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Selbsttätige Vorrichtung zur Erzeugung eines zwischen dem atmosphärischen
Druck und einem Vakuum pulsierenden Druckes Die Erfindung betrifft eine selbsttätige
Vorrichtung zur Erzeugung eines zwischen dem atmosphärischen Druck und einem Vakuum
pulsierenden Druckes in einer Rohrleitung mit Hilfe einer beweglichen, zwei Kammern
voneinander trennenden Meinbran, wobei die Kammern in ständiger, und zwar die erste
Kammer in ungedrosselter und die zweite Kammer in gedrosselter Verbindung mit einer
Vakuumquelle stehen, beide Kammern durch einen Kanal miteinander verbunden sind
und von der ersten Membrankammer eine von der Membran gesteuerte Verbindung zur
Außenluft führt und wobei die Membran in Schließrichtung unter Federdruck steht.
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Die Vorrichtung kann direkt an ein Rohrnetz oder an eine geeignete
Pumpe, z. B. an eine Membranpumpe, angeschlossen sein, die unter dem Einfluß der
Pulsiervorrichtung arbeitet.
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Bei der Reinigung von Melkmaschinenanlagen verwendet man in bekannter
Weise eine Reinigungslösung, die mit gewisser Geschwindigkeit pulsierend durch das
Rohrsystem zum Kreisen gebracht wird. Die bekannten Anlagen sind so ausgebildet,
daß sich bei einem bestimmten Vakuum eine Verbindung zur Atmosphäre öffnet, wobei
die Reinigungslösung das Rohrsystem mit einer Geschwindigkeit durchläuft, welche
von der Größe des Vakuums abhängt, sowie davon, wie schnell die Luft der Atmosphäre
in das System eindringen kann. Diese bekannten Anlagen verlangen gewöhnlich eine
besondere Waschmaschine, um die Saugnäpfe, Abzweigrohre und die dazugehörigen Schläuche,
Maschinendeckel usw. zu
reinigen.
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Bei einem bekannten, die eingangs angeführten Merkmale aufweisenden
Ventil zur selbsttätigen absatzweisen Zuführung von Luft zu einer Rohrleitung steht
nur die eine, nämlich die untere Meinbrankammer in ungedrosselter Verbindung mit
der Vakuumquelle, während die zweite, über der Meinbran gelegene Kammer über einen
Drosselkanal mit der unteren Kammer und somit mit dem Vakuum verbunden ist. Dieser
Drosselkanal durchquert die Ventilplatte, die Membran und ein auf dieser ruhendes
Belastungsgewicht, so daß eine Regelung der Strömung durch den Drosselkanal zum
Zweck der Regelung der Pulsationsperioden nur schwer ausführbar ist. Beim öffnen
des bekannten Ventils strömt Außenluft in den Raum unter der Membran und von dort
durch den Drosselkanal in die über der Membran gelegene Kammer. In diese Kammer
strömt Außenluft auch durch ein in der Wand dieser Kammer angeordnetes Ventil, wenn
das mit der Membran verbundene Belastungsgewicht beim Anheben der Membran gegen
die Ventilstange des Ventils stößt oder durch Kanäle in der Ventilplatte und in
der Membran. Auch für diese Lufteinströmung ist keine Regelung vorgesehen. Das in
der obenliegenden Membrankammer vorhandene, auf der Membran ruhende Belastungsgewicht
kann auch durch eine auf die Membran drückende Feder ersetzt werden. Aber da diese
Feder ebenso wie das Belastungsgewicht in der obenliegenden Membrankammer angeordnet
ist, ist sie von außen her nicht erreichbar und kann daher während des Betriebes
nicht verstellt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Pulsiervorrichtung
dadurch besser an die Betriebsverhältnisse, insbesondere bei einer Melkanlage, anpaßbar
zu machen, daß während des Betriebes sowohl die Zahl der Pulsationsbewegungen eingestellt
als auch die Belastung der Membran dem vorhandenen Vakuum angeglichen werden kann.
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Hierzu schlägt die Erfindung vor, daß bei einer Pulsiervorrichtung
der eingangs beschriebenen Art der ortsfeste Drosselkanal von der Außenseite mittels
eines Drosselventils regulierbar ist und daß die Federbelastung des Hauptventils
regulierbar ist sowie daß das Hauptventil eine Gehäuseöffnung zur Außenluft beherrscht,
über der die Feder mit ihrer Reguliervorrichtung angesetzt ist, ferner daß die Rohrleitungin
einen
Ringraum um die Gehäuseöffnung mündet, der einen Teil der ersten Kammer bildet,
und daß der Drosselkanal auf der anderen Seite der Membran von der Rohrleitung abzweigt.
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Bei selbsttätig arbeitenden Ventilen anderer Art sind einstellbare
Drosseln in einem ortsfesten Kanal ebenso bekannt, wie z. B. bei überdruckventilen
von außen einstellbare Federn. Durch die Ausstattung der Pulsiervorrichtung nach
der Erfindung mit zwei an besonderen Stellen angeordneten, von außen einstellbaren
Regelvorrichtungen wird sie in besonders vorteilhafter Weise für den Anschluß an
eine Meinbranpumpe geeignet, die durch den abwechselnden Anschluß der einen Seite
der Pumpenmembran an den atmosphärischen Druck oder an ein Vakuum betätigt wird.
Durch die Verstellung der Drosselstelle in dem Kanal, der die untere Kammer mit
der Vakuumquelle verbindet, kann in einfacher Weise die Zahl der Arbeitshübe
je Zeiteinheit der angeschlossenen Membranpumpe eingestellt werden. Durch
Regelung der Spannung der an der Membran angreifenden Feder wird die Höhe des Vakuums
festgelegt, das zu einer öffnung der Lufteintrittsöffnung ausreicht. Wegen dieser
doppelten Regelbarkeit stellt die erfindungsgemäße Pulsiervorrichtung einen technischen
Fortschritt gegenüber nicht regelbaren Steuervorrichtungen dar.
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Die Pulsiervorrichtung gemäß der Erfindung ist besonders geeignet
für den Anschluß an Rohrmelkanlagen und gewährleistet durch ihre Ausbildung eine
wirksamere und billigere Steuerung der Reinigung einer solchen Melkanlage. Wenn
die Pulsiervorrichtung sowohl an eine Membranpumpe als auch an das Rohrsystem der
Melkanlage angeschlossen wird, ergibt sich ein Aggregat, welches sämtliche Teile
der Melkanlage, die durchgekende Kanäle aufweisen, auf einmal reinigen kann, wie
z. B. Melkbecher, Abzweigrohre od. dgl.
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Dabei ist es von Vorteil, mit so hohem Vakuum wie möglich zu arbeiten,
um die Wirksamkeit der Vakuumpumpe voll auszunutzen. Wenn ein hohes Vakuum erreicht
wird, wird die eingelassene Atmosphärenluft schnell einströmen. Weiterhin muß die
Zeit zwischen den Pulsierungen so abgewogen werden, daß das Verhältnis zwischen
der Geschwindigkeit der Reinigungsflüssigkeit und der Anzahl der »Fliissigkeitsbürsten«,
d. h. den Bewegungsstößen, welche die in der Leitung bewegliche Flüssigkeitssäule
gibt, eine möglichst effektive Reinigung bewirkt. Die Einstellung hängt von der
Vakuumpumpe, der Länge der Leitung, dem durchschnittlichen Durchmesser und den Verlusten
ab. Jede Melkanlage verlangt eine besondere, individuelle Einstellung, damit der
höchstmögliche Reinigungseffekt gewährleistet wird. Dank ihrer leichten Regulierbarkeit
ermöglicht die erfindungsgemäße Pulsiervorrichtung bei der Reinigung einer Melkanlage
die höchstmögliche Wirkung in der kürzesten Zeit.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise
dargestellt.
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Die F i g. 1 und 2 zeigen die pulsierende Vorrichtung in verschiedenen
Arbeitsphasen im Schnitt.
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Das Steuerorgan umfaßt einen Block, der einen Hohlraum enthält, welcher
durch eine Membran 4 in eine erste, obere und eine zweite, untere Kammer
1
bzw. 2 eingeteilt wird, die durch ein Drosselventil 9
über einen Drosselkanal
3 miteinander verbunden sind. Die Membran 4 steht unter der Wirkung einer
Feder 5, die, durch Vermittlung eines Mutterstückes 8
regulierbar,
die Membran 4 gegen die Ränder einer öffnung 6 zieht. Die öffnung
6 verbindet die obere Kammer 1 mit der Atmosphäre.
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Die obere Kammer 1 steht in direkter Verbindung mit dem Kanal
7, der an eine Vakuumquelle angeschlossen ist. Die untere Kammer 2 ist durch
den Drosselkanal 3 mit dem Kanal 7 verbunden.
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Nachstehend wird die Arbeitsweise der pulsierenden Vorrichtung beschrieben:
In der Ausgangsstellung ist die Membran 4 von der Feder 5 nach oben gezogen
und verschließt die öffnung 6, d. h. die Verbindung zwischen der oberen Kammer
1 und der Atmosphäre.
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Wenn sodann die Vakuumquelle durch den Kanal 7 die obere Kammer
1 evakuiert, wird die Membran 4 zunächst noch kräftiger gegen die Ränder
der öffnung 6 gedrückt, und die Abdichtung gegen diese wird voll wirksam.
Allmählich wird auch die Kammer 2 evakuiert, weil die darin befindliche Luft durch
den gedrosselten Kanal 3 in den Kanal 7
ausströmt (F i g. 1).
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Wenn der Unterdruck in der unteren Kammer 2 einen solchen Wert
erreicht hat, daß - weil die Membranfläche in der Kammer 2 größer als in
der Kammer 1 ist - das in Kammer 1 herrschende Vakuum
und die Kraft der Feder 5 überwunden werden, bewegt sich die Membran 4 nach
unten, gibt die öffnung 6 frei, und atmosphärische Luft strömt in die Kammer
1. In der Kammer 2 herrscht dann ein geringerer Druck als in der Kammer
1, und dadurch wird die Membran 4 in die in der F i g. 2 dargestellte
Stellung gezogen.
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Die obere Kammer 1 und der Kanal 7 kommen dabei durch
die öffnung 6 mit der Atmosphäre in Verbindung. Gleichzeitig mit dem Eindringen
der atmosphärischen Luft in den Kanal 7 beginnt diese Luft durch den gedrosselten
Kanal 3 auch in die Kammer 2 einzuströmen. Zwischen der oberen und der unteren
Kammer kommt sodann allmählich ein Druckausgleich zustande, und schließlich zieht
die Feder 5 die Membran 4 wieder in ihre obere Lage zurück, wonach der oben
beschriebene Arbeitsgang sich wiederholt.
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Durch Verstellung der Mutter 8, d. h. Einstellung der Spannung
der Feder 5, kann das Maß des Vakuums bestimmt werden, bis zu dem es ansteigen
muß, bis die öffnung 6 geöffnet wird. Die Zeit zwischen den Pulsierungen
wird mittels des Schraubenventils 9 eingestellt.