Vorrichtung zum Steuern von Durchflussmengen in Leitungen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern von Durchflussmengen von in zwei oder mehreren Leitungen strömenden Medien mittels min destens eines Widerstandsorgans, insbesondere für Dosier- und Messgeräte.
Die bekannten Vorrichtungen für Dosier- und Messgeräte weisen im allgemeinen eine Blende, Düse oder Venturirohr als Differenzdruckgeber in der Hauptleitung auf. Bei extremen Schwankungen der Strömungsgeschwindigkeiten gewährleistet eine fest stehende Querschnittsverengung nicht eine ausrei chende Proportionalität zwischen dem Haupt- und einem abgezweigten, wieder zurückkehrenden Neben strom, der durch ein Chemikahenlösegerät oder durch das eigentliche Messgerät hindurchzugehen hat und selbst ebenfalls Querschnittsverengungen, wie z. B. sogenannte Korrekturblenden, enthalten kann.
Die vorliegende Erfindung ist dazu geschaffen worden, diesen Nachteil zu beheben. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines dieser Organe als durchflussquerschnittsänderndes, strömungsge- schwindigkeitsreguliertes Steuerorgan ausgebildet ist.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden anschliessend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: Fig. 1 und 2 ein Gerät, welches ein feststehendes Organ mit fester Querschnittsverengung und ein feder belastetes Tellerventil aufweist, Fig.3 ein Gerät mit einem Verschluss, der als Senkkörper ausgebildet ist und beide Leitungen gleichzeitig verschliesst; in Ergänzung können fest stehende Querschnittsverengungen zusätzlich im Haupt- oder Nebenstrom eingebaut sein; Fig. 4 ein Gerät mit zwei Verschluss- bzw.
Regel körpern, welche ebenfalls als Senkkörper ausgebildet sind, Fig. 5 ein Gerät mit zwei feststehenden Quer schnittsverengungen und mit zwei Verschlusskörpern als Schwimmer, Fig. 6 ein Gerät mit zwei Verschlusskörpern, wo bei der eine als Schwimmer und der andere als Senk körper ausgebildet ist, Fig. 7 und 8 Geräte, bei denen die beiden Ver- schlusskörper miteinander starr verbunden sind, Fig. 9, 10 und 11 Geräte,
die als Verschlusskörper eine exzentrisch angeordnete Pendelklappe in einem runden Gehäuse aufweisen.
Bei den Ausführungsformen des Gerätes nach Fig. 1 trifft ein Hauptstrom 1 auf eine Blende 2 in einem Rohr 3, wodurch ein Nebenstrom 4 durch eine Nebenschlussleitung 5 gezwungen wird, in einem Chemikalienlösebehälter 6 einzutreten und an einer Stelle 7 wieder in das Hauptrohr 3 als Chemikalien lösung zurückzukehren. In einer Erweiterung 9 des Rohres 3 befindet sich ein Ventilteller 10, auf den der Hauptstrom 1 auftrifft, welcher Ventilteller 10 durch eine Feder 11 gegen den Ventilsitz 12 gedrückt wird.
Bei Überschreitung eines Mindestdruckes des Stromes 1 öffnet sich das Ventil 10, 12, und der Flüssigkeits strom 1 fliesst durch das Rohr 3 ab, beladen mit dem Chemikal aus dem Lösebehälter 6. Der Mindestdruck ist so eingestellt, dass er dem Widerstand des Neben stromes 4 entspricht (z. B. entstanden aus unter schiedlichen spezifischen Gewichten der Flüssigkeiten in Zuleitung 5 und Ableitung 5).
Anstelle der Blende 2 kann selbstverständlich auch ein Venturirohr oder dergleichen oder ein Organ mit regulierbarer Öffnung eingesetzt werden, das die durchflussabhängige Druckdifferenz, z. B. zwischen Ein- und Austrittspunkt der Leitung 5, zur Steuerung der Dosierung bewirkt.
Fig. 2 zeigt eine ähnliche Ausführungsform, wobei das den Querschnitt verengende Organ 2 dem Ventil- teller 10 nachgeschaltet ist. Die Feder 11 kann selbst verständlich auswechselbar ausgebildet sein. Man kann aber auch eine Feder einsetzen, deren Spannung durch Drehen entsprechender Schrauben veränderbar ist.
In der Ausführung gemäss Fig. 2 ist die Feder 11 als Zugfeder ausgebildet, während sie bei der Aus führungsform nach Fig. 1 als Druckfeder wirkt. Ausserdem ist bei der Ausführungsform nach Fig. 2 zusätzlich eine Düse 13 als Korrekturblende in der Nebenschlussleitung 5 angeordnet, die zur Regulierung der Proportionalität zwischen Haupt- und Neben strom dient.
Bei der Ausführungsform nach Fig.3 ist das Hauptrohr 3 senkrecht angeordnet, ebenso die Er weiterung 9 dieses Rohres. Als Verschluss dient hier die Scheibe 14, die durch ihr Eigengewicht auf Ventil sitzen 12 und 15 lastet und mit ihrem Führungszapfen 16 in einem Führungskörper 17 gleitet. Diese Scheibe 14 kann damit nicht nur die Rohrleitung 3, sondern zugleich die Nebenschlussleitung 5 schliessen. Vom Hauptstrom 1 wird der Nebenstrom 4 am Ventilsitz 15 abgezweigt, der nach Durchfliessen des Chemi kalienbehälters 6 an der Stelle 7 in die Rohrerweite rung 9 einmündet. Anstatt durch das Eigengewicht kann die Scheibe 14 auch durch Feder- oder andere Kräfte gegen die Ventilsitze 12 und 15 gedrückt wer den.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 4 dienen als Querschnittsverengungsorgane Senkkörper 20 und 21. Das Hauptrohr 3 und die Nebenleitung 5 weisen die hohlkegelförmigen Erweiterungen 9 und 19 auf, in welchen sich die Körper 20 und 21 befinden. Die Formen der Senkkörper 20 und 21 sowie die der Er weiterungen 9 und 19 sind so gewählt, dass die Senk körper in der tiefsten Lage, d. h. an der engsten Stelle, als Verschlusskörper wirken. Um ein Umkippen der Senkkörper 20 und 21 zu verhüten, ist ihr Schwer punkt, z. B. wie bei einem Rotamesser, tiefliegend.
Die Erweiterungen 9 und 19 können aus durchsichti gem Material gefertigt sein und gegebenenfalls Skalen aufweisen, um die Strömungsgeschwindigkeit ablesen zu können. Durch Abstimmen der Gewichte der Kör per 20 und 21 sowie der Neigung der Querschnitts verengungen 9 und 19 kann eine gewünschte genaue Proportionalität des Durchflusses in Haupt- und Nebenstromleitung erreicht werden.
Man kann aber die Ausführungsform gemäss Fig. 4 auch umgekehrt anwenden, d. h. mit nach unten gerichteten Erweiterungen 9 und 19. In diesem Falle werden oben an Stelle der Senkkörper 20 und 21 Schwimmkörper eingesetzt, deren spezifisches Ge wicht geringer ist als das der strömenden Flüssigkeit.
In jedem Fall kann auch hier ein federbelasteter Schwimmkörper verwendet werden. Selbstverständ lich ist es auch möglich, mehrere Nebenleitungen mit verschiedenen Lösebehältern einzusetzen.
- Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 5 ist der Chemikalienbehälter 6 mit dem Querschnittsver- engungsorgan 13 zu einem Gerät zusammengebaut. Die Ventilkörper 20 und 21 sind als Schwimmer aus gebildet und verschliessen den Ventilsitz 12 der Haupt leitung 3 bzw. den Ventilsitz 15 der Nebenleitung 5, nach ihrem Austritt aus dem Chemikalienbehälter 6. Die Ventilkörper 20 und 21 gleiten in Führungen 24 und 25. Sowohl in der Hauptleitung 3 als auch in der Nebenleitung 5 sind zur weiteren Regulierung der Proportionalität Querschnittsverengungsorgane in Form von Blenden 2 und 13 eingesetzt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 dient als Ventilkörper 20 ein kugelförmiger Schwimmer mit einem geringeren spezifischen Gewicht als die Flüssig keit, während der kugelförmige Ventilkörper 21 ein höheres spezifisches Gewicht als die Flüssigkeit auf weist. Bei Stillstand des Mediums bzw. bei zu ge ringem Flüssigkeitsdruck in der Leitung 3 befindet sich die Kugel 21 unten in dem Erweiterungsteil 19 und die Kugel 20 oben in dem Erweiterungsteil 9. Der Ventilsitz 15 bildet gleichzeitig Blende und Absperr stelle des Nebenstromes 4 bzw. der Nebenleitung 5. Der Ventilsitz 12 bildet gleichzeitig die Blende und Absperrstelle der Hauptleitung 3.
Bei der Ausführungsform nach Fig.7 ist der Lösebehälter 6 wiederum mit dem Querschnittsver- engungsorgan 13 zu einem Aggregat verbunden. Beide Ventilkörper 20 und 21 sind durch eine Stange 26 miteinander verbunden. Sie werden durch die Feder 11 gegen die Ventilsitze 12 und 15 gedrückt.
Sowohl in der Hauptleitung 3 als auch in der Nebenleitung 5 sind zur weiteren Regulierung der Pro portionalität Querschnittsverengungsorgane in Form von Blenden 2 und 13 eingesetzt.
Bei Fig. 8 sind die beiden Ventilkörper 20 und 21 ebenfalls durch die Stange 26 miteinander verbunden. Die Ventilkörper gleiten in den konischen Erweite rungen 9 und 19. Als wirksame Verschluss- und Regelkraft der Körper 20, 21 dient ihr Eigengewicht. Der Chemikalienbehälter 6 ist bei dieser Ausführungs form wiederum an der Nebenschlussleitung 5 geson dert angeordnet.
Bei den Ausführungsformen gemäss den Fig.9, 10 und 11 dient als Verschlusskörper eine Klappe 27, die um eine Achse 28 drehbar angeordnet und mittels einer Feder (nicht dargestellt) oder durch Eigen gewicht bestrebt ist, einen Anschlag 29 zu erreichen. Der Hauptstrom 1 ist seinerseits bestrebt, die Klappe 27 vom Anschlag 29 wegzudrücken, so dass derselbe unterhalb der Klappe in ein sich durch exzentrische Anordnung der Achse 28 erweiterndes Gehäuse 30 strömen kann. Der Nebenstrom la wird bei diesen Ausführungsformen durch die auf derselben Achse 28 angeordnete Gegenklappe gedrosselt oder geschlossen.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen wer den durch die Strömung in der Hauptleitung die je weilige Querschnittsverengung und der Differenzdruck selbsttätig eingestellt. Um aber bei extrem niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten eine Disproportionalitäi zu vermeiden, können die beweglichen Körper zu gleich als Verschlusskörper ausgebildet sein. Hierbei sind diese und die engste Stelle der sich erweiternden Leitungen zweckmässigerweise so aufeinander abge stimmt, dass diese beiden Teile Ventil- und Ventilsitz bilden.
Es ist ferner vorteilhaft, die Vorrichtung so auszubilden, dass die Kräfte, die auf die beweglichen Körper wirken, derart bemessen sind, dass sie- beim Unterschreiten eines gewählten Mindestdifferenz druckes im Medium die Leitungen verschliessen. Dieser Mindestdifferenzdruck kann so eingestellt wer den, dass vorbestimmte Strömungsverhältnisse im Haupt- und im Nebenstrom eintreten. Dies hat den Vorteil, dass bei Unterschreitung des Differenzdruckes eine Fehldosierung bzw. eine Fehlanzeige nicht er folgen kann. Unter diesen Umständen kann aber auch das Medium nicht mehr durch die Leitung fliessen. Es muss mit andern Worten jeweils ein gewisser Mindestdifferenzdruck vorhanden sein, um die Strö mung in den Leitungen in Tätigkeit zu setzen.
Man kann aber auch zwei einzelne bewegliche Regel- bzw. Schliesskörper vorsehen, und zwar den einen in der Haupt- und den andern in der Neben leitung. Mit dieser Anordnung wird z. B. die Gefahr vermieden, dass bei unrichtiger Einstellung des Regel körpers in der Hauptleitung der Strom des Mediums nach Verschluss derselben nur noch durch die Neben leitung geht, die bei richtiger Einstellung des Ver schlusses allein schon durch die darin enthaltenen Widerstände bei extrem niedrigem Druck ausser Tätig keit gesetzt wird.
Device for controlling flow rates in lines The invention relates to a device for controlling flow rates of media flowing in two or more lines by means of at least one resistance element, in particular for dosing and measuring devices.
The known devices for dosing and measuring devices generally have an orifice plate, nozzle or venturi tube as a differential pressure transmitter in the main line. In the case of extreme fluctuations in the flow rates, a fixed cross-sectional constriction does not guarantee sufficient proportionality between the main and a branched off, returning secondary stream, which has to pass through a chemical solvent or the actual measuring device and itself also has cross-sectional constrictions, such as B. so-called correction apertures may contain.
The present invention has been made to overcome this disadvantage. It is characterized in that at least one of these organs is designed as a flow cross-section changing, flow rate-regulated control element.
Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are explained below with reference to the drawing. 1 and 2 show a device which has a fixed organ with a fixed cross-sectional constriction and a spring-loaded poppet valve; FIG. 3 shows a device with a closure which is designed as a sinker and closes both lines at the same time; In addition, fixed cross-sectional constrictions can also be installed in the main or secondary flow; Fig. 4 shows a device with two locking or
Usually bodies, which are also designed as sinkers, Fig. 5 shows a device with two fixed cross-sectional constrictions and with two locking bodies as floats, Fig. 6 shows a device with two locking bodies, where one is designed as a float and the other as a sinker , FIGS. 7 and 8 devices in which the two closure bodies are rigidly connected to one another, FIGS. 9, 10 and 11 devices,
which have an eccentrically arranged pendulum flap in a round housing as a closure body.
In the embodiments of the device according to FIG. 1, a main stream 1 meets a screen 2 in a pipe 3, whereby a secondary stream 4 is forced through a shunt line 5 to enter a chemical dissolving container 6 and at a point 7 again into the main pipe 3 as chemicals solution to return. In an extension 9 of the pipe 3 there is a valve disk 10 on which the main flow 1 impinges, which valve disk 10 is pressed against the valve seat 12 by a spring 11.
When a minimum pressure of the stream 1 is exceeded, the valve 10, 12 opens and the liquid stream 1 flows out through the pipe 3, loaded with the chemical from the dissolving container 6. The minimum pressure is set so that it meets the resistance of the secondary stream 4 corresponds (e.g. originated from different specific weights of the liquids in feed line 5 and discharge line 5).
Instead of the diaphragm 2, of course, a Venturi tube or the like or an organ with an adjustable opening can be used, which determines the flow-dependent pressure difference, e.g. B. between the entry and exit point of the line 5 to control the dosage.
FIG. 2 shows a similar embodiment, the member 2 narrowing the cross section being connected downstream of the valve disk 10. The spring 11 can of course be designed to be exchangeable. But you can also use a spring whose tension can be changed by turning the appropriate screws.
In the embodiment according to FIG. 2, the spring 11 is designed as a tension spring, while in the embodiment according to FIG. 1 it acts as a compression spring. In addition, in the embodiment according to FIG. 2, a nozzle 13 is additionally arranged as a correction diaphragm in the bypass line 5, which is used to regulate the proportionality between the main and secondary flow.
In the embodiment of Figure 3, the main pipe 3 is arranged vertically, as is the extension 9 of this tube. The disk 14 serves as the closure, which is seated on the valve 12 and 15 by its own weight and slides with its guide pin 16 in a guide body 17. This disk 14 can thus not only close the pipeline 3, but also the shunt line 5 at the same time. From the main stream 1, the secondary stream 4 is branched off at the valve seat 15, which opens into the pipe expansion 9 after flowing through the chemical container 6 at the point 7. Instead of its own weight, the disc 14 can also be pressed by spring or other forces against the valve seats 12 and 15 who the.
In the embodiment according to FIG. 4, sinkers 20 and 21 serve as cross-sectional constricting organs. The main pipe 3 and the secondary line 5 have the hollow cone-shaped extensions 9 and 19 in which the bodies 20 and 21 are located. The shapes of the sinkers 20 and 21 and those of the extensions 9 and 19 are chosen so that the sinkers in the lowest position, ie. H. at the narrowest point, act as a closure body. To prevent the sinkers 20 and 21 from tipping over, their focus is, for. B. like a rota knife, deep-set.
The extensions 9 and 19 can be made of transparent gem material and optionally have scales in order to be able to read the flow rate. By matching the weights of the body 20 and 21 and the inclination of the cross-sectional constrictions 9 and 19, a desired exact proportionality of the flow in the main and bypass lines can be achieved.
However, the embodiment according to FIG. 4 can also be used the other way round, i. H. with downward extensions 9 and 19. In this case, instead of the sinker 20 and 21 floating bodies are used above, the specific Ge weight is less than that of the flowing liquid.
In any case, a spring-loaded float can also be used here. It is of course also possible to use several secondary lines with different dissolving containers.
In the embodiment according to FIG. 5, the chemical container 6 is assembled with the cross-sectional constriction element 13 to form one device. The valve bodies 20 and 21 are formed as a float and close the valve seat 12 of the main line 3 and the valve seat 15 of the secondary line 5, after their exit from the chemical container 6. The valve bodies 20 and 21 slide in guides 24 and 25. Both in the main line 3 and also in the secondary line 5, cross-sectional constriction organs in the form of diaphragms 2 and 13 are used to further regulate the proportionality.
In the embodiment of FIG. 6, a spherical float with a lower specific weight than the liquid serves as the valve body 20, while the spherical valve body 21 has a higher specific weight than the liquid. When the medium is at a standstill or when the liquid pressure is too low in the line 3, the ball 21 is located at the bottom of the extension part 19 and the ball 20 at the top of the extension part 9. The valve seat 15 simultaneously forms the aperture and shut-off point of the secondary flow 4 or the Secondary line 5. The valve seat 12 simultaneously forms the aperture and shut-off point of the main line 3.
In the embodiment according to FIG. 7, the release container 6 is in turn connected to the cross-sectional constriction element 13 to form an assembly. Both valve bodies 20 and 21 are connected to one another by a rod 26. They are pressed against the valve seats 12 and 15 by the spring 11.
Both in the main line 3 and in the secondary line 5, cross-sectional constriction organs in the form of diaphragms 2 and 13 are used to further regulate the proportionality.
In FIG. 8, the two valve bodies 20 and 21 are also connected to one another by the rod 26. The valve bodies slide in the conical expansions 9 and 19. The body 20, 21 uses its own weight as an effective closing and regulating force. The chemical container 6 is again arranged separately on the bypass line 5 in this embodiment.
In the embodiments according to FIGS. 9, 10 and 11, a flap 27 is used as the closing body, which is rotatably arranged about an axis 28 and strives to reach a stop 29 by means of a spring (not shown) or by its own weight. The main flow 1 in turn endeavors to push the flap 27 away from the stop 29 so that it can flow below the flap into a housing 30 which expands through the eccentric arrangement of the axis 28. In these embodiments, the bypass flow la is throttled or closed by the counter flap arranged on the same axis 28.
In the described embodiments who set the respective cross-sectional constriction and the differential pressure automatically by the flow in the main line. However, in order to avoid disproportionality at extremely low flow speeds, the movable bodies can also be designed as closure bodies. Here, these and the narrowest point of the widening lines are expediently matched to one another in such a way that these two parts form the valve seat and valve seat.
It is also advantageous to design the device in such a way that the forces acting on the movable bodies are dimensioned such that they close the lines when the pressure in the medium falls below a selected minimum differential pressure. This minimum differential pressure can be set in such a way that predetermined flow conditions occur in the main and secondary flow. This has the advantage that if the pressure drops below the differential pressure, incorrect dosing or an incorrect display cannot follow. Under these circumstances, however, the medium can no longer flow through the line. In other words, there must be a certain minimum differential pressure in each case in order to activate the flow in the lines.
But you can also provide two individual movable control or closing bodies, namely one in the main and the other in the secondary line. With this arrangement z. B. avoided the risk that with incorrect setting of the control body in the main line, the flow of the medium after the closure of the same only goes through the secondary line, which with the correct setting of the closure alone by the resistances contained therein at extremely low pressure except Activity is set.