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Selbsttätige Steuerung für Flüssigkeitsmeß- und Abgabevorrichtungen
Bei selbsttätigen Steuerungen für Flüssigkeitsmeß- und Abgabevorrichtungen ist es
bereits bekannt, den jeweils nach beendeter Füllung des Meßgefäßes auftretenden
Flüssjgkeitsdruck zum Schalten der Steuerung in der Weise zu verwenden, daß durch
diesen Flüssigkeitsdruck eine mit der Steuerung in Verbindung stehende bewegliche
Wand, -r.. B. ein Kolben, verstellt wird. Da aber bei unmittelbarer Verbindung des
Kolbens mit der Steuerung durch die zugleich mit der Bewegung des Kolbens vor sich
gehende Umsteuerung der Flüssigkeitsdruck bereits vor Beendigung des Kolbenhubes
wieder sinkt, wäre zu befürchten, daß die Kolbenbewegung und damit die Umsteuerung
vorzeitig zu Ende kommen. Um dies zu verhindern hat man bereits vorgeschlagen, wie
auch sonst bei derartigen Vorrichtungen allgemein üblich ist, ein Kippspannwerk
einzuschalten. Gemäß vorliegender Erfindung wird nun der unter Wirkung des Flüssigkeitsdruckes
erfolgende Vorwärtsgang der beweglichen Wand, z. B. des Kolbens, lediglich zum Spannen
einer Feder benutzt und die Umschaltung mittels der gespannten Feder erst hinterher
bewirkt, nachdem zuvor unter dem Einfusse der Kolbenbewegung der Raum hinter dem
Kolben von der Verbindung mit dem MeBgefäß abgeschaltet und mit der. Ablaufleitung
verbunden ist. Hierdurch wird sowohl vollständige Sicherheit für die richtige Umschaltung
erzielt als auch eine erwünschte Verzögerung der Umschaltung nach beendeter Füllung
und damit etwas Zeit für die Abscheidung von Luft- und Gasblasen aus der abgemessenen
Flüssigkeit gewonnen.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen teilweise in Ansicht gezeichneten senkrechten
Längsschnitt eines für selbsttätige Umschaltung gebauten Vierweghahnes. Abb. a zeigt
den Vierweghahn nach Abb. i bei anderer Arbeitslage der Teile. Abb. 3 und q. sind
senkrechte Schnitte nach den Linien A-B bzw. C-D der Abb. i. Abb.5 zeigt die schematische
Ansicht des Vierw eghahnes bei einer Flüssigkeitsförderanlage mit Doppelmeßgefäß.
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Der in Abb. i bis 4. dargestellte Vierweghahn ist für die Pumpenförderanlage
nach Abb.5 geeignet, die mit einem Doppelmeß@ gefäß arbeitet.
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Das Küken i des Vierweghahnes ruht in dem Gehäuse z und ist durch
eine Gewindekupplung 3, :1 mit der einsinnig drehbaren Spindel 5 verbunden. Die
das Küken i auf seinen Sitz pressende Feder ä i wird beim !Umschalten des Kükens
durch die Gewindekupplung 3, 4. .ein wenig zusammengedrückt, um das Küken anzulüften.
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Um den nach einer vollzogenen Gefäßfüllung durch das Weiterarbeiten
der Pumpe entstehenden Flüssigkeitsdruck zum selbsttätigen Umschalten des Hahnes
nutzbar zu machen, ist die von der Pumpe kommende Druckleitung 3o durch eine Abzweigleitung
3 i über einen Steuerschieber 3z mit einem Zylinder 33 verbunden, in dem ein Druckglied,
beispielsweise ein Kolben 3q., gleitet. Die Umschaltung
des Hahnes
wird nicht unmittelbar durch die vom Staudruck hervorgerufene Bewegung des Kolbens
34 bewirkt, weil in diesem Falle bei Vorhandensein von zwei Meßgefäßen während ihres
Umschaltens eine Druckminderung entstände, die die Weiterbewegung des Kolbens bis
zum Ende -der Umschaltung des Hahnes verhindern würde. Daher wird der Kolben 34
gezwungen:, zunächst einen vollen Hub auszuführen und die dabei geleistete Arbeit
in einer kräftigen Feder 35 aufzuspeichern, die nach Beendigung des Kolbenhubes
durch ihre Ausdehnung unmittelbar die Umschaltung des Kükens i bewirkt. Die Kükenspindel
5 hat eine Verlängerung 36, die mit einem sehr steilem Gewinde 37 versehen ist,
das mit einer im Kolben 34 drehbar gelagerten Mutter 38 in Eingriff steht. Der Kolben
34 selbst ist durch Feder und Nut 39 an einer Drehung gehindert und kann daher nur
eine hin und her gehende Bewegung ausführen. Der gegen die Stirnseite der Mutter
38 anliegende Bund ist als Sperrad 4o mit vier Zähnen ausgebil det, das mit der
Klinke 41 derart zusammenwirkt, daß bei dem ersten Hub des Kolbens 34, bei dem die
Feder 35 zusammengedrückt wird (Abb. i), sich die Mutter 38 auf dem Steilgewinde
37 um den erforderlichen. Winkel drehen kann:, während bei der unter dem Ei influß
der Feder 35 erfolgenden Rückbewegung des Kolbens 34 (Abb. 2) die Klinke 41 in das
Sperrad 4o einfällt und die Rückdrehung der Mutter 38 verhindert. Zweckmäßig sind
die Zähne des Sperrades 40 mit vorspringenden Nasen 42 (Abb. 4) versehen, damit
die Klinke 4.1 erst nach Erreichen :eines Rückdrehwinkels von mehr als 9o° in den:
Zahn einfallen kann.. Hierdurch wird erreicht, _ daß sich die Klinke 41 bei der
Entspannung der Feder 35 stoßartig gegen das Sperrad 40 stemmt und dadurch das Küken
i leichter aus seinem Sitz hebt.
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Da der Spindelteil36 zwischen .den. Kugellagern 43 und 44 uriverschiebbar
gelagert ist, kann bei seiner Drehung im Schaltsinne mittels der Steilgewindekupplung
37, 38 die Spindel 5 des Kükens i um den zu seiner Umschaltung nötigen Winkel gedreht
werden. Das Kugellager 44 ist in einfacher Weise durch Mittenlagerung auf dem im
Gehäusedeckel 45 sitzenden Bolzen 46 hergestellt.
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Die Gehäusekammern 47 und 48 sind durch die Wanddurchbrechungen 49
und 5o miteinander verbunden und lassen die durch Undichtheiten des Kolbens 34 und
der Steilgewindekupplung 37, 38 hindurchsickernde Flüssigkeit in die Anschlußleitung
5 i gelangen, die zum Lagerbehälter zurückführt. In der Kammer 48 liegt das mit
der Spindel 5 verbundene vierteilige Nockenrad 52, das zum Antrieb des Hubgliedes
53 des Zählers 54 dient.
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In Abb. i ist der Kolben 34 in der Stellung dargestellt, die er nach
dem Zusammendrücken der Feder 35 einnimmt, in der er also zur unter dem Einfluß
der Feder bereit ist. Abb.2 zeigt die Endstellung des Kolbens 34 nach vollendeter
Umschaltung des Kükens i.
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Der Eintritt der Druckflüssigkeit aus der Abzweigleitung 31 in die
Kammer 5 5 wird durch den Zylinderschieber 32 gesteuert, der unter dem Einfluß einer
Feder 56 steht und von dem Ringansatz 57 der Mutter 38 des Kolbens 34 bewegt wird.
Hierbei hält eine Klinke 58, die unter der Wirkung einer Feder 59 steht und ebenfalls
von dem Ringansatz 57 gesteuert wird, vorübergehend den Steuerschieber 32 fest.
Abb. i zeigt den Steuerschieber 32 in seiner die Druckleitung 31 abschließenden
und die Ablaufleitung 6o öffnenden Stellung, die :er :erst dann einnehmen kann,
wenn die Klinke 58 durch den Ansatz 57 unter Zusammendrückung der Feder 59 niederbewegt
ist, und dadurch die Spannung der Feder 56 auf den von der Klinke freigegebenen
Schieber 32 zurr Wirkung'kommenkann. Bei der in Abb. i dargestellten Lage der einzelnen
Teile ist die Kammer 5 5 mit der Ablaufleitung 6o verbunden, während die Weiterzuführung
von Druckflüssigkeit aus der Leitung 3 i gesperrt ist. Hierbei kommt es nicht darauf
an, die Öffnungen der Leitungen 31 und 6o dicht zu -verschließen, da die geringen
Mengen durchsickernder Flüssigkeit durch die Leitung 6o abgeführt werden, ohne daß
in der Kammer 55 ein die Rückbewegung des Kolbens 34 hemmender Druck entstehen kann.
Infolgedessen tritt bei der in Abb. i dargestellten Lage der Kolben 34 sofort die
Bewegung nach rechts an, wobei das Schaltrad 40 .eine Rückwärtsdrehung ausführt,
bis :es an die Klinke 4 i anstößt und festgehalten wird. Durch den Rest -,des Kolbenhubes
wird :die Spinde136 bzw. 5 durch die Steilgewindekupplung 37, 38 unter Umschaltung
des Halmkükens i in Drehung versetzt. Hierbei wird zugleich durch .den Ansatz 57
der Schieber 32 unter Zusammendrückung der Feder 56 nach rechts bewegt (Abb. 2).
Am Ende dieses Hubes wird gleichzeitig die Anschlußöffnungder Ablaufleitung 6o abgesperrt
und die Anschlußöffinung der Druckleitung 31 wieder freigegeben; die jetzt drucklos
ist, bis wieder ein Gefäß von neuem ,gefüllt ist. Hierbei wird unter dem Einfluß
der Feder 59 die Klinke 58 wieder angehoben, so daß ihre Nase 61 den Schieber 32
an der Rast 62 in der neuen Stellung festhält, bis der Kolben 34 abermals seinen
ganzen Hub gemacht hat.
Durch die geschilderte Vorrichtung ist also
erzielt, daß nach jeder Füllung -eines Meßgefäßes unter dem Staudruck der durch
das Weiterarbeiten der Pumpe geförderten Flüssigkeit die zum völligen Umschalten
des Hahn -kükens erforderliche Kraft in einer Feder aufgespeichert wird, die erst
nach Auslösen eines durch eine Klinke o. dgl. festgehaltenen Steuerschiebers zur
Wirkung kommt. Auf diese Weise wird zuverlässig erreicht. daß die Umschaltung des
Kükens nicht eher erfolgen kann, als bis nach vollendeter Füllung des angeschlossenen
Gefäßes der erforderliche Staudruck mittels der Pumpe erzeugt und der Kolben. außerdem
vom Flüssigkeitsdruck wieder entlastet worden ist.
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Um außerdem beim Vorhandensein zweier Meßgefäße 63, 64 gemäß Abb.
5 die Arbeitsweise der Einrichtung von der für -ein genaues Messen ebenfalls erforderlichen
gänzlichen Entleerung des anderen Gefäßes abhängig zu machen, ist mit der Ablaufleitung
65 (Abb. i und 2) eine Schwimmerkammer 66 durch zwei Öffnungen 67, 68 verbunden,
in der ein Schwimmer 69 sich hebt, solange der Flüssigkeitsablauf in der Leitung
65 nicht beendet ist, und sich senkt, sobald die Flüssigkeit abgelaufen ist. Der
Schwimmer 69 ist durch einen einarmigen, um den Zapfen 70 drehbaren Hebel
7 i mit einem Sperrstift 72 verbunden, der in dem Gehäusehals 73 dicht geführt ist.
Der Sperrstift 72 legt sich bei gehobenem Schwimmer 69 (Abb. 2) vor die Kante 74
des in der Rechtsstellung befindlichen Steuerschiebers 32 und verhindert seine Bewegung
unter dem Einfluß der Feder 56, solange er nicht durch Beendigung des Ablaufs der
Flüssigkeit in der Leitung 65 infolge der Senkung des Schwimmers 69 wieder zurückgezogen-
ist.
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Durch diese Einrichtung ist somit die Umschaltung des Hahnes nicht
nur von der vollzogenen Füllung des einen Meßgefäßes, sondern zugleich auch von
der vollzogenen Entleerung des anderen Meßgefäßes abhängig gemacht. Wie Abb.5 zeigt,
sind die Meßgefäße 63, 6.1 zweckmäßig mit einem an ihrer Eintrittsöffnung vorgesehenen
Drosselgliede 75 bzw. 76 versehen, das mit einem im Oberteil der Meßgefäße vorgesehenen
Steuergliede 77 bzw. 78 derart zusammenwirkt, daß beim Heben des Steuergliedes durch
die Flüssigkeit das Drosselglied in die wirksame Lage gebracht wird. Bei dieser
Einrichtung kann der Staudruck der Pumpe 79 ziemlich weit getrieben werden, ohne
daß durch ihn das gefüllte Meßgefäß belastet wird.