-
Durch Unterschiede von Flüssigkeitsspiegeln gesteuerte Schaltvorrichtung
Durch Unterschiede von Flüssigkeitsspiegeln gesteuerte Schaltvorrichtungen sind
bekannt, bei welchen den beiden Flüssigkeitsspiegeln je ein Schwimmer zugeordnet
ist und beide Schwimmer durch einen von einer Gegenkraft beeinflußten Stellung miteinander
gekuppelt sind.
-
Der Gegenstand des Hauptpatents besteht darin, daß durch verschieden
starkes Ausheben der Schwimmer aus der Flüssigkeit mittels des Seilzuges in diesen
Spannungsänderungen hervorgerufen werden, die zur Steuerung des Schaltvorganges
dienen.
-
Bei der Einrichtung nach dem Hauptpatent ändern sich die Seilspannungen
stetig mit dem Steigen bzw. Fallen des Unterschiedes in der Höhe der Flüssigkeitsspiegel,
d. h. also mit der Höhe des Überstaues. So kann beispielsweise beim Höchststau die
Höchstspannung in dem der Schaltung dienenden Seilzug, beim Mindeststau die kleinste
Seilspannung gegeben sein. Die Größe der Seilspannung und die Höhe der Schwimmer
sind also bei der Vorrichtung nach dem Hauptpatent von der Größe des Unterschiedes
zwischen den Flüssigkeitsspiegeln abhängig. Sie nehmen proportional diesem Unterschiede
zu, so daß bei großen Spiegelunterschieden das für die Auslösung des Schaltvorganges
erforderliche Maß der Seilspannung überschritten wird, wodurch eine entsprechend
stärkere Bemessung der Seile und aller Einzelteile erforderlich ist.
-
Durch die Erfindung wird der Gegenstand des Hauptpatents in der Weise
verbessert, daß diese nachteilige Abhängigkeit beseitigt wird. Hierdurch wird es
ermöglicht, die Schwimmer, Seile, Rollen usw. den für die Durchführung der Schaltung
erforderlichen g e ringen Verstellkräften anzupassen und dennoch große Spiegelunterschiede
zu bewältigen, so daß Anwendungsbereich, Wirtschaftlichkeit und Betriebssicherheit
des Gegenstandes des Hauptpatents vergrößert werden.
-
Die Erfindung besteht darin, daß der eine Schwimmer mit dem zugehörigen
Flüssigkeitsspiegel nur zum Zeitpunkte der Schaltung steuernd zusammenwirkt, v.
ährend der
iibrigen Betriebszustände sich jedoch ganz. außerhalb
oder ganz innerhalb der 'Flüssig-],zeit befindet.
-
Der Schwimmer erfährt also lediglich im Bereich des Schaltzeitpunktes
eine Auftriebsänderung und ruft dementsprechend lediglich zu diesem Zeitpunkte eine
Änderung der Seilspannung hervor. Durch rechnerisch leicht zu ermittelnde Bemessung
der Gröle und des Auftriebes der Schwimmer und ihres Gegengewichts sowie durch eine
entsprechende Bemessung der Seillängen 1ä ßt sich die Anordnung leicht so herstellen
und einregeln, dar die auftretenden Seilspannungen unter Berücksichtigung der Überwindung
der auftretenden Reibungskräfte nicht unnötig viel größer sind, als die bei der
Schaltung zu Überwindenden Kräfte.
-
In der Zeichnung ist die Erfindung an zw.2i Ausführungsbeispielen
veranschaulicht, und zwar zeigen: Fig. i bis 3 eine Steuerung einer Schleusentorschaltung
am Oberhaupt einer Kammerschleuse in drei verschiedenen Betriebszuständen.
-
Fig. 4. bis (i eine entsprechende Schleusentorschaltung für das Unterhaupt
einer Kaminerschleuse.
-
Fig. ; und 8 eine Beschickungsvorrichtung ini entleerten und gefüllten
Zustande.
-
Die Bezugszeichen der Zeichnungen stiminen mit dein Bezugszeichen
der entsprechenden Teile in den Zeichnungen des Hauptpatents überein.
-
Bei dein Ausführungsbeispiel nach Fig. i bis 6 bestellt die Aufgabe,
die Schleusentore bei Spiegelausgleich elektrisch zu öffnen, bei bestehendem Spiegelunterschied
jedoch durch Unterbrechung des Stromkreises die Öffnung zu verhindern.
-
Bei der Anordnug nach Fig. i bis 3 ist 16 das Schleusentor auf der
Oberhauptseite einer Kammerschleuse. Der Oberwasserschwilnmer i taucht in das Oberwasser,
das n'tlr in gewissen Grenzen Schwankungen unterworfen ist.
-
Das Seil 3 des Oberwasserschwimmers i lauft über eine feststellende
Rolle d. und ist mit dem Gegengewicht @ verbunden, an welches auch das ebenfalls
über die Rolle .4 oder über eine entsprechende zweite Rolle laufende Seil 6 des
Unterwasserschwimmers a angeschlossen ist. Das Seil 6 ist über die Rolle 7 gefiihrt,
die an dem um den Schwenkungspunkt S vierschwenkbaren und durch ein Gegengewicht
io belasteten Schalthebel 9 befestigt ist.
-
Die Länge des Seiles 6 und die Länge des Unterwasserschwimmers ,2
sind so bemessen, daß dieser Schwimmer bei urgefüllter Schleusenkammer nicht in
das Wasser eintaucht, :ordern frei in der Luft hängt (Fig. i). Der Schwimmer wirkt
also mit seinem vollen Gewicht auf die Schaltrolle 7 ein und hält dadurch den Schalthebel
c) in der Aus-@chaltstellung.
-
Soll nun durch das Oberhaupt durchgeschleust werden, mag es nun stromauf-
oder stromabwärts sein, so wird die Schleusenkammer gefüllt. Hierdurch steigt der
Wasserspiegel in der Kammer und erreicht hierbei den Unterwasserschwimmer z. Von
diesem Augenblick all erhält der Schwimmer Auftrieb (Fig. 2), so daß sich die Spannung
in dem Ullterwasserseil6 immer mehr verringert. Im Augenblick des Spiegelausgleichs
zwischen Oberwasser und Schleusenkammer (Fig.3) ist die Seilspannung irr Unterwasserseil
6 unter übergang des Hauptanteiles des Gegengewichtes 5 auf den Ober«-asserschwimmer
i so weit gesunken. dah das Gegen -ewicht io den Schalthebel 9 in die Einschaltstellung
verschwenkt und hierdurch den Antriebsmotor für die Öffnung des Schleusentores einschaltet.
-
Bei der Steuerung des Schleusentores il' iin Unterhaupt der Schleuse
nach Fig. d. bis (i ist der stark schwankende Wasserspiegel nicht der Unterwasserspiegel,
sondern der in der Schleusenkammer liegende Oberwasserspiegel. Dementsprechend ist
hier der Oberwasserschwinirner i' derjenige Schwimmer. der nur in der Nähe des Schaltzeitpunktes
eine Auftriebsänderung erfährt. Er ist zu dieseln Zwecke spezifisch schwerer als
das Wasser gemacht, so dar er, wenn er nicht durch das Oberwasserseil 3' getragen
würde, untersinken müßte.
-
Das Gewicht des Schwimmers kann den gegebenen Betriebsverhältnissen
durch entsprechendes Auswiegen, z. B. durch Einlassen einer gewissen Wassermenge
in den Schwimnier, angepaßt werden.
-
Wird der Flüssigkeitsspiegel in der Schleusenkammer in Richtung auf
den Unterwasser--,piegel gesenkt, um zum Durchschleusen durch das Unterhaupt den
U asserspiegel in der Schleusenkanmier auf die gleiche Höhe zti bringen wie den
Unterwasserspiegel, so ändert sich zunächst an den Spannungen der Schwimmseile 3'
und 6' nichts, aa der Schwimmer i' untergetaucht bleibt und der Unterw-,lsserspiegel
sich während des Schleusers praktisch nicht ändert (Fig. -1). Erst wenn bei weiterem
Sinken des Oberwasserspiegels der Schwimmer i' auszutauchen beginnt (Fig. @), wird
das bis dahin bestellende Gleichgewichtsverhältnis gestbrt. da der Schwimmer i'
all Auftrieb verliert und daher einen größeren Anteil des Gegengewichtes ;' zu tragen
beginnt. Dementsprechend rollt das Unterwasserseil 6' in Richtung auf den Unterwasserschwinmier
a , um ein entsprechendes
Maß ab und der Schwimmer 2' erhält infolge
seines vermehrten Eintauchens einen größeren Auftrieb. Hierdurch sinkt die Seilspannung
im Unterwasserseil 6', bis sie bei Spiegelausgleich (Fig.6) so klein wird, daß das
Gegengewicht iö den Schalthebel 9' in die Einschaltstellung verschwenkt, so daß
das Schleusentor im Unterhaupt nunmehr durch den Elektromotor geöffnet wird.
-
Bei dem in Fig. ; und 8 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt
es sich um eine Beschickungsvorrichtung, die jeweils nach Erreichen eines bestimmten
Höchstwasserstandes entleert wird, worauf die Entleerungsöffnung wieder abgeschlossen
wird. Das Wasser fließt dem Behälter 17 durch ein Rohr 18 ständig zu. Der Behälter
ist am unteren Ende mit einer sich zum Unterwasserspiegel öffnenden Entleerungsöffnung
19 versehen, die durch einen durch den Elektromotor 2o angetriebenen Schieber 21
abgeschlossen wird. Auf der Unterwasserseite ist ein Unterwasserschwimmer 2 angeordnet,
während der Ober«-asserschwimmer in zwei an dem gleichen Schwiminerseil 3 angeordnete
Einzelschwimmer ja und ib unterteilt ist. Der Schwimmer ja ist ein Tragschwimmer,
d. h. er ist spezifisch leichter als das Wasser, während der Schwiminer ib ein Tauchschwimmer,
also spezifisch schwerer als das Wasser ist. Der Schwiminer ja wirkt also wie der
Schwimmer 2 in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. i bis 3, während der Schwimmer
ib ähnlich wirkt, wie der Schwimmer i' des Ausführungsbei-Spieles nach Fig. 4. bis
6. Diese Unterteilung des Oberwasserschwimmers in zwei Einzelschwimmer . ist notwendig,
weil die selbsttätige Schaltung bei zwei verschiedenen Wasserständen, nämlich beim
Höchststand und beim Tiefstand des Oberwasserspiegels durchgeführt wird.
-
Die Vorrichtung wirkt folgendermaßen: In Fig.7 hat soeben die Entleerung
des Behälters 17 stattgefunden und der Schieber 21 führt seine Schließbewegung durch.
Dementsprechend beginnt nunmehr der Wasserstand in dem Behälter 17, d. h. also der
Oberwasserspiegel zu steigen. Der Schwimmer ib taucht unter, jedoch .reicht die
hierdurch infolge seiner Auftriebsvergrößerung gegebene Verringerung der Spannung
im Oberwasserseil 3 nicht aus, das Unterwasserseile so stark durch das Gewicht 5
zu spannen, daß der Schalthebel 9 entgegen der Wirkung seines Belastungsgewichts
io in die @ffnungsstellung des Schalters für den Schieberantrieb verschwenkt wird.
Erst wenn der Schwimmer ja beginnt, in den stehenden Oberwasser-Spiegel einzutauchen,
wird die seit dem Eintauchen des Schwimmers 1b gleichgebliebene Spannung im Oberwasserseil
3 weiter verringert, bis bei Erreichung des Höchststandes des Oberwasserspiegels
(F ig. 8) die Spannung im Oberwasserseil3 so weit gesunken ist, daß das Gegengewicht
5 überwiegend auf das Unterwasserseil 6 wirkt und der Schalthebel 9 entgegen der
Wirkung des Gewichts io in die der Einschaltung des -Schieberantriebes im Sinne
eines öffnens des Schiebers 21 entsprechende Stellung geschwenkt wird (Fig. 8).
Der Behälter 17 entleert sich dann durch die Öffnung ig hindurch nach der Unterwasserseite.
-
Beim Sinken des Oberwasserspiegels taucht zunächst der Schwimmer ia
aus, jedoch reicht die Vergrößerung der Seilspannung im Oberwasserseil3 und dementsprechend
die Verringerung der Spannung im Unterwasserseil e noch nicht aus, um den Schaltwiderstand
durch das Gewicht io des Schalthebels überwinden zu lassen. Erst wenn auch der Schwimmer
il) austaucht, und bei Spiegelausgleich neben dem Gewicht des Schwimmers ja auch
der größte Teil des Gewichtes des Schwimmers 1b auf dem Oberwasserseil 3 lastet,
wird eine so weitgehende Entspannung des Unterwasserseiles 6 herbeigeführt, daß
das Gewicht io den Schaltwiderstand des Schalthebels 9 überwindet und diesen in
diejenige Schaltstellung verschwenkt, welche einem Schließen des Schiebers 21 entspricht
(Fig. 7). Damit ist der Kreislauf geschlossen und _ das gleiche Arbeitsspiel beginnt
von' neuem.