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Gasmischvorrichtung.
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Vorliegende Erfindung betrifft eine Gasmischvorrichtung, mit der
zwei oder mehrere Gase in gleichbleibenden Verhältnissen bei schwankenden Drucken
und Mengen miteinander gemischt werden können, und besteht im wesentlichen darin,
daß in die einzelnen Zuführungsleitungen für die Gase Venturidüsen oder ähnliche,
bei Gasdurchgang eine Saugwirkung auslösende Einrichtungen eingebaut sind und die
hierbei entstehende Saugwirkung zur selbsttätigen Regelung der anderen Gasströme
verwendet wird.
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Es ist bekannt, in die einzelnen Leitungen, welche das Gas zuführen,
Drosselstellen einzubauen und durch geeignete Maßnahmen die Differenzen der Drücke
vor und hinter diesen Drosselstellen auf einander gleiche Höhe zu bringen, so daß
das Verhältnis der Durchflußmengen durch beide Drosselungen und damit auch das Mischungsverhältnis
des Gemisches stets das gleiche bleibt. Diese Einrichtungen sind jedoch insofern
unvollkommen, als bei geringeren Durchflußmengen die für die Regelung erforderlichen
Druckunterschiede sehr klein werden, da diese bekanntlich mit dem Quadrate der Durchflußmenge
fallen. Ist also nicht mit einer nahezu gleichmäßigen Durchflußmenge zu rechnen,
so werden mithin bei wesentlich geringeren als den normalen Durchflußmengen die
Mischungsverhältnisse infolge der unvermeidlichen Bewegungswiderstände der Reglerorgane
größeren Schwankungen unterworfen sein. Dieser Übelstand soll durch vorliegende
Erfindung dadurch behoben werden, daß an Stelle der einfachen Drosselvorrichtungen
Venturidüsen oder ähnliche Einrichtungen eingebaut werden, da bei diesen die Druckänderungen
an den Einschnürungsstellen auf ein wesentliches Vielfach der Druckschwankungen
vor einem einfachen Drosselorgan gebracht werden kann, so daß die Empfindlichkeit
auch bei relativ geringen Durchflußmengen eine verhältnismäßig große ist.
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Die Verwendung einer Venturidüse in der Hauptleitung eines Flüssigkeitsstromes
zur Regulierung eines zuzumischenden Gasstromes ist gleichfalls bereits vorgeschlagen
worden; doch handelt es sich bei der bekannten Zumischeinrichtung um eine solche,
bei der Druckdifferenzen in dem Hauptstrom und dem Nebenstrom auf ein entsprechendes
Regulierorgan wirken. Da zudem in dem Nebenstrom als Regulierorgan ein einfaches
Drosselorgan eingebaut ist, so setzt diese Einrichtung zwecks Erzielung brauchbarer
Genauigkeiten in der Zumischung verhältnismäßig hohe Drücke in der Nebenleitung
voraus. Als wesentliches Unterschreitungsmerkmal kommt besonders die Verwendung
nur je eines Druckpunktes in den beiden Zweigleitungen (Saugstelle der
Venturidüse)
in Betracht, wodurch die Verwendung einer einfachen Membranvorrichtung zur Beeinflussung
des Regulierventils genügt In der Zeichnung ist als Beispiel eine nach diesen Grundsätzen
gedachte Mischvorrichtung für zwei Gase schematisch dargestellt.
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Es bedeutet a einen Regler mit aufgebauter vollkommener Entlastungsvorrichtung
für Membran- und Ventilgewicht, welcher in die Leitung mit dem höheren Vordruck
einzubalien ist.
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Hinter diesem Regler ist eine Drosselklappe b mit parallel hierzu
geschalteter Venturidüse c eingebaut, und es mündet diese Leitung in die gemeinsame
Sammelleitung d. In die Leitung für das andere Gas ist gleichfalls eine Drosselklappe
e mit hierzu parallel geschalteter Venturidüse f eingebaut. Die Einschnürungsstelle
der Venturidüse c ist mit dem Raum oberhalb der Reglermembrane und die der Venturidüse
f mit dem unteren Membranraum durch je eine Verbindungsleitung verbunden, so daß
die bei Gasdurchfluß entstehenden Unterdrücke in der Venturidüse auf die Membranräume
entsprechend übertragen werden (der Reglerausgang ist gegen den unteren Membranraum
durch Zwischenscheibe und abdichtender Leder abdichtung abgedichtet).
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Die Wirkungsweise ist folgende: Passiert eine bestimmte Gasmenge
die Venturidüseneinrichtung e, f, die als Hauptstrom bezeichnet sei, so entsteht
in f gegeniiber der gemeinsamen Sammelleitung ein bestimmter Unterdruck, welcher
proportional dem Quadrate der Durchflußmenge wächst. Das gleiche gilt für die Venturidüseneinrichtung
b und c (Nebenstrom). Da Reglerventil und Membrane vollkommen entlastet sind, so
folgt, daß der durch den Regler a strömende Gasstrom so reguliert wird, daß die
Saugdrücke in c und f einander gleich sind und damit auch das Verhältnis der Durchflußmcngen
durch beide.
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Verringert sich beispielsweise die Durchflußmenge durch Venturidüseneinrichtung
e und f auf die Hälfte, so vermindert sich der Druckunterschied zwischen Einschnürung
f und gemeinsamer Sammclleitung d auf 1/4, es überwiegt also bei dieser Umstellung
die Saugwirkung in c und wird die Reglermembrane und damit das Reglerventil hochgesaugt,
der Nebengasstwm also entsprechend gedrosselt, bis das Gleichgewicht wiederhergestellt
ist, d. h. der Druckunterschied in c auf den gleichen Wert gesunken ist, wie in
Venturidüse f, also die Durchflußmenge in demselben Verhältnis, d. h. auf die Hälfte,
reduziert ist.
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Mit Hilfe der Drosselklappe b und e kann das verlangte Mengenverhältnis
nach Belieben eingestellt werden und ebenso der gewünschte Druck in dieser Einrichtung,
welcher zweckmäßig möglichst hoch gewählt wird. Vor der Venturidüseneinrichtung
e, f ist ein Regulierschieber g eingebaut, durch welchen der jeweilige Bedarf nach
Belieben einreguliert werden kann. Würd z. B. bei gegebenem Strömungszustande der
Schieber g weiter geöffnet werden, so würde eine entsprechend größere Gasmenge durch
diese Leitung hindurchtreten und sofort auch der Regler a auf die entsprechend größere
Durchflußmenge sich einstellen. Die Menge des Gasgemisches kann also mit Hilfe des
einen Schiebers g nach Belieben eingestellt werden, und das Mischungsverhältnis
wird hierdurch in keiner Weise beeinflußt.
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Sollten die Verhältnisse jedoch so liegen, daß mit einer konstanten
Mischgasmenge zu rechnen wäre, aber mit einem veränderlichen Druck in der Gasleitung,
so kann an Stelle des Regulierschiebers g ein Druck- oder Mengenregler eingebaut
werden.
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Im vorstehenden ist nur ein besonderes Ausführungsbeispiel dieser
Erfindung dargestellt, und dieses kann natürlich auch mit verschiedenen Abweichungen
ausgeführt werden, z. B. kann an Stelle der Venturidüse eine Pitotsche Röhre oder
ähnliche Einrichtung und an Stelle des Membranreglers ein solcher mit Glocke, Kolben
usw. verwendet werden, ebenso können statt eines Nebenstromes deren mehrere vom
Hauptstrom geregelt weden.