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Umsteuervorrichtung zum wechselweisen Füllen und Entleeren zweier
Flüssigkeitsmeßgefäße Die Erfindung betrifft eine Umsteuervorrichtung für bekannte
Flüssigkeitsmesser mit als Steuerorgan wirkenden, durch eine Kolbenstange miteinander
fest verbundenen Doppelkolben zum wechselweisen Füllen und Entleeren zweier Gefäße,
bei welchen die Umsteuerung nach erfolgter Füllung des einen und völliger Entleerung
des anderen Gefäßes durch den in der Vorrichtung entstehenden Staudruck betätigt
wird.
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Es sind bereits Umsteuervorrichtungen bekannt, bei welchen eine Umsteuervorrichtung
und ein Verteiler übereinander angeordnet sind. Eine solche Anordnung hat aber den
Nachteil, daß zahlreiche Verbindungen und Füllstutzen im Apparat notwendig werden.
Man hat zwar versucht, diese Nachteile zu beseitigen, jedoch hat dies wiederum Komplikationen
des Apparates in mechanischer Beziehung zur Folge gehabt.
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Es sind ferner Umsteuervorrichtungen mit Schwimmerantrieb angegeben
worden, die jedoch vier Schwimmer benötigen, um die beiden Meßgefäße umzuschalten,
zu füllen und zu entleeren. Dadurch ergibt sich eine Vermehrung der Zahl der Teile
des Apparates und weiterhin eine Komplikation des Apparates.
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Demgegenüber besteht nun die Erfindung darin, daß beiderseits des
Steuerorgans noch je ein Verteilungselement vorgesehen ist, das jeweils am Hubende
des Steuerorgans von diesem betätigt wird.
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Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele der Erfindung, und zwar:
Fig. 1, 2 und 3 sind schematische Schnitt verschiedener Ausführungsformen der Erfindung,
Fig. q. ist eine teilweise geschnittene, perspektivische Ansicht einer Ausführungsform
des eigentlichen Steuerorgans, Fig. 5 ist ein waagerechter Teilschnitt einer anderen
Ausführungsform.
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Das in Fig. q. dargestellte Steuerorgan 3 besteht aus einem festen
Zylinder io, der mit dem zu speisenden Behälter durch die Röhre g, mit dem Speisebehälter
durch die Röhre 2a oder 211' und mit dem Meßgefäß q. oder q.' durch die Röhren ii
oder ii' verbunden ist. In diesem Zylinder kann sich ein doppelter Kolben 12, 12'
verschieben. Beiderseits des Kolbens 12, 12' ist noch je ein mit Öffnungen i2t;
i2f' versehener Schieber 12d, i2d' angeordnet, der auf der Kolbenstange des Doppelkolbens
1211, 1211' bis zu einem je an der äußersten Kolbenseite angeordneten und bis in
den halben Weg des Kolbenhubes hineinragenden Anschlag i21, i21' gleitet.
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Bei der Umschaltvorrichtung nach Fig.5 sind die Schieber i?d, 1211'
durch Ventile 22, 22' ersetzt, die auf der Stange IC, i2a' angeordnet sind und sich
gegen Sitze 23, 23' legen. Die Stange 12a, i2a' gleitet in dem Doppelkolben 12,
12' zwischen Anschlägen 12b, i211.
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Ferner ist, wie aus Fig. i ersichtlich ist, erfindungsgemäß in einem
mit dem jeweils gefüllten Meßgefäß in Verbindung gebrachten Behälter 6 ein federbelastetes,
unter dem Staudruck der Flüssigkeit stehendes Ventil ? angeordnet, das zugleich
von einer durch den
Druck der aus dem sich entleerenden Meßgefäß
abfließenden - Flüssigkeitssäule beeinflußten, biegsamen Haut 8 im Öffnungssinne
betätigt wird.
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Die Vorrichtung arbeitet wie folgt Wie aus der Zeichnung ersichtlich
ist, speist die Pumpe 2 die zu verteilende Flüssigkeit, beispielsweise Brennstoff,
durch eine der beiden Röhren 211 oder 2a' in eine Verteilungsvorrichtung 3 (die
in ihren Einzelheiten aus Fig. 4 und 5 ersichtlich ist), in welcher die Stellung
des Steuerorgans durch den Staudruck gesteuert wird, der in einem der Meßgefäße
4 oder 4' erzeugt wird.
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Angenommen, das Steuerorgan sei so eingestellt, daß die Flüssigkeit
durch die Röhre 211 in das Meßgefäß 4 gedrückt wird, so wird, wenn dieses vollständig
gefüllt ist, der Schwimmer 4a durch sein Anheben das Schließen des Ventils 4b veranlassen.
Da nun die Pumpe 2 weiter Flüssigkeit zuspeist, so öffnet sich das Ventil 4d, das
schematisch als Kugel dargestellt ist. Die in das Rohr 5 geförderte Flüssigkeit
schließt das Ventil 4d' des sich entleerenden Meßgefäßes 4'. Beim Durchfließen des
Rohres 5 erreicht die Flüssigkeit den Behälter 6, der durch das Rohr 6a mit dem
Behälter verbunden ist, aus welchem die Pumpe 2 Brennstoff ansaugt.
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Der Behälter 6 umschließt das Ventil 7, welches ständig unter der
Einwirkung einer Feder 7a steht, die es auf seinen Sitz 7b zu drücken sucht. Dieses
Ventil ist mit einer Stange 72 versehen, die sich gegen eine Platte 811 legt,
welche von einer elastischen Haut 8 getragen ist. Diese elastische Haut 8 stützt
das Gewicht der Flüssigkeitssäule, die aus dem sich entleerenden Meßgefäß 4' durch
das Rohr 9 in den zu speisenden Behälter fließt, der.mittels eines Rohres io angeschlossen
ist.
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Sobald die im Rohr 9 befindliche Flüssigkeitssäule eine genügende
Höhe hat, wird die Haut 8 nach unten gedrückt, und infolgedessen wird das Ventil
7 von seinem Sitz 7b entfernt gehalten. Wenn das Gewicht der Flüssigkeitssäule kleiner
wird als die Kraft der Feder 711, so drückt diese das Ventil 7 auf seinen Sitz 7b.
Infolgedessen wird der Austritt der Flüssigkeit durch das Rohr 5 unterbrochen. Daraus
ergibt sich, daß erst von diesem Augenblick an sich im Meßgefäß 4 beim Füllen der
Staudruck entwickeln kann, der die Verschiebung des Steuerorgans in dem Verteiler
3 steuern soll. Deshalb ist die Verschiebung dieses Organs nur dann möglich, wenn
das Meßgefäß 4' entleert und das Meßgefäß 4 gefüllt ist.
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Wenn das Steuerorgan verschoben worden ist, so füllt sich das Meßgefäß
4' bis zu dem Augenblick, in welchem der Schwimmer 4a' das Ventil 4Y schließt. Während
dieser Zeit entleert sich das Meßgefäß 4. Die Wirkungsweise des Apparates ist dabei
identisch der oben auseinandergesetzten.
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In den Fig. 4 und 5 sind die -Doppelkolben 12, =2' in der Stellung
gezeigt, die der Füllung des Meßgefäßes 4 und der Entleerung des Meßgefäßes 4' entspricht.
° Die Flüssigkeit tritt durch das Rohr 2a, durch eine Öffnung zoll und quer durch
Löcher i2f, die in dem Kolben 12,1 vorgesehen sind, welcher seinerseits eine Öffnung
iob zudeckt, durch welche der Raum iod mit dem Rohr 9 in Verbindung steht. Aus dem
Raum iod kann also Flüssigkeit durch das Rohr 1i in das Meßgefäß 4 eintreten.
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Im Raum ioa ist ein Schwimmer 13 angeordnet, in welchen eine Metallscheibe
14 eingreift, die vorzugsweise aus hartem und leichtem Metall besteht. Diese Scheibe
ist exzentrisch von einem Loch 14a von genügendem Durchmesser durchbohrt, um den
leichten Durchtritt des Endes der Stange i2a zu ermöglichen. Im rechten Teil der
Fig. 4 sind die analogen Elemente wie in dem linken Teil mit denselben Bezugszeichen
versehen, nur daß sie mit einem ' versehen sind.
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Während das Meßgefäß 4 sich füllt, entleert sich das Meßgefäß 4'.
Wenn nun das Meßgefäß 4 vollständig gefüllt ist und das Ventil 4b sich durch Verschiebung
des Schwimmers 4a gemäß Fig. i schließt, so verschiebt der in diesem Augenblick
im Raum iod (Fig. 4) entstehende Überdruck die Kolben 12 und 12' sowie die damit
verbundenen Teile von links nach rechts. Diese Verschiebung ist der Wirkung der
Federn 15 entgegengesetzt, die um Teleskopröhren i5a und 15b angeordnet sind, welche
sich mittels der Schneiden 15d und i5f gegen die den beiden Kolben 12 und 12' gemeinsame
Stange einerseits und gegen Muttern 16 andererseits stützen, deren Stellung geregelt
werden kann, um die Spannung der Federn 15 zu regeln.
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Wenn in dem Augenblick, in dem die Kolben i2 und 12' sich unter der
Einwirkung des im Raume iod herrschenden Überdrucks zu verschieben beginnen, die
Flüssigkeitssäule im Raume lod' nicht genügend niedrig ist, so hindert der volle
Teil der Scheibe i4' die Verschiebung der Stange i2a' bzw. der Kolben. Diese Verschiebung
wird erst dann möglich, wenn der in der Flüssigkeit eingetauchte Schwimmer 13' sich
genügend gesenkt hat, damit die Stange 1211' in das Loch 14a' eindringen kann. Die
anfängliche Verschiebung der Kolben i2 und i2' bis zu dem Augenblick, in dem die
Stange 1211' gegen die Scheibe 14' sich anlegt, verschiebt die Schieber 12" und
1211' nicht, so daß sich nichts in der Verteilung geändert hat. In dem Augenblick
aber; in dem die Kolben 12 und 12' ihre Bewegung von links nach rechts fortsetzen
können, werden die Schieber 12d
und i2d' schnell unter der gemeinsamen
Wirkung des Überdrucks im Raume iod und der Federn 15 verschoben, da die Schneiden
15,1 ihre mittlere Stellung überschritten haben. Es ergibt sich also, daß eine Steuerung
des Verteilungsorgans erst dann möglich ist, wenn das Meßgefäß q. vollständig gefüllt
und das Meßgefäß q.' vollständig entleert ist.
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Die beschriebenen Vorgänge erfolgen analog, wenn der Behälter q.'
gefüllt und der Behälter q. geleert wird.
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Um nun für den Fall, daß die Kolben 12 und 12' sich unter der Einwirkung
des im gefüllten Meßbehälter herrschenden Überdrucks nicht verschieben können, zu
verhüten, daß dieses Gefäß platzt, ist ein Sicherheitsventil in einer Zweigleitung
des Speisekreises angeordnet. Fig. 2 zeigt beispielsweise eine Leitung 17, die die
Röhren 2a und 2a' mit dem Speisebehälter 18 verbindet und ein Ventil i7a aufweist,
das auf seinen Sitz mittels einer Feder 17b gedrückt wird, deren Spannung gegebenenfalls
in irgendwelcher bekannten Art geändert werden kann.
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Ein als Dekompressor wirkender Syphon gemäß Fig.2 verhindert die mögliche
Ünbeweglichkeit der Schwimmer 13 und 13' gegen den vollen Teil der Scheiben 14 und
1q.'.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung (s. Fig. 5) können
die in Fig. q. dargestellten Schieber 12d und 12d', die zum Verdecken der Öffnungen
iob und iob' dienen, je durch Ventile 22 und 22' (Fig. 5) ersetzt werden, welche
sich gegen ihre Sitze 23 und 23' stützen, die einen Durchgang für die Flüssigkeit
gewähren, die im Fall der Fig. q. durch die Öffnungen iob und iob' hindurchtritt.
Dabei wird das Öffnen und Schließen dieser Ventile wie vorher durch den Stoß der
Anschläge i2b und 12b' gegen die Ventile selbst erhalten, die mit der Steuerstange
12 , i2a' fest verbunden sind, die in den Kolben'12, 12' gleitet.
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Das Sperrsystem mittels zweier Schwimmer 13 und 13' kann durch ein
Sperrsystem mit einem einfachen Schwimmer F ersetzt werden, der unter dem Apparat
in einer Kammer C angeordnet ist, welche in Verbindung mit der Flüssigkeit steht,
die aus dem Austrittsrohr g austritt.
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Dieser Schwimmer steuert einen kleinen Knopf K, der in eine Ausnehmung
A oder A'
eingreift, die in einem Riegel E angebracht ist, welcher
die Kolben 12 und 12' verbindet und so lange sperrt, bis die den Schwimmer enthaltende
Kammer mit Flüssigkeit gefüllt ist.
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Man kann auch komprimierte Luft in den Meßgefäßen über dem Flüssigkeitsspiegel
verwenden, um das Entleeren zu beschleunigen und gleichzeitig den Antrieb des Verteilers
zu steuern.
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In diesem Falle wird, wie Fig. 3 zeigt, die komprimierte Luft in die
Meßgefäße q. und q.' durch die Leitung 2o eingeführt. Diese komprimierte Luft kann
sich durch ein Ventilei in einem Behälter 22 entspannen, jedoch nur in dem Augenblick,
in dem das Entleeren beendet ist, so daß der Überdruck, der bis zu diesem Augenblick
im Entleerungsbehälter besteht, die Umschaltung des Verteilers 3 verhindert.