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Selbsttätige Steuervorrichtung für Flüssigkeitsbehälter, insbesondere
für Druckluftakkumulatoren Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Steuervorrichtung
für Flüssigkeitsbehälter, insbesondere Wasserbehälter derjenigen an sich bekannten
Art, bei welcher der Zufluß unterbrochen wird, sobald der Behälter die vorgesehene
maximale Flüssigkeitsmenge enthält, und der Ausfluß aus dem Behälter gesperrt wird,
sobald die Flüssigkeit einen bestimmten minimalen Wasserstand erreicht hat.
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Bei Steuervorrichtungen dieser Art ist es bereits bekannt, an die
Stellen des höchsten und des niedrigsten Wasserstandes zum Steuern der Speisepumpe
Kolbenregler anzuschließen, auf deren Kolben in der einen Richtung eine Feder einwirkt,
während die Kolben in der anderen Richtung über eine zum Behälter führende Leitung
beeinflußt werden, in deren Abzweig eine je nach dem Zustand des durchströmenden
Mittels verschiedenen Widerstand bietende Drosselvorrichtung liegt.
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Bei diesen bekannten Vorrichtungen ist die «'irkungsweise an einen
bestimmten Druckunterschied von einem im voraus bestimmten Maximum an gebunden,
welcher auch für die Einstellung der Kolbenfedern maßgebend ist. Wenn der Druck
im Kessel, z. B. durch Nachlassen der Wärmezufuhr, stark fällt, reicht er nicht
mehr aus, den Kolben zu betätigen, und die Speisepumpe setzt infolgedessen die Zufuhr
von Wasser fort, wodurch erhebliche Nachteile entstehen können. Bei der gemäß der
Erfindung ausgebildeten Steuervorrichtung für Flüssigkeitsbehälter, z. B. Druckluftakkumulatoren,
ist dagegen eine sichere Wirkungsweise dauernd geWährleistet, gleichgültig, wie
groß .der Druck -im Kessel ist, da die Wirkung vom Druck im Kessel vollkommen unabhängig
ist. Dies wird erfindungsgemäß durch zwei in den zu den Steuerorganen der Speiseeinrichtungen
führenden Leitungen angeordnete Pumpen erreicht, die, wenn sie vom Wasser bespült
werden, stets die gleiche Wassermenge verdrängen. Infolgedessen isz die durch das
verdrängte Wasser auf die vorzugsweise als Kolbenregler ausgebildeten Steuerorgane
der Speiseeinrichtungen ausgeübte Kraft stets gleich, so daß keine Mittelstellungen
der Kolbenregler möglich sind, diese sich vielmehr stets entweder in der einen oder
in der anderen Endstellung befinden. Außerdem wird die Kraft, welche die Pumpen
antreibt, nicht aus dem Flüssigkeitsbehälter entnommen, so da!-eine dauernd gleichmäßige
Wirkungsweise der Pumpen sichergestellt ist.
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Die Zeichnung veranschaulicht den Erfindungsgegenstand an einem Ausführungsbeispiel.
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Fig. i zeigt die neue Vorrichtung im schnitt.
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Fig. 2 ist ein Schnitt gemäß den Linien a-b bzw. a'-b' in Fig. i.
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Fig. 3 veranschaulicht ein Schaltungs-
Schema bei
elektrischer Steuerung mittels der neuen Vorrichtung.
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Fig. 4. und 5 veranschaulichen zwei Stellungen des Verteilers bzw.
der Regelvorr ichtung für den Wasseraustritt.
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Fig. 6 veranschaulicht die Anwendung der neuen Vorrichtung für mehrere
Flüssigkeitsbehälter.
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Mit dem Behälter A steht eine Pumpe B, z. B. eine Zahnradliunipe,
in Verbindung, ,velche auf der Höhe des höchsten Flüssigkeitsspiegels, über den
hinaus keine Flüssigkeit dem Behälter zugeführt werden soll, angeordnet ist.
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Eine-gleiche Pumpe B' ist auf der Höhe des niedrigsten Flüssigkeitsspiegels,
unter den die Flüssigkeit im Behälter nicht absinken soll, angeordnet. Ein Motor
C, z. B. ein Elektromotor, treibt die beiden Pumpen an.
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Ein Steuerzv linder mit Kolben D und ein regelbares Ventil E stehen
mit der Pumpe B in Verbindung. Rohrleitungen F, G verbinden diese Pumpe mit dem
Zylinder und dein Ventil E, wie Fig. i zeigt.
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.,%lit der Pumpe D' stehen ein Zylinder mit Kolben D', ein Ventil
E' und kohrleitungen F', G' in, Verbindung.
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Die Ventile E, E', die mit dem Behälter A verbunden sind, dienen dazu,
den Durchgangsquerschnitt für das durch die Pumpen B, B' aus dem Behälter
A herausgeförderte #\ledium (Wasser oder Luft) zu verengen. .
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Die Stange jedes der beiden Kolben D, D'
steht unter der Einwirkung
einer Druckfeder H bz-w.. H', welche die Kolben nach rechts zu verschieben
suchen.
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Der Kolben D beeinflußt ein Organ I, z. B.
einen elektrischen
Kontakt, der bei_Bewegungen des Kolbens geschlossen bzw. geöffnet wird. Der Kolben
D' beeinflußt ein entsprechendes Organ J.
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Alit IL ist eine Vorrichtung bezeichnet, welche dazu dient, entweder
das Ausfließen der Flüssigkeit aus dem Behälter zu verhindern oder zu gestatten,
aber in jedem Falle die von der Speisepumpe l1 kommende Flüssigkeit durchläßt. Die
Speisepumpe 111 ist finit dem Behälter A durch eine Leitung N, die Vorrichtung
h und die Leitung L verbunden. Das von der Vorrichtung K abzweigende
1@ohr 0 führt zu einer Station, von welcher (las Wasser auf die durch dieses betriebenen
:Maschinen verteilt wird.
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Im unteren Teil der hiZ. i ist der unterste Flüssigkeitsspiegel c-(1
dargestellt, unter den die Flüssigkeit nicht absinken kann, weil der Kontakt J die
Vorrichtung 1@ in die in Fig. 4. dargestellte Stellung gebracht hat, in welcher
die Leitung 0 geschlossen ist, so daß kein Wasser mehr aus deni Behälter ausfließen,
da-(regen (las von der Speisepumpe M kommende Wasser in den Behälter A eintreten
kann. Die Pumpe 11T pumpt .das Wasser z. B. mittels der Leiturne; P aus einem Sammelbassin.
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Von dem Flüssigkeitsstand c-(1 ausgehend ist die Wirkungsweise der
Einrichtung wie folgt: Die Pumpen r,13' werden durch den Motor C: angetrieben. Die
Feder 1I schließt den Kontakt I (Fig. i und 3) und damit den Stromkreis der Speisepumpe
,1,1, welche durch die Leitungen N, K und L Wasser in den Behälter
A fördert. Das Wasser steigt in dein Behälter A, bis es die Maximalhöhe e-f
erreicht. In diesem Augenblick erhält die Pumpe B Wasser, welches sie in die Rohrleitung
F drückt.
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Dieses Wasser, welches gleichzeitig auf die rechte Seite des Kolbens
D und gegen das Ventil E gedrückt wird, trifft hier auf Widerstand, welcher eine
Vergrößerung des Druckes in der Rohrleitung F, d. h. zwischen der Pumpe einerseits.
und dem Raum rechts vom Kolben D und dem Ventil L hervorruft. Das Wasser
drückt den Kolben D unter Zusammenpressung der Feder H nach links. Hierdurch wird
der elektrische Kontakt I (Fig. 3) unterbrochen und die Speisepumpe M stillgesetzt.
Der Unterschied zwischen dem auf den Kolben D einerseits durch die Federspannung
Il nach rechts und dem andererseits durch den Druck des Wassers nach links ausgeübten
Druck bestimmt- die Verschiebung des Kolbens D nach links unter Zusammenpressung
der Feder H und die Beeinflussung des Kontaktes 1.
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Sobald, von dem Wasserstand c-d ausgehend, das Wasser die Verbindung
mit der unteren Pumpe B' überschritten hat, ist der Kolben D' durch das von der
Pumpe B' unter Druck zugeführte Wasser nach links verschoben. Der Kontakt J (Fig.
3) schließt hierbei den Stromkreis der Vorrichtung IL und bringt diese in die in
Fig. 5 gezeichnete Stellung, also in geöffnete Stellung der Leitung 0, so daß Wasser
aus dem Behälter -A ausfließen kann.
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Wenn infolge des Ausfließens von 'Wasser aus dem Behälter A zu.den
Maschinen, z. B. Pressen o. dgl., der Wasserspiegel in dein Behälter A unter den
Spiegel e-f sinkt, wird die Pumpe B nicht mehr von dem Wasser erreicht und kann
nur noch Luft zum Kolben D und '- entil E drücken. Luft aber entweicht wesentlich
leichter als "nasser durch das Ventil r. Hierdurch wird der Druckunterschied zwischen
den beiden Seiten des Kolbens D ausgeglichen. Keinerlei Kraft oller Kraftunterschied
wirkt daher auf die Feder II zusarninenpressen(1. Die Feder 1I führt (laben (leg
Kolben finit leer Kolbenstange nach rechts und
schließt den Kontakt
1 (Fig. 3). Die Speisepumpe wird infolgedessen erneut in Betrieb gesetzt.
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Wenn durch die Leitung 0 mehr Wasser abfließt, als durch die Pumpe
Q11 geliefert N,# i rd, sinkt das Wasser wieder bis zum Spiegel c-d. Die untere
Pumpe B' erhält in diesem Fall nur Luft, der Kolben D' wird unter der Einwirkung
der Feder I-1' nach rechts bewegt und der elektrische Kontakt I unterbrochen
(Fig@3). Hierdurch schließt die Vorrichtung K die Leitung 0 (Fig. .i.).
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Die beschriebenen Vorrichtungen gewährleisten demnach automatisch
die Füllung des Behälters A bis zu einem bestimmten maximalen Flüssigkeitsspiegel
und verhindern ebenfalls automatisch das Absinken der Flüss#gkeit unter einen bestimmten
minimalen lüssigkeitsspiegel.
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Wenn entsprechend Fig. 3 der elektrische Strom zum Antrieb der Pumpen
usw. dient, werden im Falle einer zufälligen Unterbrechung des Stromes in dem Zuführungszweig
die Pumpen 11, B und B' stillgesetzt, die Feder H' unterbricht den Kontakt 1 und
der Ausfluß des Wassers durch die Leitung 0 wird verhindert.
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In Fig. i ist an dem Behälter A eine Hilfsleitung R vorgesehen, welche
den Behälter A mit einem geeigneten Druckluftbehälter o. dgl. verbindet.
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Fig. 6 veranschaulicht, wie die aufgespeicherte Flüssigkeitsmenge
durch Benutzung mehrerer Behälter A, A' usw., die. alle mit einer Kammer S mit anschließenden
Ptimpen B, B'- ]kommunizieren, wesentlich vergrößert werden kann.
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Man könnte die Kolbenstangen der Kolhen D und D' mit den Vorrichtungen,
auf welche sie einwirken, nämlich mit dem Verteiler K und der Speisepumpe
111 auch mittels mechanischer oder -hydraulischer Vorrichtungen verbinden, statt
die Einrichtung elektrisch auszubilden. Außerdem könnte auch der gleiche -Motor
beliebiger Art sowohl die Pumpen B, B' als auch die Pumpe t11 antreiben.
Schließlich könnten die Verschiebungen des Kolbens D auch dazu benutzt werden, einen
in der Leitung N angeordneten geeigneten @# erteiler zu beeinflus:,en, um bei Erreichung
des höchsten Wasserstandes e-f das von der ununterbrochen laufenden Speisepumpe
aus einem Sammelba.3sin o. dg 1. angesaugte Wasser in dieses zurückzuleiten.
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\Taturgemäß können auch bei Anwendung nur eines Behälters A (Fig.
i) die Antriebs-und Steuervorrichtungen an einer mit dem BehälterA kommunizierenden
Kammer o. dgl. vorgesehen sein.