DE501900C - Vakuumregler - Google Patents

Description

Die bei vorerwähnten Anlagen bisher bekannten Schwimmerregler für Über- oder Unterdruck besitzen den Nachteil, daß die Hubgrenzen von dem jeweils eingestellten Druck abhängig und deshalb für jeden Druck verschieden sind. Solche Regler eignen sich deshalb nur für solche Fälle, bei \velchen ein ganz bestimmter Über- oder Unterdruck gewünscht wird, da hierbei Druckveränderungen nur in geringen Grenzen möglich sein können.

Die Regelbedingungen bei Vakuumheizungen sind dagegen viel umfänglicher, weil das Vakuum je in Einklang mit dem betr. Wärmebedürfnis in den Grenzen zwischen 0,2 und 1,0 Atm. schwankt. Dementsprechend hat der Regler im vorliegenden Falle die Aufgabe, bei jedem beliebig eingestellten Vakuum innerhalb der Druckgrenzen von 2 bis 10 m Wassersäule einen vollständigen Abschluß eines Absperrorganes zu bewirken. Ähnlich sind die Regelvorgänge in der Destillationscliemie zur Gewinnung von ätherischen Ölen und Flüssigkeiten. Gewisse Öle verdampfen aus der Mutterfmssigkeit nur unter einem ganz bestimmten Vakuum und, sowie sich das Vakuum ändert, werden andere öle gewonnen. Der Regler soll daher in solchen Fällen je nach der Art des zu gewinnenden Destillationsproduktes den verschieden großen Valetta entsprechend vollständig abschließen, und diese Aufgabe konnte nur durch vorliegende Erfindung· erreicht werden.

Ein solcher Quecksilber als Hilfsmittel benutzender Regelungsapparat zur selbsttätigen Druckregelung ist durch beiliegende Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Hierbei zeigen die Abb. 1 bis 3 den Regler im ganzen, und zwar Abb. 1 einen Höhenschnitt, Abb. 2 eine Außenansicht, Abb. 3 einen Querschnitt nach A-B, Abb. 4 den gleichen Höhenschnitt wie Abb. 1, jedoch im vergrößerten Maßstabe und auf den unteren Teil des Apparates beschränkt, während die Abbildungen 5 und 6 schematische Dar-Stellungen beispielsweiser Verwendungen zur Beeinflussung eines Hebelabsperrventils, einer durch Druckwasser betätigten Luftpumpe, des Hebelschalters einer Elektroluftpumpe oder von Drosselklappen u.dgl. zeigen. Dieser Reglerapparat besteht zunächst aus einem Doppelzylinder a-b, von welchem der äußere Zylinder luftdicht nach außen abgeschlossen ist, während der innere Zylinder b, der sogenannte Schwimmerzylinder, nach oben mit der Atmosphäre frei in Verbindung ist. Der äußere Zylinder a, der sogenannte Vakuumzylinder, ist in unterem Teile durch öffnungen c mit dem Schwimmerzylinder d in Verbindung, so daß beide Zylinder .als kommunizierende Röhren betrachtet werden können. Der äußere Zylinder α ist oben mit einem Anschlußstutzen R versehen, zur Verbindung mit der unter Vakuum befindlichen Heizungs- oder einer anderen Anlage, so daß im Zylinder« stets ein Vakuum von der glei-

chen Höhe herrscht, wie in der Anlage, deren Vakuum geregelt werden soll.

In dem inneren Zylinder b befindet sich ein Schwimmer d, welcher entweder als schwerer Vollkörper oder als beschwerter Rohrzylinder ausgeführt sein kann; in letzterem Falle ist der Schwimmer oben mit einer Tarierschraube (I₁ versehen. Der Schwimmer hängt an einem Drahtseil, welches über Rollen geführt ist und an seinem anderen Ende mit einem Gegengewicht zur Ausbalanzierung des Schwimmergewichtes versehen ist. Das zum Gegengewicht herabführende Seil ist durch Seilnocken mit dem Hebelarm eines Hebelventiles, einer Drosselklappe oder eines elektrischen Anlassers usw. gekuppelt, so daß eine der vorgenannten Ausrüstungen durch die auf- oder abwärtsgehenden Bewegungen des Schwimmers entsprechend betätigt werden kann.

Wird nun der innere Zylinder bis zu einer entsprechenden Höhe mit Quecksilber ,gefüllt, wobei sich der äußere Zylinder infolge der unteren Verbindungsöffnungen bis zur gleichen Höhe mit füllt, so ist bereits ein kombinierter Druck- und Vakuumregler geschaffen, wenn es sich darum handelt, einen beliebigen gleichbleibenden Über- oder Unterdruck zu erzeugen, wobei der Anschlußstutzen R des äußeren Zylinders α mit einer Überdruck- oder einer Unterdruckanlage in Verbindung gebracht ward. Die Größe des Über- oder Unterdruckes ist dagegen von der Ouecksilberfüllhöhe abhängig. Der Hebelarm des zu beeinflussenden Organes (Drosselklappe o. dgl.) wird durch die Seilnocken so festgehalten, daß im Ruhezustand die betreffende Armatur vollständig geöffnet ist, wogegen, wenn der gewünschte Druck erreicht ist, ein vollständiger Abschluß der Armatur stattfindet. Diese einfache Anordnung genügt jedoch dann nicht mehr, wenn — wie erwähnt — je nach den Erfordernissen einmal mit diesem, ein anderes Mal aber wieder mit einem anderen Betriebsdruck gearbeitet werden muß. Man könnte zwar die Druckänderung auch dadurch erreichen, daß man je nachdem eine entprechende Menge Quecksilber wegnimmt oder zugießt. Dieses Verfahren wäre jedoch ungenau und viel zu umständlich und eine solche Bewirkung wird durch den nachstehend beschriebenen weiteren Teil der Erfindung wesentlich vereinfacht und stets sicher erreicht.

Mit dem unteren Teil des Zylinderpaares a, b ist ein Gehäuse fest verbunden, welches je nach der Art der Anlage und den gegebenen praktischen Bedürfnissen durch beliebig viele Zwischenwände h in eine Anzahl Zellen oder

6a Kammern, hier 1 bis 5, von bestimmt bemessenen Rauminhalt unterteilt ist. Die Kammern stehen oben durch Öffnungen /, welche in einer genau bestimmten Höhe angebracht sind, miteinander in Verbindung. Der gemeinsame Abschlußdeckel der Kammern besitzt eine Bohrung k, um die Verbindung der Kammern mit der Atmosphäre herzustellen. Die äußerste Kammer hat oben einen Fülltrichter 1, durch welchen die Kammern und die Zylinder gefüllt werden.

Diese Fünfkammereinteilung eignet sich besonders für Vakuumheizungsanlagen, bei welchem je nach dem Wärmebedürfnisse mit je einem Vakuum zwischen 40 und 80% geheizt werden muß. Die Kammern werden unten durch einen quer in sie fest eingebauten oder aus einem Stück damit hergestellten zylindrischen Einbau m durchdrungen, der mit jeder Kammer durch einen Schlitz« in Verbindung steht. In diesem Einsatze m befindet sich ein .genauest eingeschliffener Zylinder o, welcher an seinem inneren Ende offen, an seinem äußeren Ende dagegen mit einer in einer Stopfbüchse des Einsatzes m gelagerten Drehachse verbunden ist. An dieser Drehachse befindet sich ein Handrad ρ mit einem Zeiger r. Hinter dem Handrad ist an der Gehäusewand der vordersten Kammer eine Druckskala ί angebracht. Der Zylinder 0 kann also mit dem Handrad verdreht werden, wobei der Grad der Verstellung· durch den Zeiger auf der Skala.? angezeigt wird. Der Zylinder 0 ist ebenfalls mit Schlitzen t versehen, welche mit den Schlitzen η des Einsatzes m übereinstimmen, jedoch verschiedene Längen besitzen, und zwar so abgestuft, daß der Schlitz unter der Kammer 5 genau die ,gleiche Größe besitzt, wie der Schlitz η des Einsatzes m, während die Öffnungen für die Kammer 4, 3, 2, 1 bei gleichbleibender Breite in einem bestimmten Maße über den Umfang des Zylinders 0 verlängert sind, und zwar in der Weise, daß die Verlängerung stets mit der Wegstrecke im Einklang steht, die der Zylinderumfang je nach 10s dem Maße seiner jeweiligen Drehung und der des Zeigers r an der Skala j zurücklegt. Zunächst wird das Handrad so gedreht, daß der Schlitz t zuerst mit der Kammer 1 in Verbindung gelangt; nach einer Drehung bis zum nächsten /Skalastrich wird die Kammer 2 himzugeschaltet, dann die Kammer 3 und so fort, bis schließlich alle fünf Kammern sowohl unter sich als auch mit den beiden Zylindern α und b in Verbindung gebracht sind. Je nach Stellung des Zeigers können also beliebig viele Kammern ein- bzw. ausgeschaltet werden. Will man von einem tieferen zu einem höheren Vakuum übergehen, so ist es nur nötig, durch Drehung des Handrades nach rechts den Zeiger auf eine höhere Schaltstufe an der Skala einzustellen. Um um-

gekehrt von einem höheren auf ein niedrigeres Vakuum überzugehen, wird es dagegen notwendig, den vermehrten Ouecksilberinhalt aus den Zylindern α und b in die auszuschaltcnden Kammern zurückfließen zu lassen. Zu diesem Zwecke ist jede Kammer durch ein feines Röhrchen u mit dem Zylinder α so in Verbindung gebracht, daß z. B. die Kammer 5, welche die höchste Druckstufe besitzt,

ίο mit dem Zylinder α in einer Höhe verbunden wird, welche dieser Druckstufe entspricht. Diese Röhrchen besitzen vor dem Anschluß an die betreffende Kammer ein Nadelventil .r. Will man nun von der höheren Druckstufe

>5 der Kammer 5 auf die niedrigere Druckstufe der Kammer 2 zurückschalten, so werden die Nadelventile der Kammern 1 und 2 geschlossen, die anderen Nadelventile sind geöffnet. Der Zeiger wird nach links auf die Skalastellung der Kammer 2 gestellt. Die Luftpumpe ist nach Erreichung des vorher eingestellten höheren Vakuums automatisch ausgeschaltet. Das Vakuum geht dann infolge der unvermeidlichen Undichtheiten in der Anlage allmählich zurück, wobei das angesaugte Quecksilber im Vakuumsaugzylinder a nach den Kammern 3 bis 5 zurückfließt. Die Pumpe schaltet sich erst dann wieder ein, wenn das der Kammer 2 entsprechende niedrigere Vakuum unterschritten wird. Will man die Vakuumverminderung beispielsweise vom höchsten Vakuum der Kammer 5 auf das niedrigere der Kammer2 sofort herbeiführen, so steht dazu folgende Anordnung zur Verfügung. An dem Anschlußstutzen R des Zylinders α befindet sich ein .Lufthahn L und nach diesem ein Absperrventil V. Das Absperrventil V wird geschlossen und damit die zu regulierende Anlage ausgeschaltet. Sodann wird der Lufthahn L geöffnet und damit das Vakuum im Saugzylinder α vernichtet; das angesaugte Quecksilber fließt, nachdem der Zeiger r noch am weitesten rechts steht fund alle Kammern sind noch eingeschaltet), in sämtliche Kammern zurück. Der Zeiger wird nun auf die Kammer 2 eingestellt. Hierauf wird das Absperrventil V wieder geöffnet, und es strömt so viel atmosphärische Luft in die zu regelnde Anlage, bis das Vakuum auf das gewünschte Maß vermindert ist, worauf der Lufthahn geschlossen wird, und die Aufrechterhaltung des der Kammer 2 entsprechenden Vakuums dem Regler überlassen wird. Durch diese Anordnung werden die Rücklau froh rch cn u entbehrlich, weshalb dieselben nur für besondere Fälle vorgesehen zu werden brauchen. Für Vakuumheizungen, für die der vorliegende Regler insbesondere gedacht ist, können diese Rücklaufröhrchen ebenfalls entbehrt werden.

Eine besondere Eigenschaft des Reglers Hegt also darin, daß der Inhalt jeder Kammer so gewählt ist, daß der Schwimmer bei jeder Druckstufe genau den gleichen Hub besitzt. L^Tnd dieser Hub stimmt mit dem des Hebelventils, der Drosselklappe oder des elektrischen Anlassers überein, wodurch die denkbar genaueste Regelung geboten wird.

Claims (2)

Patentansprüche: ^°

1. Selbsttätiger Vakuuunregler für Unterdruckdampf heizungen, chemische Arbeitsprozesse o. dgl. Anlagen, dadurch gekennzeichnet, daß zu einem Schwimmer, der in einem mit Quecksilber gefüllten Doppelzylinder eintaucht, je nach Größe des gewünschten Vakuums eine derartige ■Menge Quecksilber zu- oder abgeschaltet werden kann, daß die Hubgremzen des Schwimmerkörpers bei jeder Größe des eingestellten Vakuums beständig bleiben.

2. Regler nach Anspruch 1, bei dem eine offene Verbindung der Schwimmerund Vakuuimzylinder (a, b) mit den Zuschaltkammern (1 bis 5) oder eine Absperrung derselben untereinander bewirkt werden kann mittels eines durch den unteren Teil der Zuschaltekammern bzw. deren Wände quer hindurch eingebauten oder mit den letzteren aus einem Stück hergestellten und an seinem Umfang mit je einer Einflußöffnung in jeder Kammer versehenen Einsatzes (m) und eines in diesen Einsatz eingefügten, an seinem inneren Ende offenen Verstellungszylinders (o), der am äußeren Ende mit einem Handrade(/>) o. dgl. sowie mit einem Stellzeiger (r) und an seinem Umfange mit öffnungen (t) in der' gleichen Abstufung ■ wie die Löcher des Einsatzes (m) versehen ist, so daß also der Ouecksilberabfluß aus den Zuschaltekammern in den Schwimmerzylinder freigegeben oder abgesperrt wird, und daß derselbe bzw. der Vakuum-Prozentsatz mittels des Zeigers (r) an der dahinter befindlichen Meßskala (s) abgelesen werden können.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen