DE3322068A1

DE3322068A1 - Steuereinrichtung fuer die wahlweise verbindung von saug- und druckanschluss eines kompressors mit dem anschluss eines vorratsraumes

Info

Publication number: DE3322068A1
Application number: DE19833322068
Authority: DE
Inventors: Max 7988 Wangen Streicher
Original assignee: ARMATEC FTS ARMATUREN
Current assignee: ARMATEC FTS ARMATUREN
Priority date: 1983-06-18
Filing date: 1983-06-18
Publication date: 1984-12-20

Description

Steuereinrichtung für die wahlweise Verbindung
von Saug- und Druckanschluß eines Kompressors mit dem Anschluß eines Vorratsraumes Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für die wahlweise erbindung von Saug- und Druckanschluß eines Kompressors mit dem Anschluß eines Vorratsraumes unter Verwendung eines dem Kesselanschluß zugeordneten Rückschlagventils, insbesondere für Vakuumfässer.
Es sind verschiedenartige Einrichtungen bekannt um einen Behälter, Kessel, ein Faß oder einen wie auch immer gestalteten Vorratsraum für flüssige bzw. strömungsfähige Medien dadurch zu füllen, daß man die Luft aus dem Vorratsraum absaugt, wobei das Medium durch einen zu diesem Zweck geöffneten Füllanschluß hindurch eingesaugt wird. In der gleichen Weise läßt sich das Medium dadurch wieder beschleunigt aus einer Auslaßdüse oder dgl. austreiben, daß man den Vorratsraum unter Uberdruck setzt. Benötigt wird hierzu lediglich ein Kompressor, ein Saug- und Druckgebläse oder dgl., wobei der Vorratsanschluß zum Füllvorgang jeweils mit dem Sauganschluß und zum Entleeren mit dem Druckanschluß des Kompressors verbunden wird. Bevorzugtes Anwendungsgebiet dieser Technik sind Vakuum-Güllefässer bei welchen sich mit geringem technischen Aufwand kurze Füll- und Entleerungszeiten erreichen lassen.
Bei solchen Vakuumfässern sind meist im obenliegenden Dom angeordnete Uberfüllsicherungen in Form von Kugelventilen bekannt, die bei einer vorgegebenen Füllhöhe automatisch schließen, und es ist auch der Einsatz von meist unmittelbar am Kompressor angeordneten Rückschlagventilen bekannt, die bei Druckbetrieb den Druckansohluß bzw. die Druckleitung abschließen und das Eindringen von Gülle oder eines anderen Mediums in den Kompressor verhindern. Auf diese Weise kann auch der Druckzustand im Faß bzw. einem Vorratskessel erhalten werden, wenn der Kompressor zwischenzeitig abgeschaltet wird, und Druckschwankungen können nicht zu einer Teilentleerung führen.
Es können sich aber auch Druckschwankungen beim Füllbetrieb ebenso nachteilig auswirken wie die ununterbrochene Durchführung des Füllbetriebes bis zum Ansprechen der Uberfüllsicherung. Vor allem zu schnelles Füllen hat zur Folge, daß sich Luftbläschen in dem zu fördernden Medium bilden, die ein Aufquellen und eine Volumenvergrößerung, bei Gülle oder Fließmist gar eine begrenzte Verfestigung zu einer schaumgummiartigen Masse bewirken können. Dannwird zwar der Füllvorgang nach Ansprechen der Uberfüllsicherung beendet, aber beim anschließenden Setzen des Mediums lösen sich die Luftblasen auf, und der Medienspiegel sinkt, d.h.
es ist nur ein ungenügender Füllungsgrad erreicht.
Die Erfindung verfolgt daher die Aufgabe, die eingangs definierte Steuereinrichtung mit möglichst geringem Aufwand so weiterzubilden, daß der Füllvorgang im Sinne einer Verbesserung des Füllungsgrades geändert wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß der Vorratsanschluß durch Einstellung auf Saug- und Druckbetrieb selb- stätig an Offnungs- oder Schließseite des einzigen Rückschlagventils anschaltbar vorgesehen.
Es wird somit das einzige Rückschlagventil in der jeweils notwendigen Lage sowohl in den Saugstrom als auch in den Druckstrom eingeschaltet. Dabei kommt es bei Verringerung des Gasvolumens im Vorratskessel durch Druckschwankungen immer wieder zu kurzzeitiger Umkehr des Druckverhältnisses am Rückschlagventil beim Füllvorgang. Dies hat einzelne zwischenzeitige Drosselvorgänge zur Folge, d. h. der Füllvorgang wird bei Annäherung an den Füll-Endzustand immer mehr verzögert. Dies führt zu einer Beruhigung des aufgeschäumten Mediums und zum Auflösen der Blasen, wobei das Medium konsolidlert wird und sich absetzt. Beim Schließen der Uberdrucksicherung ist damit eine wesentlich größere Masse als bisher eingefüllt, so daß sich die sonst notwendigen zeitverzögerten Nachfüllvorgänge weitgehend erübrigen.
Zudem kann jetzt der einmal erreichte Vakuumzustand mit dem gleichen Rückschlagventil längere Zeit gehalten werden, d. h. man kann den Vorratsraum schon vor Beginn des Füllvorganges mit negativem Druck aufladen und die dadurch gespeicherte Energie beim anschließenden Füllen ausnutzen.
Das Antriebsaggregat kann dann für geringe Leistung ausgelegt sein, was wiederum der Beruhigung des Mediums im letzten Teil des Einfüllvorganges zugute kommt.
Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird das Rückschlagventil an einem den Saug- und Druckanschluß des Kompressors zum Behälteranschluß steuernden Schaltorgan, insbesondere in einem bewegbaren Strömungsweg eines Mehrwege-Drehschiebers angebracht. Wenn dabei das bewegbare Ventilelement durch Gewichtskräfte zurückgestellt werden soll, müssen nur die Bewegungsbereiche dieses Ven- tilelementes und des Ventilsitzes in geeigneter Weise einander zugeordnet werden.
In den Unteransprüchen und in der folgenden Figurenbeschreibung sind weitereMerkmal und Vorteile der Erfindung ausführlicher erläutert, und zwar zeigen Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Querschieber, der zwischen einen Flüssigkeits-Vorratsbehälter wie ein Gülle-Vakuumfaß und einen Kompressor eingeschaltet ist, im Druckbetrieb,und Fig. 2 die gleiche Darstellung im Saugbetrieb.
Aus dem rotationssymmetrischen, insbesondere zylindrischen Schiebergehäuse 1 sind unter gleicher Winkelteilung vier Strömungswege herausgeführt, wobei der Druckkanal 2 und der gegenüberliegende Saugkanal 3 zum nicht dargestellten Kompressor führen, der Leitungskanal 4 zum ebenfalls nicht dargestellten Vorratskessel, und der gegenüberliegende Kanal 5 steht mit der Atmosphäre in Verbindung.
Der Drehschieber 12 weist eine in e-iner ersten Axialebene verlaufende Schieberwand 6 auf, von der rechtwinklig eine Trennwand 7 absteht. An den Enden dieser Wände sind zur Verbesserung der Führung und der Abdichtung nach einer Seite hin abstehende Lappen 13 angeformt.
Durch die Trennwand 7 sind zwischen Schieber und Gehäuse zwei etwa gleichgroße, jeweils über einen Quadranten erstreckte Anschlußräume 10 und 11 abgeteilt und durch eine oeffnung 8 in der Trennwand 7 verbindbar.
Diese öffnung 8 kann durch eine im Anschlußraum 11 ange- brachte und um eine Achse 14 am Ansatz der Trennwand 7 gelagerte Ventilklappe 9 verschlossen werden. Die Ventilklappe liegt normalerweise unter ihrem Eigengewicht an der Trennwand 7 über der Öffnung 8 an (Rückschlagventil 8,9).
Dies gilt einmal für drucklosen Betrieb und für den Fall, daß gemäß dem mit unterbrochenen Linien gezeichneten Pfeil 15 sich eine Strömungsrichtung vom Vorratsbehälter über den Leitungskanal 4 zum Druckkanal 2 einstellt. Im normalen Druckbetrieb wird die Ventilklappe 9 jedoch durch die vom Druckkanal zum Vorratsbehälter gemäß den Pfeilen 16 führende Strömung in die mit unterbrochenen Linien eingezeichnete Offenstellung geschwenkt.
Die Ventilklappe 9 bildet also mit der oeffnung 8 ein Rückschlagventil und kann in beliebiger Weise, beispielsweise auch durch eine Blattfeder, eine Drahtwickelfeder oder dgl. beaufschlagt sein. Neigt man jedoch die Schieberachse 17 in geeigneter Weise zur Lotrechten, insbesondere legt man sie waagerecht, so kann die Schließkraft ohne weiteres durch das Gewicht der Ventilklappe 9 aufgebracht werden.
Dies gilt insbesondere, wenn nur zwei Betriebsstellungen vorgesehen werden müssen, wobei die Trennwand 7, wie dies für die Fig. 1 und 2 zutrifft, nur jeweils um ca. 1450 zur Horizontalebene 18 geneigt sein muß.
So ist nach Fig. 1 die Trennwand mit dem an dieser vorgesehenem Rückschlagventil 8 nach schräg unten, in Fig. 2 nach schräg oben geneigt. Während der Offnungs-Schwenkwinkel der Ventilklappe nach Fig. 1 beliebig groß sein könnte, müßte er nach Fig. 2 durch einen nicht gezeigten Anschlag begrenzt werden, sofern mit Gewichtskräften zurückgestellt wird. Der Aufschwenkweg kann jedoch auch bei Schwerkraft-Rückstellung größer bemessen werden und beispielsweise durch einen Lappen 13 begrenzt werden, wenn man entweder die Schieber-Betriebsstellungen, besser noch das ganze Schiebergehäuse um einen entsprechenden Winkel von ca. 300 weiter nach links in der Zeichnung dreht. Wenn sich die Achse 14 der Ventilklappe 9 dicht bei der Schieberachse 14 befindet, sollte sie zur Gewichtsrückstellung stets auf der gleichen Seite der lotrechten Mittelebene 20 liegen. Der maximale Schwenkwinkel zum Gehäuse 1 beträgt damit 1800.
In der Betriebsstellung Fig. 1 fördert der Kompressor über den Druckkanal 2 und das geöffnete Rückschlagventil 8, 9 durch den Leitungskanal 4 in den Vorratsbehälter, setzt also beispielsweise ein Gülle-Vakuumfaß unter Ueberdruck, so daß die Gülle mit entsprechend größerem Druck aus einem Verteileranschluß herausgedrückt werden kann. Wenn sich zwischenzeitig Druckschwankungen ergeben oder der Kompressor abgeschaltet wird, dann fällt einmal die Ventilklappe 9 gegen die Trennwand 7 und wird zusätzlich durch den inneren Uberdruck abdichtend angedrückt. Es versteht sich, daß rings um die öffnung 8 nachgiebiger Dichtungswerkstoff zum möglichst hermetischen Abschluß vorgesehen ist.
Auf diese Weise wird der Innendruck erhalten und die Druckenergie gespeichert bis zur Fortsetzung des Austragsvorganges. Währenddessen ist der Saugkanal 3 über die Rückseite der Schieberwand 6 mit dem Kanal 5 und damit mit der Atmosphäre verbunden.
Schwenkt man den Schieber 12 jetzt gemäß Pfeil 19, Fig 1, in die Betriebstellung wig. 2, so kommt der Druckkanal 2 mit dem Kanal 5 und dadurch rit der Atmosphäre in Verbindung, während der Saugkanal 3 mit dem Anschlußraum 11 und der Anschlußraum 10 mit dem Leitungskanal 14 unddadurchmit dem Vorratsbehälter in Verbindung kommt.
Im Normalbetrieb wird dann gemäß den Pfeilen 21 vom Kom- pressor Luft aus dem Vorratsbehälter und durch die oeffnung 8 hindurch angesaugt, wodurch die Ventilklappe 9 in die mit unterbrochenen Linien eingezeichnete Offnungsstellung geschwenkt wird. Auf diese Weise lassen sich Flüssigkeiten oder andere fließfähige Medien durch einen Füllanschluß in den Vorratsbehälter einsaugen, bis eine Uberfüllsicherung anspricht.
Treten jedoch Durckschwankungen auf, oder wird zwischenzeitig der Kompressor abgeschaltet, so kann durch eine Rückströmung in Richtung des Pfeiles 22 zusätzlich zur Schwerkraftwirkung die Ventilklappe in die Schließstellung geschwenkt werden.
Während beim leeren Faß die ganze Saugleistung für den Füllvorgang bei meist begrentzem Vakuum eingesetzt werden kann, wobei das Rückschlagventil 8, 9 ständig geöffnet bleibt, ergeben sich mit zunehmender Füllhöhe Druckschwankungen, die mit beständig kürzer werdender Periode ein zwischenzeitiges Schließen des Rückschlagventils bewirken. Dies hat selbstätig eine stärker werdende Drosselung des Füllungsstromes zur Folge. Schäumende Medien wie Gülle werden auf diese Weise stärker werdend beruhigt, so daß sich durch Minderung des Gasanteiles schließlich ein größerer Füllungsgrad erreichen läßt.
Die dargestellte und beschriebene Ausführung der Strömungs-Steuerung wird zwar derzeit bevorzugt, kann aber in mancherlei Weise abgewandelt werden. So kann das Rückschlagventil beispielweise als Tellerventil, Plembranventil oder dgl. ausgebildet sein. Es kann ortsfest angeordnet sein, wenn nur die einzelnen Strömungsanschlüsse über die durch das Rückschlagventil zu verbindenden Räume angeschlossen werden.
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Claims

Steuereinrichtung für die wahlweise Verbindung von Saug- und Druckanschluß eines Kompressors mit dem Anschluß eines Vorratsraumes Ansprüche 0Steuereinrichtung für die wahlweise Verbindung von Saug-und Druckanschluß eines Kompressors mit dem Anschluß eines Vorratsraumes unter Verwendung eines dem Vorratsanschluß zugeordneten Rückschlagventils, insbesondere für Vakuumfässer, dadurch gekennzeichnet 9 daß der Vorratsbehälter (4) durch Einstellung auf Saug- oder Druckbetrieb selbsttätig an Offnungs- oder Schließseite (10, 11) des Rückschlagventils (8, 9) anschaltbar vorgesehen ist.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem gerätfest angeordneten Rückschlagventil (8, 9) eine Umschaltvorrichtung (12) für gleichbleibende Strömungsrichtung im Ventil bei Saug- und Druckbetrieb (Fig. 2, 1) zugeordnet ist.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (8, 9) an einem umschaltbaren Träger (12) angebracht ist.
4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Anordnung des Rückschlagventils (8, 9) an einem den Saug- und Druckanschluß (3, 2) des Kompressors zum Kesselanschluß steuernden Schaltorgan (12).
5. Steuereinrichtung nach Anspruch 3 oder 14, mit einem Mehrwege-Drehschieber, der einen bewegbaren Strömungsweg zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Gehäuseanschlüssen bildet, gekennzeichnet durch die Anordnung des Rückschlagventils (8, 9) in dem im Drehschieber (12) gebildeten Strömungsweg (10, 8, 11).
6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (8, 9) in einer Trennwand (7) des Drehschiebers (12) angeordnet ist, die den Strömungsweg in zwei wahlweise mit dem Anschluß (4) verbindbare Anschlußkammern (10, 11) unterteilt.
7. Steuereinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (7) bzw. der Ventilsitz des Rückschlagventils (8, 9) im ganzen Schwenkbereich auf der gleichen Seite einer lotrechten Axialebene (20) des Drehschiebers (12) liegt.
8. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Ventilelement als Ventilklappe (9) ausgebildet ist, die insbesondere dicht an der Schieberachse (17) um eine zu dieser parallele Schwenkachse (14) schwenkbar gelagert ist.
9. Steuereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkwinkel der Ventilklappe (9) zum Gehause (1) kleiner als 1800 ausgebildet ist.