DE670335C - Selbsttaetige Steuerung und Regelung fuer luft- oder gasbelastete Fluessigkeitsspeicher - Google Patents

Description

un

Ernst Friz in Groß Flintbeck, Holstein,

sind als Erfinder benannt worden.

Bei Anlagen, in denen eine Flüssigkeit in unregelmäßigen Zeitabständen und in nicht vorauszusehender Menge zur Verfügung stehen muß, sieht man zweckmäßig einen Speicherbehälter vor, um nicht die ganze Anlage und insbesondere die Fördervorrichtung des betreffenden Mittels für den vielleicht nur sehr selten eintretenden Höchstbedarf bemessen zu müssen. Der für die Zuführung zu den Verwendungsstellen und gegebenenfalls auch an diesen selbst erforderliche Druck kann bei Flüssigkeiten, sofern die jeweiligen Verhältnisse es zulassen, durch Anordnung des Speichers als Hochbehälter erreicht werden. Bei einer-bekannten Anlage dieser Art hat man das Ein- und Ausschalten der die Flüssigkeit dem Hochbehälter zuführenden Förderpumpe mittels Schwimmersteuerung von bestimmten Flüssigkeitsständen eines offenen Hilfsbehälter abhängig gemacht, derart, daß der beim Pumpenbetrieb nach Füllung des Hochbehälters in der Druckleitung vorhandene Wasserdruck ein Entleeren des Hilfsbehälters und damit ein Abstellen der Pumpe bewirkt. Infolge des dadurch verringerten Druckes schließt sich das Ablaufventil des Hilfsbehälters, und dieser wird wieder bis zu der die Pumpe einschaltenden Höhe gefüllt. Um das Einschalten der Pumpe verzögern zu können, ist in der Zulaufleitung des Hilfsbehälters eine besondere, von Hand zu bedienende Drosselvorrichtung vorgesehen.

Die Erfindung bezweckt, demgegenüber eine vollkommen selbsttätig arbeitende Speicheranlage zu schaffen. Dazu muß die Schalteinrichtung der Förderpumpe von der jeweils im Speicher vorhandenen Flüssigkeitsmenge beeinflußt werden. In diesem Zusammenhang ergeben sich jedoch Schwierigkeiten, wenn der Speicher nicht als Hochbehälter angeordnet werden kann, sondern als geschlossener Behälter ausgebildet werden muß, in dem die Flüssigkeit durch ein über ihr lagerndes Luftoder Gaspolster unter Druck gesetzt wird.

So hat der Vorschlag einer Kontaktsteuerung für die Förderpumpe mittels eines quecksilbergefüllten U-R-ohres, dessen einer Schenkel oben an das Luftpolster und dessen

anderer Schenkel unten an den Flüssigkeitsraum des Speichers angeschlossen ist, den Nachteil, daß die Kontaktdurchführungen der elektrischen Steuerung des Antriebsmotors, der Pumpe gegen den hohen Innendruck des Speichers isoliert werden müssen. Außerdem wirkt sich die durch Bindung in der Flüssige keit abnehmende Menge des im oberen Teil des Speichers vorhandenen Luft- bzw. Gaspolsters in der Weise aus, daß dem Bereich zwischen den beiden das Ein- bzw. Ausschalten der Pumpe steuernden Flüssigkeitsständen nach und nach immer geringere Drücke entsprechen. Damit verringert sich auch die Speicherfähigkeit des Behälters fortlaufend, bis dieser überhaupt keine Flüssigkeit mehr unter Druck liefern kann.

Zur Aufrechterhaltung der Speicherfähigkeit eines solchen Druckbehälters muß also nicht nur die Flüssigkeit, sondern auch das gasförmige Druckmittel von Zeit zu Zeit ergänzt werden. Die Zuführung beider Stoffe kann aber nicht von bestimmten, im Speicher herrschenden Drücken abhängig gemacht werden. Denn wenn der Einschaltdruck der Pumpe unter dem Zuführungsdruck der Luft liegen würde, so würde der Speicherdruck durch die nachströmende Luft auf der Höhe des Zuführungsdruckes derselben gehalten, so daß die Pumpe überhaupt nicht in Tätigkeit treten könnte. Ist aber umgekehrt der Einschaltdruck der Pumpe höher als der Zuführungsdruck der Luft, so fördert die Pumpe, bevor die Luft ergänzt werden kann. In diesem Falle verringert sich, wie bei der bekannten Kontaktsteuerung, die vorhandene Luftmenge und damit die von dem Luftpolster abhängige Speicherfähigkeit des Behälters.

Um nun trotzdem die selbsttätige und rechtzeitige Ergänzung sowohl der Flüssigkeit als auch der Luft bei derartigen Speicheranlagen durchzuführen, geht die vorliegende Erfindung von der Überlegung aus, daß bei Ί5 einem geschlossenen Kreislauf der Speicherflüssigkeit bestimmten Flüssigkeitsmengen im Speicher bestimmte Mengen an einer anderen geeigneten Stelle des Kreislaufes entsprechen. Die Erfindung besteht deshalb darin, daß der Antriebsmotor der Förderpumpe in Abhängigkeit von einem bestimmten niedrigsten bzw. höchsten Flüssigkeitsstand in dem unter Außenluftdruck stehenden Rücklaufgefäß der Flüssigkeit ein- und ausgeschaltet und die in dem Speicher von der Flüssigkeit gebundene Luftoder Gasmenge aus einer Druckleitung mittels eines auf den geringsten Druck der normalen Menge eingestellten Ventils laufend ergänzt wird.

Auf der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel in vier Abbildungen in verschiedenen Betriebszuständen dargestellt. Eine Förderpumpe α .. ist auf ihrer Saugseite mit einem offenen " Sammelgefäß b und auf ihrer Druckseite über 'j'gxifc Rückschlagventil mit einem geschlossenen "Speicher c verbunden, in dem sich eine bestimmte Luftmenge befindet. In das Sammelgefäß mündet oben die von den Verbraucherstellen der Flüssigkeit kommende Rückflußleitung d ein, und an der tiefsten Stelle ist neben der Saugleitung der Pumpe noch eine zweite Leitung e angeschlossen, die zu einem Kontaktgeber f führt. Dieser schließt mittels eines in Abhängigkeit von dem Druck der Flüssigkeitssäule im Rücklaufgefäß betätigten elastischen Gliedes bei bestimmten Flüssigkeitsständen jeweils einen Relaisstromkreis für die Steuerung des Antriebsmotors der Förderpumpe. Von der Druckleitung der Pumpe zweigt kurz vor dem Speicher eine zu den Verbrauchsstellen führende Zuflußleitung g ab. Von oben her mündet in den Speicher eine Druckluftleitung h ein, in die ein in Richtung des Speichers wirkendes Druckminderventil i eingeschaltet ist.

Die beschriebene Einrichtung wirkt in folgender Weise:

Bei dem in Abb. 1 veranschaulichten Zustand wird der die Förderpumpe a antreibende, nicht dargestellte Elektromotor in Abhängigkeit von dem Flüssigkeitsstand H_e im Sammelgefäß eingeschaltet. Diesem Höchststand der Flüssigkeit. in dem Gefäß b entspricht immer der gleiche Mindeststand im Speicher c, da die gesamte Flüssigkeitsmenge sich in einem geschlossenen Kreislauf befindet. Die Abb. 2 zeigt einen Zustand während des Auf füllens des Speichers durch die Pumpe. Man sieht, daß die von dem Flüssigkeitsstand im Sammelgefäß abhängige Ausdehnung des elastischen Gliedes des Kontaktgebers schon geringer geworden und die obere Kontaktstellung infolgedessen unterbrochen ist. In der Abb. 3 ist der Speicher so weit aufgefüllt, daß der Pumpenantrieb ausgeschaltet werden kann. Das geschieht durch den in der unteren Kontaktstellung geschlossenen Relaisstromkreis. In dem Sammelgefäß ist die Flüssigkeit in diesem Zeitpunkt auf ihren niedrigsten Stand H_a gesunken. Abb. 4 endlich gibt einen Zustand während der Entnahme von Druckflüssigkeit aus dem Speicher wieder, wobei die Pumpe abgestellt ist und das von den Verbrauchsstellen zurückflutende Arbeitsmittel den Sammelbehälter allmählich wieder auffüllt.

Unter der Voraussetzung, daß die Gasmenge im Speicher erhalten bleibt, wiederholt sich dieses Arbeitsspiel dauernd in der gleichen Weise, immer entspricht dem tiefsten Stand im Sammelgefäß der höchste Druck im

Speicher und dem höchsten Stand im Sammelgefäß der niedrigste Druck im Speicher. In Wirklichkeit wird die Druckflüssigkeit einen Teil des Gases in sich aufnehmen (absorbieren), und beim Verbrauch von Druckflüssigkeit wird diese aufgenommene Gasmenge nach außen befördert. Das Luftgewicht im Speicher wird also langsam abnehmen. Die Folge davon ist, daß im Speicher bei der Ausdehnung der nunmehr verringerten Gasmenge der vorgeschriebene Mindestdruck p_min erreicht wird, bevor die ursprünglich in den Speicher gepumpte Flüssigkeitsmenge gänzlich in das Sammelgefäß zurückgelaufen ist.

Der elektrische Antriebsmotor der Pumpe wird aber von dem Kontaktgeber erst eingeschaltet, wenn im Sammelgefäß der höchste Stand H_e erreicht ist. Es muß also weiterhin Druckflüssigkeit dem Speicher entnommen

ao werden, wodurch der Druck unter />,„,·„ herabsinkt. Sobald dies der Fall ist, tritt das Druckminderventil i in Tätigkeit. Es ist eingestellt auf den Druck p_min. Sinkt nun der Druck auf der Entnahmeseite des Druckminderventils unter p_mi„, so läßt dieses so lange Gas in den Speicher strömen, bis! der Druck p_m{_n wieder erreicht ist. Da dies selbsttätig und augenblicklich erfolgt, kann der Druck im Speicher praktisch gar nicht unter p_min herabsinken. Sobald im Sammelgefäß der höchste Stand H_e erreicht ist und der Antriebsmotor der Pumpe eingeschaltet wird, schließt der sofort einsetzende Druckanstieg im Sammler das Druckminderventil'.

Durch eine derartige Kontaktsteuerung wird der Flüssigkeitsvorrat in dem Speicher immer in bestimmten Grenzen gehalten. Dabei ist der Kontaktgeber nur dem verhältnismäßig geringen Druck der mit der Außenluft in Verbindung stehenden Flüssigkeitssäule im Sammelgefäß ausgesetzt. Außerdem brauchen die Kontaktzuführungen der Steuerung überhaupt nicht gegen einen Überdruck isoliert zu werden, wie es bei einer Kontaktsteuerung durch den Flüssigkeitsspiegel im Speicher erforderlich wäre. Um ein Nachlassen der Energieaufnahmefähigkeit des Speichers c zu vermeiden, wird ferner die durch die Flüssigkeit gebundene Luft aus der Leitung h ersetzt. Das Druckminderventil i ist auf einen bestimmten Öffnungsdruck eingestellt, den die im Speicher befindliche Luftmenge nach der Ausdehnung beim Einschalten der Pumpe (Zustand nach Abb. 1) besitzt. Wenn in der Leitung i immer ein gleichbleibender Luftdruck von dieser Höhe zur Verfügung steht, kann statt des Druckminderventils ein einfaches Rückschlagventil vorgesehen werden.

Eine solche Steuerungs- und Regelungsanordnung kann für Druckmittelantriebe irgendwelcher Art oder auch für sonstige Zwecke verwendet werden, wenn eine Flüssigkeit mit einem bestimmten Mindestdruck jederzeit zur Verfügung stehen soll. Statt Druckluft kann in dem Sammler auch ein anderes Druckgas auf .die Flüssigkeit einwirken.

Claims (1)

1. Patentanspruch :

   Selbsttätige Steuerung und Regelung für luft- oder gasbelastete Flüssigkeitsspeicher, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor der Förderpumpe (α) in Abhängigkeit von einem bestimmten niedrigsten bzw. höchsten Flüssigkeitsstand in dem unter Außenluftdruck stehenden Rücklaufgefäß (b) der in einem geschlossenen Kreislauf befindlichen Speicherflüssigkeit ein- und ausgeschaltet und die im Speicher (c) von der Flüssigkeit gebundene Luft- oder Gasmenge aus einer Druckleitung (K) mittels eines auf den geringsten Druck der normalen Menge eingestellten Ventils (i) laufend ergänzt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen