DE221259C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

*221259 — KLASSE 4 c. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. März 1907 ab.

Man hat bereits für Verteilungsnetze geeignete Gasdruckregler mit selbsttätiger Über- j lastung verwendet, um in der ganzen Ausdehnung der Verteilungsleitungen einen Druck zu sichern, der im Verhältnis steht zum. Verbrauch, wie groß auch die Verbrauchsschwankungen, der Druckverlust im Netz und der durch die Gasbehälter oder andere Speisebehälter bestimmte Druck sein mag. Diese Regler gestatten eine selbsttätige Regelung des Druckes gemäß der Gasabgabe; dies ist eine Bedingung, die in den meisten Fällen nötig ist, und die man gewöhnlich in den Gasanstalten dadurch erfüllt, daß man je nach Bedarf die Glocken der Verteilungsregler beispielsweise mittels beweglicher Gewichte mehr oder weniger belastet.

Zu diesem Zweck hat man Druckregler mit zwei übereinander angeordneten Glocken gebaut, welche auf derselben Achse befestigt sind und Regelventile für die Verteilung des Gases bilden; auf die' gleichen Oberflächen einer jeden dieser Glocken wirkt einerseits der Eintrittsdruck und andererseits der Austrittsdruck des Gases. Das System ist derart angeordnet, daß die gleichen Kräfte in entgegengesetzter Richtung wirken, damit sie einander aufheben und das Glöckensystem stets im Gleichgewicht ist, wie groß auch die Druckschwankungen sind. Auf der einen Glocke ist die den Austritt regelnde- Glocke befestigt, welche durch ein auf eine gemeinsame Achse der drei Glocken mittels eines drehbaren Daumens wirkendes Gegengewicht ausbalanciert ist.

Dieser Regler gestattet wohl, wie bereits bekannt, das System den Änderungen des Eintrittsdruckes zu entziehen, aber die Einstellung der Vorrichtung ist schwierig. Da die Glocken fest auf derselben Achse sitzen und dieselben Bewegungen erleiden, so folgt daraus, daß, wenn die untere zum Ausgleich dienende Glocke sich bei gleichbleibender Gasabgabe für verschiedene Werte des Eintrittsdruckes verschiebt, der ganze bewegliche Teil die gleiche Verschiebung erleidet, woraus eine entsprechende Änderung des Auslaßdruckes sich ergibt. Um nun stets denselben Auslaßdruck für dieselbe Auslaßmenge bei beliebigem Eintrittsdruck zu erhalten, sind nach der Erfindung zwei mit Ventilen verbundene, unabhängig voneinander bewegliche Glocken angebracht, auf deren eine in bekannter Weise ein Gewicht mittels Kurvendaumens einwirkt, während die an zweiter Stelle befindliche Glocke aus zwei ringförmigen, miteinander verbundenen Teilen besteht, auf deren einen der Druck des ungeregelten und deren anderen der Druck des geregelten Gases in gleicher Richtung wirkt. Die mit einem Daumen und einem Gegengewicht verbundene Glocke dient dazu, den Ein-

trittsdruck in einem sich mit der Gasabgabe ändernden Maße zu vermindern und so von letzterer unabhängig den Druck zu verändern, der auf die zweite Glocke wirkt. Hierdurch werden entsprechende Änderungen des Auslaßdruckes hervorgerufen, der unter der genannten Glocke wirkt, während die Änderungen des Eintrittsdruckes keinen Einfluß auf den genannten Auslaßdruck ausüben können.

ίο Der Druckregler ist in einem Vertikalschnitt in der Zeichnung beispielsweise dargestellt.

Das Gehäuse des Druckreglers besteht aus zwei übereinander befindlichen Kammern, in denen je eine in eine Sperrflüssigkeit tauchende Glocke a, f angebracht ist. In die obere Kammer mündet das Gaszuleitungsrohr r, an die untere ist die Verbrauchsleitung ν angeschlossen. In der unteren Kammer ist ferner durch eine nicht bis auf den Boden reichende Wand i ein Ringraum w geschaffen, der durch eine öffnung χ mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Die in der oberen Kammer befindliche Glocke α wird von zwei konzentrischen Vertikalwänden m gebildet; ihre Haube ist mittels geneigter Arme 0 an einer Achse η befestigt. Die Achse η ist in vertikaler Richtung in einer Stopfbüchse beweglich und steht . mit einem auf der Decke des Reglergehäuses befindlichen Daumen c mittels eines an dessen Nabe p befestigten Seiles in Verbindung; an dem Ende des Daumens ist ein mit einem Gewicht b beschwertes Seil befestigt. Das Lager des Daumens ist auf einem Träger angebracht, der durch auf dem Reglergehäuse befindliche Säulen q unterstützt wird.

In der Haube der Glocke befindet sich eine ringförmige öffnung e, in welche ein an der Decke des Reglergehäuses befestigtes Ventil d hineinragt. Das Innere der Glocke steht durch Röhren t mit der unteren Kammer / des Reglergehäuses in Verbindung, während auf die Außenseite der Glocke der Druck des durch Rohr r zuströmenden Gases lastet. Die Einrichtung ist so getroffen, daß die Glocke durch den Unterschied in den Drucken, die auf ihre innere und äußere Wandung einwirken, und durch die auf den Daumen c einwirkenden Gegengewichte b im Gleichgewicht gehalten wird. Bei diesen Gleichgewichtsverhältnissen wird die Glocke α durch die Schwankungen des Druckes des durch das Rohr r eintretenden Gases nicht beeinflußt; jede Erhöhung des Gasverbrauches veranlaßt ein Sinken, jede Verminderung ein Steigen der Glocke. Bei diesen Bewegungen ändert sich der ringförmige Querschnitt der Gasdurchgangsöffnung zwischen dem festen Ventil d und dem mit der Glocke α verbundenen Sitz e, und es erfolgt ein um so stärkeres Drosseln des Gaseintrittes, je geringer der Gasverbrauch ist.

Die in dem unteren Teil des Gehäuses angebrachte Glocke f besteht aus zwei durch einen ringförmigen Zwischenraum getrennten Abteilungen ι und 2, die durch Zwischenstege j miteinander fest verbunden sind und gleiche Bewegungen ausführen. Das Innere des Glockenteiles 1 steht durch ein Rohr u mit der Zuleitung r, das Innere des Glockenteiles 2 durch ein Rohr v\ mit dem Austrittsrohr ν in Verbindung.

Auf der Haube der Glocke f ist ein ringförmiger Aufsatz angebracht, der mit seinem in das Innere der Glocke reichenden Fortsatz über dem Ausgangsrohr υ sich · verschieben kann. Zur Führung der Glocke dient eine Stange s, welche sich in einer Aussparung eines am oberen Teil des Gehäuses angebrachten Ventiles g führt.. Bei der Bewegung dieser Glocke ändert sich der Querschnitt zwischen dem festen Ventil g und dem von dem Aufsatz gebildeten Ring h.

Die Abteilung 1 der Glocke f steht nun unter den gleichen Druckverhältnissen wie die Glocke a, nur wirken die Drucke in dieser Abteilung in entgegengesetzter Richtung wie bei Glocke a. Der auf die Außenseite der Glocke α wirkende, in der Zuleitung r vorhandene Druck wirkt hier durch das Hilfsrohr u auf die Innenseite der Glocke f; der.im Innern der Glocke a vorhandene Druck überträgt sich durch die Rohre t auf die Kammer I und die Außenseite der Abteilung 1 der Glocke f.

Die Abteilung 2 dieser Glocke, deren Innenseite durch Rohr v¹ mit der Verbrauchsleitung und deren Außenseite durch die öffnung χ mit der Atmosphäre in Verbindung steht, wirkt in gleicher Weise wie jede Glocke eines gewöhnlichen Gasverteilungsreglers.

Der von den Abteilungen 1 und 2 gebildete Teil der Glocke f kann nur dann im Gleichgewicht sein, wenn die Schwankungen des unter der Abteilung 2 wirkenden Verbrauchsdruckes ganau den Schwankungen Gleichgewicht halten, die aus den Unterschieden des auf die Abteilung 1 übertragenen Druckes sich ergeben. Es muß mit anderen Worten der Druck des vom Regler kommenden Gases infolge der vereinten Wirkung der Glocke a, des Gewichtes b, des Daumens c, der Ventile d und g und der Abteilungen 1 und 2 der Glocke f notwendig mit dem Grade des Gasverbrauches unter Bedingungen sich ändern, die lediglich vom Gewicht b und vom Profil des Kurvendaumens c abhängen. Diese Bedingungen kann man aber derart wählen, daß die Druckhöhe des Gases der an den Gebrauchsstellen erforderlichen entspricht.

Hieraus geht hervor, daß die Abteilungen 1 und 2 der Glocke f zusammen als eine einfache Glocke eines gewöhnlichen Reglers betrachtet

werden können, welche nach Maßgabe des Gasverbrauches unter der Wirkung der Glocke a belastet wird, wobei letztere infolge der veränderlichen auf sie einwirkenden Überlastung dieselbe Wirkung hat wie die gewöhnlichen Gegengewichte oder die Belastungsbehälter, die man gewöhnlich benutzt, um die Gewichte der Glocken der nicht selbsttätigen Druckregler zu ändern und den gewünschten Gasdruck

ίο zu erlangen.

Die durch die Glocke α und das Ventil d hervorgerufene Druckminderung, die bei erhöhtem Gasverbrauch eine geringere wird, kann so geregelt werden, daß sie fast Null wird, wenn aus dem Druckregler die Höchstmenge Gas abströmt, für die er ausgeführt ist. In diesem Augenblick kann man also, wenn nötig, über fast den gesamten Eingangsdruck verfügen, um der Speisung des Verbrauchsrohrnetzes zu genügen, d. h. man kann einen Verbrauchsdruck erzielen, der fast gleich dem Druck an der Stelle des Eintrittes in dem Regler ist.

Die Wirkungsweise des Reglers ist folgende:

Bei. gewöhnlichem Betriebe und bestimmtem Verbrauch ist die Überlastungsglocke α im Gleichgewicht unter dem von oben her auf die Außenwand wirkenden Eintrittsdruck und dem von unten her wirkenden Druck, welcher in der zwischen den Glocken α und f liegenden Kammer I herrscht und durch die Last des in demselben Sinne wirkenden, der jeweiligen Stellung der Daumenscheibe c entsprechenden, Gegengewichtes b vermehrt wird. Unter dieser dreifachen Wirkung nimmt die Glocke a ihrem Ventil d gegenüber eine solche Stellung ein, daß sie einen Druckverlust in der Zwischenkammer I schafft, welcher einen entsprechenden Auslaßdruck bestimmt; letzterer wirkt in gewöhnlicher Weise auf die Glocke f, um sie in eine Stellung gegenüber ihrem Ventil g

■ zu bringen, welche einen dem augenblicklichen Verbrauch entsprechenden Auslaßdruck hervorruft.

Wenn eine Verminderung des Verbrauches eintritt und der Zufluß gleichbleibt, so erzeugt diese Änderung eine Verminderung der Abflußgeschwindigkeit und infolgedessen einen Überdruck in der Kammer /. Das Gleichgewicht der beiden Glocken α und f wird unterbrochen, die Glocke α hebt sich, die Glocke f senkt sich, aber der von dieser Bewegung herrührende Überdruck kann nicht unmittelbar die Änderung des dem Verbrauch entsprechenden Austrittsdruckes bewirken.

Hierzu ist nötig, daß die Glocke α bei ihrer Bewegung eine Verminderung des Durchtrittsquerschnittes bewirkt, welche einen Druckverlust erzeugt, dem eine Druckänderung in der Kammer I entspricht. Diese Druckänderung beeinflußt darauf die Glocke f und bewegt diese, um auf diese Weise (mittels des festen Ventiles g und des beweglichen Sitzes h) die Änderung des Auslaßdruckes proportional zum Verbrauch zu erzielen.

Da der Druckverlust in dem Maße abnehmen muß, wie der Verbrauch steigt, d. h. da gleichen Änderungen im Verbrauch nicht gleiche Änderungen des Austrittsdruckes entsprechen, so muß die Bewegung der Glocke f um so geringer sein, je größer der Verbrauch ist, und es ist erforderlich, daß der auf die genannte Glocke wirkende Druckunterschied sich in gleichem Maße ändert.

Da der Eintrittsdruck theoretisch konstant bleibt, so ist es nötig, daß die Zusatzkraft, welche das Gleichgewicht der Glocke α vervollständigt, sich nach einem Gesetz ändert, das von der für eine gegebene Verbrauchsänderung erforderlichen Druckminderung ab- hängig ist. Um diese steigende veränderliche Kraft, welche einen veränderlichen Teil des Gewichtes der Glocke α ausgleicht, zu erhalten, wird in bekannter Weise eine Daumenscheibe c verwendet, deren Profil derart gestaltet ist, daß der Hebelarm, an dem das gleichbleibende Gewicht wirkt, am kleinsten ist, wenn der Verbrauch seinen Höchstwert erreicht hat, und umgekehrt am größten, wenn der Verbrauch am geringsten ist. Hieraus ergeben sich entsprechende, an Größe von denen der Glocke f verschiedene Bewegungen der Glocke a, welche einen geringen (praktisch keinen) Druckverlust hervorrufen, wenn der Verbrauch am größten oder normal ist, und einen großen Druckverlust, wenn der Verbrauch am kleinsten ist.

Hieraus folgt, daß, wenn beim Ausgehen von einem bestimmten Verbrauch, für den das Gleichgewicht hergestellt ist, zwei gleiche und aufeinanderfolgende Änderungen des genannten Verbrauches entstehen, welche gleiche Druckänderungen in der Kammer I schaffen, diese Änderungen verschiedene Bewegungen der Glocke α und infolgedessen verschiedene Druckverluste erzeugen werden, da die Gleichgewichtsbedingungen in beiden Fällen nicht dieselben, sondern infolge der zusätzlichen Wirkung des an den verschiedenen Hebelarmen wirkenden Gewichtes verschieden sind.

Es ist klar, daß eine gleiche Überlegung im Falle einer Vergrößerung anstatt einer Verminderung des Verbrauches angestellt werden kann; die Glocken α und / bewegen sich dann natürlich in entgegengesetztem Sinne.

Claims (1)

115 Patent-Anspruch :

Gasdruckregler, welcher eine je nach dein Verbrauch sich ändernde, von dem Eingangsdruck unabhängige selbsttätige Rege-

lung des Verbrauchsdruckes herbeiführt, gekennzeichnet durch zwei mit Ventilen (d, g) verbundene, unabhängig voneinander bewegliche Glocken (a, f), von denen die erste (a) mit einem über einen Kurvendaumen (c) geführten Gewicht (b) in bekannter Weise verbunden ist, und die zweite ff) aus zwei ringförmigen, miteinander verbundenen Teilen besteht, auf deren einen der Druck des ungeregelten Gases und auf deren anderen der ■ Druck des geregelten Gases, und zwar in gleicher Richtung wirkt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.