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Regelvorrichtung zum Aufrechterhalten eines Flüssigkeitsniveaus in
einem Flüssigkeitsspeicher eines Systems in Abhängigkeit von einem wirksamen Unterdruck
Zusatz zu Patent .... Patentanmeldung amtliches Aktenzeichen P 26 55 301.5-52 Die
Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung zum Aufrechterhalten eines Flüssigkeitsniveaus
in einem Flüssigkeitsspeicher eines Systems in Abhängigkeit von einem Unterdruck
gemäss den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.
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Bei einer Regelvorrichtung dieser Art bildet der am Unterdrucksystem
angeschlossene Flüssigkeitsraum zusammen mit dem Schwimmer und dem von diesem gesteuerten
Schwimmerventil gewissermassen eine Schaltvorrichtung zur Aufrechterhaltung eines
gewünschten Flüssigkeitsniveaus, die zu ihrem Betrieb kein zusätzliches Steuermedium
oder elektrische Energie benötigt.
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Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einer vorteilhaften Weiterbildung
einer solchen Regelvorrichtung, durch die unter anderem die Inbetriebsetzung der
Regelvorrichtung und deren Gesamtaufbau vereinfacht werden soll.
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Dies wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruches 1 erreicht.
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Bei dieser Konstruktion sind damit die Komponenten zur Steuerung des
Schwimmerventils lediglich noch im einen Flüssigkeitsraum vorzusehen, wobei - die
Anordnung des Flüssigkeitsablaufkanals in dem mit der Atmosoäre in Verbindung stehenden
Flüssigkeitsraum einen zweiten Schwimmer zur Ventilsteuerung überflüssig und die
Wasserführung einfacher werden lässt.
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Die Möglichkeit der manuellen Betätigung der Betätigungsvorrichtung,um
diese ausser Wirkung mit dem Schwimmerventil zu bringen, erlaubt überdies eine einfachere
Inbetriebnahme der Regelvorrichtung, weil, im Gegensatz zur Konstruktion der vorzitierten
Patentanmeldung, zur ersten Inbetriebnahme kein Wasser von aussen in den Regler
gegeben werden muss. Es genügt vielmehr die manuelle Betätigung der Betätigungsvorrichtung,
um das Schwimmerventil zum Füllen der Regelvorrichtung mit Wasser zu öffnen.
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Die Betätigungsvorrichtung kann verschiedenartig ausgebildet sein.Vorteilhaft
ist es jedoch, die Konstruktion gemäss Anspruch 2 sein. Vorteilhaft ist es jedoch,
die Konstruktitn/so zu gestalten, dass diese mit einem nachgiebigen Wandteil des
das Schwimmerventil enthaltenden Flüssigkeitsraumes zusammenwirkt, so dass zur Inbetriebnahme
der Vorrichtung lediglich ein Druck auf diesen nachgiebigen Wandteil des Gehäuses
des einen Flüssigkeitsraumes auszuüben ist, um das Schwimmerventil zu öffnen.
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Der nachgiebige Wandteil kann gemäss den Ansprüchen 3 und 4 vorteilhaft
durch eine Membran oder durch die Stirnwand eines Faltenbalges gebildet sein.
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Sofern das Schwimmerventil, analog zur Regelvorrichtung der Patentanmeldung
P 26 55 301.5-52, mit einem Schwimmerventil
ausgestattet ist, das
einen doppelarmigen Ventilbetätigungshebel aufweist,und der Schwimmer sowie die
Betätigungsvorrichtung auf einen gemeinsamen Hebelarm des Ventilbetätigungshebels
einwirken, so ergibt sich eine vorteilhafte Konstruktion nach Anspruch 5. Hierbei
kann das Steuerglied gemäss Anspruch 6 durch eine an ihren Enden Anlageflächen aufweisende
Stange gebildet sein, die sich einerseits am nachgiebigen Wandteil und andererseits
am Kraftspeicher abstützt.
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Schliesslich ist es günstig, den Flüssigkeitsablaufkanal gemäss Anspruch
7 durch einen vertikalen Rohrstutzen zu bilden, der im Flüssigkeitsraum axial verstellbar
und feststellbar angeordnet ist. Durch axiales Verstellen des Rohrstutzens bzw.
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durch vertikale Verlagerung seiner Einlauföffnung lässt sich die Regelvorrichtung
auf einen gewünschten Unterdruckwert beispielsweise des Auswaschsystems einer Farbspritzanlage
einstellen.
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Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung sind in der sich anschliessenden
Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten möglichen Ausführungsbeispieles
einer Regelvorrichtung für einen Farbspritzstand und/oder in den Patentansprüchen
erläutert.
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mit In der Zeichnung ist als Ganzes/lo eine Wasserwanne des Farbspritzstandes
bezeichnet, die einen Teil eines mit Unterdruck arbeitenden, an sich bekannten Wirbelwäschers
bildet, wobei die Grösse des zu dessen Betrieb erforderlichen Unterdruckes vom Wasserniveau
in der Wasserwanne abhängt.
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Dabei bildet die Wasseroberfläche eine Begrenzungsfläche von an eine
Unterdruckquelle angeschlossenen Führungswegen,
durch welche die
Farbnebel mit hoher Geschwindigkeit hindurchströmen. Durch geeignete Lenkung streichen
dabei die Farbnebel über die Wasseroberfläche und zerreissen das Wasser zu feinem
Wasserstaub, so dass zum Auswaschen der Farbteilchen aus der Luft ein Farbnebel-Wassergemisch
entsteht. Dies führt zwangsläufig zu einem stetigen Wasserverlust in der Wasserwanne,
der noch durch die Wasserverdunstung verstärkt wird, so dass das Wasserniveau abfällt.
Dadurch vergrössert sich das Raumvolumen der Farbnebelführungswege,und der für den
Betrieb des Wirbelwäschers erforderliche Unterdruck fällt entsprechend ab.
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Um dies zu vermeiden bzw. das Wasserniveau entsprechend dem erfolgten
Wasserverl;ust so auszugleichen, dass der Unterdruck auch bei Wasserentzug aus der
Wasserwanne in bestimmten Grenzen aufrechterhalten bleibt, dient eine als Ganzes
mit 12 bezeichnete, erfindungsgemässe Regelvorrichtung, die in einer Ebene oberhalb
der Wasserwanne lo-anzuordnen ist. Diese Regelvorrichtung besitzt einen ersten Flüssigkeitsraum
14 und einen zweiten Flüssigkeitsraum 16, die beide vorzugsweise in einem gemeinsamen
Behälter 18 enthalten sind. Der Behälter 18 ist auf einem Teilstück seiner Länge
als geschlossener Behälter ausgebildet und eine die beiden Flüssigkeitsräume voneinander
trennende Behälterwand 20 bildet eine Trennwand, die sich von oben nach unten erstreckt
und im Abstand vom Behälterboden 22 endet, so dass zwischen beiden Flüssigkeitsräumen
eine Verbindungsöffnung 24 vorhanden ist, durch die beide Flüssigkeitsräume miteinander
kommunizieren.
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Der Flüssigkeitsraum 14 ist gegenüber der Atmospäre offen, während
der Flüssigkeitsraum 16 gegenüber der Atmospäre dicht sein muss. Im Behälterboden
22 ist im Bereich des Flüssigkeitsraumes
14 ein Ablaufstutzen 26
vertikal verstellbar und feststellbar angeordnet. Dieser steht mit der Wasserwanne
lo in Verbindung.
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Am geschlossenen Flüssigkeitsraum 16 ist eine Zuführleitung 28 zum
Zuführen von Wasser anaeschlossen, die mittels eines herkömmlichen Schwimmerventils
30 niveauabhängig zu öffen und zu schliessen ist. Das Ventilglied dieses Ventils
ist mit 31 bezeichnet und durch einen bei 32 innerhalb des Flüssigkeitsraumes 16
gelagerten doppelarmigen Hebel betätigbar, indem das Ventilglied 31 an dessen einem
Hebelarm 34 angeordnet ist, während an seinem anderen Hebelarm 36 ein beispielsweise
kugelförmig ausgebildeter Schwimmer 38 gehalten ist, der bei Erreichen eines vorbestimmten
Wasserstandes, dessen Niveau mit N bezeichnet ist, das Schwimmerventil schliesst
und damit den Wasserzulauf über die Zuführleitung 28 unterbricht.
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Dem Hebelarm 36 ist im Flüssigkeitsraum 16 ausserdem eine als Ganzes
mit 40 bezeichnete Betätigungsvorrichtung zugeordnet, die dazu dient, das Schwimmerventil
30 geschlossen zu halten bzw. zu schliessen, sofern in beiden Flüssigkeitsräumen
14,16 gleicher, d.h. atmoshärischer Druck herrscht. Sobald deshalb im Flüssigkeitsraum
16 ein Unterdruck einen bestimmten Wert erreicht, wird die Wirkverbindung der Betätigungsvorrichtung
40 mit dem Schwimmerventil selbsttätig unterbrochen, so dass die Steuerung des Schwimmerventils
ausschliesslich durch den Schwimmer 38 erfolgt.
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Die Betätigungsvorrichtung ist ausserdem so ausgebildet,dass deren
Wirkverbindung mit dem Schwimmerventil auch manuell unterbrochen werden kann, was,
wie weiter unten noch erläutert wird, für den Anlauf der Regelvorrichtung wesentlich
ist.
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Diese Betätigungsvorrichtung greift zwischen dem Schwimmer 38 ünd
der Schwenkachse 32 am Hebelarm des doppelarmigen Hebels des Sdhwimmerventils an
und weist beispielsweise eine sich z.B. auf einem Sockel 42 abstützende Druckfeder
44 auf, die auch sich/am Hebelarm 36 abstützt. Die letztere versucht, das Schwimmerventil
ständig in seiner Schliesstellung zu halten.
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46 bezeichnet ein stangenförmiges Steuerglied, das koaxial zur Druckfeder
44 und oberhalb des Hebelarmes 36 im Flüssigkeitsraum 16 angeordnet ist. Dieses
trägt an seinen beiden Stirnenden beispielsweise jeweils eine Abstützplatte 48,50.
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Mit der Abstützplatte 50 stützt sich die Stange 46 auf der Druckfeder
44 ab, indem sie z.B. eine Ausnehmung 52 des Hebelarmes 36 durchgreift, während
sie mit der Abstützplatte 48 z.B. an einer geschlossenen Stirnwand 54 eines aus
der Behälterdecke 56 nach oben herausragenden Faltenbalges 58 anliegt.
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60 bezeichnet einen Verbindungskanal, über den der mit Luft gefüllte
Teil des Flüssigkeitsraumes- 16 mit den Unterdruckräumen des nicht näher gezeigten
Wirbelwäschers in Verbindung steht.
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Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, befindet sich die Einlauföffnung
62 des Ablaufstutzens 26 im Flüssigkeitsraum 14 in einem Abstand x unterhalb des
innerhalb des Flüssigkeitsraumes 16 durch den Schwimmer 38 definierten Normalniveaus
N.
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Die Regelvorrichtung arbeitet folgendermassen: Es sei angenommen,
dass der Farbspritzstand, für den die Regelvorrichtung Verwendung findet, ausgeschaltet
ist und sich im Behälter 18 bzw. in dessen Flüssigkeitsräumen 14,16 noch kein Wasser
befindet.
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Zur Inbetriebnahme der Regelvorrichtung ist zunächst die Stirnwand
54 des Faltenbalges 58 nach unten zu drücken, wodurch die Druckfeder 44 der Betätigungsvorrichtung
40 zusammengedrückt und damit durch diese der Hebelarm 36 des Schwimmerventils 30
freigegeben wird. Dadurch kann sich der doppelarmige Hebel des Schwimmerventils
gemäss der Zeichnung im Gegenuhrzeigersinn verschwenken, so dass die Zuführleitung
28 yeöffnet wird und Wasser in den Behälter 18 einströmen kann.
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Wird nun der Farbstritzstand eingeschaltet, so wird über den Verbindungskanal
60 vom Unterdruckraum des Spritzstandes aus in dem eine Unterdruckkammer bildenden
Flüssigkeitsraum 16 der Regelvorrichtung ein Unterdruck erzeugt. Durch die auf die
Stirnwand 54 des Faltenblages 48 drückende atmosphärische Luft wird hierbei die
Druckfeder 44 über die Stange 46 weiter zusammengedrückt, so dass das Schwimmerventil
geöffnet bleibt und weiterWasser über die Zuführleitung 28 in den Behälter einströmen
kann.
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Entsprechend - - dem in der Unterdruckkammer wirksamenUnterdruck,
gemessen nach mmWS, ergibt sich zwischen beiden Flüssigkeitsräumen eine Niveaudifferenz
x. Ist dieser Abstand mindestens so gross, dass der Schimmer 38 das Schwimmerventil
schliesst, so ergibt sich ein stabiler Wasserzustand, bei dem weder ein Wassereintritt
aus dem Flüssigkeitsraum 16 in den Flüssigkeitsraum 14 erfolgt, noch Wasser in die
Einlauföffnung 62 des Ablaufstutzens 26 einläuft. Hieraus ergibt sich, dass die
Reglereinstellung auf den gewünschten Unterdruckwert des Spritzstandes durch die
Wahl des Abstandes y der Einlauföffnung 62 zum Behälterboden 22 bestimmt werden
kann. Ist demgemäss der Abstand x bzw. der Unterdruck im Flüssigkeitsraum 16
bzw.
im Spritzstand kleiner als die durch entsprechende vertikale Einstellung des Ablaufstutzens
26 getroffene Reglereinstellung, so läuft Wasser aus dem Flüssigkeitsraum 16 in
den Flüssigkeitsraum 14 ein und über den Ablaufstutzen 26 der Wasserwanne lo zu.
Zum Einustieren des Unterdruckes im Spritzstand kann im Flüssigkeitsraum 16 eine
Einstellskala vorgesehen sein, die direkt in mmWS geeicht ist.
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Bei Ausschalten des Spritzstandes wird der Unterdruck wieder aufgehoben,
so dass die Druckfeder 44 der Betätigungsvorrichtung den Hebelarm 36 anheben und
das Schwimmerventil in seine Schliesstellung steuern kann, und ein weiterer Wasserzufluss
in den Behalter 18 unterbleibt. Die Fläche der Stirnwand 54 des Faltenbalges 58
ist dabei so gross gewählt, dass ein konstanter Unterdruck von beispielsweise 50
mmWS genügt, um die Druckfeder 44 zum Öffnen des Schwimmerventils zusammenzudrücken
bzw. den Hebelarm 36 zu lüften. Durch die im Ruhezustand ständig auf das Schimmerventil
einwirkende Druckfeder 44 der Betätigungsvorrichtung 40 ist dabei ein Verschluss
der Zuführleitung 28 sichergestellt. Die Betätigungsvorrichtung kann des weiteren
so gestaltet sein, dass sie erst dann das Schwimmerventil freigibt, wenn der Unterdruck
im Flüssigkeitsraum einen bestimmten Wert erreicht hat. Dies kann beispielsweise
durch mittel zum Vorspannen der Druckfeder erreicht werden.
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Die beschriebene Regelvorrichtung stellt somit sicher, aass durch
entsprechende Hohenein-stellung des Ablaufstutzens 26 ein gewünschter Unterdruck
so eingestellt werden kann, dass bei Erreichen des Unterdruck-Sollwertes die Wasserzufuhr
durch den Schwimmer 38 unterbrochen
wird und bei einem Unterschreiten
des eingestellten Unterdruckwertes Wasser solange in den Behälter nachfliesst, bis
der Unterdruck-Sollwert wieder erreicht ist.
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Die vorbeschriebene Regelvorrichtung ist somit in der Lage, ohne zusätzliches
Steuermedium bzw. ohne elektrische Komnonenten allein unter Zufhilfenahme des Unterdruckes
die Wasserzufuhr in die Wasserwanne lo derart zu regeln, dass ein für gewünschte
Unterdruckwerte erforderliches Wasserniveau stets aufrechterhalten wird.