-
Verfahren zur Aufteilung des von mindestens einer Fördervorrichtung
geförderten Mittels auf verschiedene Verbraucher und Vorrichtung zur Ausübung dieses
Verfahrens Es ist bekannt, Fördermaschinen (Pumpen, Gebläse, Kompressoren), die
nur einen Verbraucher speisen, derart anzutreiben, daß die aufgewendete Arbeit gerade
genügt, um die gewollte Fördermittelmenge entgegen dem Verbraucherwiderstand in
den Verbraucher zu treiben. Das ist beispielsweise dann der Fall, wenn ein Hochofen
mittels eines Gebläses beblasen werden soll. Arbeitet das Gebläse mit Kolben, so
genügt es, seine Drehzahl konstant zu halten, um pro Zeiteinheit eine bestimmte
Luftmenge -in den Hochofen zu blasen. Förderdruck und Förderleistung nehmen dann
bei zunehmendem Verbraucher-, d. h. Hochofenwiderstand zu und umgekehrt bei abnehmendem
Widerstand ab.
-
Ist das Gebläse als Kreiselgebläse ausgebildet, so läßt sich das gleiche
erreichen, wenn dessen Drehzahl bei steigendemWiderstand des Hochofens durch einen
Mengenregler selbsttätig gesteigert wird.
-
Nicht ganz so einfach liegen die Verhältnisse, wenn von einem Gebläse
mehrere Hochöfen gespeist werden müssen und jeder derselben eine konstante Luftmenge
erhalten soll.
-
Um diese Aufgabe zu lösen, ist bereits vorgeschlagen worden, das Gebläse
von vornherein auf einen für alle Fälle genügenden konstantenBetriebsdruck einzuregulieren
und in jede der zu den einzelnen Hochöfen führenden Zweigleitungen ein durch einen
zugehörigen Volumenregler beherrschtes Drosselorgan einzuschalten. Diese Drosselorgane
werden während des Betriebes in den einzelnen Verbrauchsleitungen entsprechend den
Widerständen der einzelnen Verbraucher eingestellt, wobei der Zuströmungsquerschnitt
zum Verbraucher höchsten Widerstandes naturgemäß am meisten geöffnet wird. Ganz
geöffnet wird letztgenannter Querschnitt aber nur dann, wenn zufällig der Widerstand
dieses Verbrauchers den Höchstdruck erreicht, auf den das Gebläse ständig arbeitet.
Da ein solcher Höchstwiderstand während einer längeren Betriebsperiode höchstens
für kurze Zeit auftritt, so ist dieses V erfähren unwirtschaftlich, da das Gebläse
während weitaus der größten Betriebszeit unnütz auf einen zu hohen Druck arbeitet
und praktisch sozusagen ständig Drosselverluste in Kauf zu nehmen sind. -Gegenstand
der Erfindung bildet nun ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufteilung des von
mindestens einer Fördervorrichtung (beispielsweise einem Gebläse) geförderten Mittels
auf verschiedene Verbraucher
(beispielsweise Hochöfen), in deren
Verbrauchsleitungen--Drosselorgane entsprechend ihren- Widerständen eingestellt
werden, und die Erfindung bezweckt, die angegebenen Mängel zu beseitigen und mit
möglichst geringem Arbeitsaufwand für den Antrieb der Fördervorrichtung auszukommen.
-
Etfin.dungsgemäß wird letzteres dadurch erreicht, daß der Druck der
Fördervorrichtung jeweils nur auf den Verbraucher mit augenblicklich größtem Widerstand
eingestellt und der Durchflußquerschnitt zu diesem Verbraucher voll geöffnet wird,
während die Durchflußquerschnitte zu den anderen Verbrauchern entsprechend ihren
Widerständen gedrosselt werden, und daß die Zuströmungsquerschnitte zu sämtlichen
Verbrauchern so lange voll geöffnet bleiben, als die Widerstände aller Verbraucher
gleich sind.
-
Es ist ohne-weiteres klar, daß nach diesem Verfahren der Förderdruck
(des Gebläses) und mithin die Förder- bzw. Kompressionsleistung nur so lange gesteigert
wird, als dies einer der angeschlossenen Verbraucher (Hochöfen) notwendig macht,
:wodurch kleinster Arbeitsaufwand zum Antriebe der Fördervorrichtung gewährleistet
ist. Das Verfahren ist natürlich auch anwendbar, wenn mehrere Fördervorrichtungen
parallel auf die gleiche Verteilleitung bzw: das gleiche Verteilnetz arbeiten. Da
sich die dann anzuwendenden Schaltungen von selbst ergeben und nichts am Grundgedanken
vorliegender Erfindung ändern, wird im folgenden .der Einfachheit halber nur eine
Fördervorrichtung vorausgesetzt.
-
Auf den beiliegenden Zeichnungen sind Vorrichtungen zum Ausführen
des neuen Verfahrens beispielsweise und schematisch veranschaulicht, und zwar zeigt
Fig. i eine Anordnung mit drei Verbrauchern und Fig. 2 eine solche mit zwei Verbrauchern.
In Fig. i bezeichnet i das Einlaßventil einer Antriebsmaschine 2, z. B: einer Dampfturbine.
4 bezeichnet ein mit dieser Turbine gekuppeltes Gebläse, das durch ein Meßdrosselglied
5 Luft aus dem Freien ansaugt und in eine Verteilleitung 22 drückt. 3 ist ein Volumenregler,
welcher das Einlaßventil i und mithin die Drehzahl der Turbine 2 derart einstellt,
daß die durch das Drosselglied 5 angesaugte Luftmenge unverändert bleibt. Dieser
Regler 3 ist nur dann nötig, wenn das Gebläse 4 als Kreiselgebläse arbeitet. Ist
das Gebläse 4 eine Kolben- oder Kapselrädermaschine, so genügt es meist, die Drehzahl
der Antriebsmaschine unverändert zu halten.
-
Aus der Leitung 2a tritt die Luft durch als Venfiurirohre 6, 7, 8
ausgebildete Hilf sdrosselvorrichtungen, die einen möglichst vernachlässigbaren
Druckverlust erzeugen. Dann strömt die Luft an als Schieber ausgebildeten Drösselvorrichtungen
12, 13, 14 vorbei und gelangt schließlich zu den als Ofen ausgebildeten Verbrauchern
18, i9, 2o. Die Drosselvorrichtungen 12, 13, 14 werden von verschiebbaren, als Membranen
ausgebildeten Gliedern 15, 16, 17 bewegt. Meist wird die Betätigung der Drosselvorrichtungen
12, 13, 14 durch einen bekannten Reglertrieb mit Hilfsmotor erfolgen, doch ist diese
Einzelheit, da für das Wesen der Erfindung belanglos, weggelassen worden. Geeignete
Stellen der Hilfsdrosselvorrichtungen 6, 7, 8, d. h. vorzugsweise die engsten Stellen
der Venturirohre, sind einerseits über Rückschlagventile 9, io, ii mit einer Sammelmeßleitung2i,
andererseits mit nach außen abgeschlossenen Räumen 23, 24, 25 verbunden. Die Sammelmeßleitung
21 ist auch mit Räumen 26, 27, 28 verbunden. An Stelle der Rückschlagventite9, io,
ii können auch andere, den gleichen Zweck versehene Elemente, wie z. B. inembranengesteuerte-
Ventile, vorgesehen werden.
-
Die beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt: Sind in normalem
Betrieb die Widerstände der Ofen i8, i9, 2o gleich, so treten in alle Ofen gleiche
Windmengen ein. Da vor.-den Venturiröhren 6, 7, 8 gleiche Luftdrücke herrschen,
so sind die Drücke an den engsten Stellen derselben einander gleich. Dann herrschen
aber auch in den Räumen 23, 126 bzw. 24; 27 bzw. 25, 28 beiderseits der Membranen
i5, 16, 17 die gleichen Drücke. Die Drosselvorrichtungen 12, 13, 14 sind jetzt so
eingestellt, daß sie voll eröffnen.
-
Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Spindeln der Drosselorgane
12, 13, 14 gegen den Innendruck in, den zu-den V erbrauchern 18, i9, 2o führenden
Leitungen nicht voll entlastet werden, so daß die-Membranen i 5, 16, 17 durch diesen.
Innendruck nach rechts ausgebogen werden. Dies könnte auch durch Hilfsfedern, Gewichte
u. dgl. bewirkt werden. Alle Öfen erhalten dann die gleiche Luftmenge, d. h. im
vorliegenden Fall j e ein Drittel der vom Gebläse 4 angesaugten Gesamtmenge.
-
Entsteht nun in einem Ofen, z. B. im Ofen i8, eine hängende Gicht,
so nimmt dieser Ofen infolge des gesteigerten Eigenwiderstandes weniger Luft auf.
Zufolgedessen erhöht sich der Druck an der Drosäelstellei 6, und das Rückschlagventil9
wird angehoben, während- die Rückschlagventile io, ii ge= schlossen werden, so daß
die Leitung äi und die Räume 26, 27, 28 unter den erhöhten Druck zu stehen
kommen. Da auch der Raum 23 unter diesem Druck steht, bleibt die Drosselvorrichtung
12 voll eröffnet. Die
Drosselvorrichtungen 13, 14 hingegen bewegen
sich so lange in schließendem Sinne, bis an den Hilfsdrosselvorrichtungen 7 und
8 bzw. in den Räumen 24 und 25 die gleichen Drücke herrschen wie an der Hilfsdrosselvorrichtung
6. Ist dieser Zustand erreicht, so strömen in alle Ofen wieder gleiche Luftmengenanteile.
Der Druck in der Verteilieitung 22 ist gleichzeitig angestiegen. Fördert nun das
Gebläse 4 trotz dieses Druckanstieges die gleiche Luftmenge bzw. das gleiche Luftgewicht,
wie dies z. B. mit auf Drehzahl geregelten Kolbenmaschinen annähernd der Fall ist,
so erreicht der Druck in der V erteilleitung 22 einen solchen Betrag, dafz wieder
gleiche Luftmengen in die Öfen strömen.
-
Ist das Gebläse auf die Drucksteigerung in der Verteilleitung 22 empfindlich,
so muß die Drehzahl desselben durch einen in eine vom geförderten Mittel durchströmte
Leitung eingeschalteten Volumenregler 3 geregelt werden, welcher bei steigendem
Gegendruck die Drehzahl des Gebläses steigert. Ist das geförderte Mittel, wie vorstehend
angenommen, Luft (Gas), so ist es zwecltnäßig, einen solchen Volumenregler an die
Saugleitung des Verdichters anzuschließen, da dann in bekannter Weise ohne Korrekturvorrichtungen
nur vom Ansaugzustand schwach abhängige, angesaugte Luftgewichte eingeregelt werden
und sich daher mit der beschriebenen Vorrichtung auch konstante Luftgewichte für
jeden einzelnen Ofen einhalten lassen.
-
Die beschriebene Vorrichtung läßt sich auch anwenden, wenn die Verbraucher
18, ig, 2o ungleichen Fördermittelbedarf haben. Man wird dann die als Venturirohre
ausgebildeten Hilfsdrosselvorrichtungen 6, 7, 8 sinngemäß bemessen. Falls die zu
den Venturirohren führenden Zweigleitungen ungleiche Widerstände aufweisen, kann
durch geeignete Bemessung der Venturirohre der entstehende Fehler korrigiert werden:
Insbesondere können die Venturirohre bzw. Hilfsdrosselvorrichtungen so ausgeführt
werden, daß sie sich während des Betriebes einstellen oder verstellen lassen. Weichen
die normalen Widerstände der einzelnen Verbraucher voneinander ab, so ist dann der
Fördermittelstrom unmittelbar vor dem Eintritt in die Ofen geringeren Widerstandes
bleibend zu drosseln oder es können die den Zutritt zu diesen Ofen beherrschenden
Drosselvorrichtungen 12, 13, 14 so. eingestellt werden, daß nicht alle im Normalbetrieb
voll eröffnen.
-
In Fig. 2 ist eine Vorrichtung dargestellt, die die Verteilung eines
Mittelstromes auf nur zwei Verbraucher bewirkt, wobei keine Rückschlagklappen o.
dgl. benötigt werden.
-
Mit 2 und 4 sind wieder die Antriebs-bzw. Fördermaschinen bezeichnet.
Als Hilfsdrosselvorrichtung dienen hier einstellbare Schieber 61 und 7'. Die Drosselorgane,
welche in die von der Verteilleitung 22 zu den Verbrauchern 18, ig führenden Zweigleitungen
,eingebaut sind, sind als Klappen 81 und 91 ausgebildet und werden durch
federbelastete Kolben ioi bzw. iii um eine Achse 34 bzw. 35 geschwenkt. Anschläge
30, 31 bzw. 32, 33 begrenzen die Hübe dieser Kolben ioi, iii. Ein als Membrane ausgebildetes
verschiebbares Glied 121 beeinflußt mittels einer Schubstange 171 einen um eine
Drehachse 172 sch-,vingbaren Hebel 43, welcher einen Ablenkerstift 46 trägt. Aus
einer ständig mit Hilfsflüssigkeit (z. B. Drucköl) gespeisten Sendedüse 4.4.
tritt ein Ölstrahl aus, der auf eine Empfangsdüse 45 auftrifft und am Auftreffen
durch den Ablenker 46 mehr oder weniger gehindert wird. Der in 45 erzeugte Öldruck
wirkt auf die Kolben Ioi, I11.
-
Im normalen Betrieb, d. h. wenn beide Verbraucher 18, ig gleichen
Widerstand haben, stehen die Klappen 81 und 91 in der in Fig.2 gezeigten Offenstellung.
Der an der Düse 45 erzeugte Hilfslüssigkeitsdruck drückt dann den Kolben ioi auf
den Anschlag 30, ,während er den Kolben iii nicht vom Anschlag 31 abzuheben vermag.
Entsteht nun beispielsweise im Verbraucher i8 ein erhöhter Widerstand, so steigt
der Druck hinter der Hilf sdrosselvorrichtung 71 und im Raum 231. Das verschiebbare
Glied 121 wird infolgedessen nach rechts gedrängt, und der Ablenker 46 taucht stärker
aus dem Strahl, so daß der Hilfsflüssigkeitsdruck in der Düse 45 steigt und der
Kolben i il vom Anschlage 33 abgehoben wird. Die Klappe 91 wird nun so lange gedreht,
bis der Druck hinter der Hilfsdrosselvorrichtung 61 und im Raum .261 gleich dem
Druck im Raum 231 und hinter der Hilfsdrosselvorrichtung 71 ist. Der Fördermittelstrom
ist jetzt auf die beiden Verbraucher 18, ig wieder genau so aufgeteilt wie -vor
der Widerstandszunahme im Verbraucher 18. Wird noch dafür gesorgt, daß die geförderte
Gesamtmittelmenge unverändert bleibt, so ist nicht nur das Verhältnis der Teilströme
gleich wie vor Beginn des Regelvorganges, sondern es hat zudem die j edem Verbraucher
zufallende Menge wieder den ursprünglichen Wert erreicht.