Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsniveauregeleinrichtung, in welcher das Spiegelniveau einer Flüssigkeit mittels einer pneumatischen Quelle konstant gehalten wird.
Es ist ein System für die Spiegelregelung mit sogenanntem Mariott-Behälter bekannt. Dieses System ist ein von den einfachsten und gut arbeitenden Flüssigkeitsspiegelregelungssystemen, die grosse Anwendungen fanden. Bei diesem System ist das Spiegelniveau der Flüssigkeit so genau gehalten, wie genau der Unterdruck im Mariott-Behälter proportional zur Flüssigkeitsmenge im Mariott-Behälter geregelt wird. Die Einstellung des Unterdruckes im Mariott-Behälter wird automatisch durch das Durchsprudeln von Luftblasen durch die Flüssigkeit erreicht. Die Luftblasen dringen in die Flüssigkeit ein mittels eines Rohres, dessen ein Ende in die freie Atmosphäre einmündet und dessen zweites Ende in der Flüssigkeit im Mariott-Behälter eingetaucht ist.
Das zu regelnde Flüssigkeitsniveau kann in einigen Fällen bei der Inbetriebnahme der Mariottspiegelniveauregelung manchmal fast bis zum Niveau der Flüssigkeit im Mariott Behälter ansteigen, was zu Störungen führen kann. Die Tem peraturänderungen beeinflussen die Genauigkeit der Spiegelregelung, besonders bei keinem oder kleinem Abfluss der Flüssigkeit aus dem Behälter. Der Flüssigkeitsbehälter muss sehr dicht aufgebaut sein, weil sonst bei dem undichten Behälter die Spiegelregelung versagt. Der untere Teil des Behälters muss in der Höhe des geregelten Spiegelniveaus der Flüssigkeit stationiert sein und dadurch kann bei der fehlerhaften Dichtung des Behälters die ganze Menge der Flüssigkeit vom Behälter ausfliessen.
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Flüssigkeitsspiegelregeleinrichtung mit grosser Genauigkeit der Spiegelregelung zu schaffen, bei welcher das Flüssigkeitsniveau nie das eingestellte Niveau übersteigen kann, bei welcher der Flüssigkeitsbehälter nicht ganz dicht sein muss, bei welcher die Temperaturänderungen keinen Einfluss auf die Spiegelregelungsgenauigkeit haben, bei welcher man den Flüssigkeitsbehälter unter dem zu regelnden Spiegelniveau befestigen kann und bei welcher der Ausbetriebnahme der Anlage die Flüssigkeit, die im geregelten Kreis war, wieder in den Behälter zurückkehren kann.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass ein Reservoir für die Flüssigkeit mit zwei Einmündungen, mit einem Einfüllstutzen mitsamt einem Stöpsel und mit einem Auslaufstutzen versehen ist, dass die erste Einmündung des Reservoirs mittels eines Luftrohres mit einem Luftventil verbunden ist, dass die zweite Einmündung des Reservoirs durch ein Verbindungsrohr, in welchem eine Drossel angeordnet ist, mit einer pneumatischen Druckquelle verbunden ist, dass der Auslaufstutzen des Reservoirs mittels eines Zuflussrohres mit einem Einlassstutzen eines Gefässes, dessen Spiegelniveau zu regeln ist, verbunden ist, dass in dem Gefäss ein Schwimmer, welcher entsprechend seiner Lage das Luftventil steuert, in Führungen in dem Gefäss verschiebbar angeordnet ist und dass das Gefäss über einen Auslassstutzen mit einem Abflussrohr verbunden ist.
Zur Erläuterung eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemässen Einrichtung für pneumatische Flüssigkeitsspiegelniveauregelung dient die beiliegende schematische Zeichnung. Diese Zeichnung zeigt ein Gefäss 1 mit je einem Auslass- und Einlassstutzen 11, 12 und einer Durchgangsmuffe 13.
Der Auslassstutzen 11 ist mit einem Abflussrohr 2, der Einlassstutzen 12 mit einem Zuflussrohr 4 und die Durchgangsmuffe 13 ist mit einem Luftrohr 6 verbunden. Das Luftrohr 6 ist über das zu regelnde Spiegelniveau 16 der Flüssigkeit im Gefäss 1 herausgeführt. Im Gefäss 1 ist ein Schwimmer 3, der auf der Flüssigkeit im Gefäss 1 schwimmt und mittels Führungen 14, 15 im Gefäss 1 befestigt ist, so dass seine Stäbe 31 und 33 ganz locker vertikal geführt sind. Der Schwimmer 3 besitzt ein Verschlussglied 32, der über der Mündung 61 des Luftrohres 6 angeordnet ist. Wenn das Flüssigkeitsniveau im Gefäss 1 unter dem zu regelnden Spiegelniveau 16 ist, wird die Mündung 61 des Luftrohres 6 ganz durch das Verschlussglied 32 verdeckt.
Wenn das Flüssigkeitsniveau im Gefäss 1 über dem Spiegelniveau 16 liegt, ist das Verschlussglied 32 von der Mündung 61 des Luftrohres 6 entfernt. Damit bildet das Verschlussglied 32 des Schwimmers 3 zusammen mit der Mündung 61 des Luftrohres 6 ein Luftventil.
Das Gefäss 1 ist mittels eines Zuflussrohres 4 mit einem Auslaufstutzen 55 eines Reservoirs 5 verbunden. Das Reservoir 5 ist unter dem zu regelnden Spiegelniveau 16 plaziert.
Das Reservoir 5 hat einen Einfüllstutzen 56, der mit einem Stöpsel 57 abgeschlossen ist. Dieses Reservoir ist mit der Flüssigkeit gefüllt, deren Spiegelniveau 16 im Gefäss 1 geregelt werden soll. Das Reservoir 5 wird bei der Inbetriebsetzung der Anlage bis zu einem oberen Spiegelniveau 53 gefüllt und die Flüssigkeit darf im Reservoir 5 bis zu einem unteren Spiegelniveau 54 absinken. Eine erste Einmündung 51 verbindet das Reservoir 5 mit dem Luftrohr 6 und eine zweite Einmündung 52 des Reservoirs 5 ist mittels eines Verbindungsrohres 7 mit einem Verbindungsstutzen 81 einer pneumatischen Druckquelle 8 verbunden. Das Verbindungsrohr 7 ist mit einer Drossel, z. B. einer Kapillare 71, versehen.
Die hier dargestellte Einrichtung arbeitet in folgenderWei- se: Nach der Füllung des Reservoirs 5 mit einer Flüssigkeit durch den Einfüllstutzen 56 bis zu dem oberen Spiegelniveau 53 und nach Versperren des Einfüllstutzens 56 mit dem Stöpsel 57, setzt man die pneumatische Druckquelle 8 in Betrieb.
Zuerst ist die Mündung 61 des Luftrohres 6 durch das Verschlussglied 32 des Schwimmers 3 ganz abgedeckt, weil in dem Gefäss 1 bei der Inbetriebsetzung der Anlage noch keine Flüssigkeit vorhanden ist. Der Luftraum über dem oberen Spiegelniveau 53 der Flüssigkeit im Reservoir 5 ist deswegen ganz abgeschlossen und die komprimierte Luft aus der pneumatischen Druckquelle 8 drückt auf die Flüssigkeit im Reservoir 5. Da die Grösse des Überdruckes, welchen die pneumatische Druckquelle 8 liefert, so eingestellt ist, dass der Überdruck grösser ist als der hydrostatische Druckunterschied, welchen die Flüssigkeit zwischen dem zu regelnden Spiegelniveau 16 der Flüssigkeit im Gefäss 1 und dem unteren Spiegelniveau 54 der Flüssigkeit im Reservoir 5 bildet, wird die Flüssigkeit vom Reservoir 5 durch das Zuflussrohr 4 in das Gefäss 1 gefördert.
Mit dem steigenden Spiegel der Flüssigkeit im Gefäss 1, beginnt auch der Schwimmer 3 zu steigen und sein Verschlussglied 32 entfernt sich von der Mündung 61 des Luftrohres 6; damit beginnt die Luft aus dem Luftraum des Reservoirs 5 in die freie Atmosphäre durch die Mündung 61 des Luftrohres 6 herauszufliessen und der Luftdruck im Reservoir 5 beginnt zu sinken bis zu dem Wert, der dem hydrostatischen Druckunterschied gleicht, welcher der Flüssigkeitshöhe zwischen dem Spiegelniveau 16 der Flüssigkeit im Gefäss 1 und dem tatsächlichen Spiegelniveau der Flüssigkeit im Reservoir 5 entspricht. Es stellt sich dann automatisch ein bestimmter Abstand des Verschlussgliedes 32 von der Mündung 61 ein, damit nur so viel Luft aus der Mündung 61 des Luftrohres 6 in die freie Atmosphäre herausfliesst, dass das Spiegelniveau 16 dauernd mit kleiner Regelabweichung eingehalten wird.
Es ist dazu zu bemerken, dass die pneumatische Druckquelle 8 so dimensioniert sein muss, dass sie immer genügende Menge der Überdruckluft liefert, damit auch bei gröserem Abfluss der Flüssigkeit durch das Abflussrohr 2 das zu regelnde Spiegelniveau 16 der Flüssigkeit im Gefäss 1 eingehalten werden kann. Die Öffnung der Mündung 61 des Luftrohres 6 muss so gross gewählt sein, damit auch bei keinem Abfluss der Flüssigkeit durch das Abflussrohr 2 das Spiegelniveau 16 im Gefäss 1 gehalten wird. Um eine stabile Regelung zu erzielen, ist in das Verbindungsrohr 7 die kapillare Drossel 71, deren günstiger Durchflussquerschnitt gewählt werden muss, eingebaut.
Beim Ausschalten der pneumatischen Druckquelle 8 sinkt der Luftdruck im Reservoir 5 auf die atmosphärische Grösse und dadurch fliesst die Flüssigkeit vom Gefäss 1 durch das Zuflussrohr 4 wieder in den Reservoir 5 zurück.
Die beschriebene Vorrichtung für pneumatische Flüssig keitsniueauregelung hält automatisch das Spiegelniveau der Flüssigkeit in einem Gefäss mit grosser Genauigkeit in der gewünschten Höhe, die Spiegelregelung ist unabhängig von
Temperaturänderungen, das Gefäss mit dem geregelten Spie gelniveau der Flüssigkeit kann nie überfliessen, auch wenn keine Entnahme der Flüssigkeit vom Gefäss besteht. Beim
Einschalten der pneumatischen Druckquelle wird das geregel te Spiegelniveau automatisch erreicht und beim Abschalten der pneumatischen Quelle entleert sich die Flüssigkeit auto matisch in das Reservoir zurück. Das Reservoir kann man beliebig unter dem geregelten Spiegelniveau plazieren. Die
Abdichtung des Reservoirs muss nicht so sorgfältig durchge führt sein.
Die beschriebene Vorrichtung für pneumatische Flüssig keitsniveauregelung findet hauptsächlich in der Gerätetechnik, in der Chemie und ihr verwandten Industriezweigen Verwendung.