DE1998010U - Druckspeicher - Google Patents

Description

DIPL.-ING. WILFRID RAECK PATENTANWALT

7 STUTTGA. Γ 1, MOSSRSTRASSE 8 · TELEFON (0711) 244003

RA. 309134*29.5.68^

28. Mai 1968 - G 39 -

Hubert Gröner, 7 Stuttgart, Urachstraße 14

Druckspeicher

Die Erfindung betrifft einen Druckspeicher, vorzugsweise in Heizölversorgungsanlagen zum Anschluß zwischen einer aus einem Vorratstank fördernden Druckpumpe und einer Verbrauche rleitung, mit einem über einen Kolben, gegebenenfalls über eine Rollmembran, abgedichteten und volumenveränderlichen Speicherbehälter sowie mit mindestens einem wegabhängig betätigten elektrischen Schalter zur Pumpenregelung.

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Bei Geräten dieser Art ist es bekannt, für die Schaltfunktion zur Ein-Aus-Regelung der Druckpumpe anstelle der Verwendung ungenau arbeitender und Störunge anfälliger Differentialdruckschalter die dem Druck proportionale Volumenänderung im Speicherbehälter tuszunutzen, um auf diese Weise die Regelung feinfühliger zu machen und auch konstruktive Sicherheitsvorkehrungen gegenüber der Gefahr von Überdrücken zu umgehen. Die von der Bewegung des Speicherkolbens abgenommenen Regelwerte und Betätigungskräfte werden üblicherweise entweder auf Quecksilberschalter oder Mikroschalter übertragen» Da Quecksilberschalter nur in einer ganz bestimmten Lage funktionsfähig sind, ergeben sich tür einen damit ausgestatteten Druckspeicher nachteilige Beschränkungen bezüglich seiner Einbau¹· lagen, für die unter Berücksichtigung der in Heizölkellern sowie anderen unterirdischen Dep s und zugeordneten Schächten ohnehin oft keine großen Auswahlmöglichkeiten bestehen« Obwohl demgegenüber mit Mikroschaltern ausgestattete Druckspeicher in beliebiger Lage einbaufähig sind, ist aus Erfahrung eine andauernde funktio ns ge rechte Arbeitsweise nicht mehr gewährleistet, sobald sie unter Feucht raumverhältnissen eingesetzt werden. Da aber in zentralen Ölvers orgungsanlagen zur Unterbringung der Druckspeicher häufig nur feuchte Keller öder Schilclite zur Verfügung stehen, ist in solchen Fällen bei Einbau von mit Mikroccnaltern verselhenen Druckspeichern im Lauf der Zeit mit Störungen zu rechnen«

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckspeicher unter Beseitigung der genannten Nachteile und Beschränkungen dahingehend weiterzubilden, daß er ohne Rücksicht auf seine Einbaulage funktionsfähig und gegenüber feuchter Atmosphäre unempfindlich bleibt sowie sich durch eine lange Lebensdauer auszeichnet. Zu diesem Zweck wird für einen Druckspeicher der eingangs angegebenen Bauart gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß dem als parallel zur Kolbenstange angeordnete Magnetschaltröhre ausgeführten elektrischen Schalter wirkungsmäßig ein auf der Kolbenstange geführter, mittels einer Feder gegen den Kolben vorgespannter Steuermagnet zugeordnet ist, der in der dem Speicherhöchstdruck entsprechenden Endlage mittels eines ortsfest angeordneten Haftmagneten entgegen der Federkraft in seiner Schaltstellung bezüglich der Magnetschaltröhre und in der dem Speichermindestdruck entsprechenden Kolbenendlage mit Hilfe der Federkraft aus seiner Schaltstellung verschiebbar ist.

Dieser Vorschlag ermöglicht die sinnvolle Anwendung von Magnetschaltröhren (in der Fachsprache auch Schutzrohrkontakt oder Reed-Kontakt genannt), deren Vorteile in einer berütrungsfreien Schalterbetätigung sowie in einein unter Schutzgasatmosphäre gekapselten Schaltvorgang liegen.

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Aus der Verwendung von Magnetschaltrihren in Verbindung mit dem zugeordneten Steuermagnet und Haftmagneten ergibt sich außerdem ein einfacher Gesamtaufbau, insbesondere dann, wenn nach einem weiterer: Vorschlag der Erfindung die Magnetschaltröhre einen normalerweise offenen (Arbeits-) Kontakt enthält und bezüglich des Steuermagneten so angeordnet ist^ daß der Kontakt nur längs des der Differenz zwischen dem Speicherhöchstdruck und -mindestdruck entsprechenden Kolbenhubbereiches geschlossen bleibt. Diese Ausführung macht es mit einem einzigen Schalt glied möglich, für die Pumpenregelung drei verschiedene Betriebs zustände zu berücksichtigen,und zwar 1) das Abschalten der Pumpe bei Erreichen des Speicherhöchstdruckes, ferner 2) das Einschalten der Pumpe bei Erreichen des eingestellten Speichermindestdruckes und das 3) Abschalten der Pumpe, falls der Mindestdruck unterschritten und die Pumpe nicht mehr in der Lage ist, das Volumen im Behälter bzw. den Druck im Energiespeicher zu erhöhen.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgeschlagen, daß die aus einem den Speicherbehälter beiderseits des Kolbens abschließenden Geuäuse herausgeführte Kolbenstange mit einer Skala als Druckmesser ausgebildet ist. Aufgrund dieses Merkmals entsteht eine neue vorteilhafte Kombination, bei der innerhalb eines eins ige η Gerätes die Funktionen der Speicherung, Druckregelung und Druckanzeige mit einem Kleinstmaß an Aufwand sinnvoll zusammengefaßt sind.

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I Die Erfindung ist nachfolgend zusammen mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand eines in der Zeichnung im Längsschnitt dargestellten Ausführ ungs be is piels näher erläutert. In einem z.B. zylindrischen Gehäuse, bestehend aus zwei Stirnplatten 1,3 und einem Gehäuse mantel 4 ist durch eine einseitig mittels Schrauben eingespannte Rollmembran 22 eine Unterteilung in einen Speicherraum 25 und in einen Arbeitsraum 26 vorgenommen. In den volumenveränderlichen Speicherraum 25 mündet eine Förderleitung mit einer Verschraubung 10, die mit einer nicht dargestellten Druckpu.npe sowie mit einer nicht dargestellten Verbraucherleitung in Verbindung steht.

Die Rollmembran 22 ist durch einen Teller oder Kolben 2 unterstützt, zwischen dem und der gegenüberliegenden Stirnplatte 3 mehrere konzentrisch zueinander angeordnete Druckfedern 11, 12 als Energiespeicher eingespannt sind, ' entrisch in den Kolben 2 ist eine rohrförmige Kolbenstange 5 eingeschraubt, die mit ihrem rückwärtigen Ende in einer Bohrung der Stirnplatte 3 geführt ist. Das aus dieser Bohrung he raus stehende freie Ende der Kolbenstange 5 ist durch einen Gewindebolzen 6 verschlossen, auf den eine als Anschlag dienende Hutmutter 21 aufgeschraubt ist.

Auf der Kolbenstange 5 sitzt verschiebbar ein zylindrischer hülsenförmiger Steuermagnet 18, der über eine Schiebehülse mit einem

Querstift 15 in Verbindung steht. Der Querstift 15 ist in einem LSngsschiitz der Kolbenstange geführt und trägt einen Druckbolzen 7, an den sich ein Ende einer Feder 13 abstützt, deren anderes Ende an dem Gewindebolzen 6 innerhalb der Kolbenstange anliegt. Aufgrund der soweit beschriebenen Anordnung ist der zylinderförmige Steuermagnet 18 auf der Kolbenstange 5 mit Hilfe der Feder leicht gegen den Kolben 2 vorgespannt, so daß bei jeder Einbaulage die entspannte Feder imstande ist_s das Magnetgewicht an dem Kolben zu halten* Etwa in axialer Verlängerung des Steuermagneten befindet sich in einer Ausnehmung der Stirnplatte 3 des Gehäuses ein ortsfester Haftrnagnet 16, der bezüglich des Steuer magnete η entgegengesetzt polarisiert und so ausgelegt ist, daß er bei Annäherung des sich zusammen mit der Kolbenstange 5 verschiebenden Steuer magnete η 18 diesen entgegen der Wirkung der Feder 13 relativ zur Kolbenstange ruckartig zur Einleitung einer Schaltfunktion bewegt, und zwar je nach Art der verwendeten elektrischen Schalter für eine Ein»Aus- oder Ums chaltf unktion«

Seitlich und parallel zur Kolbenstange 5 ist in einer in der Stirnplatte gehalterten Hülse 8 eine Magnetschaltröhre 14 vorgesehen, die in üblicher Weise innerhalb eines luftdicht zugeschmolzenen, Inertgas enthaltenden Glas röhrchen angeordnete aus magnetischem Material bestehende Kontaktfeder enthält. Ein solcher Kontakt kann mit Hilfe eines auf beliebige Art und Weise erzeugten Magnetfeldes je nach Bauart geschlossen, oder geöffnet werden*

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Wenn die Magnetschaltröhre entsprechend einer einfachen Ausführung der Neuerung einen normalerweise geschlossenen Ruhekontakt aufweist, der durch ein äußeres Magnetfeld geöffnet wird, geht die Arbeitsweise wie folgt vor sich: Es sei angenommen, daß in der in der Fig. J eingezeichneten Lage sich der Steuermagnet 18 außarhalb seiner Schaltstellung befindet, welche den Ruhekontakt innerhalb der Schaltröhre zum Öffnen veranlaßt. Aus diesem Grund arbeitet die Pumpe, so daß das im Speicherraum 25 gespeicherte Volumen ansteigt und sich der Kolben 2 in der Zeichnung nach oben bewegt. Dabei wird der an dem Kolben 2 anliegende Steuermagnet mitgenommen, bis er in den Wirkungsbereich des Haftmagneten 16 gelangt» Die Anziehungskraft des Haftmagneten 16 reicht aus, um den Steuermagneten zu einer ruckartigen Relativbewegung bezüglich der Kolbenstange zu veranlassen,, womit ein akzentuierter sprungartiger Schaltvorgang bzw. eine in den Wirkungsbereich der Magnetschaltröhre verlegte Magnetbewegung hervorgerufen wird. Die Schnellig" keit dieser Schaltbewegung macht das Öffnen des noimalerweise geschlossenen Kontakts zwangsläufig. Die Pumpe bleibt abgeschaltet, bis aufgrund des fortgesetzten Verbrauches aus dem Speicherraum 25 sich der Kolben 2 und die Kolbenstange 5 soweit abgesenkt haben, daß die Kraft des Haltemagneten 16 überwunden wird, sobald eine dem eingestellten Speichermindestdruck entsprechende Kolbenstellung erreicht ist. Von nun an wiederholt sich der Vorgang,

Die Vorspannfeder 13 hat in erster Linie die Aufgabe, den Druckspeicher für jede beliebige Einbaulage funktionsfähig zu machen und gegebenenfalls auf den beweglichen Steuermagneten wirkende Schwerkraft und Reibungseinflüsse auszuschalten. Zum Lösen des Steuermagneten 18 vom Haftmagneten 16 dient die stiftförmige Verlängerung des Druckbolzens 7, über die der Steuermagnet bei ausreichend großem Kolbenhub zwangsläufig vom Haftmagnet 16 abgetrennt wird, und zwar sprungartig unter der Wirkung der Feder

Um in dem Fall einen andauernden Pumpenbetrieb zu verhindern, wenn die Fördermenge nicht mehr zur Vergrößerung des Speichervolumens ausreicht, kann eine Magnets ehalt röhre mit einem normalerweise offenen Arbeitskontakt versehen sein. Mit Bezug auf das gezeigte Ausfuhr ungsbe is piel sei angenommen, daß der Steuermagnet 18 in der eingezeichneten Stellung sich außerhalb seines Einflußbereiches auf den Kontakt in der Magnetschaltröhre befindet, der Kontakt also offen ist. In diesem Betriebszustand, beispielsweise bei einer Neuistallation, muß ii>er einen Startdruckknopf der Puxnpenbetrieb so lange erregt werden, bis der Kolben 2 einen ausreichenden Füllhub zurückgelegt hat, worauf der Betrieb selbsttätig weiterläuft. Sobald die entsprechende Höhe erreicht ist, schl ießt der Arbeitskontakt womit der selbsttätige Arbeitsablauf beginnt. Bei Erreichen des eingestellten Speiche rhöchstdrackes wird der Steuer-

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magnet vom Haftmagneten angezogen und dabei der Arbeitskontakt wieder geöffnet. Die »irfindungsgemäßen Vorteile bleiben unverändert erhalten, wenn anstelle einer mehrere Schaltröhren vorgesehen werden, welche gemeinsam der Pumpenregelung oder noch zusätzlicher Aufgaben dienen.

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Claims (9)

RA. 30913*1*29.5.68 DIPL.-ING. WILFRID RAECK PATENTANWALT 7 STUTTGART 1, MOSERSTRASSE 8 · TELEFON (0711) 2440 03 Hubert Grone r 28. Mai 1968 Stuttgart - G 39 - Sehutzansprüche

1. Druckspeicher» vorzugsweise in Heizölversorgungsanlagen, zum Anschluß zwischen einer aus einem Vorratstank fördernden Druckpumpe und einer Verbraucherleitung, mit einem über einen Kolben, gegebenenfalls zusätzlich über eine Rollmembran, abgedichteten und volumenveränderlichen Speicherbehälter sowie mit mindestens einem wegabhängig betätigten elektrischen Schalter zur Pumpenregelung, dadurch gekennzeichnet, daß dem als parallel zur Kolbenstange (5) angeordnete Mägnetsehaltröhre (14) ausgeführten Schalter wirkunigsmäßig ein auf der Kolbenstange geführter, mittels einer Feder (13) gegen den Kolben (2) vorgespannter Steuermagnet (18) zugeordnet ist, der in der dem Speicherhöchstdruck entsprechenden Kolbenendlage mittels eines ortsfest angeordneten Haftmagneten (16) entgegen der Federkraft in seine Schaltstellung und in der dem Speichermindestdruck entsprechenden Kolbenendlage mit Hilfe der Federkraft aus seiner Schaltstellung verschieb= bar ist.

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2. Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetschaltröhre (14) einen normalerweise offenen Arbeitskontakt enthäic und bezüglich des Steuermagneten (18) so angeordnet ist, daß der Kontakt nar längs des der Differenz zwischen dem Speicherhöchstdruck und -mindestdruck entsprechenden Kolbenhubbereiches geschlossen bleibt.

3, Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem den Speicherbehälter beiderseits des Kolbens (2) abschließenden Gehäuse (4) herausgeführte Kolbenstange (5) eine Skala aufweist und als Druckmesser ausgebildet ist.

4. Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuermagnet (18) und der Haftmagnet (16) ring- oder zylinderförmig ausgebildet sind,

5, Druckspeicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber dem auf der Kolbenstange (5) beweglichen Permanentmagnet (18) ein zweiter entgegengesetzt polarisierter Permanentmagnet (16) ortsfest angeordnet ist, durch den bei Annäherung des beweglichen Magneten (18) ein sprungartiger Schaltvorgang in der MagnetschiJ.tröhre ausgeübt wird.

6. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuermagnet (18) mit einem in einem Längeschlitz der Kolbenstange (5) geführten Querstift (15) verbunden ist, an dem sich die innerhalb der rohrförmigen^ an den 32nden verschlossenen Kolbenstange (5) angeordnete Vorspannfeder (13) des Steuermagneten (18) abstützt.

7. Druckspeicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Querstift (15) innerhalb der Kolbenstange (5) einen Druckbolzen (7) trägt, zwischen dem und dem verschlossenen Kolbenstangenende (6) die Vorspannfeder eingespannt ist.

8. Druckspeicher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbolzen (7) eine zentrische, sich stiftförmig innerhalb der Feder (13) erstreckende Verlängerung als Siehe rhe its anschlag zum Lösen des Steuer magnete η (18) vom Haftmagneten (16) aufweist.

9. Druckspeicher nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf das freie Ende der Kolbenstange (5) eine Anschlagmutter (21) zar einstellbaren Begrenztmg des Kolbenhubs in Richtung des Speichennindestdruckes aufgeschraubt ist.

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