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Mischvorrichtung für Flüssigkeiten l)ie 1?rfi1r<lung lr@trittt
eine 'Mischvorrichtung für Flüssigkeiten, bei der ein von der Hauptflüssigkeitsleitung
abgezweigter Teilstrom d.ie Zumischflüssigkeit aus einem parallel geschalteten Vorratsbehälter
verdrängt und sie unter .-\usnutzung einer Druckdifferenz in der Hauptleitung in:
diese drückt. Um ein von der Durchflußmenge unabhängiges, stets gleichbleibendes
Mischverhältnis bei derartigen M ischvorrichtungen zu erhalten, muß der Drosselcjttcrsclinitt
in d:#r Hauptleitung und der Zutritt der Zutnischthissigkeit bzw. der Abstrom der
Verd,rängerfliissigkeit aus der Hauptleitung stets verliälttiisg1eicli gesteuert
werden. Bei den in der Praxis eingeführten Mischvorrichtungen dieser Art tritt die
Zutnischflüssigkeit an der gesteuerten Drosselstelle für den Hauptstrom in diesen
ein. Damit ernicht inan zwar eine hohe Genauigkeit; erhält jedoch durch den Unterdruck
an der Drosselstelle einen hohen Difflerenzdruck, der wiederum unter gewissen Umständen
einen erheblichen Druckverlust zur Folge hat, was für besondere Zwecke geeignet,
im allgemeinen aber unerwünscht ist.
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Aus diesem Grunde ist die Mischvorrichtung nach ('""r Erfindung so
ausgebildet, daß der Eintritt der ZumischHiissigke.it hinter d!er Drosselstelle
für den Hauptstrotn in diesen erfolgt. Der Differenzdruck wird dann lediglich durch
die Belastung des beweglichen Drosselorgans bestimmt. In Gärtnereien werden Mischapparate
benötigt, die verschiedenen Anforderungen genügen müssen. Bei der Einfüllung von
Trockendünger treten durch Lagerung im Behälter Erhärtungen auf, die augenblicklich
große
Widerstände dem Verdrängerstrom entgegensetzen. Es sind deshalb
in Weiterausbildung der Erfindung je nach Verwendungszweck verschiedene Ventile
entwickelt worden, die bei geringerem Differenzdruck unter besonderer Berücksichtigung
auftreten der Widerstände für einstellbaren Eichwerten bei beliebigen Mengen- und
Druckverhältnissen arbeiten. Je nach günstiger Filtermöglichkeit wird der Verdränger-
oder Zumischstrom gesteuert. Es ist zweckmäßig, den Querschnitt an der Eintrittsstelle
der Zumischflüssigkeit durch eine weitere Drosselstelle zu ändern, um damit einen
sich evtl. ergebenden Widerstand im Behälter für die Zumischflüssigkeit ausgleichen
zu können. In, Weiterausbildung der Erfindung ist dtaher an der Eintritt6,stelle
für die Zumischflüss,igkeit in den Hauptstrom eine zusätzliche verstellbare Dros-selvorrich:tung
angeordnet. Es, ist demgegenüber auch möglich, den Verdränger.strem an einer erweiterten
Stelle der Hauptleitung vor der Drosselstelle abzuzweigen, um auf diese Weise einen
den Widerständen im Teilstrom entsprechend höheren Differenzdruck zu erhalten. Ein
zylindrischer Schieber, der durch einen Kolben oder eine Membran bewegt wird, übernimmt
gleichzeitig die Steuerung beide,rQuerschrnitte, nämlich den. für den durchfließenden
Hauptstrom und dien, für den eintretenden Zumischstrom oder den abgezweigten Verdrängerstrom.
Nähere Einzelheiten der Erfindung sind aus der nachstehendem . speziellen Beschreibung
der Zeichnung zu ersehen.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele einer Mischvorrichtung
nach der Erfindung dargestellt, und. zwar zeigt Fig. i einen Querschnitt durch eine
Mischvorrichtung mit Kolbenschiebersteuerung, Fig. 2 einen Querschnitt durch eine
Mischvorrichtung mit Hülsenschieberste,uerung und Fig. 3 einen Querschnitt durch
eine Mischvorrichtung mit Kolbenschiebersteuerung anderer Ausführung.
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Bei der Mischvorrichtung nach Fig. i ist in einem Gehäuse i eine Büchse
2 fest eingesetzt. Die Büchse 2 weist einen Kranz von Öffnungen 3, einen Durchgangsschlitz
4 und einen Schlitz 5 auf. Sämtliche Öffnungen oder Schlitze können. auch kreisrunde
Löcher oder Bohrungen sein. Inder Büchse 2 ist ein Kolbenschieber angeordnet, der
aus dem Mantel 6 und dem Boden 7 besteht. In der Nähe des Kolbenbodens 7 besitzt
der Schiebermantel 6 Schlitze 8, die sich bei entsprechender Stellung des Schiebers.
mit den öffnungen 3 in der Büchse 2 decken. Ein weiterer Schlitz 9, der sich bogenförmig
in. Richtung des Zylinderumfangs erstreckt, im Schiebermantel 6 ist dem Schlitz
5 der Büchse 2 zugeordnet, an den sich der Zuleitungskanal io für die Zumischflüssigkeit
anschließt. Schließlich ist noch ein Längsschlitz i i vorgesehen, in denn der Exzenterzapfen
12 des Einstellbolzens 13 eingreift. Der Boden, 7 des, Schiebers liegt gegen einen
festen, in die Büchse 2 eingelassenen Ringanschlag 14 und wird gegen diesen durch
die Feder 15 gedrückt. Der Einstellbolzen 13 ragt durch eine Stopfbüchse 16 nach
außen heraus und kann mittels.des Zeigergriffes 17 gedreht werden. Das Ende des
Zeigers 17 läßt die radiale Stellung des Schiebers 6-7 an einer auf der Scheibe
18 angeordneten Skale, ablesen. Mit Hilfe der beiden Muffen i9 und 20 wird die Hauptdurchflußleitung
an die Mischvorrichtung angeschlossen. Durch den Kanal 2i tritt ein Teilstrom desi
Hauptflüssdgkeitsstromes in den nicht dargestellten Vorratsbehälter für dieZumischflüssdgkeit
und drückt diese mit Hilfe einer zwischengeschalteten Membran aus dem Behälter heraus.
Die Zumischflüssigkeit tritt durch den Kanal io in die Mischvorrichtung ein.
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Die Wirkungsweise der Mischvorrichtung nach der Fig. i@ ist folgende:
Wenn eine Druckflüssigkeit in Richtung der angegebenen Pfeile durch die Hauptleitung
strömt, dann drückt sie auf die Fläche des Kolbenbodens 7 und verschiebt den Kolbenschieber
6-7 entgegen der Schließkraft der Feder 15 nach links. Je nach dem zurückgelegten
Steuerweg des Schiebers 6-7 werden die Öffnungen 8 mehr oder weniger mit den Öffnungen
3 in der Büchse 2 zur Deckung gebracht, und die Flüssigkeit des Hauptstromes tritt
in das Innere des, Schiebers 6-7 und strömt nach links durch die Muffe 2o ab. Gleichzeitig
mit der Aufdeckung der Öffnungen 3 wird auch der Schlitz 9 mit dem Schlitz 5 zur
Deckung gebracht. Diese Deckung kann entweder vollständig oder auch nur teilweise
sein und steht in einem bestimmten Verhältnis zur Eröffnung der Schlitze 3 für den
Hauptstrom. Je größer die: Durchflußmenge des Hauptstromes, ist, desto mehr Zumischflüssigkeit
kann in den Hauptstrom eintreten. Durch den Kanal 21 fließt natürlich nur so viel
Verdrängerflüssigkeit in den Vorratsibehälber, als aus diesem Zumischflüssigkeit
durch die Öffnungen 5 und 9 austreten kann. Das Verhältnis zwischen der Menge der
Hauptflüssigkeit und der Menge der Zumischflüssigkeit bleibt dabei immer gewahrt.
Eine Veränderung dieses Mischungsverhältnisses läßt sich durch Drehung des Einstellbolzens
13 mit Hilfe des Zeigergriffes 17 erreichen. Da der Zapfen 12 exzentrisch am Bolzen
13 angeordnet ist, wird der Schieber 6-7 um seine Achse gedreht, und der Schlitz
9 deckt selbst bei entsprechender Axialbewegung des Schiebers 6-7 den Schlitz 5
nicht mehr voll auf. Auch in den Zwischenstellungen des Schiebers 6-7 ist der aufgedeckteQuerschnitt
des Schlitzes,5 entsprechend verkleinert. Auf den Durchflußquerschnitt für den Hauptstrom
'hat diese radiale Verstellung des Schiebers 6-7 keinen Einfluß, -da die Öffnungen,8
wesentlich breiter sind als die Öffnungen 3 und demzufolge eine Drehung des Schiebers
6-7 die Stege zwischen den Öffnungen 8 nicht in den Bereich der Öffnungen 3 bringt.
Einte Drosselung des, Hauptflüssdgkeitsstromes tritt also nicht ein. Die radiale
Stellung des Schiebers 6-7 und damit das jeweils eingestellte Misehungsverhältniskann
mit Hilfe des Zeigers, 17 in Eichwerten auf der Skala jederzeit abgelesen werden.
Die Querschraube 22, die den Schiebermantel in einen Schlitz 23 durchdringt, verändert,
je nachdem ob sie mehr oder weniger in den Innenraum vorsteht, den Durchflußquerschnitt
im Bereich des Einfusses der Zumischflüssigkeit. Dadurch kann einem Widerstand im
Vorratsbehälter für die Zumi.
schflüssigkeit Rechnung getragen werden.
Die Schraube 22 kann z. B. von Hand verstellt werden.
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Man kann mit der Mischvorrichtung statt des Zuflusses der Zumischflüssigkeit
auch den Abfluß des Verd rängerteilstromes in den Vorratsbehälter steuern. Zu diesem
Zweck werden die Feder 15 und der Anschlagring 1.4 seitenvertauscht. Die Feder 15
muß dabei so ausgebildet werden, daß die Öffnungen 8 bzw. 9 des Schiebers 6-7 in
der Grund;schlußst-ellung links neben den Öffnungen 3 bzw. 5 stehen. Der l lauptstrom
kommt dann durch die Muffe 20 von links. Der abgezweigte Verdrängerteilstrom wird
gesteuert und fließt durch den Kanal io zum Vorratsbehälter, während die Zumischflüssigkeit
durch den Kanal 21 in den Hauptstrom hinter der Hauptdros,selstelle eintritt. Gegebenenfalls
kann für besondere Zwecke das Steuerorgan so ausgebildet werden, daß neben dem Hauptstrom
gleichzeitig sowohl der Abfluß der Verdrängerflüssigkeit als auch der Zufluß der
Znmischflüssigkeit gesteuert wird.
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In dem ball, in dem der Zufluß der Zumischflüssigkeit nicht gesteuert
wird, ist es zweckmäßig, zum Ausgleich der Atmung des, Behälters in der Verdrängerleitung
ein Überströmventil anzuordnen, so daß bei Druckabfall in der Hauptleitung der Druckstoß,
der durch die Behälteratmung bedingt ist, sich nicht über die Zumischflüssigkeit,
sondern über die Verdrängerflüssigkeit auswirkt. Es tritt dann 7.13. beim Abstellen
des Hauptstromes nicht eine unzulässig große Menage von Zumischflüssigkeit in die
Hauptleitung über.
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Die Ausführung der Mischvorrichtung nach der F,ig. 2 unterscheidet
sich von der nach der Fig. i in erster Linie durch die Art der Bewegung des Steuerschiebers.
In dem geteilten Gehäuse 3o-31 bzw. in einer Hülse 32 ist der Steuerschieber 33
geführt, Er stützt sich auf der einen Seite gegen eine feste Platte 34, die am Gehäuseteil
31 verstellbar befestigt ist. Auf der anderen Seite ist der Steuerschieber
33 unter Zwischenschaltung einer Hülse 35 durch die Feder 36 od. dgl. belastet.
Die Einstellvorrichtung des Steuerschiebers 33 ist die gleiche wie in: Fi.g. i,
und d,ie Einzelteile haben deshalb auch die gleicheniKennziffern erhalten. Der Verdrängerteilstrom
fließt durch den Kanal 21 dem nicht dargestellten Vorratsbehälter zu, während die
Zumischflüss igkeit durch dien Kanal io nicht unmittelbar in den. Schlitz 5 der
Hülse 32, sondern erst in einen Ringraum 37 eintritt. Dieser Ringraum 37 ist auf
einer Seite durch eine zwischen die Gehäuseteile 30 und 31 eingespannte '#,letnlrran
38 von einem zweiten Ringraum 39 getrennt, der Tiber eine oder mehrere Öffnungen
4o im Steuerschieber 33 mit dem Innenraum des Schiebers in Verbindung steht. Die
Membran 38 ist mit ihrem Mittelteil an dem Flansch 41 des Steuerschiebers 33 befestigt.
Aus dein Raum 37 führt der Kanal 5 die Zumischfliissigkeit in das Innere des Steuerschiebers
33, wenn der Schlitz 9 mit ihm zur Deckung gebracht wird. Die Muffen i9 und
2o dienen wieder zum *lnschluß an die Hauptflüssigkeitsleitung. Unterschiedlich
gegenüber der Ausführung nach Fig. i ist auch die Tatsache, daß der Teilstrom an
einer erweiterten Stelle vor der Drosselstelle angezweigt wird.
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Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform der Mischvorrichtung ist
folgende: Vom Hauptflüs:sigkeitsstrom fließt der Verdrängerteilstrom durch den Kanal
21 zum nicht dargestellten Vorratsbehälter und drückt die Zumischflüssigkeit aus
diesem in den Raum 37. Da hier der Druck höher ist als im Raum 39, wird die Membran
nach links bewegt und nimmt den Steuerschieber 33 entgegen der Kraft der Feder 36
nach links mit. Dabei wird der Schieber von der Platte 34 abgehoben, und es öffnet
sich ein Ringquerschnitt, der den Durchtritt dies Hauptflüssigkeitsstromes gestattet.
Gleichzeitig mit der Eröffnung dies Durchtrittes des Hauptstromes wird der Eintritt
der Zumi,schflüssigkeit durch Deckung des Schlitzes 9 mit dem Kanal 5 aufgesteuert.
Der Hauptstrom durchfließt den Innenraum des Steuerschiebers 33, und .die Zumischflüssigkeit
tritt ihm in einem bestimmten Verhältnis bei. Das Mischungsverhältnis wird mit der
gleichen Einstellvorrichtung i i-18 eingestellt, wie sie bei der Ausführung nach
der Fig. i verwendet ist. Nach Öffnung der Durchflußquerschnitte durch den Schieber
33 tritt nun Druckflüssigkeit mit einem .etwas niederen Druck als im Raum 37 durch
die Öffnung 40 und bewegt die Membran 38 und mit ihr dien Steuerschieber 33 wieder
nach rechts, bis, sich ein Gleichgewichtszustand eingestellt hat. Diese Art der
Schiebersteuerung durch eine Membran hat den großen Vorteil, daß sich einte sehr
genaue Steuerung auch bei kleinen Durchflußmengen des Hauptflüssigkeitsstromes erreichen
läßt, ddia infolge der großen Membranoberfläche auch wesentlich kleinere Druckunterschiede
die Steuerung beeinflussen.
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Das Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3 ist eine Kombination zwischen
den Ausführungsbeispielen nach Fig. i und 2. Gleiche entsprechende Teile haben auch
hier wieder die gleichen Kennziffern erhalten. Von der Ausführung nach Fig. 2 unterscheidet
sich die nach Fig. 3 lediglich durch die Art des Steuerschiebers, der hier wie in
Fig. i aus, einem zylindrischen Mantel 6 undeinem Kolbenboden 7 besteht. Außerdem
liegen die Ringräume 37 und 39 Jeweils auf der anderen Seite der Membran 38.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Der Hauptflüs,sigkeitsstrom
tritt durch die Muffe i9 ein, und der abgezweigte Verdrängerteilstrom fließt durch
dien Kanal 21 in, den nicht dargestellten Vorratsbehälter für die Zumiischflüss@igkeit.
Aus diesem verdrängt er die Zumiischflüssigkeit, die durch dien Kanal i o in den
Ringraum 37 übertritt. Der steigende Druck im Raum 37 bewegt die Membran 38 nach
rechts, wobei der Steuerschieber ebenfalls nach rechts verschoben wird. Der Kolbenboden
7 des Schiebers hebt sich von der Hülse 32 ab, und der Hauptfliissigke@itsstrom
kann durch die Öffnungen 8 in das Innere des Schiebers treten, von, wo er durch
die Muffe 2o abfließt. Durch die Bohrung 4o dringt die Flüssigkeit des Hauptstromes
in den Raum 39 ein und stellt nach dem Prinzip der bekannten Druck-und i\Ieiigenregelventile
in den Räumen 37 und 42 bei entsprechender Wahl der Membranfläche annähernd
gleiche
Drücke her. Gleichzeitig ist der Schlitz 9 mit dem Schlitz 5 zur Deckung gekommen,
und die Zumischflüssigkeit kann aus dem Raum 37 in den Hauptstrom übertreten. Auch
hier wird das eingestellte Mischungsverhältnis genau gewahrt, da die beiden Querschnitte
für den Hauptstrom und die Zumischflüssigkeit immer verhältnisgleich gesteuert werden.
Der Druck im Raum 37 sinkt anfangs wieder etwas ab, und der Schieber macht wieder
etwas zu, bis sich schließlich ein Gleichgewichtszustand einstellt. Die Einstellung
des gewünschten Mischungsverhältnisses erfolgt in bereits oben beschriebener Weise
mittels des Zeigergriffes 17 und der Skala auf der Scheibe 18. Der große Vorteil
dieser Mischvorrichtung ist die außerordentliche leichte Steuerbarkeit der Membran
und damit des Steuerschiebers, so daß auch große Widerstände im Vorratsbehälter
keinerlei Störungen in der stets richtigen Einhaltung des Mischungsverhältnisses
verursachen. Die Ausbildung der Steuerorgane kann unter anderem auch durch anliegende
Folien, welche die entsprechenden ,Öffnungen aufweisen, erfolgen, wodurch sich besonders
hohe (enauigkeiten und eine große Betriebssicherheit erreichen läßt. Selbstverständlich
kann bei dien beiden Vorrichtungen nach Fig. 2 und 3 auch ein zusätzliches Drosselorgan
22 wie in der Fig. i Verwendung finden.
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Alle Mischvorrichtungen nach der Erfindung zeichnen; sich vor allem
durch ihre hervorstechende l;auljiche Einfachheit, ihre leichte Bedienbarkeit und
ihre platzsparende Bauweise aus. Sie sind deshalb l).csonders auch für den rauhen
Betrieb in der Landwirtschaft und im Gartenbau für die Zumischung künstlichen Düngers
zum Gebrauchswasser von Spritz- und Beregnungsanlagen, geeignet. Es lassen sich
aber mit den Vorrichtungen nach der Erfindung auch alle anderen Mischvorgänge von
Flüssigkeiten durchführen. Statt einer Mischflüssigkeit kann man auch deren mehrere
verwenden. Man braucht dann nur mehrere Verdrängerteilströme vom Hauptstrom abzuzweigen
und dies"( mehreren Vorratsbehältern zuführen, aus denen dann mehrere Zumischflüssigkeiten
verdrängt und dem Hauptstrom zugemischt werden. Man kann auch mehrere Mischventile
zusainmenschalten, d. h. in den Verdrängerteilstrom eines Mischventils eine zweite
Mischvorrichtung mit einem Vorratsbehälter einschalten. Auf diese Weise lassen sich
außero,rdi,2ntlich große Mischungsverhältnis,se, d. h. kleinste Dosierungen der
Zumischflüssigkeit, erreichen. Dies ist z.B. hei der Zumischung vcn Scliädlingslkkämpfungsmitteln
im Pflanzenbau @rfcr<l@rlich. Auch in der chemischen, Industrie kcinmen so große
Mischungsverhältnisse häufig vor. Schließlich kann man mittels dieser Anordnung
Ga_v miteinander oder Gase mit Flüssigkeiten mischen. Natürlich läßt sich bei einer
verhältnisgleichen Steuerung vom Haupt- und Teilstrom ein Druck- und 1`-lengenregelventil
bekannter Anordnung v<:rschalt°n, wobei je ein Druckraum beider Anordnungen miteinander
verbunden sind. Schließlich löst sich nach Fig. 3 bei einer beiderseitigen Steuerung
des Teilstroms bei einer Verstopfung der Öffnung des Verdrängers.tromes die Wirkung
eines Selbstschlußventils aus. Während durch eine Verstopfung der Öffnung derZumischflüssigkeit
ein Druckanstieg bedingt wird, erweitert sich die Öffnung der Ztimischflüssigkeit.