DE802040C

DE802040C - Steuerkopf fuer einen schwimmergesteuerten Druckluftfluessigkeitsheber

Info

Publication number: DE802040C
Application number: DEJ10A
Authority: DE
Inventors: Guenther Dipl-Ing Jaedicke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-10-06
Filing date: 1949-10-06
Publication date: 1951-02-01

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 1. FEBRUAR 1951

/iola j 59c

Die Erfindung bezieht sich auf einen Steuerkopf

für schwimmergesteuerte Druckluftflüssigkeitsheber, bei welchen der Kin- und Auslaß der Druckluft oder gespannter Dämpfe — im folgenden mit Druckluft benannt — durch einen Kolbenschieber gesteuert wird, dessen Umschaltung durch einen von einem Schwimmer gesteuerten Kolben erfolgt.

Die bisher bekannten Bauarten dieser Richtung

bedienen sich nebeneinanderliegender Kolben und kommen ohne zusätzliche Ventile nicht aus, was sowohl den Steuerkopf kompliziert als auch die Herstellung und Überwachung der abdichtenden Teile erschwert, zumal jeder bewegte oder dichtende Teil eine Störungsmöglichkeit bietet.

Erfindungsgemäß sind Abdichtungen und Laufflächen in zwei Kolben — einer Steuerbüchse und einem Initialkolben — vereinigt, und es sind sämtliche Steuerkanäle in diese beiden Teile eingearbeitet, so daß Herstellung und Überwachung

ao auf ein Mindestmaß an Aufwand begrenzt sind.

Der Steuervorgang ist mechanisch-pneumatisch kombiniert, wodurch die Vorteile beider Arten vereinigt sind, und zwar dadurch, daß der Tnitialkolben die Steuerbüchse beim Hochgehen im ersten Teil ihrer Bewegung mechanisch verschiebt und erst im zweiten Teil der Bewegung die pneumatische Verstellung ausgelöst wird. Die vom Schwimmer aufzubringende Kraft ist auch bei veränderlichem Druck stets gleichbleibend, da während des gesamten Steuervorgangs Druckausgleich über und unter dem Initialkolben vorhanden ist. Ein derartiger Steuerkopf ist in seiner Herstellung einfach, vermag bei kleinen Abmessungen noch hohe Leistungen zu erzielen und kann auf jeden Behälter aufgesetzt werden, der für den Schwimmer Platz bietet. Der Steuerkopf kann sowohl zum Fördern von Flüssigkeiten mittels Druckluft verwandt werden als auch zum Heben von Flüssigkeiten, indem die Ausblaseöffnung an eine Vakuumleitung angeschlossen wird.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in beispielsweiser Ausführungsform im Schnitt dargestellt.

Der Steuerkopf i, welcher auf dem Deckel 3 festgeschraubt ist, ragt durch eine öffnung im Deckel in den Heberkessel 4. Der Schwimmer 5, welcher auf der Schwimmerführungsstange 6 gleitet, betätigt über einen Hebel 7 mit Ausgleichsgewicht 8 und Kippgewicht 9 die Kolbenstange 10, welche durch den Bolzen 11 mit dem Initialkalben 13 gekuppelt ist. Über dem Initialkolben 13 befindet sich die Steuerbüchse 14, auf welcher die Hauptsteuerkanäle 16 und 17 angebracht sind. Der Initialkolben 13 ist in der Steuerbüchse 14 frei beweglich, jedoch nach oben durch den Deckel 15 begrenzt. In seiner untersten Lage sitzt der Initialkolben 13 auf dem obersten Bund des Kolbenstangenführungsstücks 12 auf. Die Steuerbüchse 14 mit ihrem Deckel 15 ist im Steuerkopf zylinder 1 frei beweg-

ao lieh, hat als obere Begrenzung den Deckel 2 und als untere Begrenzung den Sitz der Unterkante des Deckels 15 gegen die Unterkante des Zylinderkopfraums 26.

Der Drucklufteintritt in der obersten Lage der

»5 Steuerbüchse 14, wenn deren Deckel 15 am Deckel 2 des Steuerkopfzylinders 1 anliegt, d. h. wenn der Steuerkanal 16 den Ringraum 20 überschneidet, er-' folgt über den Stutzen 18 und den Ringraum 19, über den Steuerkanal 16 der Steuerbüchse nach dem Ringraum 20 des Steuerkopfzylinders zum Kanal 21, welcher in den Heberkessel 4 führt.

Die Entlüftung des Heberkessels in unterster Lage der Steuerbüchse 14, wenn deren Deckel 15 auf dem Boden des Zylinderkopfraums 26 aufsitzt, erfolgt durch den Kanal 21 und den Ringraum 20 (bei der gezeichneten Lage über die Bohrungen 25), den Steuerkanal 17 zum Ringraum 23, welcher über die öffnung 24 Verbindung ins Freie hat.

Die Entlüftung des Zylinderkopfraums 26 bei Aufwärtsbewegung der Steuerbüchse 14 erfolgt, wie gezeichnet, über Bohrung 27 der Steuerbüchse, über Ringkanal 28, die Bohrungen 29, 30, 31 und die Ringnut 32 im Initialkolben 13 und wieder durch die Bohrung 33 in den Steuerkanal 17 der Steuerbüchse 14 und von dort über 23 und 24 ins Freie.

Der Zylinderkopf raum 26 kann, wenn die Steuerbüchse 14 ihre oberste Stellung hat und wenn der Initialkolben 13 so tief steht, daß sich dessen Ringnut 32 mit der Bohrung 40 der Steuerbüchse überschneidet (nicht wie gezeichnet), über die Bohrung 40, die Durchlässe 32, 31, 30, 29 und 28 des Initialkolbens und wieder die Bohrung 27 der Steuerbüchse unter Druck gesetzt werden, da der Steuerkanal 16 unter Druck steht.

In derselben Stellung von Steuerbüchse und Initialkolben, wie eben genannt, erfolgt eine Entlüftung des Raumes 37 unter der Steuerbüchse 14, und zwar durch die Bohrungen 34 und 35 des Initialkolbens und den Ringkanal 36, der sich in diesem Fall mit Bohrung 33 der Steuerbüchse überschneidet, über diese Bohrung 33, den Ringraum 23 und den Auslaß 24.

Andererseits kann der Raum 37 über die Bohrung 38 und den Ringraum 39 (wie gezeichnet) durch den über Ringraum 19 und Stutzen 18 unter Druck stehenden Steuerkanal 16 unter Druck gesetzt werden. Dies kann auch über die Bohrung 22 erfolgen, wenn der Kanal 21 unter Druck steht.

Die Füllung des Kessels 4 mit Flüssigkeit erfolgt wie üblich bei solchen Apparaten durch freien Zulauf der Flüssigkeit über ein Einlaßventil (nicht gezeichnet), die Entleerung durch die über den Steuerkopf eingeleitete Druckluft über ein Auslaßventil.

Die Arbeitsweise des Steuerkopfes ist folgende:

Wenn der Schwimmer 5 bei leerem Heberkessel 4 sich in seiner untersten Lage befindet (nicht wie gezeichnet), ruht der Initialkolben 13 auf dem Bund des Kolbenstangenf uhr ungss tücks i2,unddieS teuerbüchse 14 hat ihre Tiefstlage durch Aufsitzen der Unterkante des Deckels 15 auf der Unterkante des Zylinderkopfraums 26 erreicht. Beim Ansteigen der Flüssigkeit im Kessel 4 wird der Schwimmer 5 bis zum Anschlag der Schwimmerführungsstange 6 8g hochgetragen, wobei das Kippgewicht 9 (in diesem Fall nach links liegend, nicht wie gezeichnet) eine vorzeitige Bewegung des Hebels 7 verhindert. Die Entlüftung des Heberkessels erfolgt durch den Kanal 21, den Ringraum 20, den Steuerkanal 17, den Ringraum 23 über den Auslaß 24 ins Freie.

Ist der Anschlag durch den Schwimmer erreicht, werden der Hebel 7, mit ihm die Kolbenstange 10 und der Initialkolben 13 nach oben bewegt, bis der Initialkolben 13 den Deckel 15 erreicht und nun seinerseits bei der Aufwärtsbewegung die Steuerbüchse 14, wie gezeichnet, nach oben schiebt. Die Entlüftung des Zylinderkopf raums 26 erfolgt, wie vorbeschrieben, durch die Kanäle und Bohrungen 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 17, 23 und 24 ins Freie. Die vom Schwimmer 5 eingeleitete Aufwärtsbewegung der Steuerbüchse 14 wird so lange fortgesetzt, wobei bei der Überschneidung des Ringraums 20 durch die Steuerbüchse 14 die Entlüftung des Heberkessels auf dem Weg, wie vorbeschrieben, jedoch zusätzlich über die Bohrungen 25 erfolgt, bis die Bohrung 38 den Ringraum 39, wie gezeichnet, überschneidet. Jetzt ist der Weg für die Druckluft aus Stutzen 18, wie vorbeschrieben, über Kanäle und Bohrungen 19, 16, 39 und 38 zum Raum 37 freigegeben, so daß die Steuerbüchse mit Hilfe der Druckluft nach oben gedrückt wird, wo sie die Begrenzung ihrer Endlage durch den Deckel 2 des Steuerkopfes 1 findet. Die Druckluft kann nun über den Ringraum 19, Steuerkanal 16, Ringraum 20 und Kanal 21 in den Heberkessel 4 strömen und die Flüssigkeit zurückdrücken. Die Bohrung 22 sorgt dafür, daß, nachdem die Verbindung zwischen der Druckluftzuleitung 18 über die Kanäle 19, 16, 39 und 38 zum Raum 37 unterbrochen wurde, nun- uo mehr über den Kanal 21 und die Bohrung 22 stattfindet, so daß die Steuerbüchse 14 in ihrer obersten Lage festgehalten wird.

Durch das Sinken der Flüssigkeit im Kessel 4 geht der Schwimmer zunächst frei an der Stange H5 gleitend nach unten, während das Kippgewicht 9

den Hebel 7 mit Kolbenstange 10 und Initialkolben 13 in ihrer Lage festhält, bis der untere Anschlag (nicht gezeichnet) der Schwimmerführungsstange 6, durch das Eigengewicht des Schwimmers 5 belastet, die Schwimmerführungsstange zur Abwärtsbewegung zwingt, wobei über Hebel 7 und Kolbenstange 10 der Initialkolben 13 ebenfalls zum Niedergehen veranlaßt wird. Dies geschieht so lange, bis sich die Ringnut 32 des Initialkolbens mit der Bohrung 40 der Steuerbüchse überschneidet, so daß die Druckluft vom Steuerkanal 16 über 40, 32, 31, 30, 29, 28 und 27, wie vorbeschrieben, in den Zylinderkopfraum 26 strömen kann, wodurch ein Druckausgleich zwischen Raum 37 und Zylinderkopfraum 26 geschaffen ist. Gleichzeitig überschneidet sich die Ringnut 36 des Initialkolbens mit der Bohrung 33 der Steuerbüchse. Dadurch kann sich der im Raum 37 befindliche Druck über die Bohrungen 34 und 35 und die Ringnut 36 des Initialkolbens durch die Bohrungen 33 der Steuerbüchse direkt über den Ringraum 23 über die öffnung 24 ins Freie entspannen, so daß der nunmehr im Zylinderkopfraum 26 herrschende Überdruck die Steuerbüchse 14 bis zum Anschlag des Deckels 15 niederdrückt. Damit ist die Ausgangsstellung wieder erreicht. Die Zuleitung der Druckluft zum Kessel ist nun unterbrochen, und der Überdruck im Kessel kann sich auf dem Wege, wie eingangs beschrieben, entspannen. Somit sind die Anfangsbedingungen wiederhergestellt.

Da zur Bewegung der Steuerteile durch den Schwimmer nur eine kleine Kraft erforderlich ist, kann der Schwimmer klein gehalten werden, wodurch der obere Totraum des Kessels gegenüber anderen Ausführungen verringert werden kann, was eine erhebliche Ersparnis an Druckluft bedeutet. Deshalb hat auch der Kessel geringere Abmessungen wie üblich und durch schnellere Schaltungen höhere Literleistungen. Da die Steuerteile über dem Kessel liegen, können sowohl unreine als auch aggressive Flüssigkeiten gefördert oder gehebert werden.

Claims

Patentansprüche:

i. Steuerkopf für einen schwimmergesteuerten Druckluftflüssigkeitsheber, dessen Druckluftein- und -auslaßkanäle durch eine in einer zylindrischen Bohrung des Steuerkopfes befindliche Steuerbüchse gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein in der Steuerbüchse geführter, vom Schwimmer (5) angetriebener Kolben (13) die Schaltbewegungen einleitet.
2. Steuerkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (13) beim Einleiten des Kesselentleerungsvorgangs(Belüftung) die Steuerbüchse (14) mechanisch in eine Lage hebt, in welcher von einem Drucklufteinlaß (18) aus über einen Ringraum (19), einen Steuerkanal (16) und einen Ringraum (39) der zylindrischen Bohrung des Steuerkopfes sowie über eine Bohrung (38) der Steuerbüchse der Raum (37) unterhalb der Steuerbüchse unter Druck gesetzt wird, wodurch die Weiterbewegung der Steuerbüchse in ihre obere Endstellung pneumatisch erfolgt, und daß sich sodann die Füllung des Kessels mit Druckluft über den Ringraum (19), den Kanal (16) sowie einen Ringraum (20) und einen Kanal (21) des Steuerkopfes vollzieht.
3. Steuerkopf nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben beim Einleiten des Kesselfüllungsvorgangs (Entlüftung) über den Ringraum (19), den Kanal (16), eine Bohrung (40) in der Steuerbüchse sowie über eine Ringnut (32) und Bohrungen (31, 30, 29) des Kolbens und eine Bohrung (27) und einen Ringkanal (28) der Steuerbüchse den Weg für die Druckluft zum Zylinderkopfraum (26) freigibt, wodurch die Steuerbüchse in ihre untere Endstellung bewegt wird, in der die Entlüftung des Kessels über den Kanal (21) und die Ringnut (20) des Steuerkopfes und einen Ringkanal (17) der Steuerbüchse in eine Ringnut (23) und den Auslaß (24) des Steuerkopfes erfolgt.
4. Steuerkopf nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ober- und Unterseite des Kolbens (13) über eine Bohrung (34) ein Druckausgleich stattfindet.
5. Steuerkopf nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf dem Schwimmerhebel (7) befindliches Kippgewicht (9) das Hebelgestänge in seiner jeweiligen Endlage festhält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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