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Gasunterbrecher Bei Leuchtfeuern, wie Leuchttürmen, Feuerschiffen
oder Leuchtbaken, oder auch bei Landverkehrssignalen, beispielsweise für Bahnübergänge,
soweit sie mit Gasbeleuchtung versehen sind, ist es erforderlich, die Gaszufuhr
zu den Brennern durch einen Gasunterbrecher in einem bestimmten Rhythmus zu öffnen
oder zu schließen, um die Kennung des Wechsel- oder Blinkfeuers zu ermöglichen.
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Bei den bekannten Gasunterbrechern ist die Dauer des Aufleuchtens
eine Funktion des Rauminhalts der Unterbrecherkammer und des Verbrauchs des Brenners.
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Ein Unterbrecher mit großem Rauminhalt ist mit Brennern mit geringem
Verbrauch nicht geeignet, kurzes Aufleuchten zu erzeugen, während ein Brenner mit
kleinem Rauminhalt nur sehr schwer dazu zu bringen ist, langes Aufleuchten bei großem
Verbrauch zu liefern. Allgemein war man bestrebt, diese Schwierigkeit dadurch zu
vermeiden, daß man einen zusätzlichen Gaszutritt während der Dauer des Aufleuchtens
vorsah, aber bei diesem Verfahren gelangt man bei kurzem Aufleuchten an eine Grenze
und verfällt dann in Dauerleuchten.
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Bei den kleinen Unterbrechern ohne Eintrittsventil ist diese Regelung
besonders schwierig. Einerseits ist die Dauer des Aufleuchtens sehr begrenzt oder
verfällt noch leichter in Dauerleuchten, als dies bei den andern der Fall ist, und
andererseits hängt die Dauer des Aufleuchtens von der Dauer der Verdunklungen ab,
und umgekehrt.
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Ein anderer Nachteil ist, daß es unmöglich ist, die Dauer des Aufleuchtens
zu regeln durch Beeinflussung
der Austrittsgeschwindigkeit des Gases
aus dem Unterbrecher, da damit eine Verminderung des Druckes des dem Brenner zugeführten
Gases verbunden ist.
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Endlich ist man, um ein sehr kurzes Aufleuchten zu erreichen, gezwungen,
den Rauminhalt der Unterbrecherkammer durch Metallmassen, die der Form des Mechanismus
angepaßt sind, zu vermindern.
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Die Erfindung hat zum Ziel, die vorstehend angegebenen Schwierigkeiten
zu beseitigen, und zwar mittels einer Vorrichtung, die eine sehr ausgedehnte Regelung
sowohl der Aufleuchtzeiten als auch der Verdunkelungszeiten ermöglicht, wie groß
auch der Verbrauch sein möge.
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Um dieses Ergebnis zu erzielen, enthält die erfindungsgemäße Vorrichtung
in an sich bekannter Weise eine Unterbrecherkammer, die durch einen Entspanner mit
Gas gefüllt wird und in der die Verschiebung einer Membran ein Ventil steuert, das
das in der Kammer enthaltene Gas zum Brenner gelangen läßt. Jedoch wird, nach einem
Kennzeichen der Erfindung, der Brenner außerdem direkt aus dem Entspanner gespeist
mittels eines Ventils, das gleichzeitig mit dem Ausgangsventil der Brennerkammer
gesteuert wird.
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Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung ist eine Vorrichtung
zwischen jedes der obengenannten Ventile und den Brenner geschaltet, die es gestattet,
einen Druckabfall zu erzeugen, wobei die am Ausgang der Unterbrecherkammer vorgesehene
Vorrichtung die Dauer des Aufleuchtens und die an der direkten Zuleitung vom Entspanner
vorgesehene Vorrichtung den Druck für die Speisung des Brenners regelt.
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Gemäß einer weiteren Verbesserung wird der Druckausgleich der Steuermembran
nicht durch eine Gegendruckfeder bewirkt, sondern durch eine Hilfsmembran, deren
eine Seite einem zweckmäßig einstellbaren Druck unterworfen wird.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen hervor, die sich auf die Zeichnungen bezieht.
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Abb. i zeigt schematisch einen senkrechten Schnitt durch eine Einrichtung
gemäß der Erfindung; Abb.2 ist eine entsprechende Darstellung einer anderen Ausführungsform
eines Einzelteils; Abb. 3 ist eine andere Ausführungsform; Abb. 4, 5 und 6 zeigen
drei verschiedene Ausführungsbeispiele von Unterbrechern gemäß der Erfindung, mit
Membran ohhe Feder.
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Die dargestellte Vorrichtung enthält zwei übereinander angeordnete
Kammern i und 2. Der Kammer i wird das vom Entspanner kommende Gas durch die Leitung
3 zugeführt. Sie steht demnach unter dem Druck des Entspanners und könnte selbst
die Entspannerkammer bilden. Die Kammer 2 ist die Unterbrecherkammer. Das Gas gelangt
von der Kammer i in die Kammer 2 durch die Leitung 4, in welcher sich ein Regelorgan
5 befindet. Am Eingang der Kammer 2 kann sich ein Eintrittsventil befinden oder
auch nicht.
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Die Kammer 2 ist oben durch eine Membran 6 abgeschlossen, über der
sich eine Feder 7 befindet. Anderweits ist diese Membran über ein Gestänge 8 mit
einem um ro drehbaren Hebel 9 verbunden, an dessen Ende sich das Ventil ii befindet,
das die zum Brenner führende Leitung 12 verschließt. Sobald der Druck in der Kammer
2 einen gewissen, durch die Spannung der Feder 7 bestimmten Wert erreicht hat, hebt
die Membran 6 den Hebel 9, öffnet die Klappe ii, lind eine gewisse Menge Gas strömt
zum Brenner, bis der Druck in der Kammer 2 genügend gefallen ist, daß sich das Ventil
ii wieder schließt. Diese Einrichtung und diese Wirkungsweise sind die bei den Gasunterbrechern
üblichen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Hebel 9 mit einem andern,
um 14 drehbaren Hebel 13 in der Kammer i verbunden, und an dessen Ende befindet
sich ein Ventil 15, das eine Leitung 16 abschließt, die sich mit der Leitung 12
vereinigt. Die beiden Hebel 9 und 13 sind miteinander durch eine Stange 17 verbunden,
und diese Stange 17 ist mit einer kleinen Membran 18 verbunden, welche die beiden
Kammern i und 2 trennt. Auf diese Weise kann sich die Stange 17 bewegen, ohne daß
eine Verbindung zwischen den Kammern i und 2 besteht und dementsprechend ohne daß
Gas von dei einen in die andere gelangen könnte. An Stelle der beschriebenen und
gezeichneten mechanischen Verbindung zwischen den Ventilen ii und 15 könnte man
die beiden Ventile auch auf jede andere Art, wie magnetisch, pneumatisch usw., verbinden.
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In der Leitung 12 befindet sich eine Regelvorrichtung i9 und in der
Leitung 16 eine Regelvorrichtung 2o. Das Gas, das die Kammer 2 verläßt, strömt,
je nach dem Widerstand, den ihm das Regelsystem i9 entgegensetzt, mehr oder weniger
schnell ab; der Druckabfall, der sehr groß sein kann, hat jedoch keinen Einfluß
auf das Funktionieren des Brenners, da dieser anderseits aus dem Entspanner über
die Leitung 16 und die Regelvorrichtung 20 gespeist wird, die ihm seinen normalen
Druck zuführt. So wirkt sozusagen der Unterbrecher hier nur als Relais, das dazu
dient, das Gas, das direkt vom Entspannen der die Hauptquelle zur Speisung des Brenners
ist, zum Brenner strömt, zu steuern.
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Die Regelvorrichtung i9 hat dabei lediglich den Zweck, die Dauer der
Öffnung des Ventils zu regeln, d. h. die Dauer des Aufleuchtens, während die Regelvorrichtung
2o den Druck bei verschiedenen Durchflußmengen konstant hält. Es ist daher dank
der Regeleinrichtungen i9 und 2o, wenn der Rauminhalt der Kammer 2 klein ist, möglich,
ein Aufleuchten zu erhalten, dessen Dauer von einigen zehntel Sekunden bis zum Mehrfachen
von io Sekunden veränderlich ist, welches auch die Durchflußmenge und der Druck
seien. Anderseits dient das Regelsystem 5 dazu, die Geschwindigkeit der `'Wiederfüllung
der Kammer 2 zu regeln, d. h. die Dauer der Verdunklungen.
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Um die von den Regelvorrichtungen 5, i9 und 20 gelieferten Durchflußmengen
möglichst konstant zu halten, ist es insbesondere zweckmäßig, die üblichen Regeleinrichtungen
mit Spitzenventilen od. dgl. durch Kapillarrohre zu ersetzen. Eine Glaskapillare
eignet sich ganz besonders gut zu dieser Anwendung, denn sie gewährleistet tatsächlich
eine praktisch unbegrenzte Konstanz der Durchflußmenge, während Spitzenschrauben
oder andere entsprechende Organe stets dazu neigten sich zu verstellen. Benutzt
man Kapillarrohre,
so genügt es sie auszuwechseln, um von einer
Regeleinstellung auf eine andere überzugehen.
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Um eine große Empfindlichkeit zu erreichen, ohne den Rauminhalt des
Unterbrechers zu verändern, kann es wünschenswert sein, Membranen zu verwenden,
deren Durchmesser wesentlich größer ist als der der Unterbrecherkammer. Dies kann
auf verschiedene Weise erreicht werden. Beispielsweise kann, wie in Abb. 2 dargestellt,
die Membran 6', anstatt einfach die Kammer oben abzuschließen, auf einen Deckel
21 montiert sein, der auf der Kammer 2' angebracht ist und eine Öffnung zum Durchtritt
des Gases und des Steuerungsgestänges 8' hat.
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Man kann das gleiche Ergebnis und auf noch einfachere Weise erhalten,
indem man, wie in Abb. 3 dargestellt, auf dem Deckel der Kammer 2" eine Aneroidkapsel
6" anbringt, die dank der Vervielfachung ihrer Oberfläche eine große Empfindlichkeit
bei genügend kleinem Durchmesser ergibt. Auch hier durchsetzt das Gestänge 8" die
Aneroidkapsel und erstreckt sich durch eine Öffnung, die auch das Gas in die Kammer
2" durchtreten läßt.
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Bei den Feuern mit Kennung kann die Gruppe von Aufhellungen oder Verdunklungen
durch eines der bekannten Systeme verwirklicht werden, wobei diese Systeme durch
den Hebel 9 gesteuert werden.
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Im Falle einer Gruppe von Verdunklungen kann man ein System anwenden,
in dem der mechanische, bewegte Teil sehr vereinfacht ist. Um dies zu erreichen,
wird ein zusätzlicher kleiner Behälter neben der Kammer 2 oder in dieser Kammer
selbst vorgesehen. Während der Aufhellungen nimmt dieser Behälter eine gewisse Menge
des Gases, das aus dem Entspanner durch das Ventil 15 kommt, mittels einer Zweigleitung,
die von der Leitung 16 vor der Regelvorrichtung 20 abzweigt, auf. Zwischen dem Eingang
dieser Zweigleitung und dem genannten Behälter ist eine Kapillare vorgesehen, die
die Geschwindigkeit der Füllung dieses kleinen Behälters begrenzt. Fs ist also die
Dauer von zwei oder mehr Aufhellungen, je nach den Merkmalen der Kapillare, erforderlich,
bis der Druck in dem Behälter den des Entspanners erreicht, der um einige Gramm
größer ist als der des Unterbrechers. Sobald dieser Druck erreicht ist, stellt ein
Ventil, das von einer kleinen an dem Behälter angebrachten Membran gesteuert ist,
die Verbindung dieses Behälters mit der Kammer 2 her; diese zusätzliche Gaszufuhr
verlängert die Dauer der folgenden Aufhellung.
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In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen steht die Membran
unter der Wirkung einer Gegendruckfeder.
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Im folgenden werden an Hand der Abb. 4 bis 6 Ausführungsformen beschrieben,
in denen der Druckausgleich durch eine Membran 30 (vgl. Abb. 4) mit ausreichender
Oberfläche, die mit der Membran 27 verbunden ist, bewirkt wird. Die Membran
30 ist mit ihrer einen Seite dem Druck der Luft oder eines Gases ausgesetzt,
das in der Kammer 31, die allseitig geschlossen und dicht sein kann oder, im Gegenteil,
ständig oder zeitweise mit einer geeigneten Druckgasquelle in Verbindung stehen
kann, enthalten ist.
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Die äußeren Oberflächen der Membranen 27 und 30 können in Berührung
mit der freien Atmosphäre sein oder mit einer Atmosphäre in einem Raum, der geschlossen
oder auf irgendeine Weise gespeist sein kann. Die Regelung des Druckes dieser Atmosphäre
ermöglicht es, den Wert des Druckes in der wirksamen Unterbrecherkammer zu beeinflussen
und gleichzeitig die Ermüdung der Membranen, die aus Metall, Leder oder anderem
geeignetem Material bestehen können, zu vermindern.
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Gleichzeitig mit der Weglassung der Feder für die Membran 3o kann
die Kammer 31 selbst, deren Rauminhalt aufs äußerste vermindert werden kann und
deren Membran 3o als Scheidewand dient, als wirksame Kammer dienen, um die Verminderung
der Verdunklungs- und Aufhellungszeiten zu erleichtern. Die Abb. 5, die auf das
Wesentliche beschränkt ist, zeigt dieseVorrichtung, die die Benutzung von Ventilen,
die gegen die sie umgebende Atmosphäre abgedichtet sind, erfordert, so daß der Druck
P dieser Atmosphäre in weiten Grenzen auf einen beliebigen Wert festgesetzt werden
kann. Diese Atmosphäre kann, wie im Falle der Abb. 4, in einer geschlossenen oder
mit einer geeigneten Druckquelle in Verbindung stehenden Kammer 21 enthalten sein.
Die Oberflächen der Membranen sind entsprechend bemessen.
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In den Abb.4 und 5 sind die einzelnen Vorrichtungen zur Regelung der
Zeiten sowie für den Brennerdruck, die sämtlich entsprechend den Vorrichtungen gemäß
der Erfindung angewandt werden können, nicht dargestellt.
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Als Ausführungsbeispiel wird hier die allgemeine Beschreibung (Abb.
6) eines Unterbrechers mit zusätzlicher direkter Speisung des Brenners aus dem Entspanner
gemäß der Erfindung gegeben.
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Der Entspanner speist durch die Leitung 25 die Kammer 21 und hält
dort den konstanten Druck Pd aufrecht. Das kombinierte Ventil hat eine Öffnung 23,
die zur Füllung der Kammer 31 durch den Kanal 25' dient. Dieses gleiche Ventil enthält
die Einrichtung24, die gegen den Druck in der Kammer 21 abgedichtet ist und dazu
dient, die Verbindung der Kammer 31 mit dem Brenner über die Kanäle 26' und 26 herzustellen.
Die zusätzliche direkte Speisung des Brenners mit dem Druck P erfolgt endlich durch
das Ventil 33, das gleichzeitig mit dem kombinierten Ventil geöffnet oder geschlossen
ist. Die Regelventile oder -kapillaren 34, 35 und 36 sind in die Kanäle 25', 26
oder 26' und in den Ausgang des Ventils 33 eingeschaltet. Wie bereits beschrieben,
ist ein abgedichteter Raum 37 angebracht, der die äußeren Oberflächen der Membranen
27 und 30 trennt, und dieser Raum, der durch den Kanal 40 gespeist wird,
ist vorgesehen für eine von dem Entspanner kommende Überwachungseinrichtung. Ein
Spitzenventil oder eine Kapillare zur Regelung des Druckes in der Kammer 37 ist
bei 38 eingeschaltet.
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Es sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung im vorstehenden an Hand
eines Ausführungsbeispiels beschrieben und dargestellt wurde und daß sie auch alle
Abarten und Änderungen, die im Sinne des Erfindungsgedankens liegen, umfaßt.