DE69621552T2

DE69621552T2 - Schwimmergesteuerte Flüssigkeitszuführungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69621552T2
Application number: DE69621552T
Authority: DE
Inventors: Hideaki Yumoto
Original assignee: TLV Co Ltd
Current assignee: TLV Co Ltd
Priority date: 1995-10-13
Filing date: 1996-10-11
Publication date: 2003-01-16
Anticipated expiration: 2016-10-12
Also published as: TW341628B; BR9605106A; EP0768487B1; CA2187408A1; AU697047B2; US5934881A; DK0768487T3; NO321282B1; NO964262D0; CN1160136A; CN1091856C; DE69621552D1; CA2187408C; EP0768487A2; NO964262L; KR100412627B1; AU6816196A; ES2175025T3; EP0768487A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

ANWENDUNGSGEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung befasst sich mit einer flüssigkeitskraftgesteuerten Zuführvorrichtung zum Zuführen einer Flüssigkeit, wie Wasser, Brennstoff, usw. unter Druck. Die flüssigkeitskraftgesteuerte Zuführvorrichtung nach der Erfindung ist insbesondere zum Einsatz beim Sammeln eines Kondensats geeignet, welches in einem Dampfrohrleitungssystem erzeugt wird, wobei dieses Kondensat zu einem Wasserbereiter oder einem Wärmerückgewinnungssystem zugeleitet wird, um eine Abscheideeinrichtung oder Pump-Abscheide-Einrichtung zu bilden.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

In einem Dampfleitungssystem erzeugtes Kondensat enthält in den meisten Fällen nach wie vor noch eine beträchtliche darin gespeicherte Abwärmemenge. Daher ist es eine häufig angewandte Praxis, ein Kondensatrückgewinnungssystem einzusetzen, welches eine flüssigkeitsgesteuerte Zuführvorrichtung in Form einer Abscheideeinrichtung zur Rückgewinnung des Kondensats umfasst und das Kondensat einem Warmwasserbereiter oder einem Abwärmerückgewinnungssystem zuführt. Ein solches System dient zur Nutzung von Abwärme aus dem Kondensat, um eine effektive Energienutzung zu verwirklichen.
Die flüssigkeitskraftgesteuerte Zuführungsvorrichtung, welche in Kondensatgewinnungssystemen eingesetzt wird, sammelt das Kondensat in einem hermetischen Behälter und es wird ein Hochdruck-Arbeitsfluid, wie Dampf, dem hermetischen Behälter durch Betätigen des Umschaltventils eingeleitet, durch das Kondensat im Inneren des hermetischen Behälters unter dem Druck des Arbeitsfluids ausgegeben wird.
Um einen effizienten Betrieb der flüssigkeitskraftgesteuerten Zuführvorrichtung sicherzustellen, ist es erforderlich, so viel wie möglich an Kondensat in dem hermetischen Behälter zu sammeln und in geeigneter Weise das Umschaltventil zu steuern. Die flüssigkeitskraftgesteuerte Zuführvorrichtung nach dem Stand der Technik setzt daher im allgemeinen eine Schnappeinrichtung ein, welche mit einer Spiralfeder versehen ist, um ein zuverlässiges Umschalten des Umschaltventils sicherzustellen. Eine im Stand der Technik bekannte flüssigkeitskraftgesteuerte Zuführungsvorrichtung, welche mit einer eingebauten Schnappeinrichtung ausgerüstet ist, setzt eine Spiralfeder ein, wie dies in US-A-5,141,405 offenbart ist.
Fig. 1 ist eine Vorderansicht einer Schnappeinrichtung, welche bei einer üblichen flüssigkeitskraftgesteuerten Zuführungsvorrichtung nach US-A-5,141,405 eingesetzt wird. Bei der US-A-5,141,405 beschriebenen flüssigkeitskraftgesteuerten Zuführungsvorrichtung umfasst die Schnappeinrichtung 100 einen Schwimmerarm 101, einen Unterarm 102 und eine Spiralfeder 103 in einem zusammengedrückten Zustand. Der Hauptarm 101 ist um einen Stift 106 bezüglich eines Tragteils 105 drehbar gelagert. Mit dem vorderen Ende des Schwimmerarms 101 ist ein Schwimmer 108 verbunden.
Der Unterarm 102 ist am anderen Ende mit dem Stützelement 105 über ein und denselben Stift 106 wie der Schwimmerarm 101 verbunden, und am anderen Ende ist er mit einem Ende der Spiralfeder 103 durch einen Stift 110 über ein Federhalteelement 116 verbunden. Der Mittelabschnitt des Unterarms 102 ist mit einer Ventilspindel-Betätigungsstange 111 über einen Stift 107 verbunden. Die Ventilspindel-Betätigungsstange 111 ist mit einem Umschaltventil (nicht gezeigt) verbunden, und die Schnappeinrichtung 100 ist mit dem Umschaltventil über die Ventilspindel-Betätigungsstange 111 verbunden.
Dieses andere Ende der Spiralfeder 103 in Fig. 1 ist mit dem Schwimmerarm 101 über einen Stift 112 mittels eines Federhalteelements 115 verbunden. Bei der flüssigkeitskraftgesteuerten Zuführungsvorrichtung nach US-A-5,141,405, welche in Fig. 1 gezeigt ist, steigt mit dem Sammeln des Kondensats in dem hermetischen Behälter (nicht gezeigt) der Schwimmer 108 auf. Wenn sich der Schwimmer 108 nach oben bewegt, bewegt sich das Federhalteelement 115 an der Seite der Spiralfeder 103 mit der Aufwärtsbewegung des Schwimmers 108 nach oben, wodurch die Spiralfeder 103 komprimiert und verformt wird. Die Aufwärtsbewegung des Schwimmers 108 bewirkt, dass die Spiralfeder 103 sich mit dem Unterarm 102 bewegt und bei einer weiteren Aufwärtsbewegung des Schwimmers 108 - bis zu einem Winkel zwischen der Spiralfeder 103 und dem Unterarm 102 um größer als 180 Grad - stellt sich die Spiralfeder 103 plötzlich bezüglich der Verformung zurück, und der Verbindungsabschnitt (der Stift 110) zwischen der Spiralfeder 103 und dem Unterarm 102 schnappt nach unten, woraus eine nach unten gerichtete Bewegung der Ventilspindel-Betätigungsstange 111 resultiert, welche mit dem Unterarm 102 verbunden ist, wodurch das Umschaltventil (nicht gezeigt) umgeschaltet wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Bei der üblichen flüssigkeitskraftgesteuerten Zuführungsvorrichtung tritt ein Problem auf. Da der Unterarm beim Öffnen und Schließen des Umschaltventils eine Schnappbewegung ausführt, lässt sich der Ventilumschaltvorgang relativ zuverlässig ausführen. Es wird jedoch ein Stift für die drehbare Verbindung mit dem Federhalteelement benötigt. Durch diesen erforderlichen Stift wird die Anzahl der Bauteile größer, und die Konstruktion wird komplizierter. Ferner wird durch den in den Reibungskräften an dem Stift wirkenden Widerstand eine gleichmäßige Betätigung behindert. Zur Überwindung des Reibungswiderstandes ist ein größerer Auftrieb an dem Schwimmer erforderlich. Somit benötigt man einen größeren Auftrieb, wodurch jedoch die Abmessungen des Schwimmers größer werden und somit die Gesamtabmessungen der Vorrichtung größer werden.
In US-A-3 015 339 ist eine Kompressoraufladeeinrichtung beschrieben, welche mit einem weiteren Schnappmechanismus zum Betätigen des Umschaltventils ausgestattet ist. Der Schnappmechanismus weist zwei Winkelhebel auf, von denen einer mit einem Kolben und der andere mit dem Umschaltventil verbunden .ist. Beide Winkelhebel sind um ein und dieselbe Schwenkachse schwenkbeweglich gelagert. Die Winkelhebel sind mechanisch durch eine Blattfeder gekoppelt, welche zwischen zwei Ausnehmungen angeordnet ist, die in den Winkelhebeln ausgebildet sind. Um einen Abwälzeingriff in den benachbarten Seiten der Ausnehmungen sicherzustellen, sind beide Enden der Feder mit einem zylindrischen Lagerteil versehen. Bei einer Druckdifferenz an dem Kolben führt der erste Winkelhebel gegen den Widerstand der Blattfeder eine Drehbewegung aus, wodurch die Krümmung dieser Blattfeder vergrößert wird. Weil beide Enden der Feder der Schwenkachse eine Linie bilden, spannt sich die Feder schnell, wodurch der zweite Winkelhebel gedrückt wird. Durch diese Wirkung wird das Umschaltventil geöffnet oder geschlossen. Ein Nachteil bei der bekannten Schnappeinrichtung ist darin zu sehen, dass die Feder nicht optimal genutzt wird, da sie bei ihrer Betätigung über einen kleinen Abschnitt ihres Arbeitsbereiches übergebogen wird. Ferner werden besondere Lagerteile eingesetzt, welche die Reibung bei der Betätigung bis zu einem gewissen Maße reduzieren. Hierdurch wird die Konstruktion verkompliziert.
Im Hinblick auf die zuvor beschriebenen und dem Stand der Technik innewohnenden Schwierigkeiten zielt die Erfindung darauf ab, eine flüssigkeitskraftgesteuerte Zuführungsvorrichtung bereitzustellen, welche einen einfachen Aufbau mit weniger Bauteilen hat und die eine Betätigung des Umschaltventils mit einem kleineren Auftrieb des Schwimmers gestattet.
Nach der Erfindung wird hierzu eine flüssigkeitskraftgesteuerte Zuführungsvorrichtung bereitgestellt, deren Merkmale im Patentanspruch 1 angegeben sind. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen wiedergegeben.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der flüssigkeitskraftgesteuerten Zuführungsvorrichtung nach der Erfindung führt der Unterarm bei einer Bewegung des Schwimmers eine Schnappbewegung aus, um das Umschaltventil zu schalten, so dass in dem hermetischen Behälter gesammelte Flüssigkeit auf ähnliche Art und Weise wie bei der üblichen Vorrichtung verdrängt wird. Mit der Sammlung des Kondensats in dem hermetischen Behälter bewegt sich der Schwimmer nach oben, um den Schwimmerarm um die erste Welle in Verbindung mit einer Aufwärtsbewegung des Schwimmers zu verdrehen und das Festhalteelement bewirkt, dass die reversible Blattfeder in Form eines "S" gekrümmt wird und anschließend eine Umkehrbewegung ausführt. Bei der Umkehrbewegung der reversiblen Blattfeder führt der Unterarm eine Schnappbewegung aus und das Umschaltventil wird geschaltet.
Bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der flüssigkeitskraftgesteuerten Zuführungsvorrichtung nach der Erfindung führt der Unterarm bei einer Bewegung des Schwimmers eine Schnappbewegung zur Schaltung des Umschaltventils aus, durch die angesammelte Flüssigkeit aus dem hermetischen Behälter herausgedrückt wird. Die Ansammlung des Kondensats im hermetischen Behälter bewirkt, dass der Schwimmer sich nach oben bewegt, und den Schwimmerarm und die Welle verdrehen, wodurch bewirkt wird, dass der Federhalteabschnitt, welcher an dem Schwimmerarm ausgebildet ist, sich einer Linie zwischen der Welle und dem Federhalteabschnitt nähert, welcher an dem Unterarm ausgebildet ist. Beim Fortschreiten dieser Bewegung biegt sich die reversible Blattfeder weiter, um in Kontakt mit dem Festhalteelement zu kommen. Wenn der Schwimmer über eine spezielle Position hinaus eine Aufwärtsbewegung ausführt, kehrt die reversible Blattfeder die Wirkung um, um zu bewirken, dass der Federhalteabschnitt, welcher an dem Unterarm ausgebildet ist, auf die gegenüberliegende Seite bezogen auf die Ausgangsposition bezüglich der Linie eine Schnappbewegung ausführt, welche die Welle und den Federhalteabschnitt verbindet, welcher an dem Schwimmerarm ausgebildet ist. Als Folge hiervon bewegt sich die Ventilspindel-Betätigungsstange, um das Umschaltventil umzuschalten.
Da bei der Schnappeinrichtung, die bei der flüssigkeitskraftgesteuerten Zuführungsvorrichtung der Erfindung eingesetzt wird, der Federhalteabschnitt an dem Schwimmerarm und dem Unterarm ausgebildet ist, wird kein Lagerabschnitt zum drehbaren Lagern des Federhalteelements benötigt. Daher ist es möglich, die Anzahl der Bauteile zu reduzieren, wodurch sich die Konstruktion vereinfacht. Da ferner der Federhalteabschnitt keine Drehlagerung hat, kann die Vorrichtung sehr gleichmäßig arbeiten, und das Umschaltventil kann auf geeignete Weise unter großer Krafteinwirkung selbst bei einem geringen Auftrieb arbeiten, was bedeutet, dass man einen kleinen Schwimmer einsetzen kann.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin gilt:
Fig. 1 ist eine Teilansicht einer üblichen Schnappeinrichtung;
Fig. 2 ist eine Schnittansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform einer flüssigkeitskraftgesteuerten Zuführungsvorrichtung nach der Erfindung;
Fig. 3A-3C sind schematische Ansichten zur Verdeutlichung der reversiblen Arbeitsweise einer reversiblen Blattfeder nach Fig. 2;
Fig. 4 ist eine vergrößerte Schnittansicht längs der Linie D-D in Fig. 2;
Fig. 5 ist eine auseinandergezogene Darstellung der Schnappeinrichtung gemäß einer ersten bevorzugt Ausführungsform nach der Erfindung; und
Fig. 6 ist eine Schnittansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform einer flüssigkeitskraftgesteuerten Zuführungsvorrichtung nach der Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

In Fig. 2 hat die flüssigkeitskraftgesteuerte Zuführungsvorrichtung 1 gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung einen Schwimmer 3, ein Umschaltventil 4, eine Schnappeinrichtung 5 und ein Ventil 6 in einem hermetischen Behälter 2. Mit dem hermetischen Behälter 2 sind ein Körperabschnitt 7 und ein Abdeckabschnitt 8 mit Hilfe von Schrauben (nicht gezeigt) verbunden, und im Innern befindet sich ein Flüssigkeitsaufnahmeraum 10. Bei der bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 2 ist der Körperabschnitt 7 des hermetischen Behälters 2 lediglich ein Behälter. Die Bauteile bei der bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 2 sind alle an dem Abdeckabschnitt 8 des hermetischen Behälters 2 angebracht. Der Abdeckabschnitt 8 ist mit vier Öffnungen versehen: eine Arbeitsfluideinlassöffnung 11, eine Arbeitsfluidauslassöffnung 13, eine Einlassöffnung 16 für die zur Kraftbeaufschlagung dienende Flüssigkeit, und eine Auslassöffnung 17 für die zur Kraftbeaufschlagung dienende Flüssigkeit.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist im Innern des Arbeitsfluideinlasses 11 an einer Stelle im Innern des hermetischen Behälters 2 ein Arbeitsfluid-Zufuhrventil 20 angebracht, und im Innern der Arbeitsfluid-Auslassöffnung 13 ist ein Arbeitsfluid- Auslassventil 21 angebracht. Das Arbeitsfluid-Zufuhrventil 20 umfasst ein Ventilgehäuse 22, einen Ventilkopf 23 und eine Ventilhubstange 24. Das Ventilgehäuse 22 hat eine in Axialrichtung verlaufende Durchgangsöffnung. Das obere Ende der Durchgangsöffnung dient als ein Ventilsitz 25. Auf dem Zwischenabschnitt des Ventilgehäuses 22 sind vier Öffnungen 26 vorgesehen, welche eine Verbindung über die Öffnung im Flüssigkeitsaufnahmeraum 10 herstellen. Der Ventilkopf 23 ist eine halbkugelförmige Gestalt und ist an dem vorderen Ende der Ventilhubstange 24 vorgesehen. Das vordere Ende des Ventilgehäuses 22 des Arbeitsfluid-Zufuhrventils 20 ist in die Arbeitsfluid-Einlassöffnung 11 eingeschraubt. Der Ventilkopf 23 liegt auf der Seite der Arbeitsfluid-Einlassöffnung 11, die Ventilhubstange 24 ist über die Öffnung in dem Ventilgehäuse 22 auf der Seite des hermetischen Behälters 2 eingesetzt und bildet eine Verbindung mit einem Unterarm 42 der Schnappeinrichtung 5 über eine Welle 47.
Das Arbeitsfluid-Auslassventil 21 umfasst ein Ventilgehäuse 29, einen Ventilkopf 30 und eine Ventilhubstange 31. Das Ventilgehäuse 29 ist eine in axialer Richtung verlaufende Durchgangsöffnung, in welcher ein Ventilsitz 32 vorgesehen ist. Der Ventilkopf 30, welcher an dem vorderen Ende der Ventilhubstange 31 angebracht ist, kommt von unten her in Kontakt mit dem Ventilsitz 32, um hierdurch das Ventil zu öffnen und zu schließen. Die Ventilhubstange 31 ist mit dem Unterarm 42 der Schnappeinrichtung über die Welle 47 verbunden. Das Umschaltventil 4 umfasst somit sowohl das Arbeitsfluid-Zufuhrventil 20 als auch das Arbeitsfluid- Auslassventil 21. Wenn das Arbeitsfluid-Zufuhrventil 20 geöffnet ist, ist das Arbeitsfluid-Auslassventil 21 geschlossen, und wenn das Arbeitsfluid-Zufuhrventil 20 geschlossen ist, ist das Arbeitsfluid-Auslassventil 21 geöffnet.
Die Einlassöffnung 16 für die Zufuhr der Flüssigkeit zur Kraftbeaufschlagung liegt in der Nähe des Mittelteils des Abdeckabschnitts 8, und die Auslassöffnung 17 ist für die Flüssigkeit zur Kraftbeaufschlagung an einer Position vorgesehen, die an dem unteren Teil des hermetischen Behälters 2 angeordnet ist.
Der Schwimmer 3 ist mit Hilfe eines Trägers 36 über einen Krümmerarm 34 und eine erste Welle 35 gelagert. Die Schnappeinrichtung 5 ist an dem Träger 36 über die erste Welle 35 gelagert. Die Träger 36, 38 sind beide integral an dem Abdeckabschnitt 8 des hermetischen Behälters 2 mit Hilfe von Schrauben (nicht gezeigt) angebracht. Der Träger 36 ist aus zwei parallelen Platten zusammengesetzt, welche einander zugewandt sind, und er lagert die Wellen 39 und 40 und die erste Welle 35 mittels Lager 300. Die Wellen 39 und 40 dienen auch als Anschläge für die oberen und unteren Grenzwerte des Schwimmers 3. Der Träger 38 ist auch aus zwei parallelen Platten zusammengesetzt, die einander zugewandt sind, und er lagert eine Welle 41 und die zweite Welle 37. Die Welle 41 dient als ein Anschlag an dem Unterarm 42.
Die Schnappeinrichtung 5 umfasst einen Schwimmerarm 34, einen Unterarm 42 und eine reversible Blattfeder 43. Der Schwimmerarm 34 hat ein Ende, welches mit dem Schwimmer 3 verbunden ist, und eine andere Seite, welche drehbeweglich mit der ersten Welle 35 verbunden ist und eine auf- und abwärts gerichtete Kippbewegung um die erste Welle 35 ausführt. Der Schwimmerarm 34 hat an einer Seite einen Federhalteabschnitt 44, welcher nach oben weist und V-förmig vorsteht. Die linken und rechten Seiten des V-förmigen Abschnitts dienen als Festhalteelemente 45.
Der Unterarm 42 ist an der zweiten Welle 37 drehbeweglich gelagert, welche in Lagern 301 vorgesehen ist. Der Unterarm 42 ist an einer Seite in einem Federhalteabschnitt 46 ausgebildet, welcher nach unten weist und V-förmig vorspringt. Zwischen dem Federhalteabschnitt 44 und dem Federhalteabschnitt 46 ist eine gekrümmte reversible Blattfeder 43 angeordnet. Auch ist an einem Ende des Unterarms 42 die Welle 47 eingesetzt, die mit den unteren Enden der Hubstangen 24 und 31 verbunden sind.
Auf der Seite des Flüssigkeitsaufnahmeraums 10 der Auslassöffnung 17 für die zur Kraftbeaufschlagung dienende Flüssigkeit ist das Ventil 6 vorgesehen, welches ein zusammengesetztes Sitzventil ist. Das Ventil 6 umfasst obere und untere Gehäuseteile 61, 62, obere und untere Ventilkörper 63 und eine Ablaufventilwelle 64. Das obere Ventilgehäuse 61 und das untere Ventilgehäuse 62 sind mit Hilfe von Schrauben (nicht gezeigt) fest miteinander verbunden, und das obere Ventilgehäuse 61 ist fest an dem Abdeckabschnitt 8 mit Hilfe von Schrauben (nicht gezeigt) angebracht. Das obere Gehäuse ist mit einem oberen Ventilsitz 65 ausgebildet, und das untere Ventilgehäuse 62 ist mit einem unteren Ventilsitz 66 ausgebildet. Die oberen und unteren Ventilkörper 63 sind schwenkbeweglich mit der Ablaufventilwelle 64 über eine Welle 67 verbunden, und das obere Ende der Ablaufventilwelle 64 ist schwenkbeweglich mit einem Ende des Schwimmerarms 34 über eine Welle 68 verbunden. Die oberen und unteren Ventilkörper 63 bewegen sich nach unten, wenn sich der Schwimmer 3 nach oben bewegt, somit bewegen sie sich von den oberen und unteren Ventilsitzen 65 und 66 weg, um eine kommunizierende Verbindung von Flüssigkeitsaufnahmeraum 10 und Auslassöffnung 17 für die zur Kraftbeaufschlagung dienende Flüssigkeit herzustellen. Die oberen und unteren Ventilkörper 63 bewegen sich nach oben, wenn sich der Schwimmer 3 nach unten bewegt, somit kommen sie zur Sitzauflage an den oberen und unteren Ventilsitzen 65 und 66, um den Flüssigkeitsaufnahmeraum 10 von der Auslassöffnung 17 für die zur Beaufschlagung dienende Flüssigkeit zu sperren.
Nachstehend wird nunmehr die Arbeitsweise der ersten bevorzugten Ausführungsform der flüssigkeitskraftgesteuerten Zuführungsvorrichtung unter Bezugnahme auf eine Reihe von Arbeitsvorgängen näher erläutert, bei denen Dampf als ein Arbeitsfluid eingesetzt wird. Zuerst ist der externe Anschluss der flüssigkeitskraftgesteuerten Zuführungsvorrichtung 1 mit der Arbeitsfluid-Einlassöffnung 11 mit der Hochdruck-Dampfquelle verbunden, und auf der Seite der Arbeitsfluid- Auslassöffnung 13 ist eine Verbindung mit den Dampfregulationsleitungen vorhanden. Die Einlassöffnung 16 für die zur Kraftbeaufschlagung dienende Flüssigkeit ist mit einem Verbraucher, wie einer dampfnutzenden Vorrichtung, über ein Rückschlagventil (nicht gezeigt) verbunden, welches sich in Richtung zu dem Flüssigkeitsaufnahmeraum 10 öffnet. Die Auslassöffnung 17 für die zur Kraftbeaufschlagung dienenden Flüssigkeit ist mit den Teilen, einem Warmwasserbereiter oder dergleichen, über ein Rückschlagventil (nicht gezeigt) für die Flüssigkeitskraftbeaufschlagung verbunden, welches sich von dem Flüssigkeitsaufnahmeraum 10 in Richtung nach außen öffnet.
Wenn in dem Flüssigkeitsaufnahmeraum 10 der flüssigkeitskraftgesteuerten Zuführungsvorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform kein Kondensat vorhanden ist, befindet sich der Schwimmer 3, der in Fig. 2 gezeigten untersten Position. Zu diesem Zeitpunkt ist das Arbeitsfluid-Zufuhrventil 20 im Umschaltventil 4 geschlossen, während das Auslassventil 21 offen ist. Das Ventil 6 ist in diesem Zustand geschlossen. Wenn in dem Verbrauch Kondensat erzeugt wird, wie beispielsweise in der Dampf nutzenden Vorrichtung, fließt das Kondensat durch die Einlassöffnung 16 für die zur Dampfbeaufschlagung dienende Flüssigkeit 1 in die flüssigkeitskraftgesteuerte Zuführungsvorrichtung nach unten und sammelt sich in dem Flüssigkeitsaufnahmeraum 10.
Wenn der Schwimmer 3 mit dem Sammeln des Kondensats in dem Flüssigkeitsaufnahmeraum 10 sich nach oben bewegt, führt der Schwimmerarm 34 im Uhrzeigerrichtung an dem Mittelabschnitt der Welle 35 eine Drehbewegung aus, und die Welle 68, die mit dem Ablaufventilschaft 64 verbunden ist, bewegt sich nach unten. Die oberen und unteren Ventilkörper 63 bewegen sich durch die Bewegung der Ablaufventilwelle 64 nach unten, und das Ventil 6 wird geöffnet.
Die Schnappeinrichtung 5 wirkt zusammen mit der in Uhrzeigerrichtung gerichteten Drehbewegung des Schwimmerarms 34, dass die linke Seite des Festhalteteils 45 in Kontakt mit der reversiblen Feder 43 kommt (siehe Fig. 3A) um zu bewirken, dass die reversibler Plattfeder 43 bei einer S-förmigen Gestalt gekrümmt wird (siehe Fig. 3B). Eventuell kann dies dazu führen, dass die reversible Blattfeder 43 eine Umkehrbewegung ausführt (Fig. 3C). Bei dieser Umkehrung der reversiblen Plattfeder 43 dreht sich der Unterarm 42 gegen Uhrzeigerrichtung, so dass die Welle 47 nach oben schnappt. Als Folge hiervon bewegen sich die Hubstangen 24 und 31, die mit der Welle 47 verbunden sind, nach oben, so dass das Arbeitsfluid-Zufuhrventil 20 geöffnet und das Arbeitsfluid-Auslassventil 21 geschlossen wird.
Wenn die Arbeitsfluid-Einlassöffnung 11 offen ist, wird Hochdruck-Dampf in den hermetischen Behälter 2 eingeleitet, um den Innendruck zu erhöhen. Das im Flüssigkeitsaufnahmeraum 10 gesammelte Kondensat wird durch den Dampf- Druck unter Druck gesetzt, zu dem externen Boiler oder der wärmenutzenden Einrichtung über ein Rückschlagventil (nicht gezeigt) von der Auslassöffnung 17 für die zur Kraftbeaufschlagung dienenden Flüssigkeit abgegeben.
Bei der Ausgabe des Kondensats bewegt sich der Wasserpegelstand in dem Kondensataufnahmeraum 10 nach unten, und der Schwimmer 3 führt eine Bewegung nach unten aus. Der Schwimmerarm 34 dreht sich entgegen der Uhrzeigerrichtung an dem Mittelteil der ersten Welle 35, und die Welle 68, welche mit Rücklaufventilwelle 64 verbunden ist, und bewegt sich nach oben. Die Ventileinrichtung 6 wird somit geschlossen.
Die Schnappeinrichtung 5 bewirkt bei einer gegen Uhrzeiger gerichteten Drehbewegung des Schwimmerarms 34, dass die rechte Seite des Festhalteelements 45 in Kontakt mit der reversiblen Blattfeder 43 kommt, um zu bewirken, dass die reversible Blattfeder 43 in Form einer gestürzt S-förmigen Gestalt gekrümmt wird und die reversible Blattfeder 43 wieder einen Umkehrzustand einnimmt. Durch diese Umkehrung der reversiblen Blattfeder 43 dreht sich der Unterarm 42 in Uhrzeigerrichtung, so dass die Welle 47 nach unten schnappt. Als Folge hiervon bewegen sich die Hubstangen 24 und 31, welche mit der Welle 47 verbunden sind, nach unten, so dass das Arbeitsfluid-Zufuhrventil 20 geschlossen und das Arbeitsfluid-Auslassventil 21 geöffnet wird.
Fig. 6 ist eine Schnittansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform einer flüssigkeitskraftgesteuerten Zuführungsvorrichtung nach der Erfindung. Bei der Ausführungsform nach Fig. 6, sind jene Merkmale, die gemeinsam mit den Merkmalen bei der ersten bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 1 vorgesehen sind, mit denselben Bezugszeichen versehen. In Fig. 6 hat die flüssigkeitskraftgesteuerte Zuführungsvorrichtung 1 einen Schwimmer 3, ein Umschaltventil 4 und eine Schnappeinrichtung 5, welche alle in einem hermetischen Behälter 2 vorgesehen sind. Zur nacheinanderfolgenden Erläuterung dieser Teile sei zu erwähnen, dass der hermetische Behälter 2 einen Körperabschnitt 7 und einen Abdeckabschnitt 8 umfasst, welcher mit Hilfe von Schrauben (nicht gezeigt) miteinander verbunden sind, in dessen Innenraum ein Flüssigkeitsaufnahmeraum 10 gebildet wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 6 ist der Körperabschnitt 7 des hermetischen Behälters 2 lediglich ein Behälter. Die jeweiligen Bauteile der bevorzugten Ausführungsform sind in dem Abdeckabschnitt 8 des hermetischen Behälters 2 angebracht. Der Abdeckabschnitt 8 ist mit vier Öffnun- Wenn das Arbeitsfluid-Zufuhrventil 20 geöffnet ist, ist das Arbeitsfluid- Auslassventil 21 geschlossen, und wenn das Arbeitsfluid-Zufuhrventil 20 geschlossen ist, ist das Arbeitsfluid-Auslassventil 21 geöffnet.
Die Einlassöffnung 16 für die zur Kraftbeaufschlagung dienende Flüssigkeit liegt näher an dem Mittelteil des Abdeckabschnitts 8, und die Auslassöffnung 17 für die zur Kraftbeaufschlagung dienende Flüssigkeit ist an einer Position angeordnet, die dem unteren Teil des hermetischen Behälters 2 zugeordnet ist.
Der Schwimmer 3 ist mittels eines Trägers 36 über einen Schwimmerarm 34 und eine hin- und hergehend bewegliche Welle 35 bzw. eine Kippwelle gelagert. Die Schnappeinrichtung 5 ist an dem Träger 36 über die Welle 200 gelagert. Der Träger 36 ist integral im Abdeckabschnitt 8 des hermetischen Behälters 2 angebracht. Der Träger 36 ist aus zwei parallelen Platten zusammengesetzt, welche einander zugewandt sind und die Welle 200 und die Kippwelle 35 lagern. Die Welle 200 dient als ein Anschlag für die Ventilspindel-Betätigungsstange 28.
Die Schnappeinrichtung 5 umfasst einen Schwimmerarm 34, einen Unterarm 42 und eine reversible Blattfeder 43. Der Schwimmerarm 34 ist von oben aus gesehen etwa U-förmig ausgebildet und hat zwei parallele Platten. Ein Federhalteabschnitt 44 ist an dem linken Ende ausgebildet, an welchem diese Platten miteinander verbunden sind. Der Federhalteabschnitt 44 hat nach Fig. 6 eine etwa V- förmige Gestalt, und der Schwimmer 3 ist an diesem Ende mit dem Schwimmerarm 34 verbunden. Der Schwimmer 3 übt eine hin- und hergehende auf- und abwärtsgerichtete Bewegung in dem Mittelbereich der Kippwelle 35 aus.
Auf der Kippwelle 35 ist der mittlere Teil des Unterarms 42 drehbar gelagert. Der Unterarm 42 umfasst zwei parallele Platten und hat somit einen etwa V-förmigen Querschnitt an einem Ende der jeweiligen parallelen Platte. Diese Seite des Unterarms 42 bildet einen Federhalteabschnitt 46. Die oberen und unteren Teile des V-förmigen Querschnitts bilden Festhalteteile. Zwischen dem Federhalteabschnitt 46 und dem Federhalteabschnitt 44 ist eine gekrümmte, reversible Blattfeder 43 angeordnet. Auch am anderen Ende des Unterarms 42 ist eine Welle 47 eingesetzt, die über das untere Ende der Ventilspindel-Betätigungsstange 28 verbunden ist.
Nunmehr soll die Arbeitsweise der bevorzugten Ausführungsform der flüssigkeitskraftgesteuerten Zuführungsvorrichtung 1 nach Fig. 6 anhand einer Reihe von Arbeitsabläufen erläutert werden, bei denen Dampf in ein Arbeitsfluid eingesetzt wird. Zuerst ist die flüssigkeitskraftgesteuerte Zuführungsvorrichtung 1 extern an eine Leitung angeschlossen und auf der Seite der Arbeitsfluid- Einlassöffnung 11 mit einer Hochdruck-Dampfquelle verbunden. Auf der Seite der Arbeitsfluid-Auslassöffnung ist die Vorrichtung mit einer Dampfumwälzleitung verbunden. Die Einlassöffnung 16 für die zur Kraftbeaufschlagung dienende Flüssigkeit ist mit einem Verbraucher, wie einer dampfnutzenden Einrichtung, über ein Rückschlagventil (nicht gezeigt) verbunden, welches sich in Richtung zu dem Flüssigkeitsaufnahmeraum 10 öffnet. Die Auslassöffnung 17 für die zur Kraftbeaufschlagung dienende Flüssigkeit ist mit einem Warmwasserbereiter oder dergleichen über ein Rückschlagventil (nicht gezeigt) verbunden, welches sich von dem Flüssigkeitsaufnahmeraum 10 in Richtung nach außen öffnet.
Wenn in dem Flüssigkeitsaufnahmeraum 10 der flüssigkeitskraftgesteuerten Zuführungsvorrichtung 1 gemäß der bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 6 kein Kondensat vorhanden ist, nimmt der Schwimmer 3 die Bodenposition nach Fig. 6 ein. Zu diesem Zeitpunkt ist das Arbeitsfluid-Zufuhrventil 20 in dem Umschaltventil 4 geschlossen, wenn das Arbeitsfluid-Auslassventil 21 offen ist. Wenn Kondensat in dem Verbraucher erzeugt wird, wie z. B. in der dampfnutzenden Einrichtung, strömt das Kondensat durch die Einlassöffnung 16 für die zur Kraftbeaufschlagung dienende Flüssigkeit zu der flüssigkeitskraftgesteuerten Zuführungsvorrichtung 1 und sammelt sich in dem Flüssigkeitsaufnahmeraum 10.
Wenn der Schwimmer 3 bei dem Sammeln des Kondensats in dem Flüssigkeitsaufnahmeraum 10 eine Bewegung nach oben ausführt, dreht sich der Schwimmerarm 34 in Uhrzeigerrichtung auf dem Mittelteil der Welle 35, bis die Achse des Schwimmerarms 34 mit der Achse des Unterarms 42 eine Linie bildet. Bei dem Fortgang dieser Bewegung biegt sich die reversible Blattfeder 43 ferner in Kontakt mit dem oberen Festhalteelement der Federhalter 44 und 46, so dass sie weiter verformt wird. Wenn sich der Schwimmer 3 weiter nach oben bewegt, bis die Achse des Schwimmerarms 34 die Achse des Unterarms 42 überschreitet, kehrt die reversible Blattfeder 43 um, wodurch ermöglicht wird, dass der Unterarm 42 eine Drehbewegung entgegen der Uhrzeigerrichtung ausführen kann und die Welle 47 nach oben schnappt. Im Bodenbereich bewegt sich die Ventilspindel-Betätigungsstange 28, welche mit der Welle 47 verbunden ist, nach oben, um hierdurch das Arbeitsfluid-Zufuhrventil 20 zu öffnen und das Arbeitsfluid- Auslassventil 21 zu schließen.
Mit dem Öffnen der Arbeitsfluid-Einlassöffnung 11 tritt Hochdruck-Dampf in den hermetischen Behälter 2 ein, und in dem Behälter fängt der Druck an, das Kondensat in den Flüssigkeitsaufnahmeraum 10 unter Druck zu setzen. Hierdurch wird das Kondensat über die Auslassöffnung 17 für die zur Kraftbeaufschlagung dienende Flüssigkeit zu einer außenliegenden Warmwasseraufbereitungseinrichtung oder einem Abwärmerückgewinnungssystem über ein Rückschlagventil (nicht gezeigt) ausgegeben.
Mit der Ausgabe des Kondensats bewegt sich der Wasserpegel in den Kondensataufnahmeraum 10 nach unten und der Schwimmer 3 führt eine Bewegung nach unten aus. Der Schwimmerarm 34 führt eine Drehbewegung entgegen der Uhrzeigerrichtung auf dem Mittelteil der Kippwelle 35 aus, bis die Achse des Schwimmerarms 34 mit der Achse des Unterarms 42 fluchtet. Bei fortschreitender Bewegung biegt sich die reversible Blattfeder 43 weiter in Kontakt mit dem unteren Festhalteelement der Federhalter 44 und 46. Bei einer weiter nach unten gerichteten Bewegung des Schwimmers 3 überschreitet die Achse des Schwimmerarms 34 die Achse des Unterarms 42, und dann kehrt die reversible Blattfeder 43 ihre Wirkung um, um den Unterarm 42 in Uhrzeigerrichtung zu drehen. Hierbei schnappt die Welle 47 nach unten. Folglich bewegt sich die Ventilspindel- Betätigungsstange 28, welche mit der Welle 47 verbunden ist, nach unten, das Arbeitsfluid-Zufuhrventil 20 wird geschlossen und das Arbeitsfluid-Auslassventil 21 wird geöffnet. Die flüssigkeitskraftgesteuerte Vorrichtung nach der Erfindung gemäß der voranstehenden Beschreibung hat weniger Abstützstellen, daher ist ein reibungsbedingter Kraftverlust reduziert. Da ferner die Konstruktion einfach ist, lässt sich eine gleichmäßige Bewegung und ein effizienter Leistungsbetrieb des Umschaltventils ermöglichen, so dass sich die Vorrichtung zuverlässig unter Einsatz eines relativ kleinen Schwimmers betreiben lässt.
Aus der voranstehenden Beschreibung kann der Fachmann Weiterentwicklungen, Änderungen und Modifikationen vornehmen, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.

Claims

1. Flüssigkeitskraftgesteuerte Zuführungsvorrichtung, welche folgendes aufweist:

einen Behälter (2), welcher folgendes aufweist:

eine Arbeitsfluideinlassöffnung (11), eine Arbeitsfluidauslassöffnung (13), eine Flüssigkeitseinlassöffnung (16) und eine Flüssigkeitsauslassöffnung (17);

einen Schwimmer (3);

ein Umschaltventil (4), wobei das Umschaltventil (4) folgendes aufweist:

ein Arbeitsfluid-Zufuhrventil (20)

eine Arbeitsfluideinlassöffnung (11) und ein Arbeitsfluidauslassventil (21) an der Arbeitsfluidauslassöffnung (13), wobei das Arbeitsfluidzufuhrventil (20) die Arbeitsfluideinlassöffnung (11) öffnet, wenn das Arbeitsfluidauslassventil (21) die Arbeitsfluidauslassöffnung (13) schließt und das Arbeitsfluidzufuhrventil (20) die Arbeitsfluideinlassöffnung (11) schließt, wenn das Arbeitsfluidauslassventil (21) die Arbeitsfluidauslassöffnung (13) öffnet; und

eine Schnappeinrichtung (5), wobei die Schnappeinrichtung (5) folgendes aufweist:

einen Schwimmerarm (34), welcher schwenkbeweglich in dem Behälter (2) vorgesehen ist, einen Unterarm (42), welcher schwenkbeweglich in dem Behälter (2) vorgesehen ist, einen ersten Federhalteabschnitt (44), welcher an dem Schwimmerarm (34) ausgebildet ist, einen zweiten Federhalteabschnitt (46), welcher an dem Unterarm (42) ausgebildet ist, eine reversible Feder (43), welche zwischen den ersten und den zweiten Federhalteabschnitten (44, 46) angeordnet ist, wobei der Schwimmer (3) dem Schwimmerarm (34) des Umschaltventils (4) im Unterarm (42) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die reversible Feder (43) eine Blattfeder ist.

2. Flüssigkeitskraftgesteuerte Zuführungsvorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner folgendes aufweist:

ein Ventil (6) in der Flüssigkeitsauslassöffnung (17), wobei das Ventil (6) in der Flüssigkeitsauslassöffnung (17) mit dem Schwimmerarm (34) verbunden ist.

3. Flüssigkeitskraftgesteuerte Zuführungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Schwimmerarm (34) und der Unterarm (42) um eine gemeinsame Welle (35) eine Schwenkbewegung ausführen.

4. Flüssigkeitskraftgesteuerte Zuführungsvorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Welle (35) eine Kippwelle ist, welche in dem hermetischen Behälter (2) gelagert ist.

5. Flüssigkeitskraftgesteuerte Zuführungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der erste Federhalteabschnitt (44) an dem Schwimmerarm (34) an einer Stelle beabstandet von der Kippwelle (35) ausgebildet ist und der zweite Federhalteabschnitt (46) an dem Unterarm (42) an einer Stelle entfernt von dem Kipphebel (35) ausgebildet ist.

6. Flüssigkeitskraftgesteuerte Zuführungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der das Umschaltventil (4) mit dem Unterarm (42) über eine Ventilspindel-Betätigungsstange (28) verbunden ist.

7. Flüssigkeitskraftgesteuerte Zuführungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Schwimmerarm (34) eine Schwenkbewegung um eine erste Welle (35) ausführt, und der Unterarm (42) eine Schwenkbewegung um eine zweite Welle (37) parallel zu der ersten Welle (35) ausführt.

8. Flüssigkeitskraftgesteuerte Zuführungsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der die ersten und die zweiten Wellen (35, 37) im Behälter (2) gelagert sind.

9. Flüssigkeitskraftgesteuerte Zuführungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, welche ferner folgendes aufweist:

ein Festhalteteil (45) zum Umkehren der reversiblen Blattfeder (43) durch Begrenzen der Krümmung der reversiblen Blattfeder (43)

10. Flüssigkeitskraftgesteuerte Zuführungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der erste Federhalteabschnitt (44) einen V-förmigen Abschnitt aufweist, welcher als Festhalteelemente (45) für die Blattfeder (43) dient.

11. Flüssigkeitskraftgesteuerte Zuführungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der zweite Federhalteabschnitt (46) einen V-förmigen Abschnitt aufweist, welcher als Festhalteelemente (45) für die Blattfeder (43) dient.