DE811170C - Mischvorrichtung fuer Fluessigkeiten - Google Patents

Description

• Mischvorrichtung für Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung für Flüssigkeiten, insbesondere zum Zumischen von künstlichem Dünger, S chädl ingsbekämpfungsmittelii od. dgl. zum Gebrauchswasser in Gärtnereien, landwirtschaftlichen Betrieben od. dgl., bei welcher die Zumischung nach dem Prinzip des Differenzdruckes erfolgt. Es sind SIischvorrichtungen dieser Art für Flüssigkeiten bekannt, bei denen die mit der Zumischflüssigkeit in Verbindung stehende Zweigleitung an einer Drosselstelle in den Hauptstrom mündet. Diese Vorrichtungen mischen in ablesbaren Werten bei festem Querschnitt der Drosselstelle und nach unten begrenzter Abweichung der Durchflußmenge die Zumischflüssigkeit mit großer Genauigkeit des Nlischungsverhältnisses dem Hauptstrom bei. Bei stark abweichenden Durchflußmengen, z. B. bei der Beimischung von Düngemitteln zum Gebrauchswas ser bei stündl ichem Wasserverbrauch von 200 bis 30 000 1, werden mehrere Vorrichtungen mit voneinander abweichendem Durchfluß querschnitt der Drosselstelle erforderlich. Starke Schwankungen der stündlichen Durchflußmengen, wenn sie z.B. durch Offnen einer oder mehrerer weiterer Abzapfstellen auftreten, zwingen zu einer Änderung des Mischungs,verhältnisses der bekannten Art.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Durchflußquerschnitt an der Drosselstelle des Hauptstromes veränderlich ist und der Durchflußquerschnitt des abgezweigten Teil Stromes entsprechend der jeweiligen Veränderung des Drosselquerschnittes des Hauptstromes verhältnisgleich gesteuert wird. Die Veränderung des Drosselquerschnittes wird durch ein einstellbares Ventil erreicht, das entweder durch eine Gewindespindel von Hand verstellt wird oder durch ein veränderliches Gewicht, eine einstellbare Feder od. dgl. belastet ist. Der Zuführungskanal für die Zumischflüssigkeit mündet dabei in der Drosselstelle, d. h. in der Sitzfläche des DrosselventaIs, so daß er unabhängig ist vom jeweiligen Öffnungsgrad des Drosselquerschnittes. Der Zufluß der Zumischflüssigkeit wird lediglich bestimmt durch die Druckdifferenz zwischen der Abzweigstelle des Teilstromes vor der Drosselstelle und der Drosselstelle selbst. Nur so ist es möglich, bei jeder beliebig schwankenden Durchflußmenge und Druckabweichung im Hauptstrom auch nach der Drosselstelle ein gleichbleibendes Mischungsverhältinis mit hoher Genauigkeit zu erreichen. Infolge der Einstellbarkeit des Differenzdruckes ist es auch möglich, bei großen Wegstrecken und Widerständen in den Leitungen bei entsprechender Wahl des Durchflußquerschnittes des Teilstromes das Mischungsverhältnis konstant zu halten, so daß der Teilstrom nicht allein für die Steuerung einer Zumischflüssigkeit dient, sondern auch für alle möglichen anderen Steuer- und Kontrollvorrichtungen Verwendung finden kann. Es können natürlich statt des einen Teilstromes auch mehrere Teilströme abgezweigt werden, die den Zutritt verschiedener Zumischflüssigkeiten zum Hauptstrom in der gleichen Weise bewirken. Die Art der Flüssigkeit des Haupt stromes und der Zumischflüssigkeiten hängt von der jeweiligen Verwendung der Mischvorrichtung nach der Erfindung ab. Es können mit dieser gegebenen. falls auch Gase miteinander. oder mit Flüssigkeiten gemischt werden.
• In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele einer Mischvorrichtung nach der Erfindung daigestellt, und zwar zeigt Abb. I einen Axialschnitt durch eine Mischvorrichtung, Abb. 2 einen Axialschnitt durch ein Mischventil mit einstellbarer Federspannung, Abb. 3 einen Querschnitt nach der Linie II 1-111 in Abb. 2, Abb. 4 einen Axialschnitt durch ein Mischventil mit konstanter Federspannung und Abb. 5 einen Schnitt durch den Wasserzuführungsschlauch in Abb. I.
• In der Abb. I ist der Behälter 1 für die Aufnahme der Zumischflüssigkeit mit einer Trennmenbran 2 dargestellt, die die Zumischflüssigkeit, z. B. Düngerlösung, im Raum 3 von dem aus dem Gebrauchswasserstrom abgezweigten Druckwasser im Raum 4 trennt. Die Abzweigung des Druckwassers erfolgt im Ventil 5 (s. Abb. 2 und 3) und wird durch das Rohr 6 den Räumen 3 bzw. 4 zugeführt. Der Eintritt des Druckwassers in die Räume 3 und 4 wird gesteuert durch den Schwimmer 7 über den Hebel 8, die Stangen9 g und 10 und die Schieber ii und 12 mit ihren Bohrungen 13, I6 und I8, die mit entsprechenden Öffnungen I7 im Rohr 6 bzw. mit dem Anschluß des Schlauches 14 zur Deckung gebracht werden.
• In der Abb. 5 ist ein Schnitt'durch den Schlauch 14 dargestelh'. Der Schlauch 14 ist in seinem Innern mit einer Schraubenfeder 19 versehene deren Windungen eng aneinander und an der Schlauchwand liegen. Diese Feder 19 im Schlauch Iq hat die Wirkung, daß infolge der engen Schlitze zwischen den Windungen die Flüssigkeit sich über die ganze Schlauchlänge verteilt und nicht allein aus den ersten Öffnungen 15 austritt. Ferner wirkt sie als Rückströmdlrossel und verhindert, daß z. B. beim Abstellen der Mischvorrichtungen in umgekehrter Richtung ungelöste Salze aus dem Raum 3 in den Schlauch 14 eindringen und eine Verstopfung der Öffnungen 15 hervorrufen.
• Am oberen Deckel 50 des Behälters I sind neben dem Mischventil 5 noch eine Einfüllöffnung mit einem Verschluß deckel 51 und ein Glasfenster 52 vorgesehen, hinter dem in einem Käfig 53 ein Schwimmer 54 angeordnet ist. Aus der Stellung des Schwimmers 54 ist der jeweilige Lösungsgrad der Zumischflüssigkeit feststellbar.
• In der Abb. 2 ist das Ventil 5 im Schnitt dargestellt. Auf den Stützen 20 ist am Behälterdeckel 50 das Ventilgehäuse aufgeschraubt. Das Ventil besteht aus der Ventilplatte 22, dem unteren Schaft 23 und dem oberen Ansatz 24. Über den Ansatz greift eine im Gehäuse 25 geführte Kappe 26, die zur Aufnahme der Ventilfeder dient. Durch den Gewindeansatz 28 am Federteller 29 kann die Spannung der Ventilfeder 27 geändert werden. Am Gewindeansatz 28 ist ferner eine Skala 30 angeordnet, die zusammen mit dem oberen Rand der Kappe 26 die Stellung des Federtellers 29 und damit die Spannung der Ventilfeder erkennen läßt.
• Eine axiale Verdrehung der Kappe 26 wird durch den Querstift 3I auf das Ventil und seinen Schaft 23 übertragen. Die Enden des Stiftes 3I gleiten in Längsschlitzen 32 der Kappe 26, so daß eine senkrechte Bewegung des Ventils ermöglicht wird. Ein Zeiger 33 an der Kappe 26 läßt in Zusammen.wirkung mit einer Skala auf dem Gehäusedeckel 25 die jeweilige radiale Stellung der Kappe 26 und damit des Ventils und seines Schaftes 23 erkennen. Diese Stellung ist wichtig, da der hohle Ventilschaft einen etwa halbkreisförmigen Ausschnitt 34 aufweist, der mit einem entsprechenden Ausschnitt 35 in der Schaftführung 36 in bestimmter Beziehung steht.
• Die Schaftführung 36 ist unten durch einen Pfropfen 37 abgeschlossen. Am Ventilgehäuse 21 ist ein Rohr 6 befestigt, das in den Behälter für die Zumischflüssigkeit führt. Der Zustrom der Zumischflüssigkeit zum Gebrauchswasser erfolgt über den Kanal 38 in eine Ringnut 39 in der Ventil,sitzfläche.
• Der Hohlraum im Ventilschaft 23 ist über die Öffnung 40 mit dem Gehrauchswasser vor der Ventildrosselstelle verbunden.
• Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: In Pfeilrichtung wird der Hauptstrom zugeleitet.
• Entsprechend der Durchflußmenge wird die Druckfeder 27, die den Differenzdruck zwischen der Abzweigstelle bei den Öffnungen 40 und der Mündungsstelle in der Ringnut 39 des Teilstromes bestimmt, zusammengedrückt. Die Öffnungsweite des Ventiltellers 22 ist abhängig von der Druckfeder 27 und dem Druck im Abfluß raum. Die Federkraft ist so bestimmt, daß auch bei kleinsten Durchflußmengen der nötige Differenzdruck vorhanden ist und bei größten Durchflußmengen die maximale Öffnungsweite des Ventiltellers 22 erreicht wird. Eine zusätzlriche Ein- stellung der Durchflußmenge ist mittels des Gewindeansatzes 28 erreichbar dadurch, daß die Spannung der Feder geändert wird, ohne jedoch das Mischungsverhältnis zu beeinflussen. Mit der Abhebung des Ventiltellers 22 erfolgt zugleich die Steuerung des Teilstromes durch Uberschneidung der Ausschnitte 34 und 35. Durch Verdrehung des Ventilschaftes 23 mittels der Kappe 26 wird die Schlitzüberschneildung und damit das Mischungsverhältnis verändert, welches auf der Skala unter dem Zeiger 33 ablesbar ist. Der vom Hauptstrom alygezweigteTeilstrom fließt durch die Öffnungen 40, den hohlen Ventilschaft 23 und die Schlitze 34 und 35 in das Rohr 6. Die z. B. aus gesättigter Lösung bestehende Zumischflüssigkeit tritt durch den Kanal 38 in die Ringnut 39 und von dort in den Hauptstrom ein, dem sie sich zumischt. Die Zuführung des Druckwassers wird gesteuert durch den Schwimmer 7, der iiber den Hebel 8 und die Stangen 9 und 10 die Schieber ii und 12 bewegt. Die Stellung des Schwimmers 7 richtet sich jeweils nach dem Lösungsgrad der Zumischflüssigkeit im Raum 3. In der gezeichneten Mittelstellung I des Schwimmers 7 tritt das vom Ventil 5 kommende Druckwasser durch die Bohrung 13 im Schieber 12 in den Schlauch 14 und von diesem durch die Öffnungen 15 in den Raum 3, in dessen unterem Teil z. B. Dünne salze eingelagert sind. Eine entsprechende Menge mit gelösten Düngesalzen versellenen Wassers wird dabei aus dem oberen Teil des Raumes 3 verdrängt und fließt durch den Ringspalt 55 dem Ventil 5 zu.
• Steigt der Lösungsgrad im Raum 3 an, dann steigt auch der Schwimmer 7 entsprechend in die Stellung II und bewegt die Schieber II und 12 so, daß die Zufuhr zum Schlauch 14 abgesperrt wird, während die Bohrungen 16 im Schieber 1 1 mit den Offnungen I7 im Rohr 6 übereinstimmen. Nunmehr tritt das Druckwasser unmittelbar in die Salzlösung im oberen Teil des Raumes 3 ein, so daß eine weitere Lösung von Salzen nicht mehr stattfindet, sondern vielmehr eine Erniedrigung des Lösungsgrades der zum Ventil verdrängten Zumischflüssigkeit erfolgt.
• Dies dauert so lange, bis der Schwimmer 7 wieder absinkt und das Druckwasser wieder durch den 'Schlauch 14 dem Raum 3 zugeführt wird. Bei diesem Spiel des Schwimmers 7 stellt sich sehr schnell ein Beharrungszustand ein, bei dem die beiden Bohrungen I3 und I6 so ste'hen, daß das Druckwasser in einem bestimmten Verhältnis sowohl unten als auch oben in den Raum 3 eintritt. Dadurch ergibt sich schnell ein konstanter Lösungsgrad bei der austretenden Zumischflüssigkeit. Soll die Genauigkeit der prozentualen Zumischung noch weiter gesteigert werden, dann ist es zweckmäßig, einen gesonderten Lösungsbehälter dem Raum 3 vorzuschalten, in welchem eine erste Grobmischung stattfindet.
• Ist schließlich das gesamte Salz im Raum 3 gelöst und sinkt der Schwimmer 7 infolge der weiteren Verdünnung der Lösung in die Stellung III, dann öffnet der Schieber 12 die Bohrungen 18, so daß das Druckwasser nunmehr in den Raum 4 hinter die Membran gelangt und die restliche Lösung ohne Änderung des Lösungsgrades durch Zusammendrückung der Membran aus dem Raum 3 verdrängt.
• Man kann natürlich auch der Zumilschflüssigkeit von vornherein einen bestimmten Lösunggrad geben und dann die Verdrängung nur mit der Membran 2 vornehmen. In diesem Fall ist der Schwimmer 7 so einzustellen, daß nur die Bohrungen I8 geöffnet sind.
• In der Abb. 4 ist ein Mischventil einfacherer Ausführung dargestellt. Bei diesem ist eine Änderung der Ventilfederspannung nicht möglich. Es ist daher notwendig, die Feder jeweils auszuwechseln, wenn ein anderer Differenzdruck gewünscht wird. Die Ventilteile, die die gleichen Funktionen haben wie beim Ventil nach der Abb. 2, haben die gleiche Bezugsziffer erhalten. Die Wirkungsweise ist daher klar ersichtlich und braucht hier infolgedessen nicht noch einmal wiederholt zu werden. Die Einstellung des Mischungsverhältnisses durch die Drehung des Ventilschaftes 23 erfolgt mittels der Flügelkappe 42, die im Schlitz 43 einer nach außen federnden Büchse 44 gehalten ist. Die Büchse 44 kann man zusammen mit der Kappe 41 von Hand drehen, doch steht sie während des Betriebs infolge ihrer Reibung fest.
• Für das einwandfreie Arbeiten der Mischvorrichtung nach der Erfindung ist noch von Bedleutung, daß der Raum zwischen den Öffnungen 40 im Rohransatz 23 und den Öffnungen I7 im Rohr 6 (Abb. I und 2 hzw. Abb. I und4) sogroß gewählt ist, daßbeim Abstellen der Vorrichtung, wenn infolge Ausdehnung der im Behälter I angesammelten Luft bzw. durch Zusammenziehung der Behälterwand Flüssigkeit entgegengesetzt der üblichen Strömungsrichtung durch die Offnungen 40 austritt, diese Flüssigkeit nur reines Wasser und keine Zumischflüssigkeit aus dem Behälter ist. Diese Zumischflüssigkeit würde sonst vor dem Ventil 22 abgelagert und bei Wiederanstellen der Vorrichtung, d. h. beim Öffnen des Ventils 22, austreten und das erwünschte Mischungsverhältnis zwischen Gebrauchswasser und Zumischflüssigkeit so stark verändern, daß z. B. bei der Düngung von empfindlichen Pflanzen leicht eine Verbrennung der vom ersten Flüssigkeitsstoß getroffenen Pflanzen eintreten kann.
• PhTI: STANSpROCH L7.: I. Mischvorrichtung für Flüssigkeiten, ins besondere zum Zumischen künstlichen Düngers, Schädlingsbekämpfungsmitteln od. dgl. zum Gebrauchswasser in Gärtnereien, landwirtschaftlichen Betrieben usw., bei welcher unter Ausnutzung des Differenzdruckes vor einer Drosselstelle im Hauptstrom ein oder mehrere Teilströme abgezweigt und die Zumischflüssigkeiten in der Drosselstelle selbst zugeführt wird bzw. werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußquerschnitt des oder der abgezweigten Teilströme entsprechend einer Veränderung des Querschnittes an der Drosselstelle des Hauptstromes verhältnisgleich gesteuert wird.

Claims (1)

1. 2. Mischvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung des Durchflußquerschnittes an der Drosselstelle des Hauptstromes durch ein Regelventil erfolgt, das mit dem Steuerorgan für den Durchflußquerschmitt des oder der abgezweigten Teilströme in Verbindung steht.

   3. Mischvorrichtung nach Anspruch', dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (22) durch ein veränderliches Gewicht, eine einstellbare Feder (27) od. dgl. belastet ist.

   4. Mischvorrichtung nach Anspruch', dadurch gekennzeichnets daß die Verstellung des Regelventils (22) von Hand über eine mit Gewinde versehene Spindel (28) erfolgt.

   5. Mischvorrichtung nachAnspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung der Zumischflüssigkeit in der Ventilsitzfläche erfolgt.

   6. Mischvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Strömungsrichtung gesehen vor dem Ventilsitz befindliche Ventilschaft (23) hohl ausgebildet ist und zur Zuführung der Abzweigflüssigkeit in den Behälter für die Zumischflüssigkeit dient.

   7. Mischvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wand des hohlen Ventilschaftes (23) ein etwa halbkreisförmiger Ausschnitt (34) vorgesehen ist, der nach entsprechender Drehung beim Anheben des Ventils (22) mit einem entsprechend ausgebildeten Aus schnitt (35) in der Schaftführung (36) mehr oder weniger zur Deckung gebracht wird, wodurch der jeweilige Mischungsgrad bestimmt wird.

   8. Mischvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung der Ausschnitte (34, 35) im hohlen Ventilschaft (23) und in der Ventilführung (36) zueinander und damit der jeweilige Mischungsgrad außen am Ventil (5) auf einer Skala sichtbar gemacht ist.

   9. Mischvorrichtung nach Anspruch', dadurch gekennzeichnet, daß der Lösungsgrad der Zumischflüssigkeit durch einen Schwimmer (7) in der Zumischflüssigkeit gesteuert wird.

   IO. Mischvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (7) in der Zumischflüssigkeit mittels der Schieber (II und I2) am unteren und oberen Ende des Rohres (6) den Zutritt des Druckwassers je nach Lösungsgrad der Zumischflüssigkeit im Raum (3) steuert.

   II. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (7) im Raum (3) den Zutritt des Druckwassers hinter die Membran (2) freigibt, wenn ein Eintritt von Druckwasser in den Raum (3) für die Zumischflüssigkeit nicht erwünscht ist.

   I2. Mischvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Rauminhalt des Raumes zwischen der Abzweigstelle (40) des Teilstromes und der Eintrittsstelle (I7) des selben in die Zumischflüssigkeit so groß gewählt i;st, daß beim Abstellen der Vorrichtung an der Abzweigstelle (40) infolge Atmens des Behälters (I) in umgekehrter Strömungsrichtung nur unvermischte Abzweigflüssigkeit in den Hauptstrom zurückfließt.

   13. Mischvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckwasser am Boden des Raumes (3) in diesem durch einen Schlauch (I4) eintritt, der in seinem Innern eine Schraubenfeder (I9) mit eng aneinander und an der Schlauchwand liegenden Windungen aufweist.

   14. Mischvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß an der Wand des Behälters (I) hinter einem Fenster (52) ein Schwimmer (54) in einem Käfig (53) angeordnet ist, der absinkt, wenn der Lösungsgrad der Zumischflüssigkeit geringer wird.