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Überwachungsvorrichtung für die Ausgabe von Flüssigkeiten oder sonstigen
fließenden Medien Die Erfindung betrifft eine überwachungsvorrichtung für die Ausgabe
von Flüssigkeiten oder sonstigen fließenden Medien, die auf ein Warnsignal von einem
Zustandsfühler her reagiert und selbsttätig absperrt sowie ihre Funktionsfähigkeit
periodisch durch Simulation des Gefahrenzustandes selbst prüft.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abgabe der Flüssigkeit
während des Prüfvorgangs aufrechtzuerhalten und trotzdemdm wirklichen Gefahrenfall
ihre Unterbrechung sicherzustellen. Das wird auf folgende Weise erreicht: a) Die
Abgabevorrichtung ist als Mehrwege-Umschaltvorrichtung ausgebildet und wird mittels
eines Zeitschalters periodisch von einer Endlage in die andere bewegt; b) im Gefahrenfall
kommt der Zeitschalter zum Stillstand, die Abgabevorrichtung bleibt dann in einer
ihrer beiden Endlagen stehen; c) in dieser Endlage ist der Zufluß abgesperrt, die
Ab$ußleitung ist mit einem Speicherbehälter verbunden; d) in der anderen Endlage
ist der Speicherbehälter mit dem Zufluß verbunden; e) sowohl in den Endlagen wie
in allen Zwischenstellungen ist der Zufluß vom Abfluß getrennt. Eine gedrängte und
zweckmäßige Ausführungsform der Überwachungsvorrichtung ist so ausgebildet, daß
die Speichermittel in an sich bekannter Weise innerhalb der Ventilmittel mit den
Durchlaßmitteln verbunden sind. -Der ununterbrochene Durchfluß der Flüssigkeit durch
die Überwachungsvorrichtung läßt sich in baulich einfacher und platzsparender Weise
.dadurch verwirklichen, däß das Umschaltorgan als Hahn oder Drehschieber ausgebildet
ist und in an sich bekannter Weise stets in derselben Richtung umläuft.
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Schwankungen der Durchflußmenge durch die Überwachungsvorrichtung
bei dem periodischen Prüfvorgang lassen sich in einfacher Weise dadurch völlig vermeiden,
daß ein zweiter Speicher vorgesehen ist, so daß die Abfiußleitung in jeder Stellung
des Umschaltorgans mit mindestens einem Speicher verbunden ist.
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Eine gute Anpaßbarkeit der Überwachungsvorrichtung an den jeweils
maßgebenden Flüssigkeitsbedarf auf ihrer Abgabeseite läßt sich dadurch erzielen,
daß die Schaltwiederholungsfrequenz auf einen Wert eingestellt ist, der eine Funktion
des Unterschiedes zwischen der Abgabemenge des Produktes am Auslaß und der Verwertungsmenge
des Produktes durch die Verwertungsvorrichtung ist, so daß eine im wesentlichen
proportionale Steuerung der Abgabe des Produktes erreicht werden kann.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der eine Ausführungsform und
eine Variante der überwachungsvorrichtung darstellenden Zeichung näher erläutert.
Es zeigt F i g. 1 eine Kombination eines Block-Schaltbilds mit einem Längsschnitt
durch eine bevorzugte Ausführungsform, bei der das Umschaltorgan durch eine vorzugsweise
elektrisch arbeitende Steuervorrichtung gesteuert wird, und F i g. 2 einen Längsschnitt
durch eine Variante des Umschaltorgans.
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F i g. 1 zeigt eine Überwachungsvorrichtung, bei der ein Zustandsfühler
2 zur Feststellung jedes Signals, d. h. Ereignis- oder Zustandsignals, vorgesehen
ist, das zum Überwachen oder zum Empfang und zur Weitergabe an eine auf das Signal
aus dem Zustandsfühler ansprechende Einrichtung 4 bestimmt ist. Der Zustandsfühler
2 kann jede beliebige Art von Detektor, wie beispielsweise ein lichtempfindliches
Element, ein wärmeempfindliches Element, ein elektromechanischer Wandler, ein kraft-
oder druckempfindliches Element, ein Strom- oder spannungsempfindliches Element
oder eine beliebige andere Art von Überwachungs- oder Empfangsvorrichtung sein.
Die Einrichtung 4 kann eine beliebige Art von Empfangs-, Verstärkungs- oder Übertragungseinrichtung
sein.
Der Zustandsfühler 2 ist über eine Leitung 1, einen Schalter
3, einen Kontakt I-C und einen Schalter S1 an die linke, d. h. Eingangsseite der
Einrichtung 4 angeschlossen. Das von dem Zustandsfühler 2 festgestellte und dem
Eingang der Einrichtung 4 zugeführte Signal, d. h, das Ereignis- oder Zustandssignal,
kann als Hauptsignal bezeichnet werden. Auf der rechten, d. h. Ausgangsseite der
Einrichtung 4 tritt an der Leitung 7 ein Ausgangssignal auf, das sich aus der I7bertragung
des Hauptsignals durch die Einrichtung zwischen ihrem Eingang und ihrem Ausgang
ergibt. An die Ausgangsleitung 7 ist ein Zeitschalter 6 angeschlossen, der im wesentlichen
aus einem schematisch dargestellten Relais RY1 besteht, dessen durch eine senkrechte
gestrichelte Linie angedeuteter Anker 11 nicht nur den vorerwähnten Schalter 3,
sondern außerdem noch ein nachstehend näher zu beschreibendes, verschiebbares oder
hin und her bewegbares Verschlußorgan 15 steuert. Die sich in der Erregung der Spule
des Relais RY1 äußernde Ankunft des Hauptsignals an der Ausgangsleitung 7 bewirkt
das Öffnen des Schalters 3 durch den Anker 11. Dadurch wird die Verbindung zwischen
den Leitungen 1 und 5 und somit die Verbindung zwischen dem Zustandsfühler 2 und
der Einrichtung 4 unterbrochen. Eine solche Unterbrechung im Eingangskreis äußert
sich in einer Änderung, Modulierung oder einem Zerhacken des Hauptsignals im Eingang
der Einrichtung 4, so daß das Hauptsignal an der Ausgangs-Leitung 7 nicht mehr auftritt.
Demzufolge wird das Relais RYl stromlos, so daß sein Anker 11 unter Einwirkung der
Schwerkraft wieder abfällt, wobei er den Schalter 3 schließt und somit die Zuführung
des Hauptsignals in den Eingang der Einrichtung 4 aus dem Zustandsfühler 2 über
die Leitung 1, den geschlossenen Schalter 3 und die Leitung 5 wiederherstellt. Diese
Rückkopplung aus dem Ausgang auf den Eingang der Einrichtung 4 wird also so herbeigeführt,
daß sie bei einer vorbestimmten Wiederholungsfrequenz periodisch auftritt, wobei
sie ein das Hauptsignal begleitendes, durch die Einrichtung 4 zwischen ihrem Ein-
und Ausgang fließendes, zerhacktes Prüfsignal entstehen läßt. Solange diese schwingende
Rückwirkung zwischen dem Ausgang und dem Eingang stattfindet, nimmt das Relais RY1
das Prüfsignal mit der bzw. den vorstehend erörterten Wiederholungsfrequenz bzw.
-frequenzen stetig ab und ändert stetig das Hauptsignal mit dieser Frequenz. Die
Einrichtung 4 wird also in einem periodisch prüfenden Betrieb gehalten. Gleichzeitig
damit bewegt sich das Verschlußorgan 15 zu einem nachstehend näher zu erklärenden
Zweck in dem Umschaltorgangehäuse periodisch auf und ab.
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Die Rückkopplungssteuerung nach F i g. 1 braucht nicht unbedingt benutzt
zu werden, obwohl sie aus Gründen der Vereinfachung und der Wirtschaftlichkeit bevorzugt
wird. In bekannter Weise kann das Prüfsignal der überwachungsvorrichtung auch mittels
eines unabhängigen Signalwandlers 3' zugeführt werden, der beispielsweise zwischen
dem Zustandsfühler 2 und dem Eingang der Einrichtung 4 angeschlossen wird, indem
man den Schalter Si auf den offenen Kontakt I-B und gleichzeitig über die vorzugsweise
als Mehrfachleitung ausgebildete Leitung 12 einen Schalter S2 von dem offenen Kontakt
II-C auf den an die Leitung 5 angeschlossenen Kontakt II B stellt. Wiederum hält
jedoch die Abnahme des Prüfsignals in dem Zeitschalter 6 des Ausgangs das Relais
RYl so lange erregt, wie das durch den unabhängigen Signalwandler 3' erzeugte Prüfsignal
das Hauptsignal zu dem Ausgang der Einrichtung 4 begleitet. Gewünschtenfalls kann
das den Zustandsfühler 2 erreichende Signal außerdem bereits mit einer Prüfsignaländerung
versehen sein,- wenn -bei= spielsweise der Signalwandler 3' ein Verschlußorgan oder
eine sonstige äußere Einwirkvorrichtung 14 betätigt, indem der Schalter S2 auf den
(durch die Leitung 16 an die Einwirkvorrichtung 14 angeschlossenen) Kontakt II-A
gestellt wird und der Schalter S1 gegen den Kontakt I-A anliegt, um den Zustandsfühler
2 über die Leitung 1, den Kontakt I-A, den Schalter S1 und die Leitung 5 unmittelbar
mit der Einrichtung 4 zu verbinden.
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Das Umschaltorgangehäuse 17 ist mit dem Zufluß 20 und dem Abfluß
22 versehen, die ihrerseits mit einer Zuflußleitung 20' bzw. einer Abflußleitung
22' für die Zufuhr des flüssigen oder sonstigen Mediums aus einer Vorratsquelle
bzw. für den Abfluß des Mediums in eine Abgabe-- oder Verwertungsvorrichtung versehen
sind. Das Verschlußorgan 15 ist mit einem ersten, gerade durchgehenden Durchlaß
A und einem unteren C-förmigen Durchlaß B versehen, von denen der Durchlaß A den
Zufluß 20 mit einem ersten Speicherbehälter 30 verbindet, wenn sich das Verschlußorgan
15 in seiner beispielsweise durch die Feder 31 beibehaltenen dargestellten unteren
Stellung entsprechend der dargestellten geschlossenen Stellung des vorstehend beschriebenen
Schalters 3 befindet und der Durchlaß B den Speicherbehälter 30' mit dem Abfluß
22 verbindet, wenn das Relais RYl bewirkt, daß sein Anker 11 das Verschlußorgan
15 nach oben gegen den Anschlag 33 verstellt. Es sei jedoch bemerkt, daß niemals
eine ummittelbare Verbindung zwischen dem Zufluß 20 und dem Abfluß 22 möglich ist.
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Somit speichert beim Betrieb der Speicherbehälter 30 während der Zeit,
da sich das Verschlußorgan 15 des Umschaltorgans in seiner dargestellten unteren
Stellung befindet, das Medium aus dem Zufluß 20 über den Durchlaß A, während der
Speicherbehälter 30, wenn sich das Verschlußorgan 15 unter Steuerung. durch das
sich hin und her bewegende Schaltrelais RY1 in seine obere Stellung bewegt hat,
das gespeicherte Medium über den Durchlaß B in den Abfluß 22 abgibt. Infolge dieser
Arbeitsweise kann das Umschaltorgan 15 bis 17 niemals durch Offen bleiben oder fehlerhaftes
Arbeiten versagen, da zwischen dem Zufluß und dem Abfluß keine unmittelbare Verbindung
möglich ist und das Auf- und Abbewegen des eigentlichen Verschlußorgans für seine
Selbstprüfung sorgt.
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Durch Einstellen der Wiederholungsfrequenz des Prüfsignals kann der
Abgabestrom aus dem Abfluß 22 über die Abflußleitung 22' in die Medium-Abgabe-oder
-Verwertungseinrichtung für eine gegebene Größe der Leitungen, der Speicherbehälter
und des Druckes des Mediumstromes stetig und verhältnismäßig gleichmäßig gemacht
werden, wobei es zum Bewirken einer solchen stetigen Abgabe erforderlich ist, daß
während der Verbindung der Durchlässe A und B mit den Öffnungen 20, 30 bzw. 30,
22 eine angemessene- Menge des Mediums in dem Speicherbehälter gespeichert bzw.
aus ihm abgegeben wird. Ferner können zum Erzielen dieses Ergebnisses hintereinander
angeschlossene weitere Speicherbehälter 30' zur besseren Vergleichmäßigung des Abflußstromes
in
die Abflußleitung 22' eingeschaltet werden.
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Die Umschaltvorrichtung braucht nicht von der in F i g. 1 dargestellten
Schieberbauart zu sein, da das Prinzip der Erfindung in gleicher Weise auf andere
Umschaltorganbauarten anwendbar ist. So ist beispielsweise bei der Variante nach
F i g. 2 ein drehbarer oder durch Winkelverstellung betätigbarer Schieber dargestellt,
bei dem zwei C-förmige Durchlässe A' und B' verwendet werden, die
in einem Verschlußorgan 15' mit kreisförmigem Querschnitt angeordnet sind, das in
einem Gehäuse 17' von entsprechender Form drehbar angeordnet ist. Der Zufluß 20
und der Abfluß 22 liegen einander diametral gegenüber, wobei zusätzlich zu dem im
wesentlichen um 90° zum Zufluß 20 versetzten Speicherbehälter 30
ein ihm diametral
gegenüberliegender weiterer Speicherbehälter 30" vorgesehen ist. Ein Ausrichten
der Durchlässe A' und B' zum Ermöglichen einer Speicherung aus dem
Zufluß in einer der Speicherbehälter 30 und 30" sowie einer Abgabe des Mediums aus
ihnen in den Abfluß 22 (wieder ohne jede Möglichkeit einer unmittelbaren Verbindung
zwischen dem Zufluß und dem Abfluß) findet also je Umdrehung des Verschlußorgans
zweimal statt. Eine solche an sich bekannte Umlaufbewegung des Verschlußorgans kann
mit Hilfe einer beliebigen Einrichtung, beispielsweise mittels eines drehbaren Teiles,
bewirkt werden, das über eine beliebige, durch die Achse 40 schematisch dargestellte,
übliche, eine lineare Bewegung in eine Drehbewegung umsetzende Einrichtung durch
den Zeitschalter 6 gesteuert wird.
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Bei einem vorgenommenen Versuchsbetrieb wurde ein drehbarer Schieber
zur steten Abgabe eines Mediums bei zwischen einer und vielen Umdrehungen pro Sekunde
liegenden Drehzahlen mit aus etwa 20 cm langen, einen Durchmesser von 25 mm aufweisenden
Rohren gebildeten Speicherbehältern 30 und 30" erfolgreich betrieben.
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Die äußeren Speicherbehälter 30 oder 30" können durch in den Durchlässen
A' oder B' vorgesehene geeignete Innenräume ergänzt oder in bestimmten
Fällen durch sie ersetzt werden, wobei die vorstehend in Zusammenhang mit der Ausführungsform
nach F i g. 1 erörterten Kriterien der Frequenz einer wiederholten Lageveränderung
des Verschlußorgans unverändert bleiben.
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Auch kann eine zusätzliche proportionale Steuerung erwünscht sein,
durch die die Geschwindigkeit, mit der das Medium (beispielsweise Brennstoff) abgegeben
wird, zu dem Unterschied zwischen den Ist-Bedingungen (z. B. einer Ofentemperatur)
und dem eingestellten oder Soll-Wert in Beziehung gebracht wird.
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Bei der Einrichtung nach F i g. 2 kann beispielsweise dieses Merkmal
leicht zusätzlich erreicht werden, indem man das Verschlußorgan 15' mit einer Drehzahl
antreibt, die durch eine beliebige übliche Mengen - Hilfssteuereinrichtung bestimmt
werden kann. Wenn die Probedrehzahl zwischen dem fehlerfreien und fehlerhaften Zustand
zu einer Funktion des Unterschiedes zwischen den Soll- und Ist-Betriebsbedingungen
der Vorrichtung als Ganzes gemacht wird, ist das Einstellen dieser Drehzahl alles,
was für eine fehlerfrei arbeitende Mengensteuerung notwendig ist. Für den Fachmann
ergeben sich ohne weiteres noch andere Änderungsmöglichkeiten, wie beispielsweise
die Verwendung des Umschaltorgans getrennt von dem elektrischen oder sonstigen Steuerkreis
nach F i g. 1 sowie die Verwendung eines elektromagnetischen, pneumatischen, hydraulischen,
elektrischen, mechanischen oder ähnlichen Mechanismus zum Verstellen des Verschlußorgans
des Umschaltorgans.