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Flüssigkeitstrennverschluß für Gasleitungen Die Erfindung betrifft
einen Flüssigkeitstrennverschluß für Gasleitungen und hat insbesondere einen solchen
Flüssigkeitstrennverschluß zum Gegenstand, welcher aus einem geschlossenen Behälter
besteht, der im unteren Teil die Sperrflüssigkeit sowie einen von dieser getragenen
Schwimmerkörper enthält, im oberen Teil durch eine Trennwand in zwei nebeneinanderliegende
oder konzentrisch zueinander angeordnete, nach unten offene Kamms mern unterteilt
und mit zwei auf entgegengesetzten Seiten angeordneten, mit den beiden oberen Kammern
für die Zu- und Ableitung des Gases in Verbindung stehenden Stutzen zum Einbau des
Flüssigkeitstrennverschlusses in eine gerade Gasleitung versehen ist.
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Bei den bekannten Flüssigkeitsverschlüssen diente der Schwimmer entweder
lediglich dazu, ein Mitreißen der Flüssigkeit zu verhindern, oder in dem Fall, wo
er als Vorabschlußorgan verwendet wurde, mußte er gegen den vollen Gasdruck schließen
und geschlossen gehalten werden.
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Ein weiterer Nachteil der bekannten Flüssigkeitstrennverschlüsse bestand
darin, daß das Endabschlußorgan sich in der Schwimmerkammer befindet, so daß es
während des Betriebes `weder gereinigt noch ausgebessert noch ausgewechselt werden
kann.
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Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß
der Schwimmerkörper zur Erzielung eines Vorabschlusses sich beim zweckmäßig durch
Verdrängender Sperrflüssigkeit mittels eines Verdrängerkörpers verursachten Heben
des Wasserspiegels abdichtend gegen die Unterkante der Trennwand bzw. des Tauchrohres
legt, wobei eine vollständige Entlastung des Schwimmerkörpers vom Gasdruck dadurch
erzielt wird, daß die in der Ein- und Austrittskammer auftretenden Druckunterschiede
sich lediglich auf die den Vorabschluß mitbewirkende Sperrflüssigkeit auswirken.
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Um eine gute Abdichtung zu erzielen, ist der Schwimmerkörper in der
bei Ventilkörpern allgemein üblichen '\ATeise an seiner Oberfläche mit einer durch
Dichtungswerkstoff ausgefüllten Aussparung versehen, in die die Unterkante der im
oberen Teil des Igeschlosssenen Gefäßes vorgesehenen geraden
oder
kreisförmig verlaufenden Trennwand beim Heben des Schwimmerkörpers abdichtend hineingepreßt
wird.
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Die Betätigung des Schwimmers zwecks Herbeiführung des Vorabschlusses
wird nach der Erfindung dadurch bewirkt, daß neben der Schwimmerltamnnier eine mit
dieser an tiefster. Stelle in Verbindung stehende, von außen zugängliche Nebenkammer
für den Verdrängungskörper angeordnet ist. Hierdurch wird neben einem guten Vorabschluß
unter Vermeidung des Mitreißens von Sperrflüssigkeit in die Gasabzugsleitung auch
ein zuverlässiger Schutz der selbsttätig oder von Hand zu betätigenden Steuerorga.ie
erreicht.
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Der Gegenstand der Erfindung wird in den Abbildungen an Hand zweier
Ausfiihrungsbeispiele näher erläutert, und zwar zeigen Abb. i und 2 einen der Erfindung
gemäß ausgeführten Behälter mit durch eine gerade Trennwand voneinander abgesonderter
Casein- und -austrittskammer in zwei verschiedenen SchnittenA-B und C-D, Abb. 3
ein zweites Ausführungsbeispiel des Behälters, bei welchem der Gaseintritt durch
ein Tauchrohr erfolgt, während Abb. 4 bis 6 drei verschiedene Betriebszustände der
Verschließvorrichtung nach Abb. 3 erkennen lassen.
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Der im Ausführungsbeispiel nach A,bb. i und 2 dargestellte Behälter
i ist durch zwei senkrecht zueinander angeordnete Wände 2 und 3 in drei nach dem
Boden zu offene Kammern d., 5 und 6 unterteilt.
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Die Kammern .a. und 5 dienen zum Ein-und Austritt des Gasstromes und
sind zu diesem Zwecke mit auf entgegengesetzten Seiten des Behälters in gleicher
Höhe und gleichachsig zueinander angeordneten Anschlußstutzen ; und 8 versehen,
die es gestatten, den Behälter i in eine gerade Gasleitung einzubauen.
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Der unterhalb Unterkante 12 der den Casein- und -atistrittsraum d.
und 5 voneinander trennenden Wand 3 befindliche Ratnn 9, der durch einen Spalt io
mit der Nebenkammer 6 in Verbindung stellt, dient zur Aufnahme der Sperrflüssigkeit,
welche einen den gesamten Ouersclinitt des Raumes 9 ausfüllenden Schwimmer i i trägt,
der sich beim Ansteigen der Flüssigkeit im Raum 9 gegen die Unterkante 12 der Trennwand
3 legt und dadurch einen gewissen Vorabschluß für den Obertritt des Gases zwischen
den Kammern .4 und bildet.
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Das Heben und Senken des Spiegels der Sperrflüssigkeit erfolgt gemäß
der Erfindung durch einen in der Nebenkammer 6 angeordneten lieb- und senkbaren
Verdrängungskörper 13, der mittels einer von außen bedienbaren Zugvorrichtung beim
Eintauchen in die Sperrflüssigkeit den Flüssigkeitsspiegel beiderseits der Trennwand
2 ansteigen und beim Wiederherausziehen wieder abfallen läßt.
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Bei der Betätigung des Eintauchkörpers 13 wird gleichzeitig der Schwimmerkörper
i r gehoben oder gesenkt. Beim Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels legt sich der
Schwimmerkörper gegen die Unterkante 12 der Trennwand 3 und bewirfst dadurch einen
gewissen Vorabschluß. Das Gas kann nun aus der Eintrittskammer .1. nur noch an den
vom Schwimmer nicht erfaßten Stellen der Trennwandunterkante, d. h. in unmittelbarer
Nähe der Seitenwände des Behälters in die Kammer 5 übertreten. Diese Cbertrittsmöglichkeit
ist aber so geringfügig, daß an diesen Stellen der Gasstrom so stark abgedrosselt
wird, daß kein Flüssigkeitsverlust eintreten kann.
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Die Abmessungen der Nebenkammer 6 und des in dieser angeordneten Verdrängungskörpers
13 sind so bemessen, daß beim Eintauchen des letzteren die Sperrflüssigkeit über
dem Schwimmer i i so weit ansteigen kann, daß beim Wirksamwerden des Differenzdruckes
auf den verschiedenen Seiten der Trennwand 3 der Flüssigkeitsspiegel in der Gaseintrittskammer
niemals bis zur Unterkante der Trennwand absinken ka?in. Beim Ansteigen der Sperrflüssigkeit
wird zunächst die Unterkante der Trennwand 3 vom Schwimmerkörper mit dessen ganzer
Breite abgedeckt und damit der Gasstrom sehr stark abgedrosselt, bis die Flüssigkeit
den Schwimmer überflutet und der Gasstrom endgültig abgesperrt ist. Beim Wiederöffnen
des Verschlusses sinkt der Flüssigkeitsspiegel zunächst so weit unter Unterkante
der Trennwand 3, bis der Schwimmer mit seinem oberen Teil freiliegt. Erst dann senkt
sich der Schwimmer und gibt die Unterkante der Trennwand und darauf den ganzen Durch-.
gangsquersclinitt für den Gasstrom frei, der auf diese Weise mit dem abgesunkenen
Flüssigkeitsspiegel nicht in Berührung kommt.
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Um einen guten Abschluß an der Unterkante der Trennwand 3 zu erzielen,
ist der Schwimmer i i mit einer sich über seine ganze Breite an der Oberfläche erstreckenden
Einkerbung, Einbuchtung oder Vertiefung i.i versehen, die mit Dichtungsmaterial
15 vollständig ausgefüllt ist und die Unterkante beim Vorabschluß abdichtet. Die
Schwiniineroberfläche verläuft zweckmäßig beiderseits der Abdichtungsstelle etwas
nach außen geneigt, damit die Flüssigkeit ablaufen kann.
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Das in Abb.3 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom
vorbehandelten dadurch, daß an Stelle einer besonderen Gaseintrittskaminer ein Tauchrohr
i9 vorgesehen ist, so daß also die ebene Trennwand
3 durch die
zylindrische Mantelfläche des Tauchrohres ersetzt ist, während im übrigen der Behälter
i dem in Abb. i und 2 dargestellten Behälter entspricht und auch eine durch Trennwand
:2 abgeteilte Nebenkammer zur Aufnahme eines Verdrängerkörpers aufweist.
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Diese Ausführung hat den Vorteil, daß das Tauchrohr 1g von dem Schwimmer
ii gegen den Gasübertritt in den -das Tauchrohr umgebenden Raum vollständig dicht
abgeschlossen werden kann, wodurch ein völliger Vorabschluß erzielt wird.
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Zu diesem Zwecke ist der Schwimmer i i an seiner Oberfläche mit einer
ringförmigen Vertiefung, Einbuchtung oder Einkerbung 16 mit ausfüllendem Dichtungsring
17 versehen.
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Um den Schwimmer vom Gasdruck im Tauchrohr vollständig zu entlasten,
ist der durch den Schwimmerkörper hindurch geführte Kanal 18 vorgesehen, der ein
Eindringen der Sperrflüssigkeit in das Tauchrohr durch den Schwimmer hindurch gestattet.
:Auf diese Weise wird es ermöglicht, die Auftriebskraft des Schwimmers ausschließlich
zur Abdichtung der Unterkante des Tauchrohres gegen Gasübertritt nutzbar zu. machen.
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Die Wirkungsweise der Verschließvorrichtung gemäß der Erfindung ist
folgende: Im geöffneten Zustande befindet sich der Schwimmerkörper ii in einer gewissen-Entfernung
von der Unterkante des Tauchrohres ig, so daß der aus -diesem austretende Gasstrom
ungehindert in den Gasabzugsraum eintreten kann.
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Beim Eintauchen des Verdrängerkörpers 13
in die Sperrflüssigkeit
der Nebenkammer 6 steigt beiderseits der Trennwand 2 der Flüssigkeitsspiegel und
hebt den Schwimmerkörper i i an. Bis zum Erreichen der Tauchrohrunterkante steht
die Flüssigkeit in dem Schwimmerkanal i8 und außerhalb des Schwimmers in gleicher
Höhe, und zwar in einem gewissen Abstand von der Oberfläche des Schwimmers (vgl.
Abb. 4). Sobald bei weiterem Anstieg der Schwimmer die Tauchrohröffnung abgeschlossen
und damit einen Gasaustritt unterbunden hat, überflutet die Sperrflüssigkeit den
an seiner weiteren Aufwärtsbewegung behinderten Schwimmer, und der Flüssigkeitsspiegel
stellt sich in und außerhalb des Tauchrohres in der in Abb. 3 dargestellten Höhe
ein, wobei der Spiegel im Tauchrohr selbst etwas zurückbleibt, dabei der Herstellung
des Flüssigkeitstrennverschlusses in der Regel nur ein ganz geringer Gasdruck im
Tauchrohr vorhanden ist.
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Steigt nunmehr der Gasdruck wieder, dann sinkt die Sperrflüssigkeit
im Tauchrohr, während sie außerhalb desselben ansteigt. Die Eintauchtiefe des Tauchrohres
ist dabei so bemessen, daß auch bei dem höchstmöglichen Differenzdruck der Flüssigkeitsspiegel
nicht bis zur Unterkante des Tauchrohres absinken kann. Dieser Zustand ist in Abb.
5 dargestellt: Soll nunmehr der Flüssigkeitsverschluß wieder aufgehoben werden,
wird der Verdrängungskörper langsam aus der Sperrflüssigkeit wieder herausgezogen,
wobei der Flüssigkeitsspiegel fällt, ohne daß dabei sich zunächst der Höhenunterschied
dem Flüssigkeitsspiegel im Tauchrohr und dem anschlie-, ßenden Schwimmerkanal 18
gegenüber der außerhalb des Schwimmers befindlichen Flüssigkeit ändert. Sobald sich
beim weiteren Absinken der Flüssigkeit der Schwimmer in seinem kritischen Zustand
befindet, in welchem sich der Abdichtungsdruck der Nullgrenze nähert und beim geringsten
weiteren Absinken der Sperrflüssigkeit der Schwimmer vom Tauchrohr abheben würde,
hat die Sperrflüssigkeit außerhalb des Schwimmers bereits die Oberfläche desselben
freigelegt, während im Schwimmerkanal selbst die Unterkante des Kanals noch nicht
erreicht ist. Dieser Zustand ist in Abb. 6 dargestellt. Die Ausmaße des Schwimmers
müssen diesem kritischen Zustand Rechnung tragen, weil sonst das Gas aus dem Tauchrohr
-durch den Schwimmerkanal durchschlägt und damit die Wirksamkeit des Vorabschlusses
aufgehoben wird. In diesem Falle würde sich ein Verlust in Sperrflüssigkeit durch
Mitreißen nicht vermeiden lassen.
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In dem Augenblick, wo sich der Schwimmer vom Tauchrohr löst (vgl.
wiederum Abb. 4.), gleicht sich der Flüssigkeitsspiegel durch Emporschnellen im
Schwimmerkanal wieder aus. Der Gasaustritt erfolgt dabei, ohne mit der Sperrflüssigkeit
in Berührung zu kommen. Auf diese Weise wird ein absolut zuverlässiger Abschluß
sowohl beim Öffnen als auch beim Unterbrechen des Gasstromes erzielt. Beim Unterbrechen
des Gasstromes erfolgt zuerst der Vorabschluß durch den Schwimmer, erst dann der
endgültige Abschluß durch die Sperrflüssigkeit. Beim Wiederöffnen der Gasleitung
spielt sich dieser Vorgang in umgekehrter Reihenfolge ab.