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Schwimmersteuerung für Saug- und Druckluft-Schlammheber. Bei Schlanirnhebern,
die mit Druckgefäßen arbeiten, haben sich als Steuerorgane die ,bekannten Ringschwim@mer
gut bewährt. Für diese ist nun aber Voraussetzung, daß die Druckgefäße einen verhältnismäßig
großen Durchmesser besitzen, damit der notwendige Auftrieb erreicht wird. Solche
Druckgefäße großen Durchmessers sind an sich .schon kostspielig und verteuern die
ganze Anlage wesentlich, auch wenn man nur wie bisher mit mittleren Drücken zu rechnen
hatte. Gerade in dieser Beziehung sind aber die Anforderungen, idie die Praxis stellt,
in letzter Zeit wesentlich gestiegen, so daß Drücke von 2o bis 3o Atrn. und darüber
hinaus keine Seltenheit sind. Die idiesen hohen Drücken gewachsenen Druckgefäße
großen Durchmessers erfordern natürlich sehr idicle Wandstärken und setzen die-Verwendungsmöglichkeit
infolge des.hohen Preises aufs Spiel. Abgesehen hiervon ist es auch schwierig, Ringschwimmer
herzustellen, die dem hohen Druck gewachsen sind und trotzdem noch den für das Umsteuern
notwendigen Auftrieb besitzen. Infolgedessen ist man izu Druckgefäßen geringeren
Durchmessers übergegangen und hat durch öfteres Füllen .und Leeren das verlorengegangene
Volumen zu ersetzen gesucht. Besonders geeignet sind hierfür Rohrschüsse, die, mit
Boden und Kopfstück versehen, wohlfeile und den Zweck in jeder Beziehung erfüllende
Behälter ergeben. In einem derartigen Behälter .ist aber natürlich ein Ringschwimmer
erst recht nicht zu verwenden.
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Es sind nun bereits sogenannte Doppelschwimmer bekannt geworden, bestehend
aus einem oberen und einem unteren Schwimmer, die starr miteinander idurch eine
Steuerstange verbunden sind. Hierbei erfolgt die Umsteueznzng bei gefülltem Kessel
idurch den oberen Schwimmer .und bei entleertem Kessel durch den .unteren Schwimmer.
Diese Art Schwimmer eignet sich besonders für Gefäße geringeren Durchmessers und
ist .sehr gut anzuwenden, sofern es sich um eine Flüssigkeit von gleichbleibenderen
spezifischen Gewicht handelt. Ändert sich aber das spezifische Gewicht, so wind
man finden, daß die Umsteuerung Unregelmäßigkeiten erleidet, indem; der Auftrieb
des unteren Schwimmers in idem Maße zunimmt, ails das spezifische .Gewicht ider
zu fördernden Flüssigkeit wächst. Es erfolgt infolgedessen unter Umständen die Umsteuerung
bereits in .der- Füllperiode )durch den unteren Schwimmer, was natürlich vermieden
werden muß. Bei Flüssigkeitshebern, die Schlämm fördern sollen, wechselt aber die
Konsistenz des zu fördernden Gutes ständig. indem: oftmals fast klares Wasser, :bald
wieder stark entwässerter Dickschlamm die Vorrichtung durchläuft. Hierfür eignet
sich daher ,der eben beschriebeneDoppelschwimmer nicht.
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Der Zweck der Erfindung ist es nun, eine Schwimmersteuerung zu .schaffen
für Druckgefäße beliebigen, also auch engen Querschnittes, die -den höchsten Drücken
gewachsen ist und außerdem durch das .spezifische Gewicht des Fördergutes in keiner
für die Steuerung nachteiligen Weise tbeeinflußt wird.
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Dies geschieht der Erfindung !gemäß in erster Linie idadurch, @daß
nur ider obere Schwimmer festmit dem Gestänge verbunden ist, während der untere
,lose tdarauf.gleitet und nur in seiner tiefsten Stellung gegen einen am Gestänge
vorgesehenen Anschlag stößt, der ihn zum Zwecke der Umsteuerung mit dem Gestänge
kuppelt. Auf idiese Weise wird die Umsteuerung im einen Sinne, also ,bei gefülltem
Gefäß, nur durch den oberen, im anderen, also 'bei entleertem Gefäß, nur durch den
unteren Schwimmer hervorgerufen, und zwar mittels des oberen !durch dessen Auftrieb,
vermittels des unteren idurch dessen Gewicht. Das größere oder geringere spezifische
Gewicht der zu fördernden Flüssigkeit kann also nicht auf den unteren Schwimmer
in dem Sinne einwirken, daß unter Umständen die Umsteuerung schon eintritt bei noch
nicht vollständig gefülltem Behälter.
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Der Umstand, daß mit Hilfe der Vorrichtung gemäß der Erfindung Schlamm
gefördert werden ,soll, und däß mit verhältnismäßig :hohen Drücken gearbeitet wird,
bedingt in bezug auf die Umsteuerung die,größtmögliche Sicherheit, !damit nicht
etwa Schlamm in ;die Luftpumpe eintreten und diese zerstören kann. Hierzu sollen
gemäß (der Erfindung verschiedene Mittel verwendet -werden, die zwar an sich in
ähnlicher Weise bei Vorrichtungen zum Heben von Wasser durch Druckluft verwendet
sind, die aber erst unter Berücksichtigung der dem Schlamm zukommenden Eigenschaften
in ihrer Wirkungsweise einen besonderen technischen Effekt erzielen. Zu diesem Zwecke
ist zwischen dem oberen Schwimmer und der Gefäßwand nur ein verhältnismäßig geringer
Schlitz freigelassen, der die Luft zwar ungehindert hindurchgehen läßt, dem Schlamim
aber einen so großen Widerstand entgegensetzt, d:aß er nicht in dem Maße, wie die
Luft abgesaugt wird, ;dieser folgen kann, das Vakuum. oberhalb !des Schwimmers also
vergrößert
wird, das im umsteuernden Sinne auf idie Steuerung einwirkt. Außerdem ist mit der
Vorrichtung ein an sich bekanntes Sicherheitsventil zwecks Verhinderung des Eindringens
von Schlamm in die Luftleitung und @die Luftpu@inpe' bei Versagen der Umsteuerung,
bestehend aus einem am Gestänge sitzenden Ventilteller und einten durch eine Einziehung
:der Gefäßwand gebildeten Ventilsitz, vorgesehen, das dadurch in Tätigkeit gesetzt
wird, :daß der 'obere Schwimmer über seine normale Höchstlage hinausgeht und auf
:diese Weise das Ventil schließt. Wenn also die Umsteuerung zwar umgelegt, aus irgendwelchen
Gründen aber ;die Funktion der Umsteuerung gestört ist, so wird diese Störung durch,das
;weitere Ansteigen des Schwimmers .und Idas damit verbundene Schließen eines sonst
nicht in Tätigkeit tretenden Sicherheitsventils wenigstens insoweit behoben, als
das Eindringen von Schlamm in die Luftpumpe verhindert wird.
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Um .hierbei dafür Sorge zu tragen, daß nachbehobener Störung das Sicherheitsventil
sich selbsttätig öffnet, was unter Berücksichtigung des das Schwimmergestänge ausgleichenden,
an sich bekannten Gegengewichtes nicht eintreten würde, ist gemäß der Erfm- . -dang
ein zweites Gegengewicht vorgesehen, das das erste Gegengewicht zum Teil aufhebt,
wenn beim Versagen der Umsteuerung das Steuergestänge höher geht und .das Sicherheitsventil
schließt.
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Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeigen: Abb. i einen senkrechten Schnitt durch .ein entleertes
Druckgefäß, Abtb. z denselben Schnitt durch ein gefülltes Druckgefäß, Abb. 3 einen
entsprechenden Schnitt :durch ein Druckgefäß mit anderer Ausgestaltung .der Schwimmersteuerung,
Abb. 4. den Schnitt gemäß IV-IV der Abb. 3 und Abb. 5 und 6 senkrechte Schnitte
durch den Druckbehälterkopf in vergrößertem Maßstabe.
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Der Druckbehälter besteht aus einem Rohrschuß 7, der durch eine Kappe
8 und ein trichterförmiges Bodenstück 9 zu einem geschlossenen Behälter ausgebildet
ist. Das Bodenstück 9 setzt sich in der Schlammleitung io fort, während, von der
Kappe 8 eine Leitung nach der Lniftpurnpe führt. In dem Druckbehälter ist aneiner
Stange i i, die sich auf und ab bewegen kann und unten .bei 12 geführt wird,
ein oberer 13 fest angeordnet, während ein unterer Schwimmer 14 frei beweglich auf
der Stange i i gleitet und sich in seiner tiefsten Stellung auf-.einen Anschlag
15 ,des Gestänges aufsetzt. Der obere Schwimmer ist durch ein an einen Doppelhebel
16 angreifendes Gegengewicht 17 ausbalanciert, so daß der volle Auftrieb des Schwimmers
13 zur Wirkung :gelangen kann.
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Sobald der Dnuckbeh.ädter sich mit Flüssigkeit füllt, steigt der untere
Schwimmer 14 mit dieser auf, ohne auf die Steuerung einzuwirken. Ist der Behälter
gefüllt, idann tritt der auf der Flüssigkeit schwimmende obere Schwimmer 13 in Tätigkeit
und, steuert um. Die Steuerung bleibt :dann so lange in .dieser Stellung, ,bis bei
Entleerung des Dr,uclcbehälters der .untere Schwimmer 14 sich auf -den Anschlag
15 aufsetzt und nach weiterem Sinken des Flüssigkeitsstandes .mit seinem vollen
Gewicht die Steuerung wieder umlegt, worauf dasselbe Spiel von neuem beginnt.
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Dadurch, @daß der untere Schwimmer lose auf der Stange i i gleitet,
.kann er nicht wie bei den bisher bekannten Doppelschwimmern auf die durch den oberen
Schwimmer 13 zu bewirkende Umsteuerung einwirken, wenn beispielsweise das spezifische
Gewicht des zu fördernden Gutes ein größeres als dasjenige ist, für den die Schwimmereinrichtung
bestimMt war. Infolgedessen kann der Schwimmer 14 auch alsVollschwimmer aus Holz
:hergestellt werden, wodurch sich erstens -die Kosten verringern, zweitens der Gefahr
vorgebeugt wind, daß der Schwimmer leck wird sind ertrinkt. Da das Gewicht des oberen
Schwimmers ausbalanciert ist, so kann der gesamte .Auftrieb desselben für :die Steuerung
nutzbar gemacht werden. Die Abmessungen des Schwimmers können also wesentlich verringert
werden, so daß die Verwendung aucb in Behältern von verhältnismäßig geringem Durchmesser
möglich ist. Da, .das Gewicht des oberen Schwimmers ausbalanciert ist, ist es auch
möglich, für (den oberen Schwimmer einen soggenannten Vollschwimmer zu verwenden,
der die weiter oben erwähnten Vorteile besitzt.
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Bei -der Ausführungsform gemäß A:bb.3 ist der Durchmesser des oberen
Schwimmers 13 nur um ein geringes Maß .kleiner als der Innenlurch messer der'
Kappe 8, in welcher sich der Schwimmer bewegt. Es, entsteht auf diese Weise ein
.schmaler Kreisschlitz 18, den zwar die abzusaugende Luft ohne Sch,#vierig= keiten
passieren kann, der aber für Aden nachdringenden Schlamm ein erhebliches Hindernis
bildet. Es wird infolgedessen oberhalb .des Schwimmers ein höheres Vakuum entstehen
als unterhalb desselben, sobald ider Schlamm in den Schlitz 18 eindringt, mit (der
Folgeerscheinung, da& dieses erhöhte Vakuum die Aufwärtsbewegung des Schwimmers
13 befördert und im günstigen Sinne auf das Umsteuern einwirkt. Es kann infolgedessen
das
Gegengewicht 17, das sonst etwas größer gewählt werden muß als das Schwimmergewicht
13, um (den sich auf dem Schwimmer festsetzenden Schlannmteilen Rechnung zu tragen,
geringer gewählt werden. Um zu vermengen, @daß bei einer derartigen Ausgestaltung
:des oberen Schwimmers 13 vom Schlamm mitgerissene feste Bestandteile, wie
Holz o. dgl., sich in (dem engen Schlitz r8 festsetzen und die Bewegungsmöglichkeit
des Sch-,vimmers stören, ist unterhalb des Schwimmers 13 ein Sieb i9 vorgesehen,
das die .mit-<geführten festen Bestandteile zurückhält. In diesem Falle kann
natürlich der untere Schwimmer 14 auch nur (bis zu dem Siebbod@en i9 ansteigen und
nicht, wie beim ersterwähntenBeispiel, gegen den oberen Schwimmer 13 stoßen
und (diesen unterstützen. Die Außenfläche,der Schwimmer 13 und 1d. wird vorteilhaft
so, wie in Mb. q. erkenntlich, mit Rillen oder Nuten a4. verseben, .die geeignet
sind:, etwa angetriebene feste Stoffe ungehindert den verhältnismäßig engen Spalt
passieren zu lassen. Diese Ausführungsform der Schwimmer ist vor allen Dingen bei
sehr engen Druckbehältern notwendig, bei welchen der Schwimmerdurchmesser demjenigen
des Behälters nur wenig nachstehen kann.
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Die Ausführungsform gemäß Abb. 5 zeigt einen auf,der Stange m sitzenden
Ventilkegel 2o, :der mit :einer als Ventilsitz ausgebildeten Einschnürung 2i der
Kappe 8 zusammenarbeitet und ein Sicherheitsventil bildet, das bei Nichtfunktionieren
der Steuerung sich dadurch schließt, @daß' der Schwimmer 13 die Stange ii noch weiter
anhebt .und das Ventil :20,21 schließt. Es wird auf diese Weise verhütet, idaß der
Schlamtm in die aiftleituneg und -die Luftpumpe eintreten und dort Scba-@den anrichten
kann. Tritt die Umsteuerung in einem solchen Falle später ein, dann wird zwecks
Öffnung des Sicherheitsventils, wie ohne weiteres ersichtlich, ein erhöhter über--druck
benötigt, da das im allgemeinen das Gewicht des Schwimmers 13 übersteigendeÜbergewicht
17 mit angehoben ,-vverd,en'muß. Um diesen wirtschaftlichen Nachteil zu vermeiden;
ist, wie in A(bb. 6 dargestellt, einzweites Übergewicht 22 vorgesehen, :das auf
einem Doppelhebel 23 sitzt, gegen dessen freien Arm der Hebel 16 (des Gegengewichtes
17 stößt, falls .die Steuerung nicht funktioniert und das Gestänge i i durch
weiteres Ansteigen der Flüssigkeit noch weiter gehoben, das Ventil 2o, 21 also geschlossen
wird. Das Gegengewicht 22 hebt auf diese Weise im letzten Teil der Bewegung des
Gestänges .das GegengeWicht 17 zum Teil auf,- so daß nach erfolgter Umsteuerung
das Ventil 2o, 21 sieh von selbst öffnet oder durch den normalen Luftdruck geöffnet
wird.