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Durch Unterschiede von Flüssigkeitsspiegeln gesteuerte Schaltvorrichtung
Um Schaltvorgänge in Abhängigkeit von Unterschieden zwischen Flüssigkeitsspiegeln
auszulösen oder zu unterbrechen, sind eine Reihe von Vorrichtungen bekannt geworden.
Beispielsweise sind derartige Vorrichtungen für die selbsttätige Regelung der Kratzer
von Rechen in Kläranlagen und Kraftwerken sowie für Regulierschieber, Schleusentore
o. dgl. geschaffen worden, um eine Regelung in Abhängigkeit von den von ihnen beeinflußten
Wasserständen herbeizuführen. Alle diese bekannten Anordnungen besitzen den Mangel
einer verhältnismäßig verwickelten Bauart, so daß besonders im Hinblick auf die
meist rauhen Betriebsbedingungen die Anfälligkeit derartiger Einrichtungen für Störungen
verhältnismäßig groß ist. Gerade bei derartigen Steuervorrichtungen ist aber absolute
Betriebssicherheit eine der wesentlichsten Voraussetzungen, um ihre Anwendbarkeit
überhaupt zu ermöglichen. Eine solche wesentliche Steigerung der Betriebssicherheit
wird auf Grund einer Vereinfachung der Baüartdurch die Erfindung erreicht. Es ist
bereits vorgeschlagen worden, bei durch Unterschiede von Flüssigkeitsspiegeln gesteuerten
Schaltvorrichtungen den beiden Flüssigkeitsspiegeln je einer Schwimmer zuzuordnen
und beide Schwimmer durch einen von einer Gegenkraft beeinflußten Seilzug miteinander
zu kuppeln. Die Bauart dieser Anordnung ist verhältnismäßig verwickelt und die für
die Schaltung zur Verfügung stehenden Stellkräfte sind, da die Schwimmer ihren Flüssigkeitsspiegel
im wesentlichen frei folgen und daher die Seilspannungen .gleichbleiben, nur gering,
so daß sie nicht ausreichen, den Federdruck im Schalter zu überwinden und den Sc
haltvorgang .in einer genau vorbestimmten Differenzstellung der Schwimmer bzw. der
zugehörigen Wasserspiegel auszulösen.
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Die Erfindung besteht darin, daß durch verschieden starkes Ausheben
der Schwimmer aus der Flüssigkeit mittels des Seilzuges in diesem Spannungsänderungen
hervorgerufen werden, die zur Steuerung des Schaltvorganges dienen. Im Gegensatz
zu der bekannten
Anordnung, bei welcher, wie dargelegt, die Schwimmer
ihrem Flüssigkeitsspiegel frei folgen, ergibt die Erfindung einen neuen Wirkungsgrundsatz,
der darin besteht, daß die Änderung eines Flüssigkeitsspiegels stets eine Bewegung
beider Schwimmer zur Folge hat und diese Bewegung mit entgegengesetzt gleichen Auftriebsänderungen
der Schwimmer verbunden ist, so daß bei Änderungen des Flüssigkeitsspiegels Spannungsänderungen
in den Kraftübertragungsleitungen der Schwimmer auftreten.
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Hierdurch werden .die Regelungsmöglichkeiten gegenüber dem Stande
der Technik erheblich erweitert, die Verstellkräfte werden groß und die Auslösung
des Schaltvorganges kann bei einem genau vorbestimmten Betriebszüstäa id herbeigeführt
werden. Die Einzelteile der Vorrichtung, wie Laufrollen, Hebel, Gewichte und Verstellglieder,
werden in ihrer-Zahl auf ein Mindestmaß beschränkt, so daß die Vorrichtung nicht
nur billiger, sondern auch betriebssicherer ist als die bekannten Anordnungen.
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Eine besonders einfache und zweckmäßige Ausführüngsförm ergibt sich
dadurch, däß die beiden Schwimmer durch je einen Seilzug ein gemeinsames Gegengewicht
tragen und in den Seilzug des einen Schwimmers eine bewegliche Rolle eingesetzt
ist, die von dem Seilzug des zweiten Schwimmers unbeeinfiußt ist und durch deren
Verstellung auf Grund einer zunehmenden oder abnehmenden Spannung .des Seiles .des
ersten Schwimmers der Schaltvorgang ausgelöst wird.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise an einer Schaltvorrichtung
für die Kratzer von Rechen in Kläranlagen, Kraftwerken o. dgl. veranschaulicht,
und zwar zeigt:. " " Fig. i schematisch die Gesamtanordnung einer Vorrichtung nach
der Erfindung, Fig.2 eine Seitenansicht des eigentlichen Schalters in vergrößertem
Maßstabe, Fig. 3 eine Draufsicht nach Fig.2.
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In Fig. i ist A-A der Wasserspiegel des Oberwassers, B-B der Wasserstand
des Unterwassers. In je einen Schacht ist ein Oberwasserschwimmer i und ein Unterwasserschwimmer-:2
geführt. Der Schwimmer i trägt mittels eines über eine Rolle q. geführten Seiles
3 _ ein Gegengewicht 5. An das gleiche Gegengewicht ist mittels eines Seiles 6 auch
der Unterwasserschwimmer 2 angeschlossen, das Sei16 läuft hierbei durch eine .zweite
Seilnut der Rolle q..
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Die Umlenkrolle 7 des Seiles 6 ist nicht feststehend, sondern am Ende
eines- um einen Punkt 8 ,schwenkbaren doppelarmigen Hebels 9" angeordnet. Dieser
Hebel trägt ein Gegengewicht io (Fig. 3) und ist daher bestrebt, sich in Fig. i
und 2 im Sinne des Uhrzeigers zu verschwenken. Die Rolle 7 wird also unter der Wirkung
des Gegengewichts io ständig gegen das Seil 6 gezogen :und wirkt auf diese Weise
als Spannrolle für dieses Seil.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Bei ausgeglichenen
Wasserständen taucht der Unterwasserschwimmer um eine bestimmte Strecke in das Unterwasser
ein, während der Oberwasserschwimmer um eine bestimmte Strecke aus .dem Oberwasser
herausragt. In diesem Zustande trägt der Unterwasserschwimmer sich selbst, während
das Gewicht des Oberwasserschwimrners zum größten Teil durch das Gegengewicht 5
ausgeglichen wird. Das Seil 6 ist daher entlastet, und die Rolle? befindet sich
in der in Fig. i mit ausgezogenen Linien dargestellten obersten Stellung.
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Steigen Unter- und Oberwasser um die gleiche Strecke, bleibt also
der Unterschied zwischen den beiden Flüssigkeitsspiegeln gleich, so läuft das Gewicht
5 .um den Betrag, um welchen sich beide Wasserstände gehoben haben, abwärts, während
sich an der Lage der Schwimmer zu den Flüssigkeitsspiegeln und an der Stellung der
Rolle 7 nichts ändert. Ebenso tritt in diesem Sinne keine.Änderung ein, wenn Ober-
und Unterwasserspiegel um die gleiche Strecke fallen. Steigt jedoch das Oberwasser
beispielsweise auf Grund einer beginnenden Verstopfung des Rechens. allein, so tritt
folgende Änderung des bestehenden Gleichgewichtszustandes ein: Der Oberwasserschwimmer
;beginnt zu schwimmen und der damit einsetzende Auftrieb übernimmt einen Teil des
Gewichtes des Oberwasserschwimmers unter entsprechender Entlastung des Seilzuges
in dem Seil 3. Die damit gestörten Gleichgewichtsverhältnisse bedingen, daß der
Anteil des Gewichts, -um welchen der Oberwasserschwimmer durch seinen Auftrieb leichter
geworden ist, nunmehr von dem Unterwasserschwimmer übernommen werden .muß, um, das
Gegengewicht 5 zu tragen. , Infolgedessen wird der Untervfasserschwimmer um einen
bestimmten Betrag aus dem Wasser herausgehoben, wodurch eine entsprechende Vergrößerung
des Seilzuges in dem Seil 6 auftritt. Dieser vergrößerte Seilzug bewirkt bei Erreichen
eines bestimmten Höchstbetrages, daß die Rolle 7 in die in Fig. i mit gestrichelten
Linien dargestellte Stellung 7' herabgezogen wird, wodurch gleichzeitig eine entsprechende
Verschwenkung des Hebels 9 entgegen dem. Sinn des Uhrzeigers eintritt.
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Die Schwenkbewegung des Hebels 9 wird zur Betätigung eines elektrischen
Schalters
benutzt, durch welchen der Antrieb des Kratzers des- Rechens
eingeschaltet wird. Die Bewegung des Hebels 9 erfolgt nicht gegen das gleichbleibende
Momentdes Spannrollengewichtes io, welches von sich aus keine Auftriebsänderung
der Schwimmer zu erzeugen in der Lage-wäre, sondern gegen den Widerstand, den der
Elektroschalter durch seine Feder seiner Einschaltung entgegensetzt.
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Fällt nun der Oberwasserspiegel durch die Reinigung des Rechens mittels
des. Kratzers, so taucht der Oberwasserschwirnmer wieder aus dem Oberwasser auf,
während der Unterwasserschwimmer eintaucht. Infolge Entspannung des Seiles 6 kann
nunmehr die Rolle 7 wieder unter der Wirkung des Gegengewichts io aufwärts gehen.
Da hierbei auch der Hebel 9 in seine Ausgangslage zurückkehrt, findet eine Abschaltung
des Kratzerantriebes statt. Dieses Spiel wiederholt sich selbsttätig., Fig. z und
3 zeigen eine praktische Ausführungsform der durch den Seilzug gesteuerten Schaltvorrichtung.
Der Hebel 9 ist an seinem freien Ende mit einem gabelförmigen Anschlag ii versehen,
mittels dessen er eine Steuerrolle 12, des Schalthebels 13 des elektrischen Schalters
14. umschließt. Auf diese Weise wird die Bewegung des Hebels 9 auf den Schalter
übertragen.
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Das mit dem Hebel 9 verbundene Anschlagstück 15 legt sich in der höchsten
und in der tiefsten Stellung der Rolle 7 gegen das Traggestell der Vorrichtung und
begrenzt auf diese Weise den Hub des Hebels 9.
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Steht für die Unterbringung der Vorrichtung weniger Platz zur Verfügung,
als für das freie Absinken des Gewichts 5 erforderlich ist, so läßt sich der Hub
dieses Gewichts dadurch verkürzen, daß die Enden der Seile 3 und 6 nicht mit dem
Gewicht, sondern mit einem Festpunkt verbunden werden. Das Gewicht 5 wird dann mittels
einer Rolle auf die Seile gehängt, wodurch der Hub des Gewichts auf die Hälfte herabgesetzt
wird. Durch die Verwendung weiterer Rollen nach dem Grundratz des Flaschenzuges
läßt sich der Hub gewünschtenfalls noch weiter herabsetzen. -Es ist naturgemäß nicht
erforderlich, daß wie bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die Änderung des
Seilzuges nur des einen Schwimmers für den Schaltvorgang verwendet wird, vielmehr
kann beispielsweise auch die Spannungsänderung in den Kraftübertragungsseilen beider
Schwimmer ausgenutzt werden.-Zu diesem Zwecke kann beispielsweise ein zweiarmiger
Hebel Verwendung finden, der um seinen mittleren Teil schwenkbar ist und an beiden
Enden Rollen trägt, über welche die beiden Schwimmerseile in der gleichen Weise
geführt sind; wie es bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel hinsichtlich des
Seiles eines der beiden Schwimmer der Fall ist. Die Schwenkung des Hebels dient
dann wiederum für die Betätigung des Schalters.