DE641986C

DE641986C - Vorrichtung zum Dosieren von Zusaetzen zu stroemenden Fluessigkeiten oder Gasen

Info

Publication number: DE641986C
Application number: DEH136728D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1933-07-04
Filing date: 1933-07-04
Publication date: 1937-02-19

Description

Querschnittsverengungen von Leitungen für Flüssigkeiten oder Gase verursachen bekanntlich. Potentialgefälle, die sich mit der Strömungsgeschwindigkeit ändern. Diese Erscheinung wird vielseitig in der ·. Technik ausgenutzt, um in einer parallelen Umgehungsleitung die Strömungsgeschwindigkeit eines Nebenstromes für die Dosierung erforderlicher Zusatzstoffe im Verhältnis zum Hauptstrom nutzbar zu machen. Die bekannten Vorrichtungen, z. B. Ventaririohre, haben den Nachteil, daß das Druckgefälle mit abnehmender Strömungsgeschwindigkeit zu rasch abfällt. Der Druckunterschied wird bei langsamen Strömen zu gering, um Strömungswiderstände in der Nebenleitung zu über-' winden.

In Erkenntnis dieser Tatsache wird bei anderen Vorrichtungen der Grad der Querschnittsverengung der Hauptleitung selbsttätig mit der Strömungsgeschwindigkeit geändert, und zwar durch eine in einem konischen Leitungsstück vorgesehene bewegliche Blende. Der hierbei erzielte Druckunterschied bzw. Steuerimpuls für den Nebenstrom 'unterliegt jedoch solchen Schwankungen durch Eigenwiderstände, daß eine genaue Regelung des Nebenstromes unmöglich ist. Zur Beseitigung dieser Ungena'uigkeit wurde bei einer anderen bekannten Vorrichtung außerhalb des Hauptstromes ein Kraftorgan (Servomotor) zur Betätigung des Differenzdruckreglers vorgesehen, dessen Tätigkeit von einem außerhalb der Rohrleitung in einem Zweigstrom liegenden Steuerungsorgan geregelt wird. Das Steuerungsorgan selbst wird wiederum durch einen Impulsgeber (Membrane) betätigt. Die große Anzahl der Einzelvorrichtungen bei dieser Ausführungsform, ferner die Fehlerquellen, die jedem Einzeisteuerteil infolge der Reibungswiderstände (Stopfbuchsen, Kolben usw.) anhaften, ergeben keinerlei praktische Brauchbarkeit für derartige Vorrichtungen.

Bei der Erfindung wird zur Erzielung der Differenzdruckreglung und gleichzeitigen Betätigung des Dosierungsventüs von der Steuervorrichtung aus letztere unmittelbar in das einen Teil der Rohrleitung bildende Gehäuse der Dosierungsvorrichtung eingebaut und mit dem Dosierungsventil gekuppelt.

Hierdurch ergeben sich wesentliche Vorteile in bezug auf, Einfachheit und Betriebssicherheit, da sämtliche Bewegungsvorgänge sich reibungslos infolge Fortfall der Stopfbüchsen abwickeln.

Die scbematiscbe Zeichnung erläutert eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung.

Das Gehäuses des Differenzdruckreglers ist in die Rohrleitung b eingeschaltet. Der die Rohrleitung b in Pfeilrichtung durchströmende

Hauptstrom trifft auf eine Einschnürung, die durch den jeweiligen lichten Durchmesser des konischen Gehäuseteils c und den Außen durchmesser der verstellbaren Blendet bildet wird. Es sei nun mit P₁ der

in der Leitung vor und mit P₂ der ^ hinter der Einschnürung bezeichnet. Es wird nun in bekannter Weise ein Differenzdruck P₁ — P₂ erzeugt, der im folgenden mit H ίο bezeichnet ist und der bei Mengenschwankungen bestimmter Grenzen unveränderlich gehalten wird. Diese Regelung erfolgt durch die Membranen, die durch das Gewichtg belastet und durch die Spindel Ji mit der Blendet starr verbunden ist. Tritt im Hauptstrom eine Vergrößerung loder Verkleinerung der Strömungsgeschwindigkeit ein, so vermittelt die Membrane« der Blenden? die Stellung, bei welcher der gebildete Querschnitt F der durch diesen Querschnitt fließenden Menge Q und dem Differenzdruck H entspricht. Die Regeltätigkeit der Membranen wird dadurch erreicht, daß die Membranen und die Blende d stets im Druckgleichgewicht stehen, und zwar setzt sich die Druckbelastung der Membrane e im wesentlichen aus folgenden Kräften zusammen: Druckbelastung der Blende d -j- Eigengewicht des" Gestänges h -\- Gewicht g.

Die Entlastung ' der Membrane e erfolgt durch den Differenzdruck H, indem der DrUCkP₁ durch die Rohrleitung/ in die Kammer r hinter die Membrane« geleitet wird. Somit wirkt der gleiche DrUCkZZ = P₁ — P₂ auf die Blendet 'und die Membranen. Jede Veränderung der Strömiffigsgeschwindigkeit des Hauptstromes hätte eine Änderung von H zur Folge, wenn der Querschnitt F unverändert bliebe. Eine Änderung von H verschiebt aber das Kräfteverhältnis, so daß die Membrane e zur Wiederherstellung des Gleichgewichtes durch die Bewegung der Blended den Querschnitt F so einstellt, daß der Differenzdruck// seinen ursprünglichen Wert behält.

Für die Dosierung wird nun beispielsweise ein Teilstrom vor dem Differenzdruckregler abgezweigt und durch die Rohrleitung k über den Lösungsbehälter/ und die Rohrleitungm zur Eintrittsstelle/ der Zusatzflüssigkeit in den Hauptstrom geführt. Dieser Teilstrdm, dessen Menge mit q bezeichnet wird, steht dann unter dem gleichen !unveränderlichen Druckgefälle P₁-P₂ = //. Der Querschnitt/ des D'osierungsventils wird durch den Ventilkegel« geregelt, wobei diese Regelung in Abhängigkeit von dem Querschnitt F erfolgt, da die Hubbewegung des Kegels κ durch einen Übertragungshebel .ο von der Spindel h der Blende veranlaßt wird, die gleichzeitig den Querschnitt F einstellt.

Nach der Gleichung -p- = -y bestimmt sich

das Mischungsverhältnis zwischen Teilstrom tund Hauptstrom unter Berücksichtigung eines ^usgleichsfaktors für /.

*' Es ist ohne weiteres auch möglich, mehrere Düsen mit gleichen oder verschiedenen Mischungsverhältnissen durch den Differenzdruckregler zu steuern, also mehrere Chemikalienlösungen gleichzeitig, aber getrennt zu dosieren.

Selbstverständlich wird der Druck zum Regeln möglichst an den Stellen des größten und kleinsten Querschnittes entnommen. Keil-, Kegel- oder Irisblenden gestatten in einfachster Weise eine Querschnittsverengung, ohne die Stelle des· engsten Querschnittes zu verlegen.

Grundsätzlich wird beim Erfindungsgegenstand also der durch die Querschnittsverengung erreichte und im wesentlichen von der Strömungsgeschwindigkeit abhängende Impuls dazu verwendet, mittels einer selbsttätigen Steuerung den Grad der Querschnitts-Verengung zu verändern. Im einfachsten Falle wird, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel, der Querschnitt dauernd so eingestellt, daß trotz sich ändernder Strömungsgeschwindigkeit in den erforderlichen, dem Betrieb angepaßten Grenzen, ein immer gleiches Druckgefälle aufrechterhalten wird. Durch das hierzu erforderliche Steuerorgan (Membrane) wird dann seinerseits wieder ein Steuerimpuls auf die Widerstandshöhe in der Nebenleitung derart ausgeübt, daß der Nebenstrom trotz des nun gleichbleibenden Druckgefälles in weiten Grenzen der Geschwindigkeit des Hauptstromes angepaßt wird.

Mit dem Erfindungsgegenstand wird also unter Inkaufnahme geringfügiger Änderungen der Strömungswiderstände in der Hauptleitung in jedem Falle ein kräftiger Steuerimpuls bei im wesentlichen ungeschwächtem Druckgefälle in der Nebenleitung !erreicht, was bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten in der Hauptleitung von Bedeutung ist.

Claims

Patentanspruch :

Vorrichtung zum Dosieren von Zusätzen zu strömenden Flüssigkeiten oder Gasen, die im Verhältnis des jeweils strömenden Mediums unter Ausnutzung eines Druckgefälles infolge Querschnittsverengung der Leitung dadurch geregelt werden, daß der Grad der Querschnittsverengung durch eine Drossel selbsttätig mit der Strömungsgeschwindigkeit geändert wird, besonders für Zwecke der Wasserreinigung, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des einen Teil der Rohrleitung bildenden Ge-

häuses (α) der Dosierungsviorrichtung in Richtung der Wasserström'ung hinter der Drossel (d) eine Steuervorrichtung mit nachgiebigem Steuerteil (e) vorgesehen ist, deren hintere Druckkammer (r) mit der Rohrleitung (b) v(or der Drossel (d) in Verbindung steht 'und welche durch ein Gestänge (A, <o) unmittelbar sowohl mit der Drossel (d) als auch mit dem Dosierungsventil (/, n) verbunden ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen