DE638846C - Einrichtung zum selbsttaetigen Regeln des Fluessigkeitsstandes in einem Sammelbehaelter - Google Patents

Description

Bei Anlagen für die Lieferung und den Verbrauch von Flüssigkeiten wird in der Regel ein Sammelbehälter vorgesehen, dem die zu verbrauchende Flüssigkeit entnommen wird. In diesem Falle kann eine Einrichtung zum selbsttätigen Regeln des Flüssigkeitsstandes in dem Sammelbehälter vorgesehen werden, die aus einem in der Zufluß- oder Abflußleitung zu dem Sammelbehälter angeordneten Regelventil besteht, wobei der bewegliche Teil des Regelventils unter dem Einfluß einer von dem Flüssigkeitsstand in dem Sammelbehälter abhängigen Kraft und einer zweiten, einstellbaren Kraft im Gleichgewicht gehalten wird. Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art, die bei Filteranlagen verwendet wird, wird als abhängige Kraft ein . Flüssigkeitsgewicht benutzt.

Eine derartige Einrichtung ist schematisch

ao in Fig. ι dargestellt. Mit 1 ist ein Flüssigkeitsfilter bezeichnet, dem die Rohflüssigkeit durch eine Leitung 2 zugeführt wird. Die gereinigte Flüssigkeit fließt aus dem Filter durch eine Leitung 3 ab, an die sich ein Venturirohr 4 anschließt, in dem ein der Flüssigkeitsströmung entsprechender Druckunterschied erzeugt wird. An das Venturirohr angeschlossen ist ein als Doppelsitzventil ausgebildetes Regelventil S, das von einer Membran 6 gesteuert wird. Diese ist in einer Kammer angebracht, deren oberer Teil mit dem Auslauf des Venturirohres und deren unterer Teil durch eine Leitung 7 mit der Einschnürungsstelle des Venturirohrs in Verbindung steht. Die Ventilstange des Drosselgeräts 5 ist an einen Hebel 8 angelenkt, der an dem Ventilgehäuse drehbar gelagert ist. Durch eine an das Ventil 5 angeschlossene Leitung 9 fließt die gereinigte Flüssigkeit in den Sammelbehälter 1O₁ aus dem sie durch die Leitung 11 den Verbrauchern zugeführt werden kann.

An dem dem Aufhängepunkt der Ventilstange gegenüberliegenden Ende des Hebels 8 ist ein Gegengewicht 8' zweckmäßig verschiebbar angeordnet. An dem freien anderen Ende des Hebels 8 ist ein Behälter 12 aufgehängt, der durch eine bewegliche Leitung 13 derart mit dem Sammelbehälter verbunden ist, daß die Flüssigkeit in dem Behälter 12 stets in der gleichen absoluten Höhe steht wie in . dem Sammelbehälter. Die beschriebene bekannte Einrichtung arbeitet in folgender Weise:

Auf die Membran 6 wirkt der von der Strömung in dem Venturirohr 4 erzeugte Druckunterschied im Sinne einer Schließung des Ventils. Dementgegen wirkt das von dem festen Gegengewicht 8' erzeugte Drehmoment. Dieses wird jedoch verringert durch das von

*.) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Gerhard Ruppel in Berlin-Charlottenburg.

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dem Flüssigkeitsgewicht 12 herrührende entgegengesetzt gerichtete Drehmoment. Irrf olgedessen stellt sich der Hebel 8 in eine bestimmte Gleichgewichtslage ein. Wenn nu«^; z. B. infolge stärkeren Verbrauchs der Flütöj·? sigkeitsspiegel in dem Sammelbehälter sinkl£· so sinkt auch der Flüssigkeitsstand in dem Behälter 12. Da das Gewicht der Flüssigkeit in dem Behälter 12 also abnimmt, so überwiegt das Drehmoment des- festen Gegengewichts 8', so daß das Ventil weiter geöffnet wird. Dies hat einen stärkeren Zufluß durch das Filter 1 zum Sammelbehälter 10 zur Folge, wodurch der erhöhte Verbrauch in • 15 gewissem Umfange wieder ausgeglichen wird. Diese bekannte Einrichtung hat aber eine Reihe von Mängeln. Vor allem ist die Regelung abhängig von dem Hub des Ventils 5. Dieser ändert sich aber mit der Größe des Flüssigkeitsdruckes in der . Zuflußleitung 3. So ist er z. B. in dem dargestellten Fall einerseits von der Flüssigkeitshöhe in dem Filter 1 und-anderseits von dem Verschmutzungsgrad des .Filters in erheblichem Maße abhängig. Wenn der Hub des Ventils sich ändert, so ändert sich in entsprechend dem Hebelverhältnis verstärktem Maße die räumliche Lage des Behälters 12. Da die absolute Höhe der Flüssigkeit in dem Behälter 12 sich mit dem Ventilhub nicht ändert, so ändert sich die Flüssigkeitsmenge in dem Behälter 12 und damit die Größe des Flüssigkeitsgewichts. . Um diesen Fehler in erträglichen Grenzen zu halten, muß man das Übersetzungsverhältnis des Hebelgetriebes möglichst gering wählen. Dies führt aber wegen des kleinen Hebelarmes zu verhältnismäßig großen und umfangreichen Flüssigkeitsgewichten.

Gemäß der Erfindung wird dieser Mangel dadurch behoben, daß das Flüssigkeitsgewicht aus einem mit dem beweglichen Teil des Regelventils verbundenen Behälter besteht, dem dauernd ein Teilstrom aus dem Sammelbehälter zufließt und aus dem im Gleichgewichtszustand die gleiche Flüssigkeitsmenge abfließt, so daß die in dem mit dem Regelventil verbundenen Behälter j eweils vorhandene Flüssigkeitsmenge eindeutig von dem Flüssigkeitsstand in dem Sammelbehälter abhängig ist.

Dadurch kann nun das Übersetzungsverhältnis des zwischen dem Flüssigkeitsgewicht und dem beweglichen Teil des Regelventils vorgesehenen Hebelgetriebes 0. dgl. so gewählt werden, daß ein verhältnismäßig kleines Flüssigkeitsgewicht verwendet werden kann. Ferner ist darauf hinzuweisen, daß die Stabilität der Einstellung des Regelorgans und somit die Betriebssicherheit bei der An-Ordnung gemäß der Erfindung wesentlich größer ist als bei der bekannten Einrichtung, bei der z. B. ein Senken des Hebels 8 zwangsläufig eine Zunahme des Flüssigkeitsgewichts ..;zu.i Folge hat, was andererseits wieder im ^Sfnpe einer weiteren Senkung des Hebels 'C^ii'r-ken würde.

pvlFlüssigkeitsregeleinrichtungen, bei denen "■■■& einem durch ein Gegengewicht belasteten Hebel ein Gefäß aufgehängt ist, dem dauernd Flüssigkeit zufließt und aus dem im Gleichgewichtszustand die gleiche Flüssigkeitsmenge abfließt, sind an sich bekannt. Derartige Einrichtungen dienen aber nicht zum Regeln des Flüssigkeitsstandes in einem Sammelbehälter, sondern zum Regeln auf konstanten Ausfluß aus einer Rohrleitung, aus der die Flüssigkeit dem an dem Hebel aufgehängten Behälter zufließt.

Bei der Regeleinrichtung gemäß der Erfindung werden in der Zu- und Abflußleitung zu dem Behälter, der mit dem von der Strömung gesteuerten Regelventil verbunden ist, einstellbare Strömungswiderstände, z.B. Drosselhähne, angeordnet, durch die der Zu- und Abfluß in der gewünschten Weise verändert werden kann. Dabei wird vorteilhaft eine mit. dem Sammelbehälter fest verbundene Leitung vorgesehen, aus der die Flüssigkeit in freiem Strahl in den mit dem Drosselorgan verbundenen Behälter einströmt.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer Regeleinrichtung gemäß der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar ebenfalls in Verbindung mit einer Filteranlage. Dabei sind, um einen bequemen Vergleich mit der bekannten Einrichtung zu ermöglichen, die Teile 1... 12 in Fig. 2 übereinstimmend mit den in der gleichen Weise bezeichneten Teilen der Fig. 1 dargestellt. Im Gegensatz zu der Einrichtung nach Fig. 1 ist in Fig. 2 in der mit N bezeichneten Höhe an dem Sammelbehälter 10 ein Rohr 14 angebracht, das so geführt ist, daß aus dem Sammelbehälter eine gewisse, gegebenenfalls durch einen Hahn 15 einstellbare Flüssigkeitsmenge in freiem Strahl in den an dem Hebel 8 aufgehängten Behälter 12 einfließen kann. Am Boden des Behälters 12 ist ein kurzes Abflußrohr 16 mit einem Hahn 17 angebracht, durch den der Abfluß geregelt werden kann. Die Einrichtang wirkt in folgender Weise:

Wenn z. B. infolge größeren Verbrauchs der Flüssigkeitsspiegel in dem Sammelbehälter 10 und damit die für das Ausströmen dar Flüssigkeit durch das Rohr 14 maßgebende Höhe Ji₁ sinkt, so verringert sich auch der Zufluß zu dem Behälter 12. Infolgedessen wird jetzt aus dem Behälter 12 so viel Flüssigkeit abfließen, bis sich bei einer neuen Höhe A₂ in dem Behälter 12 der Gleichgewichtszustand wieder eingestellt hat. Im Gleichgewichtszustand wird die Höhe h₂ und somit auch das

Gewicht der Flüssigkeit in dem Behälter 12 in eindeutiger Beziehung zu der Höhe A₁ im Sammelbehälter stehen, unabhängig von der jeweiligen räumlichen Lage des Behälters 12 und somit auch unabhängig von dem Hub des Ventils 5.

Würde der Flüssigkeitsspiegel in dem Sammelbehälter so weit absinken, daß die Höhe A₁ gleich Null wird, so würde auch der Behälter 12 leerlaufen, so daß auch die Höhe A₂ und damit das Flüssigkeitsgewicht gleich Null würde. In diesem Grenzfalle wird das Ventil voll geöffnet. Die Leitung 14 wird daher zweckmäßig an der Stelle JV angebracht, die dem tiefsten Stand der Flüssigkeit in dem Sammelbehälter entspricht. Wenn der Verbrauch sinkt, so steigt die Höhe Zt₁ und damit auch die Höhe h₂, bis infolge des Anwachsens des Flüssigkeitsgewichts 12 das Ventil im anderen Grenzfalle vollständig geschlossen wird.

Da bei der Einrichtung gemäß der Erfindung die selbsttätige Regelung des Flüssigkeitsspiegels in dem Sammelbehälter unabhängig von dem Ventilhub erfolgt, so arbeitet die Regeleinrichtung unabhängig von der Größe des Flüssigkeitsdruckes in der Zuleitung 3, also unabhängig von der Größe des Gesamtgefälles und bei einer Filteranlage vor allem auch unabhängig von dem jeweiligen Verschmutzungsgrad der Filter. Außerdem ist die Einstellung des Hebels 8 unter allen Umständen stabil, da das auf ihn wirkende Flüssigkeitsgewicht 12 unabhängig von dem Ventilhub ist. Der Hebelarm, an dem das Flüssigkeitsgewicht angreift, kann beliebig groß gewählt und somit der Flüssigkeitsbehälter verhältnismäßig klein bemessen werden.

Weitere Vorzüge der Anordnung gemäß der Erfindung ergeben sich durch die Möglichkeit der Regelung des Zu- und Abflusses zu dem Behälter 12 durch die Hähne 15 und 17. Wenn man beide Hähne gleich weit öffnet, so daß ihr Strömungswiderstand gleich groß ist, so wird A₂ gleich A₁. Wenn man aber z. B. den Hahn 17 in der Abflußleitung stärker drosselt als den Hahn 15 in der Zuflußleitung, so wird It₂ in dem betreffenden Verhältnis größer als A₁. Die Folge davon ist, daß schon eine verhältnismäßig geringe Änderung des Flüssigkeitsspiegels in dem Sammelbehälter eine erhebliche Änderung des Flüssigkeitsgewichts 12 hervorruft. Es ist also> möglich, durch eine geeignete Einstellung des Öffnungsverhältnisses der Hähne 15 und 17 die Empfindlichkeit der Regelung zu beeinflussen.

In vielen Fällen ist es bei derartigen Anlagen erwünscht, wenn die Regeleinrichtung mit einer gewissen Verzögerung anspricht, um ein Überregeln zu vermeiden. Eine solche Verzögerung ist bei der Einrichtung gemäß der Erfindung dadurch gegeben, daß infolge der Strömungswiderstände in den Leitungen 14 und 16 eine gewisse Zeit vergeht, bis sich die Flüssigkeitshöhe Ji₂ in dem Behälter 12 den Veränderungen der Flüssigkeitshöhe A₁ in dem Sammelbehälter anpaßt. Es ist daher möglich, durch Einstellen der Hähne 15 und 17 in gleichem Sinne die Verzögerung in der gewünschten Weise zu regeln, und zwar wird die Verzögerung um so größer, je stärker die Hähne gedrosselt werden.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist nur ein Filter 1, also nur eine Zuflußleitung 3 vorgesehen. Sind mehrere parallel geschaltete Filter ^vorhanden, so wird zweckmäßig in jede Filterleitung eine Regeleinrichtung der beschriebenen Art eingeschaltet. Die Erfindung ist aber nicht auf Filteranlagen beschränkt, sondern bei beliebigen Anlagen für die Lieferung und den Verbrauch von Flüssigkeiten anwendbar, bei denen Sammelbehälter vorgesehen sind.

Wenn bei derartigen Anlagen nicht der Zufluß der Flüssigkeit entsprechend dem wechselnden Verbrauch, sondern umgekehrt der Abfluß dem wechselnden Zufluß entsprechend geregelt werden soll, so wird die Regeleinrichtung gemäß der Erfindung zweckmäßig in der Abflußleitung angeordnet. In diesem Falle muß das Flüssigkeitsgewicht 12 derart mit dem Hebel 8 verbunden sein, z. B. durch Anbringen auf der entgegengesetzten Seite, daß es im Sinne einer Öffnung des Ventils 5 wirkt. Wenn z. B. der Zufluß steigt, so wird das Ventil durch das zunehmende Flüssigkeitsgewicht 12 weiter geöffnet, so daß der Abfluß sich dem wechselnden Zufluß anpaßt.

Claims (4)

1. Patentansprüche: _1oo

   i. Einrichtung zum selbsttätigen Regeln des Flüssigkeitsstandes in einem Sammelbehälter mittels eines in der Zu- oder Abflußleitung angeordneten, von der Strömung gesteuerten Regelventils, dessen beweglicher Teil unter dem Einfluß eines von dem Flüssigkeitsstand in dem Sammelbehälter abhängigen Flüssigkeitsgewichtes und einer zweiten einstellbaren Kraft im Gleichgewicht gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitsgewicht aus einem mit dem beweglichen Teil des Regelventils verbundenen Behälter besteht, dem dauernd ein Teilstrom aus dem Sammelbehälter zufließt und aus dem im Gleichgewichtszustand die gleiche Flüssigkeitsmenge abfließt, so daß die in dem mit dem Regelventil verbundenen Behälter jeweils vorhandene Flüssigkeitsmenge eindeutig von dem Flüssigkeitsstand in dem Sammelbehälter abhängig ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zu- und Abflußleitung zu dem mit dem Regelventil verbundenen Behälter einstellbare Strömungswiderstände angeordnet sind.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine mit dem Sammelbehälter fest verbundene Leitung, aus der die Flüssigkeit in freiem Strahl in den mit dem Regelventil verbundenen Behalter einströmt.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil des Regelventils in an sich bekannter Weise unter deni Einfluß einer von der Strömung in der betreffenden Leitung gesteuerten Membran o. dgl, steht.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen