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Vorrichtung zur Regelung des Flüssigkeitsstandes in Behältern Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur selbsttätigen Regelung des Flüssigkeitsstandes
in Behältern durch Beeinflussung des Zu- oder Abflusses, wobei das Durchflußventil
durch ein gas-oder dampfförmiges Steuermittel verstellbar ist, dessen Druck über
ein von einem Schwimmer betätigtes Steuer- oder Drosselorgan zur Einwirkung kommt.
Regelvorrichtungen dieser Art kommen vielfach zur Beeinflussung des Kältemittelkreislaufes
und des Lösungsmittelkreislaufes von Kältemaschinen zur Anwendung.
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Es hat sich gezeigt, daß solche Einrichtungen in manchen Fällen, so
z. B. bei der Steuerung des Lösungsmittelkreislaufes, leicht versagen oder ungenau
arbeiten, was darauf zurückzuführen ist, daB sich an den Steuer- oder Drosselorganen
sowie deren Lagerungen und Führungsflächen staubförmige Teilchen ablagern, die in
der Lösungsflüssigkeit enthalten sind, welche infolge der Schwankungen des Flüssigkeitsstandes
im Schwimmerbehälter in die Steuervorrichtung gelangt. Die Ablagerungen behindern
das Steuerorgan in seinen Steuerbewegungen um so leichter, als bei Absorptionsmaschinen
jede Beimischung von öl zum Kältemittel fehlt. Die Beseitigung des Staubes bleibt
ohne Eifolg, da sich dieser schon nach sehr kurzer Zeit von neuem absetzt. An sich
wäre es möglich, dieser Erscheinung durch eine sicher wirkende Stopfbüchse vorzubeugen.
Eine solche Stopfbüchsenabdichtung ist jedoch wegen der dann auftretenden erheblichen
Reibungskräfte unerwünscht.
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Erfindungsgemäß ist die Steuer- oder Drosselvorrichtung von dem Schwimmergehäuseraum
durch eine nachgiebige Zwischenwand völlig abgeschlossen,
wobei
diese die Steuerbewegungen des Schwimmers auf die Steuer- oder Drosselteile überträgt.
Mit Hilfe dieser Bauart wird die Ablagerung von staubförmigen Verunreinigungen in
der Steuervorrichtung, welche zu den oben dargelegten Schwierigkeiten führen, unmöglich
gemacht. Außerdem wird eine Stopfbüchsenabdichtung zwischen dem Schwimmergehäuse
und der Steuer- oder Drosselvorrichtung vermieden und eine einfache Einrichtung
geschaffen, die bei Absorptionskältemaschinen ohne jeglichen Umbau, sowohl im Hochdruckkreislauf
als auch im Niederdruckkreislauf verwendbar ist.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens
dargestellt, und zwar zeigt Abb. i das Schwimmergehäuse mit der Drosselvorrichtung
im Schnitt, Abb.2 die Anordnung der Regeleinrichtung im Lösungsmittelkreislauf und
Abb. 3 die Anordnung im Kältemittelkreislauf einer Absorptionskältemaschine.
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Der im Schwimmergehäuse 2 gelagerte Schwimmer i trägt ein Gestänge
3 mit einem pilzartigen Druckstück 4, welches in einem Rohrflansch 5 untergebracht
ist. Mit dem Röhrflansch 5 ist das die Drosselvorrichtung aufnehmende Gehäuse 6
verschraubt, an welchem Leitungen 7, 8 für die Zu-und Ableitung des in seinem Druck
zu verändernden gas- oder dampfförmigen Steuermittels angeschlossen sind, das die
Verstellung des Durchflußventils 9 bewirkt. Der Schwimmergehäuseraurn 2 ist gegenüber
dem Drosselgehäuseraum durch eine nachgiebige Platte, z. B. eine Federmembran io
aus Stahl oder eine Platte aus anderem, nicht korrodierendem Material, beispielsweise
Gummi, völlig abgeschlossen. Auf der Trennwand ruht ein dem Pilz 4 ähnlicher Übertragungsteil
12. Der Hub der Teile 4 und 12 ist durch Ringflächen 13, 14 im Befestigungsstutzen
bzw. im Gehäuse begrenzt, um bei aus betrieblichen Gründen erforderlichen Druckentlastungen
einer Seite das Durchdrücken der Membran zu verhindern.
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Die Drosselvorrichtung besteht aus einem im Innern des Gehäuses 6
bei 15 gelagerten einarmigen Hebel 16, der einen Drosselkegel 18 trägt. Der Sitz
i9 des Drosselkegels 18 ist als Hülse ausgebildet, die in Höhe des Anschlusses der
Rohrleitung 8 Querbohrungen 2o aufweist und durch ein Handrad 21 vbn außen einstellbar
ist. Der Hebel 16 ist mit einer Feder 25 belastet, deren Spannung durch ein gleichfalls
außenliegendes Handrad 26 verändert werden kann, um den Ansprechdruck der Membran
io einstellen zu können. Zwischen den Verstellvorrichtungen 21, 26 ist ein weiteres
Handrad 27 für eine Spindel 29 vorgesehen, die das öffnen des Drosselorgans 18 durch
Eingriff von außen ermöglicht.
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Diese Einrichtung ist sowohl zur Regelung des Flüssi.g'keitsstandes
in Niederdruckbehältern als auch in Hochdruckbehältern geeignet, wenn in beiden
Fällen das gleiche Höchdrucksteuermittel zur Anwendung gelangen soll. Dabei wird
die Entlastung der Membran, die wegen der stopfbüchsenlosen Bauart erforderlich
ist, in einfacher Weise dadurch erreicht, daß der vom Gehäuse 6 umschlossene Raum
mit einem Raum in Verbindung gebracht wird, in welchem ein dem Druck im Schwimmergehäuse
2 entsprechender Druck herrscht, und das Hochdrucksteuermittel entweder über das
Drosselorgan 18 oder unmittelbar in das Gehäuse eingeführt wird. Die Anschlüsse
der Steuermittelabführungsleitungen 7, 8 werden also nur ausgetauscht, wie aus den
nachstehenden Anwendungsbeispielen ersichtlich ist.
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Bei der Anordnung nach Abb.2 dient die oben beschriebene Einrichtung
zur Regelung der aus dem Austreiber 3o bzw. dessen Sammeltopf über den Temperaturwechsler
31 und das Durchflußventil 9 zum Absorber fließenden armen Lösung. Als Steuermittel
findet der im Austreiber 3o ausgetriebene Kältemitteldampf Verwendung. Die Zuleitung
die einerseits mit der zum Verflüssiger führenden Dampfleitung 34 verbunden ist,
wird andererseits unmittelbar an das Drosselgehäuse 6 angeschlossen, um die Entlastung
der Membran io zu sichern. Das der Leitung 34 entnommene Kältemittelgas strömt über
das Gehäuse 6, die Drosselvorrichtung (Kegel 18) und die Leitung 8 entsprechend
der an einem Handkegelventil bewirkten festen Einstellung zur Niederdruckstufe,
nämlich zum Absorber, so daß sich in dem Raum 36 oberhalb der Verstellvorrichtung
des Durchflußventils 9, welcher durch die Leitung 37 an die Leitung 8 angeschlossen
ist, ein bestimmter Verstelldruck einstellt, der an einem Manometer 38 abgelesen
werden kann.
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Steigt der Flüssigkeitsstand in dem mit dem Sammeltopf des Austreibers
3o kommunizierend angeordneten Schwimmergehäuse 2, so bewegt sich die Stange 3 mit
dem Pilz 4 nach unten. Die Folge hiervon ist, daß sich der Drosselkegel 18 von seinem
Sitz i9 entfernt. Die Drosselung des durch die Leitung 7 dem Gehäuse 6 zugeführten
Hochdruckdampfes wird also bei seinem Austritt aus dem Gehäuse verringert. Da die
über das Handregelventi135 abströmende Dampfmenge praktisch gleich bleibt, wird
die Verstellvorrichtung des Durchflußventils 9 mit einem höheren Druck als bisher
belastet, so daß sich das Durchflußventil weiter öffnet. Es fließt somit mehr Lösung
aus dem Austreiber 30 zum Absorber ab. Fällt dagegen der Flüssigkeitsstand
im Austreiber 30, so tritt der umgekehrte Vorgang ein; der Durchflußquerschnitt
am Ventil 9 wird verringert und die zum Absorber fließende Lösungsmenge nimmt ab.
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Bei Beginn des Betriebes erfolgt die Einstellung der Ventile 18 und
35 derart, daß bei zur Hälfte eingetauchter Schwimmerkugel i und waagerechter Lage
des Schwimmers der Steuermitteldruck am Durchflußventil gerade so groß ist, daß
der Flüssigkeitsspiegel des Austreibers 30 etwa auf gleicher Höhe bleibt.
In demselben Maße, wie sich die Lage des Schwimmers i ändert, und sich der Drosselkegel
18 seinem Sitz i9 nähert oder von diesem entfernt, wird der das Ventil 9 verstellende
Steuer-.druck größer oder kleiner. Jeder Stellung der Schwimmerkugel ist somit ein
bestimmter Steuerdruck
zugeordnet, der auf die gewünschte. Regelung
der Menge der abfließenden Flüssigkeit hinwirkt.
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Die Regelung des Kältemittelkreislaufes (Abb. 3) kann in ähnlicher
Weise erfolgen. Der Flüssigkeitsstand im Schwimmergehäuse 2 kommuniziert mit dem
Flüssigkeitsstand im Ammoniakabscheider 40 des Verdampfers 41. Um die Entlastung
der Membran io herbeizuführen, werden die Anschlüsse der Leitungen 7 und 8 gegenüber
der Anordnung nach Abb.2 vertauscht. Als Steuermittel dient der der Leitung 42 entnommene
Hochdruckdampf, dessen Zustrom durch ein Handregelventil 43 konstant gedrosselt
wird. Das Steuermittel tritt dann in diesem Fall über den Drosselkegel 18 in das
Gehäuse 6 ein und entspannt sich über die Leitung 8 zum Ammoniakabscheider des Verdampfers
auf dessen Druck. Die Membran io, die auf der Seite des Schwimmergehäuses mit Niederdruck
belastet ist, wird also auch auf der anderen Seite dem gleichen Druck ausgesetzt.
Die Einrichtung zur Regelung des Flüssigkeitsstandes bleibt im übrigen dieselbe
wie bei der Regelung des Lösungsmittelkreislaufes. Zwischen dem Handventil 43 und
dem Drosselkegel 18 ist die Verstellvorrichtung des Durchflußventils 9 für das dem
Verdampfer zuzuführende frische Kältemittel durch eine Zweigleitung 37 an die Leitung
7 angeschlossen. Die Wirkungsweise .der Einrichtung ist ähnlich der nach Abb. 2.
Steigt der Druck zwischen den Ventilen 43 und 18, so wird das Durchflußventil 9
weiter geöffnet und mehr Kältemittel in den Verdampfer 41 eingespeist. Umgekehrt
wird eine Verringerung der Kältemittelzufuhr zum Verdampfer veranlaßt, wenn der
Steuerdruck zwischen den Ventilen 43 und 18 absinkt.