DE19516695C2 - Flüssigkeitsbehälter mit Niveauregulierung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitsbehälter mit Niveauregulierung. Hierbei ist ein Schwimmerventil, ein Vorratsbehälter und ein dritter Behälter mit festem Flüssigkeitsstand vorgesehen.

Derartiges ist allgemein bekannt. Mit abnehmendem Flüssigkeits­ vorrat im Vorratsbehälter sinkt bei gewöhnlichen Anordnungen der zum Öffnen des Schwimmerventils führende Druck der Flüssig­ keitssäule. Damit verändert sich das Regelverhalten mit abnehmendem Flüssigkeitsvorrat. Um einen großen Flüssigkeits­ vorrat sicherzustellen ergibt sich ein hoher Druck auf das Schwimmerventil und daher wird ein großvolumiges Schwimmer­ ventil benötigt.

Aus US 3,803,924 ist ein Kreiselkompaß mit einem hydrosta­ tischen Lager für den Kreisel bekannt. Der Flüssigkeitsbehälter ist hermetisch geschlossen, ein Faltenbalg dient dem Druckaus­ gleich. Bekannt ist auch ein Kreiselkompaß mit hydrostatischem Lager, bei dem die Flüssigkeit, ein Elektrolyt auf Wasserbasis, zugleich der elektrischen Energieübertragung auf den Kreisel dient. Dadurch entsteht in der Flüssigkeit Elektrolyse, die über lange Zeit betrachtet einen nicht zulässigen Flüssigkeits­ verlust bewirkt und zur Gasproduktion führt.

Auch aus der DE-AS 14 73 891 ist ein hydrostatisch gelagerter Kreiselkompaß bekannt.

Aus der DE 28 30 547 A1 ist ein Behälter mit Niveauregulierung bekannt, die ein Schwimmerventil und einen Vorratsbehälter aufweist. Weiterhin ist ein dritter Behälter mit festem Flüssigkeitsstand vorgesehen, der mit dem Flüssigkeitsbehälter über einen Stutzen verbunden ist und vom Vorratsbehälter nachgefüllt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Konstruktion eines Flüssig­ keitsbehälters mit Niveauregulierung anzugeben, welche stabiles Regelverhalten unabhängig vom Flüssigkeitsvorrat aufweist, einen großen Flüssigkeitsvorrat bei kompaktem Aufbau zuläßt und für einen hydrostatisch und hydrodynamisch gelagerten Kreisel­ kompaß geeignet ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Flüssigkeitsbehälter mit den Merkmalen des Anspruches 1. Hierbei wird ein dritter Behälter über das Schwimmerventil mit dem Flüssigkeitsbehälter verbunden und wird vom Vorratsbehälter nachgefüllt. Der Vorratsbehälter ist als Verdampfer ausgebildet, über dem dritten Behälter ist ein Kondensatabscheider angeordnet, und der dritte Behälter weist einen Überlauf zum Vorratsbehälter auf.

Durch diese Maßnahme wird das Schwimmerventil völlig von der Flüssigkeitsmenge im Vorratsbehälter entkoppelt, so daß die Regelung langzeitstabil wird und ein sehr kleines Schwimmer­ ventil eingesetzt werden kann, sowie die Anordnung des Vorrats­ behälters erhebliche Freiheit erhält.

Damit ist eine einfache und funktionssichere Nachfüllung erzielt.

Vorzugsweise kann der Vorratsbehälter zumindest teilweise unterhalb des Niveaus der Flüssigkeit im Flüssigkeitsbehälter angeordnet werden.

Bevorzugt dient der Flüssigkeitsbehälter als hydrostatisches Lager für einen Kreisel eines Kreiselkompasses gemäß Anspruch 4.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen dieses Anwendungszweckes zeigen die hierauf rückbezogenen Ansprüche 5 und 6.

Näher beschrieben wird die Erfindung anhand der Zeichnung, die einen Schnitt durch einen hydrostatisch gelagerten Kreisel­ kompaß mit Niveauregulierung der Lagerflüssigkeit zeigt.

Der Flüssigkeitsbehälter 1 weist ein als kugelförmige Kammer ausgebildetes hydrostatisches Lager 11 auf, in dem der sphärische Kreisel 20 gelagert ist. Eine Pumpe 111 sorgt dafür, daß das Lager 11 gleichmäßig von der Lagerflüssigkeit 10 durch­ strömt wird. Die Pfeile in der Zeichnung zeigen die Strömungs­ richtungen an. Der Kreisel 20 ist zur Erzeugung der notwendigen Rotation als Läufer eines Elektromotors ausgebildet und muß dazu mit elektrischer Energie versorgt werden. Dazu dienen die elektrischen Kontakte 12, 13 am Flüssigkeitsbehälter 1 und 202, 201 am Kreisel 20, zwischen denen die Lagerflüssigkeit 10, die dazu als basischer Elektrolyt auf Wasserbasis ausgebildet ist, die Stromleitung bewirkt.

Diese Stromleitung hat als Nebeneffekt, daß Gas erzeugt und die Lagerflüssigkeit 10 verändert wird. Zum Druckausgleich ist eine Labyrinthbohrung 6 vorgesehen, durch die allerdings bei Druck- und Temperaturänderungen, z. B. beim Einschalten des Kreisel­ kompasses, mit dem Dampf der Lagerflüssigkeit 10 gesättigte Luft entweicht.

Bei der verwendeten basischen Lösung als Lagerflüssigkeit 10 gibt es also Mechanismen, die zum Wasserverlust führen. Zum Ausgleich ist eine Niveauregulierung vorgesehen, die Wasser als Nachfüllflüssigkeit 30 nachspeist.

Die Nachfüllflüssigkeit 30 ist in einem Vorratsbehälter 3 enthalten, aus dem sie durch Verdampfen, Kondensation an dem Kondensatabscheider 5 und Abtropfen oder Ablaufen in den dritten Behälter 4 gelangt und diesen stets randvoll hält. Überschüssige Nachfüllflüssigkeit 30 läuft über den Rand des dritten Behälters 4 in den Vorratsbehälter 3 zurück.

Im Boden des dritten Behälters 4 ist eine Öffnung 41 vorge­ sehen, die mit dem Flüssigkeitsbehälter 1 in Verbindung steht und bei ausreichendem Niveau der Lagerflüssigkeit 10 durch das Schwimmerventil 2 mit weicher Lippendichtung 21 verschlossen wird.

Bei absinkendem Niveau der Lagerflüssigkeit 10 öffnet das Schwimmerventil 2 die Öffnung 41, und die Nachfüllflüssigkeit 30 im dritten Behälter 4 kann abfließen.

Die auf dem Schwimmerventil 2 lastende Flüssigkeitssäule im dritten Behälter 4 ist unabhängig vom Flüssigkeitsvorrat im Vorratsbehälter 3 stets gleich hoch, so daß das Schwimmerventil 2 - solange noch Nachfüllflüssigkeit 30 vorhanden ist - stets gleiche Bedingungen für das Öffnen hat und die Regelcharakte­ ristik der Niveauregelung also konstant bleibt.

Der Flüssigkeitstransport vom Vorratsbehälter 3 zum dritten Behälter 4 durch Verdampfen und Kondensation wird dadurch gesichert, daß zum stabilen Funktionieren des Kreiselkompasses unabhängig von der Außentemperatur eine Temperaturstabili­ sierung 15 vorgesehen ist, die den Flüssigkeitsbehälter 1 samt hydrostatischem Lager 11 und Kreisel 20 auf einer erhöhten Temperatur oberhalb der Temperatur der Umgebungsluft 40 hält. Der Vorratsbehälter 3 ist dünnwandig ausgeführt und innerhalb des Flüssigkeitsbehälters 1 angeordnet, so daß auch die Nach­ füllflüssigkeit 30 erwärmt wird und einen erhöhten Dampfdruck zeigt. Demgegenüber ist der Kondensatabscheider 5 als dünne Wand in Verbindung zur Umgebungsluft 40 ausgeführt, so daß er gekühlt wird. Die Temperaturdifferenz zwischen der Nachfüll­ flüssigkeit 30 im Vorratsbehälter 3 und der Innenwand des Kondensatabscheiders 5 ist typisch größer als 10°. Die so geförderte Menge der Nachfüllflüssigkeit 30 ist ein Vielfaches der über das Schwimmerventil 2 abgelassenen Menge.

Die gezeigte Konstruktion erlaubt es auch, eine sehr kompakte Niveauregulierung mit kleinem Schwimmerventil 2 herzustellen, das nur gegen eine geringe Säule der Nachfüllflüssigkeit 30 arbeiten kann, trotzdem einen großen Vorrat an Nachfüllflüssig­ keit 30 vorzusehen und diesen auch unterhalb des Niveaus der Lagerflüssigkeit 10 im Vorratsbehälter 3 zu lagern.

Das gezeigte Beispiel eines hydrostatisch gelagerten Kreisel­ kompasses ist natürlich nur ein bevorzugtes Ausführungs- und Anwendungsbeispiel für den erfindungsgemäßen Flüssigkeits­ behälter mit Niveauregulierung.

Claims (6)

1. Flüssigkeitsbehälter (1) mit Niveauregulierung, welche ein Schwimmerventil (2), einen Vorratsbehälter (3) und einen dritten Behälter (4) mit festem Flüssigkeitsstand aufweist, wobei der dritte Behälter (4) über das Schwimmerventil (2) mit dem Flüssigkeitsbehälter (1) verbunden ist und von dem Vorratsbehälter (3) nachgefüllt wird und wobei der Vorratsbehälter (3) als Verdampfer ausgebildet ist, über dem dritten Behälter (4) ein Kondensatabscheider (5) angeordnet ist und der dritte Behälter (4) einen Überlauf zum Vorratsbehälter (3) aufweist.

2. Flüssigkeitsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Temperaturstabilisierung (15) vorgesehen ist, welche die Flüssigkeit (10) im Flüssigkeitsbehälter (1) auf einer Temperatur oberhalb der Umgebungstemperatur hält, daß der Vorratsbehälter (3) in Wärmekontakt zum Flüssigkeitsbehälter (1) steht und daß der Kondensatabscheider (5) durch die Umgebungsluft (40) gekühlt ist.

3. Flüssigkeitsbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (3) zumindest teilweise unterhalb des Niveaus der Flüssigkeit (10) im Flüssigkeitsbehälter (1) angeordnet ist.

4. Flüssigkeitsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein hydrostatisches Lager (11) für einen Kreisel (20) eines Kreiselkompasses.

5. Flüssigkeitsbehälter nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Druckausgleichs-Labyrinth-Bohrung (6).

6. Flüssigkeitsbehälter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerflüssigkeit (10) im Flüssigkeitsbehälter (1) eine der Stromübertragung zum Kreisel (20) dienende Elektrolytlösung ist und daß die Nachfüllflüssigkeit (30) im Vorratsbehälter (3) und im dritten Behälter (4) das Lösungsmittel der Elektrolytlösung ist.