22, die mit dem Ventilsitz 22'zusammenarbeitet, ferner den untern Schaft. 23 und den obern Ansatz 24 auf. Über den Ansatz greift eine im Gehäuse 25 geführte Kappe 26, die zur Aufnahme der Ventilfeder 27 dient.
Durch den Gewindeansatz 28 am Teller 29 kann die Spannung der Ventilfeder 27 ge- Ïndert werden. Am Gewindeansatz 28 ist ferner eine Skala 30 angeordnet, die zusammen mit dem obern Rand der Kappe 26 die Stellung des Federtellers 29 und da. mit die Spannung der Ventilfeder erkennen lϯt.
Bine axiale VerdrehungderKappe26 wirddurch den Querstift 31 auf den Ventilteil 22 und seinen Schaft 23 bertragen. Die Enden des Stiftes 31 gleiten in Längs sehlitzen 32 der Kappe 26, so dass eine senkrechte Bewegung des Ventils ermöglieht wird.
Ein Zeiger 33 an der Kappe 26 lϯt in Zusammenwirkung mit einer Skala auf dem Ge häusedeckel 25 die jeweilige radiale Stellung der Kappe 26 und damit des Ventils und seines Schaftes 23 erkennen. Diese Stellung ist wiehtig, da der hohle Ventilsehaft einen mindestens angenähert halbkreisförmigen Aus- schnitt 34 aufweist, der mit einem entspre- chenden Ausschnitt 35 in der Schaftführung 36 in bestimmter Beziehung steht. Die Sehaftführung 36 ist unten durch einen Pfropfen 37 abgeschlossen.
Am Ventilgehäuse 21 ist ein nicht dargestelltes Rohr befestigt, das in den Behälter f r die Zumisehflüssigkeit führt. Der Zustrom der Zumisehflüssigkeit zum Gebrauchswasser erfolgt über den Kanal 38 in eine Ringnut 39 in der Ventilsitzfläehe.
Der Hohlraum im Ventilsehaft 23 ist ber die Íffnung 40 mit dem Gebrauehswasser vor der Ventildrosselstelle verbunden.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende :
In Pfeilrichtung wird der Hauptstrom durch den Stutzen 60 zu- und den Stutzen 61 abgeleitet. Entspreehend der Durchflussmenge wird die Druckfeder 27, die den Differenzdruck zwischen der Abzweigstelle bei den Offnungen 40 und der Mündungsstelle in der Ringnut 39 des Teilstromes bestimmt, zusam mengedrüekt. Die Öffnungsweite des Ventiltellers 22 ist abhängig von der Druckfeder 27 und dem Druck im Abflussraum und dem Zuflussdruck. Die Federkraft ist so bestimmt, dass auch bei kleinsten Durchflu¯mengen der notice Differenzdruek vorhanden ist und bei grössten Durchflussmengen die maximale Íffnungsweite des Ventiltellers 22 erreicht wird.
Eine zusätzliche Einstellung der Durehfluss- menge ist mittels des Gewindeansatzes 28 erreichbar, dadurch, dass die Spannung der Feder geändert wird, ohne jedoch das Ali- schungsverhÏltnis zu beeinflussen. Mit der Abhebung-des Ventiltellers 22 erfolgt zu gleich die Steuerung des Teilstromes durch ?berschneidung der Ausschnitte 34 und 35. durch Verdrehung'des Ventilschaftes 23 mit- tels der Kappe 26 wird die Schlitzüberschnei- und und damit das Mischungsverhältnis verändert, welches auf der Skala unter dem Zeiger 33 ablesbar ist.
Der vom Hauptstrom iii) Teilstrom fliesst durch die Offnungen 40, den hohlen Ventilschaft 23 und die Schlitze 34 und 35 in das Rohr 6. Die z. B. aus gesättigter Lösung bestehende Zu- rn isehflüssigkeit tritt durch den Kanal 38 in die Ringnut 39 und von dort in den Hauptstrom ein, dem sie sich zumischt. Die Zuführung des Druckwassers wird gesteuert durch den Schwimmer 7, der ber den Hebel 8 und die Stangen 9 und 10 die Schieber 11 und 12 bewegt. Die Stellung des Schwimmers 7 richtet sieh jeweils nach dem Lösungsgrad der Zumisehflüssigkeit im Raum 3.
In der gezeichneten Mittelstellung 1 des Schwimmers 7 tritt das vom Ventil 5 kommende Druckwasser durch die Bohrung 13 im Schieber 12 in den Sehlaueh 14 und von diesem durch die Öffnungen 15 in den Raum 3, in dessen untern Teil z. B. Düngesalze eingelagert sind.
Eine entsprechende Menge mit gelösten D ngesalzen versehenen Wassers wird dabei aus dem obern Teil des Raumes 3 verdrängt und fliesst durch den Ringspalt 55 und die Leitung 38 dem Ventil 5 zu. Steigt der Lösungsgrad im Raum 3 an, dann steigt auch der Schwimmer 7 wegen des veränderten spezifischen Ge wiehtes entspreehend in die Stellung II und bewegt die Schieber 11 und 12 so, dass die Zufuhr zum Sehlauch 14 abgesperrt wird, während die Bohrungen 16 im Schieber 11 mit den Offnungen 17 im Rohr 6 übereinstimmen.
Nunmehr tritt das Druckwasser un- mittelba in die Salzlösung im obern Teil des Rances 3 ein, so dass eine weitere Lösung von Salzen nicht mehr stattfindet, sondern vielmehr eine Erniedrigung des Lösungs- grades der zum Ventil verdrängten Zumischflüssigkeit erfolgt. Dies dauert so lange, bis der Schwimmer 7 wieder absinkt und das Druekwasser wieder durch den Schlauch 14 dem Raum 3 zugeführt wird. Bei diesem Spiel des Schwimmers 7 stellt sich sehr schnell ein Beharrungszustand ein, bei dem die beiden Bohrungen 13 und 16 so stehen, dass das Druckwasser in einem bestimmten Verhältnis sowohl mten als auch oben in den Raum 3 eintritt.
Dadurch ergibt sich schnell ein konsta. nter Losungsgrad bei der austretenden Zumisehflüssigkeit. Soll die Genauigkeit der prozentualen Zumischung noch weiter gesteigert werden, dann ist es zweckmässig, einen gesonderten Lösungsbehälter dem Raum 3 vorzuschalten, in welchem eine erste Grobmischung stattfindet.
Ist schliesslich das gesamte Salz im Raum 3 gelöst und sinkt der Schwimmer 7 infolge der weiteren Verdünnung der Losung in die Stellung III, dann öffnet der Schieber 12 die Bohrungen 18, so dass das Druckwasser nunmehr in den Raum 4 hinter die Membrane gelangt und die restliehe Losung ohne Änderung des Lösungsgrades durch Zusammen- drückung der Membrane a. us dem Raum 3 verdrängt. Man kann natürlich auch der Zu mischflüssigkeit von vornherein einen bestimmten Lösungsgrad geben und dann die Verdrängung nur mit der Membrane 2 vornehmen. In diesern Falle ist der Schwimmer 7 so einzustellen, dass nur die Bohrungen 18 ge öffnet sind.
In der Fig. 4 ist ein Mischventil einfa cherer Ausführung dargestellt. Bei dieser ist eineÄnderung der Ventilfederspannung nicht möglich. Es ist daher notwendig, die Feder jeweils auszuweehseln, wenn ein anderer Differenzdruck gewünscht wird. Die Ventilteile, die die gleichen Funktionen haben wie beim Ventil nach der Fig. 2, haben gleiche Bezugs- ziffern erhalten. Die Wirkungsweise ist daher klar ersichtlich und braucht hier infolgedessen nicht noch einmal wiederholt zu werden.
Die Einstellung des Mischungsverhält- nisses durch die Drehung des Ventilsehaftes 23 erfolgt mittels der Flügelkappe 42 im Schlitz 43, die mittels einer nach au¯en federnden Büchse 44 gehalten ist. Die Biichse 44 kann man zusammen mit der Kappe 41 von Hand drehen, doeh steht sie während des Betriebes infolge ihrer Reibung fest.
Für das einwandfreie Arbeiten der Misch vorriphtung naeh der Erfindung ist noch von Bedeutung, dass der Raum zwischen den die Abzweigstelle des Teilstromes bildenden Íffnungen 40 im Rohransatz 23 und den Öff- nungen 17 im Rohr 6 (Fig. 1 und 2 bzw. 1 und 4) so gross gewählt ist, da¯ beim Abstel- len der Vorrichtung, wenn infolge Ausdeh- nung der im BehÏlter 1 angesammelten Luft bzw. durch Zusammenziehung der Behälter- wand Flüssigkeit entgegengesetzt der üblichen Stromungsriehtung durch die Öffnungen 40 austritt, diese Flüssigkeit nur reines Wasser und keine Zumisehflüssigkeit aus dem Behälter ist.
Diese Zumisehflüssigkeit würde sonst vor dem Ventil 22 abgelagert und bei Wiederanstellen der Vorrichtung, das heisst beim Offnen des Ventils 22 austreten und das erwünschte Mischungsverhältnis zwischen Ge- brauehswasser und Zumischflüssigkeit so stark verändern, dass z. B. bei der Düngung von empfindliehen Pflanzen leieht eine Ver brennung der vom ersten Flüssigkeitsstoss getroffenen Pflanzen eintreten kann.
Der parallel zu der Hauptflüssigkeitslei- tung gewölbte Vorratsbehälter 101 für die Zumisehflüssigkeit ruht gemäss dem Beispiel der Fig. 6 auf den Stützen 102 und trägt an seinem-obern Teil den Einfüllstutzen 103. Die in gefülltem Zustand flasehenförmige Trennwand 104, die aus Gummi, aus Kunststoff, aus diehtem Gewebe oder anderem elastisellem und faltbarem f r Flüssigkeiten dichtem Zlaterial besteht, wird in geleertem Zustande durch den Einfüllstutzen 103 in den Behälter 101 eingebracht und legt sieh mit dem Rande 105 ihres Halses auf den Innenrand 106 des Stutzens 103.
Sie weist die Form einer hin siehtlieh einer Deformation praktisch widerstandslosen Blase auf. In den Hals der fla schenförmigen Trennwand 104 ist ein Rohrstüek 107 eingesehoben, das mit seinem Flansch 108 auf dem Halsrand 105 aufliegt.
Zwischen dem Einfüllstutzen 103 und dem Rohrstiiek 107 ist ein rohrformiges Druekst ck 109 eingesetzt, das auf dem Flansch 108 des Rohrstüekes 107 aufsteht. Das Rohr- stüek 109 nimmt den Absehlussdecke 110 des Einfüllstutzens 103 auf. Zwisehen Einfüllstutzen 103, Druckst ck 109 und Deckel 110 sind Dichtungen 111 und 112 eingelegt. In den Bügel 113, der mit dem Einfüllstutzen 103 verbunden ist, ist eine Druckschraube 114 eingesetzt, die mittels des Knebels 115 fest gegen den Deckel 110 gedrüekt werden kann.
Der Deckel drüekt auf das Druckst ck 109 und dieses auf den Flanseh 108, der den Halsrand 105 diehtend gegen den Innenraum 106 des Einfüllstutzens 103 presst.
Seitlieh neben dem Einfüllstutzen 103 ist in der Decke des Vorratsbehälters 101 ein an sich bekanntes Mischventil 116 angeordnet, in welchem von einem Hauptflüssigkeitsstrom ein Teilstrom abgezweigt wird, der durch die eine Leitung bildende Bohrung 117 in den Vorratsbehälter 101 in den die Trennwand 104 umgebenden Raum des Vorratsbehälters 101 tritt. Von der Bohrung 117 f hrt eine Leitung 118 zu einem Spiralschlauch 119 im Einf llstutzen 103, der bis zum Boden der flasehenförmigen Trennwand reicht. In der Leitung 118 ist ein Absperrhahn 120 angebracht.
Die Ableitung der Zumischflüssig- keit erfolgt durch das Rohrst ck 107 mit seinen Öffnungen 121 über die Leitung 122 zur Bohrung 123 im Misehventil 116, in welchem sie in bekannter Weise dem Hauptflüs- sigkeitsstrom zugesetzt wird.
Die durch die Bohrung 117 in den Vor ratsbehälter 101 eintretende, vom Hauptstrom abgezweigte Druckflüssigkeit drückt auf die flaschenförmige Trennwand 104 und verdrÏngt allmÏhlich die Zumischflüssigkeit, die vorher in den Innenraum, der flasehenförmi- gen Trennwand 104 eingebracht worden war.
Die Trennwand 104 faltet sich mit fortschrei- tendem Abfluss der Zumisehflüssigkeit, von ihrem obern Teil ausgehend, zusammen und legt sich mit ihrem Gewicht stets auf den verbleibenden Rest der Zumisehflüssigkeit.
Die Ausbildung der Trennwand verhindert es also, dass das Gewicht der allmählieh zu sammensinkenden Trennwand 104 der eintretenden VerdrÏngerfl ssigkeit erh¯hten Wi derstand entgegensetzt, so dass das Mischungsverhältnis durch eine Widerstandsänderung nicht beeinflusst wird.
Bei spezifisch geringerem Gewicht des Zusatzmittels fliesst der Nterdrängerstrom durch den zwischen der Wand des Vorratsbehälters 101 und der Leitwand 124 gebildeten Kanal, der übrigens zum Ablass 125 führt, und der gleiche Vorgang vollzieht sich von unten nach oben, und das Membrangewicht ist ein Ausgleich des geringeren spezifischen Gewichtes der Zusatz losung. Diese Wirkung kommt dadurch zustande, dass die mit einer Flüssigkeit gerin geren Gewichtes teilweise gefüllte sackartige Trennwand 104 in dem sie umgebenden Flüssigkeitsquantum grosseren spezifischen (rewiehtes nach oben schwimmt.
Man kann das Gleiche für bestimmte Zweeke auch bei einer Trennwand erreichen, deren Boden unten nicht geschlossen ist, sondern deren unterer offener Rand mit der Behälterwand in irgendeiner Weise dicht ver bunden ist. Es kann dies z. B. durch Einspannung des Trennwandrandes in einer den Vorratsbehälter teilenden Flanschverbindung geschehen. Selbstverständlich muss in diesem Falle auf den Vorteil der vollkommenen Trennung der Zumisehflüssigkeit von der Be hälterwand verzichtet werden, und der Be malter wird durch die Einspannvorrichtung f r den untern Trennwandrand auch teurer.
Die Flaschenform der Trennwand ist deshalb auf alle Fälle empfehlenswerter, zumal die Unterteiliing des Behälters mit einer Flanschverbindung einen grossen Nachteil mit sich da eine einwandfreie Dichtung auf so grosser Fläche nur sehr schwer zu erreichen ist.
Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht aueh noeh die Möglieh- keit, die Zumischflüssigkeit durch Lösung fester Stoffe, z. B. Salze, im Vorratsbehälter selbst herzustellen. Dies kann beispielsweise geschehen, wenn es bei der Pflanzendüngung einer grossen Beregnungsfläehe nur darauf ankommt, den Kunstdünger mit der nötigen Wassermenge annähernd gleichmässig zu verteilen. Man f llt dann durch den Einfüllstutzen 103 die lösbaren Düngesalze ein und schliesst den Deckel 110 fest. Die durch die Bohrung 117 eintretende Verdrängerflüssig- keit, die in diesem Falle Wasser ist, füllt zunächst einmal den Raum hinter der Trennwand 104 auf.
Da sich auf der andern Seite der Trennwand 104 festes Salz befindet, kann die Trennwand zunächst nicht bewegt werden. Bei geöffnetem Absperrhahn 120 fliesst daher das Verdrängungswasser nunmehr durch die Leitungen 118 und 119 in das Innere der flaschenförmigen Trennwand 104 und löst einen Teil des Salzes auf. Die Lösung sammelt sich oben und wird nun durch die Verdrängerflüssigkeit, die sich hinter der Trennwand 104 befindet, verdrängt. Es wird sich unter Umständen nach einer Weile ein Gleichgewichtszustand einstellen, bei dem ein Teil der aus dem Hauptstrom abgezweigten Flüssigkeit hinter die Membrane als Ver drängerflüssigkeit tritt, während der andere Teil in das lnnere der Membrane fliesst und zur Lösung des Salzes dient.
Diese Art der Düngermischung la, Pt sich am zweckmässigsten auch mit einer flaschen- förmigen Trennwand durchführen, da auf diese Weise eine restlose Entfernung aller Salze bzw. der Lösung gewährleistet ist.
Ausserdem ist hier die unbedingt notwendige Reinigung des VorratsbehÏlters sehr leicht gemacht. Nach dem Ablassen der Verdränger- flüssigkeit durch den Ablassstutzen 125 kann die leere Trennwand 104 ohne weiteres durch den Einfüllstutzen 103 herausgezogen und ausserhalb des Behälters gereinigt werden.
Man kann nat rlich auch die Offnung der Membrane so anordnen, dass sie auf den nach unten verlängerten Stutzen des Mischventils 116 aufgesteekt werden kann. Die Leitungen 117 und 123 müssen dann im Stutzen des Misehventils entsprechend ausgeführt werden.
In diesem Falle kann der Stutzen des Mischventils unmittelbar auch als Abschlussdeckel für die Einfüllöffnung des Behälters dienen.
Es können natiirlich neben der Haupteinfüllöffnung auch noch weitere Öffnungen für die Einführung notwendiger Leitungen in der Membrane vorgesehen werden.
Schlie¯lich kann man auch die Zumisch- flüssigkeit unmittelbar in den BehÏlter einf llen und die Verdrängerflüssigkeit in die anfangs leere Flasehenmembrane leiten, um auf diese Weise die Zumischflüssigkeit aus dem Behälter zu entfernen. Selbstverständlieh muss man dann die einzelnen Leitungen entsprechend schalten.
AVenn der Untersehied zwisehen den spezifischen Gewiehten der Verdrängerflüssigkeit und der Zumischflüssigkeit sehr gro¯ ist, ist es zweckmϯig, das Mischventil in der NÏhe des Behälterbodens anzuordnen, um dadurch einen gewissen Gewichtsausgleich zu erreichen.
Bei der Mischvorriehtung naeh Fig. 7 ist in einem GehÏuse 201 eine Büchse 202 fest eingesetzt. Die B chse 202 weist einen Kranz von Öffnungen 203, einen Durchgangsschlitz 204 und einen Sehlitz 205 auf. SÏmtliche Öifnungen oder Schlitze k¯nnen auch kreisrunde Locher oder Bohrungen sein. In der Büchse 202 ist ein Kolbensehieber angeordnet, der aus dem Mante 206 und dem Boden 207 besteht. In der NÏhe des Kolbenbodens 207 besitzt der Schiebermantel 206 Sehlitze 208, die sieh bei entspreehender Stellung des Schiebers mit den Íffnungen 203 in der Büchse 202 deeken.
Ein weiterer Schlitz 209, der sieh bogenförmig in Richtung des Zylin- derumfanges erstreekt, im Schiebermantel 206, ist dem Schlitz 205 der Büehse 202 zugeord- net, an den sich der Zuleitungskanal 210 f r die Zumischflüssigkeit anschliesst. Schliesslieh ist noeh ein Längssehlitz 211 vorgesehen, in dem der Exzenterzapfen 212 des Einstellbolzens 213 eingreift. Der Boden 207 des Schiebers liegt gegen einen festen in der B chse 202 eingelassenen Ringanschlag 214 und wird gegen diesen durch die Feder 215 gedrückt.
Der Einstellbolzen 213 ragt durch eine Stopfb chse 216 naeh au¯en heraus und kann mittels des Zeigergriffes 217 gedreht werden. Das Ende des Zeigers 217 lässt die radiale Stellung des Schiebers 206, 207 an einer auf der Seheibe 218 angeordneten Skala ablesen. Mit Hilfe der beiden Muffen 219 und 220 wird die Hauptdurehflussleitung an die Mischvorrichtung angeschlossen. Durch den Kanal 221 tritt ein Teilstrom des Hauptflüs- sigkeitsstromes in den nicht dargestellten Vor ratsbehälter für die Zumisehflüssigkeit und drüekt diese mit Hilfe einer zwischengeschalteten Membrane aus dem Behälter heraus.
Die Zumisehflüssigkeit tritt durch den Kanal 210 in die Misehvorriehtung ein.
Die Wirkungsweise der Misehvorriehtung naeh der Fig. 7 ist folgende :
Wenn eine Druckflüssigkeit in Richtung der angegebenen Pfeile durch die Hauptleitung strömt, dann drückt sie auf die Fläche des Kolbenbodens 207 und verschiebt den Kolbensehieber 206, 207 entgegen der Schlie¯kraft der Feder 215 nach links. Je nach dem zur ckgelegten Steuerweg des Schiebers 206, 207 werden die Öffnungen 208 mehr oder weniger mit den Öffnungen 203 in der Büchse 202 zur Deckung gebracht und die Flüssigkeit des Hauptstromes tritt in das Innere des Schiebers 206, 207 und str¯mt nach links durch die Muffe 220 ab. Gleich- zeitig mit der Aufdeckung der Offnungen 203 wird aueh der Sehlitz 209 mit dem Sehlitz 205 zur Deckung gebracht.
Diese Deckung kann entweder vollständig oder auch nur teilweise sein und steht in einem bestimmten Verhältnis zur Eröffnung der Sehlitze 203 f r den Hauptstrom. Je grosser die Durehflussmenge des Hauptstromes ist, desto mehr Zumischflüssigkeit kann in den Hauptstrom eintreten ; durch den Kanal 221 fliesst natürlieh nur so viel Verdrängerflüs- sigkeit in den Vorratsbehälter als aus diesem Zumischflüssigkeit durch die Öffnungen 205 und 209 austreten kann. Das Verhältnis zwi- schen der Menge der Hauptflüssigkeit und der Alenge der Zumischfl ssigkeit bleibt dabei immer gewahrt.
Eine Veränderung dieses Misehverhältnisses lässt sich durch Drehung des Einstellbolzens 213 mit Hilfe des Zeigergriffes 217 erreichen. Da der Zapfen 212 exzentrisch am Bolzen 213 angeordnet ist, wird der Schieber 206, 207 um seine Achse gedreht und der Sehlitz 209 deckt selbst bei entsprechender Axialbewegung des Schiebers 206, 207 den Schlitz 205 nicht mehr voll auf.
Auch in den Zwisehenstellungen des Sehiebers 206, 207 ist der aufgedeckte Quersehnitt des Sehlitzes 205 entsprechend verkleinert.
Auf den Durchflussquerschnitt für den Hauptstrom hat diese radiale Verstellung des Schiebers 206, 207 keinen Einfluss, da. die Offnungen 208 wesentlic breiter sind als die Öffnungen 203 und demzufolge eine Drehung des Schiebers 206, 207 die Stege zwischen den Öffnungen 208 nicht in den Bereieh der Öffnungen 203 bringt. Eine Drosselung des lIauptflüssigkeitsstromes tritt also nicht ein.
Die radiale Stellung des Schiebers 206, 207 und damit das jeweils eingestellte Mischungs- verhältnis kann mit Hilfe des Zeigers 217 in Eiehwerten auf der Skala jederzeit abgelesen werden. Die Quersehraube 222, die den Schiebermantel und einen Schlitz 223 durehdringt, verändert, je naehdem, ob sie mehr oder weniger in den Innenraum vorsteht, den Durchflussquerschnitt in der Nähe des Eintrittes der Zumisehflüssigkeit. Dadurch kann einem Widerstand im Vorratsbehälter für die Zumischflüssigkeit Rechnung getragen werden.
Die Sehraube 222 kann z. B. von Hand verstellt werden.
Man kann mit der Mischvorrichtung statt des Zuflusses der Zumischflüssigkeit auch den Abfluss des Verdrängerstromes in den Vor ratsbehälter steuern. Zu diesem Zweck werden die Feder 215 und der Anschlagring 214 sei tenvertauscht. Die Feder 215 muss dabei so ausgebildet werden, dass die Öffnungen 208 bzw. 209 des Schiebers 206, 207 in der Grundsehlussstellung links neben den Íffnungen 203 bzw. 205 stehen. Der Hauptstrom kommt dann durch die Muffe 220 von links. Der ab gezweigte Verdrängerteilstrom wird gesteuert und fliesst durch den Kanal 210 zum Vorratsbehälter, während die Zumischflüssigkeit durch den Kanal 221 in den Hauptstrom hinter der Hauptdrosselstelle eintritt.
Gege henenfalls kann für besondere Zwecke das Steuerorgan so ausgebildet, werden, dass neben dem Hauptstrom gleichzeitig sowohl der Abfluss der Verdrängerflüssigkeit als aucli der Zufluss der Zumischflüssigkeit gesteuert wird.
In dem Falle, in dem der Zufluss der Zu mischflüssigkeit nicht gesteuert wird, ist es zweckmässig, zum Ausgleich der Atmung des Behälters in der Verdrängerleitung ein Über- strömventil anzuordnen, so dass bei Druckabfall in der Hauptleitung der Druckstoss, der durch die Behälteratmung bedingt ist, sich nicht über die Zumischflüssigkeit, son- dern über die Verdrängerflüssigkeit auswirkt.
Es tritt dann z. B. beim Abstellen des Hauptstromes nicht eine unzulässig grosse Menge von Zumischflüssigkeit in die Ia. uptleitun ; über.
Die Ausführung der Mischvorrichtung nach der Fig. 8 unterscheidet sich von der nach der Fig. 7 in erster Linie durch die Art der Bewegung des Steuerschiebers. In dem geteilten Gehäuse 230, 231 bzw. in einer Hülse 232 ist der Steuerschieber 233 geführt. Er stützt sich auf der einen Seite gegen eine feste Platte 234, die am Gehäuseteil 231 verstellbar befestigt ist. Auf der andern Seite ist der Steuersehieber 233 unter Zwischenschaltung einer H lse 235 durch die Feder 236 belastet. Die Einstellvorrichtung des Steuerschiebers 233 ist die gleiche wie in Fig. 7, und die Einzelteile haben deshalb auch die gleichen Kennziffern erhalten.
Der Verdrängerteilstrom fliesst durch den Kanal 221 dem nicht dargestellten Vorratsbehälter zu, wÏhrend die Zumischflüssigkeit durch den Kanal 210 nicht unmittelbar in den Schlitz 205 (Fig. 8) der Hülse 232 (Fig. 8), sondern erst in einen Ringraum 237 eintritt. Dieser Ringraum 237 ist auf einer Seite durch eine zwischen die Gehäuseteile 230 und 231 einge spannte Membrane 238 von einem zweiten Ringraum 239 getrennt, der über eine oder mehrere Íffnugen 240 im Steuerschieber 233 mit dem Innenraum des Schiebers in Verbindung steht. Die Membrane 238 ist mit ihrem Mittelteil an dem Flansch 241 des Steuerschiebers 233 befestigt.
Aus dem Raum 237 führt der Kanal 205 die Zumischflüssig- keit in das Innere des Steuerschiebers 233, wenn der Schlitz 209 mit ihm zur Decliung gebracht wird. Die Muffen 219 und 220 dienen wieder zum Anschluss an die Haupt flüssigkeitsleitung. Unterschiedlich gegenüber der Ausführung nach Fig. 7 ist auch die Tatsache, dass der Teilstrom an einer erweiterten Stelle von der Drosselstelle abgezweigt wird.
Die Wirkungsweise der Ausführungsform ist folgende :
Vom Hauptfl ssigkeitsstrom flie¯t der Verdrängerteilstrom durch den Kanal 221 zum nicht dargestellten Vorratsbehälter und drückt die Zumischflüssigkeit aus diesem in den Raum 237. Da hier der Druck hoher ist als im Raum 239, wird die Membrane nach links bewegt und nimmt den Steuersehieber 233 entgegen der Kraft der Feder 236 nach links mit. Dabei wird der Schieber von der Platte 234 abgehoben, und es ¯ffnet sich ein Ringquerschnitt, der den Durehtritt des Hauptfl ssigkeitsstromes gestattet.
Gleieh zeitig mit der Eröffnung des Durehtrittes des Hauptstromes wird der Eintritt der Zumischfl ssigkeit durch Deckung des Schlitzes 209 mit dem Kanal 205 aufgesteuert. Der Hauptstrom durehfliesst den Innenraum des Steuerschiebers 233, und die Zumischflüssig- keit tritt ihm in einem bestimmten Verhältnis bei. Das Misehungsverhältnis wird mit der gleichen Einstellvorrichtung 211-218 einge- stellt, wie sie bei der Ausf hrung naeh der Fig. 7 verwendet ist.
Nach Íffnung der Durchflussquerschnitte durch den Schieber 233 tritt nun Druckflüssigkeit mit einem etwas niedereren Druck als im Raum 237 durch die Öffnung 240 und bewegt die Membrane 238 und mit ihr den Steuerschieber 233 wieder nach rechts, bis sich ein Gleich- gewichtszustand eingestellt hat. Diese Art der Schiebersteuerung durch eine Membrane hat den grossen Vorteil, dass sich eine sehr genaue Steuerung, auch bei kleinen Durchflussmengen des Hauptflüssigkeitsstromes erreiehen lässt, da infolge der grossen Membraneoberfläche auch wesentlich kleinere Druckuntersehiede die Steuerung beeinflussen.
Auf die eine Membranseite wirkt also der Druck der Zumischflüssigkeit im VorratsbehÏlter, auf der andern Seite der Druck des Hauptstromes hinter der Hauptdrosselstelle.
Das Ausführungsbeispiel nach der Fig. 9 ist eine Kombination zwischen den Ausfüh- rungsbeispielen naeh den Fig. 7 und 8.
Gleiche entsprechende Teile haben auch hier wieder die gleichen Kennziffern erhalten.
Von der Ausführung nach Fig. 8 untersehei det sich die nach Fig. 9 lediglich durch die
Art des Steuersehiebers, der hier wie in Fig. 7 aus einem zylindrischen Mante 206 und einem Kolbenboden 207 besteht. Ausserdem liegen die Bingräume 237 und 239 jeweils aujf der andern Seite der Membrane 238.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende : Der Hauptflüssigkeitsstrom tritt durch die Muffe 219 ein und der abgezweigte Verdrängerteilstrom fliesst durch den Kanal 221 in den nicht dargestellten Vorratsbehälter für die Zumischflüssigkeit. Aus diesem verdrängt er die Zumisehflüssigkeit, die durch den Kanal 210 in den Ringraum 237 bertritt. Der steigende Druck im Raum 237 bewegt die Membrane 238 nach rechts. wobei der Steuerschieber ebenfalls nach rechts versehoben wird.
Der Kolbenboden 207 des Schiebers hebt sich von der Hülse 232 ab und der Hauptflüssigkeitsstrom kann durch die Öffnungen 208 in das Innere des Schiebers treten, von wo er durch die Muffe 220 ab fliesst. Durch die Bohrung 240 dringt die Flüssigkeit des Hauptstromes in den Raum 239 ein und stellt naeh dem Prinzip der bekannten Druck- und Mengenregelventile in den Räumen 237 und 239 bei entsprechender Wahl der MembranenflÏche annÏhernd gleiche Driieke her. Gleichzeitig ist der Sehlitz 209 mit dem Schlitz 205 zur Deckung gekommen und die Zumischflüssigkeit kann aus dem Raum 237 in den Hauptstrom übertre- ten.
Auch hier wird das eingestellte Mi- schungsverhältnis genau gewahrt, da die beiden Querschnitte f r den Hauptstrom und die Zumischflüssigkeit immer verhältnisgleieh gesteuert werden. Der Druck im Raum 237 sinkt anfangs wieder etwas ab und der Schieber macht wieder etwas zu, bis sieh sehliess- lieh ein Gleichgewichtszustand einstellt. Die Einstellung des gew nschten MischungsverhÏltnisses erfolgt in bereits oben beschire bener Weise mittels des Zeigergriffes 217 und der Skala auf der Scheibe 218.
Der grosse Vorteil dieser Mischvorrichtung ist die ausserordentlich leiehte Steuerba. rkeit der Membrane und damit des Steuersehiebers, so dass auch grosse Widerstände im Vorratsbehälter keinerlei Störungen in der stets richtigen Einhaltung des Mischungsverhältnisses ver- ursachen. Die Ausbildung der Steuerorgane kann unter anderem auch durch anliegende Folien, welche die entsprechenden Öffnungen aufweisen, erfolgen, wodurch sich besonders hohe Genauigkeiten und eine grosse Betriebssicherheit erreichen lassen. Selbstverständlich kann bei den beiden Vorrichtungen nach Fig. 8 und 9 auch ein zusätzliehes Drosselorgan 222 wie in der Fig. 7 Verwendung finden.
Die Misehvorrichtungen gemäss den Fig. 7 bis 9 zeichnen sich vor allem durch ihre her vorstechende bauliche Einfachheit, ihre leichte Bedienbarkeit und ihre platzsparende Bauweise aus. Sie sind deshalb besonders auch für den rauhen Betrieb in der Landwirtschaft und im Gartenbau f r die Zumisehung künst- lichen Düngers zum Gebrauchswasser von Spritz-und Beregnungsanlagen geeignet. Es lassen sich aber mit den Vorrichtungen nach der Erfindung gemäss den Fig. 7 bis 9 auch alle andern Mischvorgänge von Flüssigkeiten durchfiihren. Statt einer Mischflüssigkeit kann man auch deren mehrere verwenden.
Man braueht dann nur mehrere Verdränger- teilströme vom Hauptstrom abzuzweigen und diese mehreren Vorratsbehältern zuzuführen, aus denen dann mehrere Zumischflüssigkeiten verdrängt und dem Hauptstrom zugemischt ? werden. Man kann auch mehrere Mischventile zusammenschalten, das heisst in den Verdrängerteilstrom eines Mischventils eine zweite Mischvorrichtung mit einem Vorratsbehälter einschalten. Auf diese Weise lassen sich ausserordentlich grosse Misehungs- verhältnisse, das heisst kleinste Dosierungen der Zumischflüssigkeit erreichen. Dies ist z. B. bei der Zumischung von Sehädlings bekämpfungsmitteln im Pflanzenbau erfor- derlich. Auch in der chemischen Industrie kommen so grosse Mischungsverhältnisse häufig vor.
Schliesslich ka. nn man mittels dieser Anordnung Gase miteinander oder Gase mit Flüssigkeiten mischen. Natürlich lässt sich einer verhältnisgleichen Steuerung von Haupt-und Teilstrom ein Druck-und Mengenregelventil bekannter Anordnung vorschalten, wobei ein Druckraum des Regelventils der ersten Mischvorrichtung mit einem Druckraum des Regelventils der zweiten Mischvorriehtung verbunden ist. Schliess- lich löst sich nach Fig. 9 bei einer beiderseitigen Steuerung des Teilstromes bei einer Verstopfung der Offnung 221 des Verdrän- gerstromes durch Schliessen des Elementes 232 eine Wirkung in Art eines Selbstschluss- ventils unter Absperrung des Hauptstromes aus.
Während durch eine Verstopfung der Íffnung 210 der Zumischflüssigkeit wegen des durch die Verstopfung ansteigenden Gegendrlickes ein Druckanstieg bedingt ist, erweitert sich die Öffnung der Zumischflüssig- keit, weil das Element 232 dann stärker abhebt.
In der Fig. 10 ist ein Ausf hrungsbeispiel eines Gemischreglers mit mehreren Steuerorganen in einem Längsschnitt dargestellt. Er besteht aus einer Anzahl von Steuerorganen, die in drei Gruppen A, B und C zusammen- gefasst und teils hinter-, teils nebeneinander geschaltet sind. Bei dem dargestellten Aus führungsbeispiel sind die drei Steuergruppen in gesonderten Gehäusen a, a'b, b' und c, c' angeordnet, die in einfacher Weise miteinan- der verbunden sind. Selbstverständlieh kann man auch diese drei Steuergruppen in einem gemeinsamen GehÏuse unterbringen oder dieses in anderer Weise unterteilen, als dies in der Zeichnung dargestellt ist.
Die Unterteilung in den dargestellten drei Gruppen hat sich jedoeh als besonders zweckmässig erwiesen, da es in diesem Falle einfach ist, je nach Bedarf der Regelungsart die eine oder andere Steuerguppe abzuschalten.
Die Steuergruppe A ist im geteilten Ge hua, use a, a'untergebracht und besteht a. us dem Schieber 302, der in den Büchsen 303 und 303'versehiebbar allgeordnet ist und sich mit seiner Kopfplatte 304 gegen die Stirnfläehe der Büchse 303 anlegt. Der Schieber 302 weist innerhalb der Kopfplatte 304 eine Anzahl von Schlitzen 305 auf, die auf seinem Umfang gleichmässig verteilt sind.
Ein weiterer Schlitz 306 im Schieber 302 kommt bei Bewegung des Schiebers in seiner Achsrichtung mit einem Schlitz 307 in der Büehse 303'zu. r Deckung. Das Mass dieser Sehlitzdeckung kann mittels des drehbaren Bolzens 308 eingestellt werden, der mit dem exzentri- sehen Zapfen 309 in einen Längssehlitz 310 des Schiebers 302 eingreift. Die Breite dieses Längssehlitzes 310 entspricht etwa dem Durchmesser des Exzenterzapfens 309, so dass bei einer Drehung des Bolzens 308 einer Verdrehung des Schiebers 302 um seine Längsachse erfolgt. Die Drehung des Bolzens 308 erfolgt mittels des Zeigers 311, dessen Stellung au¯en auf einer am Gehäuse a, a' angebrachten Skala 312 ablesbar ist.
Da die Skala unmittelbar das Deekungsmass der Schlitze 306 und 307 angibt, kann sie auf das Mischungsverhältnis des Gemisehreglers geeicht werden. An einem Flansch 313 des Schiebers 302 ist mittels des Ringes 314 die Membrane 315 befestigt, die mit ihrem äussern Umfang zwischen die Gehäuseteile a und (e geklemmt ist und damit den Ringraum um den Schieber 302 in zwei Teile 316 und 317 teilt. Der Raum 317 ist durch den Seblitz 318 mit dem Innenraum des Schiebers 302 verbunden. Am Ausflussstutzen ist ein Reduzierstüek 319 für die Ableitung aufgesehraubt.
Durch die Kanäle 320 und 321 wird je eine Verbindung zu dem Gehäuse b und b' der Steuergruppe B hergestellt. Der Innenraum des Gehäuses b, b'wird durch die zwischen den Gehäuseteilen b und b'festgeklemmte Membrane 322 in zwei Räume 323 und 324 geteilt. In den Raum 323 führt der Kanal 320, während der Kanal 321 den Raum 324 mit dem Raum 316 der Steuergruppe A verbindet. Im Gehäuseteil b ist, den Raum durchquerend, eine Büehse 325 angeordnet, die an einem Ende offen und am andern geschlossen ist. In dieser B chse 325 gleitet ein Schieber 326, der mit dem Zentrum der Membrane 322 fest verbunden ist.
Die Büchse 325 weist zwei Schlitzgruppen 327 und 328 auf, die mit den Schlitzen 329 und 330 des Schiebers 326 korrespondieren. Während die Sehlitze 327 und 329 im Raum 324 liegen, befinden sich die Sehlitze 328 und 330 im Raum 331 des Anschlussstutzens 332, der vom Raum 324 getrennt ist. An den Stutzen 332 wird die Zuleitung für die Zumisehflüssigkeit bzw. das Zumisehgas angeschlossen.
Vom Abzweigstutzen 333 am Raum 331 führt eine Leitung 334 zum Gehäuse c, c'der Steuergruppe C.
Die Steuergruppe C ist der Steuergruppe .@ unmittelbar vorgeschaltet. Der Gehäuseteil c'ist mittels der Überwurfmutter 340 mit dem Gehäuseteil a'verbunden. Im Gehäuse- teil c'und in einer Büchse 343 im Gehäuse- teil c ist ein Schieber 342 eingesetzt. Der Schieber 34? ist mittels des Flansches 344 und des Ringes 345 mit einer Membrane 346 verbunden, die zwischen den Gehäuseteilen c und c'eingespannt ist und den Ringraum um den Schieber 342 in zwei Räume 347 und 348 teilt.
Der Schieber trÏgt an seinem linken Ende einen Kragen 349, gegen den sich die Feder 350 stützt, welche mit ihrem andern Ende an der Loehscheibe 341 anliegt. Auf der andern Seite der Lochscheibe liegt eine Feder 351, die sich gegen die Kopfplatte 304 des Schiebers 302 der Steuergruppe abstützt.
Mit seinem rechten Ende liegt der Schieber 342 gegen eine feste Anschlagseheibe 352, die an den Stegen 353 des auf dem Anschluss- stutzen 354 aufgeschraubten Reduzierstückes 355 befestigt ist. Im Schieber 342 ist ein Schlitz 356 angeordnet, der den Raum 347 mit dem Innenraum des Schiebers 342 verbindet. Die Leitung 334 führt von der Steuergruppe B zum Raum 348 der Steuergruppe C.
Die Wirkungsweise des in Fig. 10 dargestellten und vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels eines Gemischreglers mit mehreren Steuerorganen ist folgende :
Um ein konstantes Alisehungsverhältnis zu erhalten, wenn der Hauptstrom einen an dern Druck aufweist als die Zumisehflüssigkeit oder das Zumischgas, benötigt man zunächst nur die beiden Steuergruppen A und B. Zum besseren Verständnis denke man sich daher die Steuergruppe C abgenommen und die Zuflussleitung für den Hauptstrom, beispielsweise normales Gebrauchswasser, unmit- telbar an den Einlaufstutzen des GehÏuseteils 'angesehlossen. An den Zuführungsstutzen 332 cles Gehäuseteils b der Steuergruppe B ist der Behälter f r das Zumischmittel, z. B.
Chlorgas, angeschlossen. Der Stutzen 333 ist verschlossen. Das Chlorgas stellt in seinem Behälter unter einem Druck, der wesentlich höher ist als der Druck des Gebrauchswassers.
Vor dem Eintritt des Gebrauehswassers in den Gemisehregler herrscht der in der Zeich- nung dargestellte Zustand in bezug auf die Stellung für Schieber und deren Schlitze.
Tritt jetzt das Gebrauehswasser, beispielsweise mit einem Druck von drei at , in den Gemisehregler ein, so überträgt sich der Druck mit dem durch den Kanal 320 in den Raum 323 übertretenden Wasser auf die Membrane 322. Da im Raum 324 etwa Atmo sphärendruck herrscht, wird die Membrane 322 nach links gedrüekt und versehiebt den Schieber 326 so weit naeh links, dass die Schlitzgruppen 328, 330 und 327, 329 untereinander zur Deckung gelangen.
Es strömt dann also Chlorgas unter höherem Druck aus dem Raum 331 über die Schlitze 328 und 330 ins Innere des Schiebers 326 und von dort durch die Schlitze 329 und 327 in den Raum 324. Überwiegt jetzt der Druck im Raum 324 den Druck im Raum 323, so wird der Schieher 326 durch die Membrane 322 wieder nach rechts bewegt, bis die Chlorgaszuführung über die Sehlitzgruppen 328, 330 und 327, 329 gesperrt wird. Inzwischen ist das Druckgas natürlich auch durch den Kanal 321 in den Raum 316 übergetreten und hat hier, auf die Membrane 315 drüekend, den Schieber 302 entgegen dem auf der Kopfplatte 304 lastenden Wasserdruck nach rechts verschoben.
Die Kopfplatte 304 ist dabei von der Stirnfläche der Büchse 303 abgehoben und das Gebrauchswasser tritt durch die Offnun- gen 305 in das Innere des Schiebers 302 ein.
Bei der Rechtsversehiebung des Schiebers 302 ist auch der Schlitz 306 mit dem Schlitz 307 zu Deckung gekommen und das Chlorgas tritt in den Gebrauehswasserstrom (Hauptstrom) ein. Da der Druck des Gases in den Räumen 324 und 316 nunmehr abfällt, über- wiegt der Wasserdruck im Raum 323 undder Schieber 326 öffnet bei seiner neuerlichen Bewegung nach links wieder die Sehlitzgruppen 328, 330 und 327, 329, so datez wieder Chlorgas in den Regler eintreten kann. Zum besseren Verständnis sind die einzelnen Steuervorgänge nacheinander und gewissermassen im statischen Zustand beschrieben worden.
In Wirklichkeit sind die Strömungsvorgänge na türlich dynamisch, das heisst der Steuersehie- ber 326 spielt sich entsprechend den vorhandenen konstanten Drüeken des Gebrauchswassers (Hauptstrom) und des Chlorgases (Zumischmittel) ein, so dass in den Räumen 324 und 323 annähernd konstante Druekverhältnisse vorhanden sind. Bei einer bestimmten durch die Stellung des Schiebers 302 festgelegten Durchflussmenge des Ge brauehswassers wird immer in einem ga. nz bestimmten Verhältnis Chlorgas durch die Schlitze 306, 307 zutreten. Dieses Verhältnis kann mit Hilfe des Zeigers 311 während des Betriebes beliebig eingestellt werden.
Durch eine Drehung des Zeigers 311 und damit des Bolzens 308 nimmt der exzentrische Zapfen 309 den Schieber 302 mit, das heisst er verdreht ihn um seine Achse. Damit ändert sich die Öffnungsbreite des Schlitzes 306, der mit dem Schlitz 307 in Deckung steht. Bei unver änderter Menge des Hauptstromes wird also mehr oder weniger Chlorgas eintreten.
Das : llischungsverhältnis zwischen Hauptstrom und Zumischstrom kann also wÏhrend des Betriebes in sicheren Werten eingestellt werden, die auf der geeichten Skala 312 eingetragen sind. Eine Änderung der Durehfluss- menge des Hauptstromes ändert dagegen gar nichts an dem Mischungsverhältnis zwischen Haupt-und Zumischstrom. Wird z. B. an den Verbrauchsstellen mehr Wasser entnommen, dann fällt zunächst der Druck im Innern des Schiebers 302 vorübergehend etwas ab, so dass der Gasdruck im Raum 316 den Druck im Raum 317, der mit dem Schieberinnern über den Schlitz 318 in Verbindung steht, überwiegt. Die Membrane 315 wird nach rechts gedrückt und nimmt den Schieber 302 mit.
Entsprechend der weiteren Eröffnung der Schlitze 305 wird auch ein grösserer Querschnitt des Schlitzes 306 mit dem Schlitz 307 zur Deckung gebracht, so dass auch entsprechend mehr Zumischmittel in die grölSere Durchflussmenge des Hauptstromes eintritt.
Bei verringerter Entnahme a. us der Hauptleitung geht der Regelvorgang in gleicher Weise, nur in umgekehrter Richtung vor sich.
Immer aber bleibt das Mischungsverhältnis zwischen Hauptstrom und Zumischmittel konstant. Durch eine entsprechende Wahl der Druckfläehe auf beiden Seiten der Membrane 322 oder Belastung ist es möglieh, den Druck im Raum 324 stets etwas oberhalb seines Solls zu halten, um Strömungswiderstände, z. B. bei zähflüssigem Zumisehmittel, ausgleichen zu können.
Die vorgeschaltete Steuergruppe C dient zumKonstanthalten des Mischungsverhältnisses zwischen Hauptstrom und Zumischmittel auch dann, wenn die Drücke des Hauptstromes oder des Zumischmittels oder beider schwanken.
Dabei ist es gleichgültig, ob normalerweise die Drücke unter sich gleich oder versehieden sind. Es sei wieder angenommen, dass der Druck des Chlorgases in seinem Druckbehälter zunächst den höheren Druck aufweist.
Dann herrscht dieser Druck auch im Raum 348 der Steuergruppe C, der durch die Lei tu. ng 334 über den Anschlussstutzen 333 mit dem Raum 331 verbunden ist. Es wird dann die Membrane 346 nach links gedrückt und der Schieber 342 mitgenommen und dabei von der festen Anschlagseheibe 352 abgehoben.
Der Hauptstrom tritt dann in das Innere des Schiebers 342 ein und fliesst zur Steuergruppe A weiter. Die Regelung der verhält- nisgleichen Mischung zwischen Hauptstrom und Zumischmittel erfolgt dann unabhä, ngi von der Steuergruppe C durch Zusammenwirken der Steuergruppen A und B, wie es im vorhergehenden Absatz besehrieben wurde.
Sinkt nun beispielsweise gegen Ende der Ent- leerungsperiode des Druekbehälters für das Zumischmittel der Druck so weit ab, dass er niedriger als der Druck des Hauptstromes ist, dann bewegt sich die Membrane 346 entsprechend nach rechts und der mitgenommene Schieber 342 drosselt den Durchtrittsquer- schnitt an der Ansehlagplatte 352 so weit, bis der Druck des Hauptstromes im Innern des Schiebers 342 etwa dem Druck des Zur mischmittels entspricht, das heisst in den Räu- men 347 und 348 etwa gleiche Drücke herrsehen.
Durch den entsprechenden niederen Druck im Raum 323 wird auch die Steuer grue-pue B wieder aktionsfähig, und die ver hältnisgleiche Zumischung kann auch in der Steuergruppe A sieher vonstatten gehen, selbstverständlich nur mehr im Rahmen der durch den verminderten Druck begrenzten Durchflussmenge des Hauptstromes. Diese Druckangleichung des Hauptstromes an den niedrigen Druck des Zumischmittels dauert so lange, bis der letztere ganz aufhört, das heisst man kann den Behälter für das Zumischmittel fast vollkommen entleeren. Ist kein Überdruck mehr vorhanden, dann schliesst der Druck im Raum 347 den Schieber 342 ganz und es tritt auch kein Gebrauchswasser mehr durch den Gemisehregler.
Die gleiche Funktion übt die Steuergruppe C natiirlieh auch aus, wenn der Druck des Zumischmittels unvorhergesehen, z. B. infolge einer Betriebsstörung, plötzlich ausfällt. Es kann also kein Gebrauchswasser ohne Zumischmittel bzw. nicht mit dem richtigen Zumischverhältnis, aus dem Gemisch- regler austreten.
Aber auch bei Fortlassen der Steuergruppe B, wenn an die Kanäle 321 und 320 ein an sich bekannter Verdrängungs- behälter angeschlossen ist, aus dem das Zu mischmittel unter Zwischenschaltung einer Trennwand durch einen durch den Kanal 321 eintretenden Abzweigstrom in den Raum 316 verdrängt wird, funktioniert die Steuergruppe C als Kontrolle. Ist der Behälter des Zumisehmittels entleert, dann hört der Druck im Raum des Zumischmittels auf, weil die Trennwand zum Anliegen kommt.
Verbindet man nun die Leitung 334 mit diesem Raum für das Zumisehmittel im Verdrängerbehäl- ter, dann sehliesst der Schieber 342 den Durchtritt des Hauptstromes in genau der gleichen Weise wie bei dem im vorhergehenden Absatz beschxiebenen Betriebsfall.
Man kann natürlich statt des einen Zumischmittels auch mehrere Zumisehmittel dem Hauptstrom beimischen. Man braucht da. für nur eine entsprechende Anzahl von Steuergruppen B parallel zueinander an die Steuergruppe A anzuschliessen. Dabei übernimmt eines der Zumisehmittel, und zwar das mit dem niedrigsten Druck die Regelung des Druckes im Hauptstrom über den Druckregler im Hauptstrom vor dem Mischventil.
Die Einstellung des proportionalen Mi- sehungsverhältnisses erfolg fiür jedes Zur misehmittel einzeln durch Einstellung der für jedes Zumisehmittel gesonderten Eintrittsschlitze (entsprechend den Schlitzen 306, 307 in der Zeichnung der Fig. 10), während die proportionale Steuerung für alle diese Eintritts¯ffnungen gemeinsam durch die axiale Bewegung des Schiebers 302 erfolgt. Dabei kann der Druck der Zumisehstrome untereinander in der Weise gegenseitig gesteuert werden, wie im Awsführungsbeispiel der Druck des Zumisch-und Hauptstromes.
Mit dem Gemischregler nach Fig. 10 lassen sich natiirlich noeh eine ganze Reihe von andern Schaltungen und Regelungsvarianten vornehmen, die in diesem Ausführungsbeispiel nicht dargestellt sind. So kann z. B. der Schieber 336 der Steuergruppe B auf einen bestimmten Druck eingestellt werden.
Dann steuert die Gruppe C infolge einer Verbindung des Raumes 324 mit dem Raum 348 den Ilauptstrom entsprechend diesern fest ein gestellten Druek des Zumischmittels. Es kann auch die Steuergruppe C auf einen bestimm- ten Druck eingestellt werden, dann steuert die Gruppe B entsprechend diesem festen Druck des Hauptstromes den jeweiligen Druck des Zumisehmittels.
Perner kann man beispielsweise zwei Misehströme durch zwei parallel geschaltete Steuergruppen C gegenseitig steuern, indem man die Räume 348 jeweils mit der Zuleitung vor dem Schieber 342 der andern Steuergruppe C verbindet. Der eine Zumisch- strom tritt dann durch die Öffnungen 305 und der andere durch die Schlitzgruppe 306, 307 in die Steuergruppe A ein. Es ist hierbei möglich, einen der beiden Querschnitte (305 oder 306, 307) fest einzustellen oder stufenweise zu verändern, und durch Veränderung des andern Querschnittes eine ¯nderung des Mischungsverhältnisses vorzunehmen.
Die bauliehe Ausbildung des Gemiseh- reglers nach der Erfindung ist natiirlich nicht an das in der Fig. 10 dargestellte Ausführungsbeispiel gebunden. Es können an Stelle der gezeichneten Membranen auch Kolben, Schieber oder dergleichen sowie Klappen? Stau oder Str¯mungsk¯rper mit der gleichen Wirkung Anwendung finden. Je nach Verwendungszweck können auch auf Strömungswege gesteuerte Druckregel ventile verwendet werden.
Es kann das Mischungsverhältnis auch in Abhängigkeit von Temperatur-und sonstigen Reglern bestimmt werden.
Ebenso können bei Druck oder Unterdruek je nach Aufgabe des Gemischreglers nicht nur Ströme oder Drücke gegenseitig, sondern Strume und/oder Drücke beliebiger Herkunft steuernd wirken.
Die Zumischstrome können auch an einer Stelle niedrigen Druckes münden.
Device for adding substances to flowing media using a differential pressure
The. The invention relates to a device for adding substances to flowing media using a differential pressure. These media are generally liquids, and certain substances should be added to such flowing liquids. For example, artificial fertilizers, pesticides or similar substances should be added to the water used in nurseries, farms, etc.
According to the invention, a device of this type for adding substances to flowing media using a differential pressure is characterized in that a partial flow branched off from the main flow influences an adjacent container in such a way that the medium to be added contained in the container in a controlled amount into the downstream Branch of the partial flow lying section of the main flow is initiated.
Some exemplary embodiments of the subject matter of the invention and variants are shown in the drawing.
Show it :
Fig. 1 the first example,
2 shows an associated mixing valve with adjustable spring tension,
3 shows a cross section III - III according to FIG. 2,
4 shows an axial section through a mixing valve forming a variant with adjustable spring tensioning,
Fig. 5 is a section through a water supply hose of the embodiment of Fig. 1,
6 shows a mixing device with a container divided into two chambers by a bottle-shaped partition, in a side view, partly in section,
7 shows a cross section through a mixing device with piston valve control,
Fig.
8 a cross section through a mixing device with sleeve slide control,
9 shows a cross section through a mixing device with a piston slide control of another embodiment,
10 shows an embodiment with several control elements for the metering of several substances in section.
In FIG. 1, the container 1 for receiving the admixing liquid is shown with a partition 2 made of deformable material, which holds the admixing liquid, e.g. B. fertilizer solution, in room 3 from the pressure water branched off from the service water flow in room 4 separates.
The branching of the pressurized water takes place in the valve 5 (see FIGS. 2 and 3) and is fed through the pipe 6 to the spaces 3 and 4, respectively.
The entry of the pressurized water into rooms 3 and 4 is controlled by the float 7 via the lever 8, the rods 9 and 10 and the slides 11 and 12 with their bores 13, 16 and 18 located at the top and bottom of the pipe 6, which are used with corresponding openings 17 in the tube 6 or with the connection of the hose 14 for covering.
In FIG. 5, a section through the eye 14 is shown. The hose 14 is provided in its interior with a very cube spring 19, the turns of which are close to one another and to the hose wall. This spring 19 in the hose 14 has the effect that, due to the narrow slots between the windings, the liquid is distributed over the entire length of the hose and does not exit from the first openings 15 alone. It also acts as a reverse flow throttle and prevents z. B. when turning off the mixing device in the opposite direction penetrate undissolved salts from the space 3 into the tube 14 and cause a blockage of the openings 15 Off.
On the upper cover 50 of the container 1, in addition to the mixing valve 5, there is also a filling opening with a closure cover 51 and a glass window 52, behind which in a box. Fig. 53 a float 54 is arranged. The respective degree of dissolution of the admixing liquid can be determined from the position of the float 54. The middle level 1 'in the container 1 is indicated in FIG.
In Fig. 2, the valve 5 is shown in section t. The valve housing is screwed onto the supports 20 on the container cover 50.
The movable valve part has the valve plate 22, which cooperates with the valve seat 22 ′, and also the lower shaft. 23 and the upper approach 24. A cap 26 which is guided in the housing 25 and serves to accommodate the valve spring 27 engages over the shoulder.
The tension of the valve spring 27 can be changed by the threaded extension 28 on the plate 29. On the threaded extension 28, a scale 30 is also arranged, which together with the upper edge of the cap 26, the position of the spring plate 29 and there. with the tension of the valve spring can be recognized.
An axial rotation of the cap 26 is transmitted to the valve part 22 and its stem 23 through the transverse pin 31. The ends of the pin 31 slide in the longitudinal sehlitzen 32 of the cap 26, so that a vertical movement of the valve is made possible.
A pointer 33 on the cap 26, in cooperation with a scale on the housing cover 25, allows the respective radial position of the cap 26 and thus of the valve and its shaft 23 to be recognized. This position is important because the hollow valve stem has an at least approximately semicircular cutout 34 which has a certain relationship with a corresponding cutout 35 in the stem guide 36. The adhesive guide 36 is closed at the bottom by a plug 37.
A tube (not shown) is attached to the valve housing 21 and leads into the container for the metering liquid. The inflow of the dosing liquid to the service water takes place via the channel 38 into an annular groove 39 in the valve seat surface.
The cavity in the valve stem 23 is connected via the opening 40 with the used water in front of the valve throttle point.
The device works as follows:
In the direction of the arrow, the main flow is supplied through the connection 60 and the connection 61 is diverted. The compression spring 27, which determines the differential pressure between the branch point at the openings 40 and the opening point in the annular groove 39 of the partial flow, is compressed together in accordance with the flow rate. The opening width of the valve disk 22 is dependent on the compression spring 27 and the pressure in the outflow space and the inflow pressure. The spring force is determined in such a way that the notice differential pressure is present even with the smallest flow rates and the maximum opening width of the valve disk 22 is achieved with the largest flow rates.
An additional setting of the flow rate can be achieved by means of the threaded attachment 28, in that the tension of the spring is changed without, however, influencing the AlizungsverhÏltat. When the valve disk 22 is lifted off, the partial flow is controlled at the same time by the overlapping of the cutouts 34 and 35. By turning the valve stem 23 by means of the cap 26, the slot overlap and thus the mixing ratio is changed, which is shown on the scale can be read under the pointer 33.
The partial flow from the main flow iii) flows through the openings 40, the hollow valve stem 23 and the slots 34 and 35 into the tube 6. The z. For example, feed liquid consisting of saturated solution enters the annular groove 39 through the channel 38 and from there into the main flow, to which it is mixed. The supply of pressurized water is controlled by the float 7, which moves the slides 11 and 12 via the lever 8 and the rods 9 and 10. The position of the float 7 depends on the degree of dissolution of the dispensing liquid in space 3.
In the drawn middle position 1 of the float 7, the pressurized water coming from the valve 5 passes through the bore 13 in the slide 12 into the Sehlaueh 14 and from there through the openings 15 into the space 3, in the lower part of which z. B. fertilizer salts are stored.
A corresponding amount of water provided with dissolved fertilizer salts is displaced from the upper part of the space 3 and flows through the annular gap 55 and the line 38 to the valve 5. If the degree of solution increases in space 3, then the float 7 also rises accordingly to position II due to the changed specific weight and moves the slides 11 and 12 so that the supply to the tube 14 is shut off, while the bores 16 in the slider 11 with the openings 17 in the tube 6 match.
The pressurized water now directly enters the salt solution in the upper part of the Rances 3, so that further dissolution of salts no longer takes place, but rather a reduction in the degree of dissolution of the admixing liquid displaced to the valve takes place. This lasts until the float 7 sinks again and the pressurized water is fed back to the room 3 through the hose 14. With this play of the float 7, a steady state very quickly sets in, in which the two bores 13 and 16 are in such a way that the pressurized water both must and enter the space 3 in a certain ratio.
This quickly results in a constant. nter degree of dissolution in the escaping liquid. If the accuracy of the percentage admixing is to be increased even further, then it is expedient to connect a separate solution container upstream of the space 3 in which a first coarse mixing takes place.
If all of the salt is finally dissolved in space 3 and the float 7 sinks into position III as a result of the further dilution of the solution, then the slide 12 opens the bores 18 so that the pressurized water now passes into space 4 behind the membrane and the rest of it Solution without changing the degree of solution by compressing the membrane a. ousted from room 3. Of course, you can also give the mixed liquid to a certain degree of solution from the start and then only use the membrane 2 to displace. In this case, the float 7 is to be adjusted so that only the holes 18 are opened.
In Fig. 4, a mixing valve is shown simpler design. With this, it is not possible to change the valve spring tension. It is therefore necessary to replace the spring whenever a different differential pressure is desired. The valve parts which have the same functions as in the valve according to FIG. 2 have been given the same reference numbers. The mode of action is therefore clearly evident and therefore does not need to be repeated here.
The mixing ratio is set by rotating the valve stem 23 by means of the wing cap 42 in the slot 43, which is held by means of an outwardly resilient bushing 44. The sleeve 44 can be rotated together with the cap 41 by hand, but it is fixed during operation due to its friction.
For the proper functioning of the mixing device according to the invention, it is also important that the space between the openings 40 in the pipe socket 23, which form the branch point of the partial flow, and the openings 17 in the pipe 6 (FIGS. 1 and 2 or 1 and 4 ) is chosen so large that when the device is switched off, if due to the expansion of the air accumulated in the container 1 or due to the contraction of the container wall, liquid emerges through the openings 40 contrary to the usual flow direction, this liquid only pure water and there is no additional liquid in the container.
This additional liquid would otherwise be deposited in front of the valve 22 and escape when the device is switched on again, that is, when the valve 22 is opened, and the desired mixing ratio between service water and admixing liquid would change so much that, for example, B. in the fertilization of sensitive plants a Ver burning of the plants hit by the first surge of liquid can occur.
The storage container 101 for the additive liquid, arched parallel to the main liquid line, rests according to the example in FIG. 6 on the supports 102 and carries the filler neck 103 on its upper part. The dividing wall 104, which is bottle-shaped when filled, is made of rubber, made of plastic , consists of diehtem fabric or other elastic and foldable material impermeable to liquids, is introduced into the container 101 through the filler neck 103 in the emptied state and places the edge 105 of its neck on the inner edge 106 of the nozzle 103.
It has the shape of a bubble with virtually no resistance to deformation. A tubular piece 107 is lifted into the neck of the flax-shaped partition 104 and rests with its flange 108 on the neck edge 105.
Between the filler neck 103 and the pipe piece 107, a tubular pressure piece 109 is inserted, which rests on the flange 108 of the pipe piece 107. The pipe piece 109 receives the closure cover 110 of the filler neck 103. Seals 111 and 112 are inserted between the filler neck 103, pressure piece 109 and cover 110. In the bracket 113, which is connected to the filler neck 103, a pressure screw 114 is inserted, which can be pressed firmly against the cover 110 by means of the toggle 115.
The cover presses on the pressure piece 109 and this on the flange 108, which presses the neck edge 105 against the interior 106 of the filler neck 103.
At the side next to the filler neck 103 in the ceiling of the storage container 101 there is arranged a mixing valve 116, known per se, in which a partial flow is branched off from a main liquid flow, which flows through the bore 117 forming a line into the storage container 101 into the space surrounding the partition 104 Reservoir 101 occurs. A line 118 leads from the bore 117 to a spiral hose 119 in the filler neck 103, which extends to the bottom of the bottle-shaped partition. A shut-off valve 120 is attached in line 118.
The mixing liquid is discharged through the pipe section 107 with its openings 121 via the line 122 to the bore 123 in the mixing valve 116, in which it is added to the main liquid flow in a known manner.
The hydraulic fluid that enters the storage tank 101 through the bore 117 and is branched off from the main flow presses on the bottle-shaped partition 104 and gradually displaces the admixing fluid that was previously introduced into the interior of the bottle-shaped partition 104.
The partition 104 folds up as the outflow of the dosing liquid proceeds, starting from its upper part, and always lies with its weight on the remainder of the dosing liquid.
The formation of the partition wall thus prevents the weight of the partition 104, which is gradually sinking, from opposing increased resistance to the incoming displacement fluid, so that the mixing ratio is not influenced by a change in resistance.
With a specifically lower weight of the additive, the Nterdrängerstrom flows through the channel formed between the wall of the storage container 101 and the guide wall 124, which incidentally leads to the outlet 125, and the same process takes place from bottom to top, and the membrane weight is a compensation for the lower specific weight of the additional solution. This effect comes about because the sack-like partition 104, which is partially filled with a liquid of lesser weight, floats upwards in the quantity of liquid that surrounds it.
The same can be achieved for certain purposes with a partition whose bottom is not closed at the bottom, but whose lower open edge is closely connected to the container wall in some way. It can do this e.g. B. done by clamping the edge of the partition wall in a flange connection dividing the reservoir. Of course, in this case the advantage of the complete separation of the dispensing liquid from the container wall has to be dispensed with, and the operator is also more expensive due to the clamping device for the lower edge of the partition.
The bottle shape of the dividing wall is therefore more recommendable in all cases, especially since the sub-division of the container with a flange connection has a major disadvantage, since a perfect seal is very difficult to achieve over such a large area.
In the embodiment shown in FIG. 6, there is also the possibility of adding liquid to the admixture by dissolving solid substances, e.g. B. Salts, in the storage tank itself. This can happen, for example, if, when fertilizing a large irrigation area, all that matters is to distribute the artificial fertilizer with the necessary amount of water approximately evenly. The detachable fertilizer salts are then poured in through the filler neck 103 and the cover 110 is tightly closed. The displacement fluid entering through the bore 117, which in this case is water, initially fills the space behind the partition wall 104.
Since there is solid salt on the other side of the partition 104, the partition cannot initially be moved. When the stopcock 120 is open, the displacement water now flows through the lines 118 and 119 into the interior of the bottle-shaped partition 104 and dissolves part of the salt. The solution collects at the top and is now displaced by the displacement liquid located behind the partition wall 104. After a while, a state of equilibrium will possibly be established in which part of the liquid branched off from the main flow passes behind the membrane as a displacement liquid, while the other part flows into the interior of the membrane and serves to dissolve the salt.
This type of fertilizer mixture la, Pt is most expediently carried out with a bottle-shaped partition, since in this way a complete removal of all salts or the solution is guaranteed.
In addition, the absolutely necessary cleaning of the storage container is made very easy here. After the displacement fluid has been drained through the drainage nozzle 125, the empty partition 104 can easily be pulled out through the filler nozzle 103 and cleaned outside the container.
The opening of the membrane can of course also be arranged in such a way that it can be plugged onto the connecting piece of the mixing valve 116 which is extended downwards. Lines 117 and 123 must then be designed accordingly in the nozzle of the mixing valve.
In this case, the connecting piece of the mixing valve can also serve directly as a cover for the filling opening of the container.
In addition to the main filling opening, further openings for the introduction of the necessary lines in the membrane can of course also be provided.
Finally, the admixing liquid can also be poured directly into the container and the displacing liquid can be fed into the initially empty bottle membrane in order to remove the admixing liquid from the container. Of course you have to switch the individual lines accordingly.
If the difference between the specific weight of the displacement liquid and the admixing liquid is very large, it is advisable to arrange the mixing valve close to the bottom of the container in order to achieve a certain weight compensation.
In the case of the mixing device according to FIG. 7, a sleeve 202 is firmly inserted in a housing 201. The bush 202 has a ring of openings 203, a through slot 204 and a seat slot 205. All openings or slots can also be circular holes or boreholes. A piston valve, which consists of the casing 206 and the base 207, is arranged in the sleeve 202. In the vicinity of the piston head 207, the slide jacket 206 has seated braids 208 which, when the slide is in the appropriate position, deeken with the openings 203 in the sleeve 202.
Another slot 209, which extends arcuately in the direction of the cylinder circumference, in the slide casing 206, is assigned to the slot 205 of the bush 202, to which the feed channel 210 for the admixing liquid is connected. Finally, a longitudinal seat 211 is also provided, in which the eccentric pin 212 of the adjusting bolt 213 engages. The bottom 207 of the slide rests against a fixed ring stop 214 embedded in the bush 202 and is pressed against it by the spring 215.
The adjusting bolt 213 protrudes through a stuffing sleeve 216 and can be turned by means of the pointer handle 217. The end of the pointer 217 allows the radial position of the slide 206, 207 to be read on a scale arranged on the disk 218. The main flow line is connected to the mixing device with the aid of the two sleeves 219 and 220. A partial flow of the main liquid flow passes through the channel 221 into the storage container (not shown) for the dispensing liquid and presses it out of the container with the aid of an interposed membrane.
The dispensing fluid enters the mixing device through channel 210.
The mode of operation of the mixing device according to Fig. 7 is as follows:
When a pressure fluid flows through the main line in the direction of the indicated arrows, it presses on the surface of the piston crown 207 and moves the piston slide 206, 207 to the left against the closing force of the spring 215. Depending on the control path covered by the slide 206, 207, the openings 208 are more or less brought into congruence with the openings 203 in the sleeve 202 and the liquid of the main flow enters the interior of the slide 206, 207 and flows through to the left the sleeve 220. Simultaneously with the uncovering of the openings 203, the seat seat 209 is also brought into congruence with the seat seat 205.
This coverage can either be complete or only partial and is in a specific relationship to the opening of the seat braid 203 for the main flow. The greater the flow rate of the main stream, the more admixing liquid can enter the main stream; Naturally, only as much displacement liquid flows through the channel 221 into the storage container as can escape from this admixing liquid through the openings 205 and 209. The relationship between the amount of main liquid and the amount of algae in the admixing liquid is always maintained.
This misalignment can be changed by turning the adjusting bolt 213 with the aid of the pointer handle 217. Since the pin 212 is arranged eccentrically on the bolt 213, the slide 206, 207 is rotated about its axis and the seat seat 209 no longer fully covers the slot 205 even with a corresponding axial movement of the slide 206, 207.
The uncovered cross section of the seat 205 is also correspondingly reduced in the intermediate positions of the sight glass 206, 207.
This radial adjustment of the slide 206, 207 has no influence on the flow cross-section for the main flow, since. the openings 208 are substantially wider than the openings 203 and consequently a rotation of the slide 206, 207 does not bring the webs between the openings 208 into the region of the openings 203. A throttling of the main liquid flow does not occur.
The radial position of the slide 206, 207 and thus the respectively set mixing ratio can be read off at any time with the aid of the pointer 217 in linear values on the scale. The transverse hood 222, which penetrates the slide casing and a slot 223, changes, depending on whether it protrudes more or less into the interior, the flow cross-section in the vicinity of the inlet of the additional fluid. As a result, a resistance in the storage container for the admixing liquid can be taken into account.
The vision hood 222 can e.g. B. can be adjusted by hand.
You can use the mixing device instead of the inflow of the admixing liquid to control the outflow of the displacer flow into the storage tank before. For this purpose, the spring 215 and the stop ring 214 are interchanged. The spring 215 must be designed so that the openings 208 and 209 of the slide 206, 207 are in the basic closed position to the left of the openings 203 and 205, respectively. The main flow then comes through the sleeve 220 from the left. The partial flow branched off is controlled and flows through the channel 210 to the storage container, while the admixing liquid enters the main flow behind the main throttle point through the channel 221.
If necessary, the control element can be designed for special purposes in such a way that, in addition to the main flow, both the outflow of the displacement liquid and also the inflow of the admixing liquid are controlled at the same time.
In the event that the inflow of the admixing liquid is not controlled, it is advisable to arrange an overflow valve in the displacement line to compensate for the breathing of the container, so that if there is a pressure drop in the main line, the pressure surge caused by container breathing does not affect the admixture liquid, but rather the displacement liquid.
It then occurs z. B. when turning off the main flow, not an inadmissibly large amount of admixing liquid into the Ia. uptleitun; about.
The embodiment of the mixing device according to FIG. 8 differs from that according to FIG. 7 primarily in the type of movement of the control slide. The control slide 233 is guided in the divided housing 230, 231 or in a sleeve 232. It is supported on one side against a fixed plate 234 which is adjustably attached to the housing part 231. On the other hand, the control slide 233 is loaded by the spring 236 with a sleeve 235 interposed. The setting device of the control slide 233 is the same as in FIG. 7, and the individual parts have therefore also been given the same identification numbers.
The partial displacement flow flows through the channel 221 to the storage container (not shown), while the admixing liquid does not enter the slot 205 (Fig. 8) of the sleeve 232 (Fig. 8) directly through the channel 210, but first into an annular space 237. This annular space 237 is separated on one side by a membrane 238 clamped between the housing parts 230 and 231 from a second annular space 239, which is connected to the interior of the slide via one or more openings 240 in the control slide 233. The central part of the membrane 238 is attached to the flange 241 of the control slide 233.
The channel 205 guides the admixing liquid from the space 237 into the interior of the control slide 233 when the slot 209 is closed with it. The sleeves 219 and 220 are again used to connect to the main liquid line. Another difference compared to the embodiment according to FIG. 7 is the fact that the partial flow is branched off from the throttle point at an expanded point.
The mode of operation of the embodiment is as follows:
From the main liquid flow, the partial displacement flow flows through channel 221 to the storage tank (not shown) and pushes the admixing liquid out of this into space 237. Since the pressure is higher here than in space 239, the diaphragm is moved to the left and receives the control valve 233 the force of the spring 236 to the left with. The slide is lifted off the plate 234, and an annular cross-section opens which allows the main flow of liquid to pass through.
Simultaneously with the opening of the main flow passage, the inlet of the admixing liquid is opened by covering the slot 209 with the channel 205. The main stream flows through the interior of the control slide 233, and the admixing liquid enters it in a certain ratio. The misehing ratio is set with the same setting device 211-218 as is used in the embodiment according to FIG.
After opening the flow cross-sections through the slide 233, hydraulic fluid now passes through the opening 240 at a slightly lower pressure than in the space 237 and moves the membrane 238 and with it the control slide 233 again to the right until a state of equilibrium has been established. This type of slide control by means of a membrane has the great advantage that a very precise control can be achieved, even with small flow rates of the main liquid flow, since, due to the large membrane surface, significantly smaller pressure differences also influence the control.
The pressure of the admixing liquid in the reservoir acts on one side of the membrane and the pressure of the main flow downstream of the main throttle point acts on the other side.
The exemplary embodiment according to FIG. 9 is a combination between the exemplary embodiments according to FIGS. 7 and 8.
The same corresponding parts have also been given the same identification numbers here.
From the embodiment according to FIG. 8 the only difference according to FIG
Type of control valve, which here, as in FIG. 7, consists of a cylindrical casing 206 and a piston head 207. In addition, the bing spaces 237 and 239 each lie on the other side of the membrane 238.
The mode of operation of the device is as follows: the main liquid flow enters through the sleeve 219 and the branched off displacement partial flow flows through the channel 221 into the storage container (not shown) for the admixing liquid. From this it displaces the additional liquid, which passes through the channel 210 into the annular space 237. The increasing pressure in the space 237 moves the membrane 238 to the right. the control slide is also moved to the right.
The piston head 207 of the slide lifts off from the sleeve 232 and the main liquid flow can pass through the openings 208 into the interior of the slide, from where it flows through the sleeve 220. The liquid of the main flow penetrates through the bore 240 into the space 239 and, based on the principle of the known pressure and flow control valves, produces approximately the same pressure in the spaces 237 and 239 with an appropriate selection of the membrane area. At the same time the seat slot 209 has come to coincide with the slot 205 and the admixing liquid can pass from the space 237 into the main flow.
Here, too, the set mixing ratio is precisely maintained, since the two cross-sections for the main flow and the admixing liquid are always controlled in the same ratio. The pressure in space 237 initially drops again and the slide closes something again until a state of equilibrium is established. The desired mixing ratio is set in the manner described above by means of the pointer handle 217 and the scale on the disk 218.
The great advantage of this mixing device is the extraordinarily low tax rate. the diaphragm and thus the control valve, so that even large resistances in the storage container do not cause any disturbances in maintaining the correct mixing ratio. The control organs can also be designed, among other things, by means of adjacent foils which have the corresponding openings, as a result of which particularly high levels of accuracy and high operational reliability can be achieved. Of course, in the two devices according to FIGS. 8 and 9, an additional throttle element 222 as in FIG. 7 can also be used.
The mixing devices according to FIGS. 7 to 9 are characterized above all by their outstanding structural simplicity, their ease of use and their space-saving design. They are therefore particularly suitable for rough operation in agriculture and horticulture for adding artificial fertilizer to the water used in spraying and sprinkling systems. However, all other mixing processes for liquids can also be carried out with the devices according to the invention according to FIGS. 7 to 9. Instead of one mixed liquid, several can be used.
One then only needs to branch off several partial displacer flows from the main flow and feed them to several storage containers, from which several admixing liquids are then displaced and added to the main flow? will. Several mixing valves can also be interconnected, that is to say a second mixing device with a storage container can be switched on in the partial displacement flow of a mixing valve. In this way, extremely large misalignment ratios, that is to say the smallest dosages of the admixing liquid, can be achieved. This is e.g. This is necessary, for example, when adding anti-parasitic agents in plant cultivation. Such large mixing ratios are also common in the chemical industry.
Finally ka. By means of this arrangement, gases are mixed with one another or gases are mixed with liquids. Of course, a pressure and quantity control valve of known arrangement can be connected upstream of a proportional control of the main and partial flow, with a pressure chamber of the control valve of the first mixing device being connected to a pressure chamber of the control valve of the second mixing device. Finally, according to FIG. 9, when the partial flow is controlled on both sides, when the opening 221 of the displacement flow is blocked, the closing of the element 232 triggers an effect in the manner of a self-closing valve with the main flow being shut off.
While a clogging of the opening 210 of the admixing liquid causes a pressure increase due to the counter-pressure increasing due to the clogging, the opening of the admixing liquid widens because the element 232 then lifts off more strongly.
In FIG. 10, an exemplary embodiment of a mixture regulator with a plurality of control elements is shown in a longitudinal section. It consists of a number of control organs, which are combined in three groups A, B and C and are partly connected in series and partly next to one another. In the illustrated exemplary embodiment, the three control groups are arranged in separate housings a, a'b, b 'and c, c' which are connected to one another in a simple manner. Of course, you can also accommodate these three control groups in a common housing or subdivide this in a different way than shown in the drawing.
The subdivision into the three groups shown has proven to be particularly expedient, since in this case it is easy to switch off one or the other control group depending on the type of control.
The control group A is housed in the shared housing, use a, a 'and consists of a. From the slide 302, which can be displaced in all sockets 303 and 303 ′ and rests with its head plate 304 against the face of the socket 303. The slide 302 has a number of slots 305 within the head plate 304 which are evenly distributed over its circumference.
Another slot 306 in the slide 302 closes when the slide is moved in its axial direction with a slot 307 in the bushing 303 '. r cover. The extent of this seat cover can be adjusted by means of the rotatable bolt 308, which engages with the eccentric pin 309 in a longitudinal seat 310 of the slide 302. The width of this longitudinal seat 310 corresponds approximately to the diameter of the eccentric pin 309, so that when the bolt 308 is rotated, the slide 302 rotates about its longitudinal axis. The rotation of the bolt 308 takes place by means of the pointer 311, the position of which can be read off on a scale 312 attached to the housing a, a '.
Since the scale directly indicates the extent of the slits 306 and 307, it can be calibrated to the mixing ratio of the food regulator. The membrane 315 is attached to a flange 313 of the slide 302 by means of the ring 314, the outer circumference of which is clamped between the housing parts a and (e and thus divides the annular space around the slide 302 into two parts 316 and 317. The space 317 is connected to the interior of the slide 302 through the Seblitz 318. A reducer 319 for the drainage has been removed from the discharge nozzle.
A connection to housing b and b 'of control group B is established through channels 320 and 321. The interior of the housing b, b ′ is divided into two spaces 323 and 324 by the membrane 322 clamped between the housing parts b and b ′. Channel 320 leads into room 323, while channel 321 connects room 324 with room 316 of control group A. In the housing part b, a bushing 325 is arranged, crossing the space, which is open at one end and closed at the other. A slide 326, which is firmly connected to the center of the membrane 322, slides in this sleeve 325.
The sleeve 325 has two groups of slots 327 and 328 which correspond to the slots 329 and 330 of the slide 326. While seat braids 327 and 329 are in space 324, seat braids 328 and 330 are located in space 331 of connection piece 332, which is separate from space 324. The feed line for the metering liquid or the metering gas is connected to the connector 332.
A line 334 leads from the branch connection 333 at the room 331 to the housing c, c 'of the control group C.
Control group C is directly upstream of control group. @. The housing part c ′ is connected to the housing part a ′ by means of the union nut 340. A slide 342 is inserted in the housing part c 'and in a bushing 343 in the housing part c. The slide 34? is connected by means of the flange 344 and the ring 345 to a membrane 346 which is clamped between the housing parts c and c ′ and divides the annular space around the slide 342 into two spaces 347 and 348.
At its left end, the slide has a collar 349, against which the spring 350 rests, the other end of which rests against the hole washer 341. On the other side of the perforated disk there is a spring 351 which is supported against the head plate 304 of the slide 302 of the control group.
With its right-hand end, the slide 342 rests against a fixed stop disk 352 which is fastened to the webs 353 of the reducer 355 screwed onto the connecting piece 354. A slot 356 is arranged in the slide 342 and connects the space 347 to the interior of the slide 342. Line 334 leads from control group B to room 348 of control group C.
The mode of operation of the embodiment of a mixture regulator with several control organs shown in FIG. 10 and described above is as follows:
In order to obtain a constant visual ratio when the main flow has a different pressure than the metering liquid or gas, you only need the two control groups A and B. For a better understanding, think of the control group C and the inflow line for the main flow , for example normal service water, connected directly to the inlet connection of the housing part. The container for the admixing agent, for example, is attached to the supply connection 332 of the housing part b of the control group B. B.
Chlorine gas, connected. The connecting piece 333 is closed. The chlorine gas is placed in its container under a pressure that is significantly higher than the pressure of the water used.
Before the hot water enters the batch regulator, the state shown in the drawing applies with regard to the position for the slides and their slots.
If the brewed water, for example with a pressure of three atm, enters the mixture regulator, the pressure is transferred to the membrane 322 with the water passing through the channel 320 into the room 323. Since there is about atmospheric pressure in the room 324, is the membrane 322 is pressed to the left and moves the slide 326 so far to the left that the groups of slots 328, 330 and 327, 329 are aligned with one another.
Chlorine gas then flows under higher pressure from space 331 via slots 328 and 330 into the interior of slide 326 and from there through slots 329 and 327 into space 324.If the pressure in space 324 now outweighs the pressure in space 323, the slide 326 is moved to the right again by the membrane 322 until the chlorine gas supply via the seat groups 328, 330 and 327, 329 is blocked. In the meantime the pressurized gas has of course also passed through the channel 321 into the space 316 and here, pressing on the membrane 315, has shifted the slide 302 to the right against the water pressure on the top plate 304.
The head plate 304 is lifted from the end face of the sleeve 303 and the service water enters the interior of the slide 302 through the openings 305.
When the slide 302 is shifted to the right, the slot 306 has also come to cover the slot 307 and the chlorine gas enters the process water flow (main flow). Since the pressure of the gas in the rooms 324 and 316 now drops, the water pressure prevails in the room 323 and the slide 326 opens the seat groups 328, 330 and 327, 329 again when it moves to the left, so again chlorine gas in the regulator can occur. For a better understanding, the individual control processes have been described one after the other and to a certain extent in the static state.
In reality, the flow processes are of course dynamic, i.e. the control valve 326 works in accordance with the existing constant pressures of the service water (main flow) and the chlorine gas (admixture), so that approximately constant pressure conditions exist in the rooms 324 and 323. At a certain flow rate of the brewing water determined by the position of the slide 302, a ga. No certain ratio of chlorine gas to enter through the slots 306, 307. This ratio can be set at will with the aid of the pointer 311 during operation.
By rotating the pointer 311 and thus the bolt 308, the eccentric pin 309 takes the slide 302 with it, that is, it rotates it about its axis. This changes the opening width of the slot 306, which is congruent with the slot 307. If the amount of the main stream remains unchanged, more or less chlorine gas will enter.
The mixing ratio between the main flow and the mixing flow can therefore be set to safe values during operation, which are entered on the calibrated scale 312. A change in the flow rate of the main flow, on the other hand, does not change anything in the mixing ratio between the main and admixing flow. Is z. B. withdrawn more water at the points of consumption, then initially the pressure inside the slide 302 drops slightly so that the gas pressure in space 316 outweighs the pressure in space 317, which is connected to the inside of the slide via the slot 318. The membrane 315 is pressed to the right and takes the slide 302 with it.
Corresponding to the further opening of the slits 305, a larger cross section of the slit 306 is also brought into congruence with the slit 307, so that a correspondingly larger amount of admixture also enters the larger flow rate of the main stream.
With reduced withdrawal a. From the main line, the control process proceeds in the same way, only in the opposite direction.
However, the mixing ratio between main flow and admixture always remains constant. By appropriate choice of the pressure area on both sides of the membrane 322 or load, it is possible to keep the pressure in the space 324 always slightly above its target in order to avoid flow resistances, e.g. B. with viscous Zumisehmittel to be able to compensate.
The upstream control group C serves to keep the mixing ratio between the main flow and admixture constant, even if the pressures of the main flow or of the admixture or both fluctuate.
It does not matter whether the pressures are normally the same or different. Let it again be assumed that the pressure of the chlorine gas in its pressure vessel initially has the higher pressure.
Then this pressure also prevails in room 348 of control group C, which is passed through the Lei tu. ng 334 is connected to the room 331 via the connecting piece 333. The membrane 346 is then pressed to the left and the slide 342 is taken along and lifted off the fixed stop disk 352.
The main stream then enters the interior of slide 342 and continues to control group A. The regulation of the proportionally identical mixture between main flow and admixing agent then takes place independently of control group C through the interaction of control groups A and B, as described in the previous paragraph.
If, for example, towards the end of the emptying period of the pressure vessel for the admixing agent, the pressure drops so far that it is lower than the pressure of the main flow, then the membrane 346 moves accordingly to the right and the slider 342 that is carried along throttles the passage cross-section the stop plate 352 until the pressure of the main flow in the interior of the slide 342 corresponds approximately to the pressure of the mixing agent, that is, approximately the same pressures exist in the spaces 347 and 348.
Due to the corresponding low pressure in room 323, control group B is also able to act again, and the proportionate admixing can also take place in control group A, of course only within the scope of the flow rate of the main flow limited by the reduced pressure. This pressure adjustment of the main flow to the low pressure of the admixture lasts until the latter stops completely, that is, the container for the admixture can be almost completely emptied. If there is no longer any overpressure, the pressure in space 347 closes slide 342 completely and no more service water passes through the mixture regulator.
The control group C naturally also performs the same function if the pressure of the admixing agent is unexpected, e.g. B. as a result of a malfunction, suddenly fails. So no service water can escape from the mixture regulator without admixture or with the correct admixture ratio.
But even if the control group B is omitted, if a known displacement tank is connected to the channels 321 and 320, from which the mixing agent is displaced into the space 316 with the interposition of a partition by a branch flow entering through the channel 321 control group C as a control. If the container of the admixing agent is emptied, then the pressure in the space of the admixing agent stops because the partition comes to rest.
If the line 334 is now connected to this space for the metering agent in the displacement container, then the slide 342 closes the passage of the main flow in exactly the same way as in the operating case described in the previous paragraph.
Of course, instead of the one admixing agent, several admixing agents can also be added to the main flow. You need there. to be connected to control group A in parallel for only a corresponding number of control groups B. One of the metering means, namely the one with the lowest pressure, controls the pressure in the main flow via the pressure regulator in the main flow upstream of the mixing valve.
The proportional control is set for each metering means individually by setting the separate entry slits for each metering means (corresponding to the slits 306, 307 in the drawing in FIG. 10), while the proportional control for all these inlet openings together through the axial movement of the slide 302 takes place. The pressure of the metering streams can be mutually controlled in the same way as the pressure of the admixing and main streams in the exemplary embodiment.
With the mixture regulator according to FIG. 10, of course, a whole series of other circuits and control variants can be carried out which are not shown in this exemplary embodiment. So z. B. the slide 336 of the control group B can be set to a certain pressure.
Then the group C controls as a result of a connection of the room 324 with the room 348 the Ilauptstrom according to this fixed pressure of the admixing agent. The control group C can also be set to a specific pressure, then the group B controls the respective pressure of the metering means in accordance with this fixed pressure of the main flow.
Furthermore, for example, two mixed currents can be controlled mutually by two control groups C connected in parallel by connecting the rooms 348 to the supply line in front of the slide 342 of the other control group C. One admixing flow then enters control group A through openings 305 and the other through slot group 306, 307. It is possible to set one of the two cross-sections (305 or 306, 307) permanently or to change it in stages, and to change the mixing ratio by changing the other cross-section.
The structural design of the mixture regulator according to the invention is of course not tied to the exemplary embodiment shown in FIG. Instead of the diaphragms shown, pistons, slides or the like as well as flaps? Reservoirs or flow bodies are used with the same effect. Depending on the intended use, pressure regulating valves controlled by flow paths can also be used.
The mixing ratio can also be determined as a function of temperature and other regulators.
Likewise, in the case of pressure or underpressure, depending on the task of the mixture regulator, not only currents or pressures can have a controlling effect, but currents and / or pressures of any origin.
The admixing streams can also open out at a point of low pressure.