DE86500C

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Publication number: DE86500C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Durch die vorliegende Erfindung wird bezweckt, in offenen oder geschlossenen Gefäfsen die Flüssigkeitshöhe, welche sich durch Zu- und Abflufs, durch Verdunsten oder Verdampfen verändern würde, innerhalb kleinster Grenzen constant zu erhalten und eine bequeme Einstellung auf eine beliebige, dann festzuhaltende Höhe ohne Verstellung innen liegender Theile zu gestatten. Bis jetzt ist nach Ansicht der Erfinder eine Vorrichtung, welche dem vorgenannten Zweck in Wünschenswerther Vollkommenheit Genüge leistet, nicht vorhanden, da den seither bekannten Regelungsvorkehrungen, welche übrigens mehr oder minder nur einen Theil vorgenannten Zweckes zu erreichen bestimmt sind, Unvollkommenheiten innewohnen, welche, vornehmlich wegen Unzuverlässigkeit der Wirkung, den Wunsch nach einer Verbesserung immer lebhafter hervortreten lassen.

Der dem in beiliegendenZeichnungenin einigen Ausführungsbeispielen dargestellten Regler zu Grunde liegende Erfindungsgedanke ist folgender:

Man läfst die Flüssigkeit in dem Gefäfse oder dem Apparate, worin der Stand der Flüssigkeit geregelt werden soll, durch hydrostatischen Druck auf eine Membrane, einen Kolben oder auf die bewegliche Haube eines Quecksilberreglers einwirken und setzt dieser Kraft einen Gegendruck vermöge einer Spiralfeder, eines Gewichtes oder dergl. entgegen, welcher je nach seiner, z. B. durch Veränderung der Spannung der Feder oder Verschiebung des Gewichtes, zur Wirkung gelangenden Gröfse immer leicht die gewünschte Flüssigkeitshöhe einzustellen ermöglicht.

Indem nun beim Eintreten von Veränderungen in der Höhe des Flüssigkeitsspiegels sich auch die Gröfse des auf die Membrane, die Kolben u. s. w. ausgeübten hydrostatischen Druckes verändert, wird dadurch eine Kraft erzeugt, die sich durch geeignete Uebertragung entweder unmittelbar zur Verstellung des Absperrorganes (eines Hahnes, Ventiles oder Schiebers) benutzen läfst, oder aber, im Falle beabsichtigter ganz genauer Regelung, wobei Höhenunterschiede von nur wenigen Millimetern auftreten sollen, oder bei gröfserem Ueberdruck der zuströmenden Flüssigkeit, mittelbar benutzt wird, nämlich zur Steuerung eines kleinen Hülfscylinders, dessen Kolben seine Bewegung durch Wasser-, Dampf-, Luftdruck oder Luftleere erhält und die Verstellung des den Flüssigkeitseinlafs vermittelnden Ventiles oder Hahnes und dergl. bewirkt.

Die Steuerung des oben erwähnten Cylinders ist nun zweckmäfsigerweise so eingerichtet, dafs der Kolben oder dergl. und damit das Absperrorgan nie mit einem Male in seine Grenzlagen gelangen kann, sondern Schritt für Schritt der Bewegung der durch die Flüssigkeitssäule belasteten Membrane u. s. w. folgen und sich für die zur Erhaltung des Gleichgewichtszustandes erforderliche Oeffnungsweite einstellen mufs.

Eine Regelungsvorrichtung ersterer Art mit unmittelbarer Uebertragung von einem Quecksilberregler auf das Absperrorgan ist in den Fig. ι und 2 dargestellt. Die Fig. ia, ib, ic

und 2a sind Einzeldarstellungen in vergröfsertem Mafsstabe.

Zwischen den Wandungen eines Gehäuses a, dessen Boden b in dasselbe hineintritt, bewegt sich frei eine Haube c, deren unterer Theil in Quecksilber taucht. Dadurch werden ■ zwei Räume gebildet, von denen derjenige zwischen dem Gehäuse α und der Aufsenfläche der Haube c mit dem unteren Theil des Gefäfses oder Apparates, in dem der Flüssigkeitszuflufs geregelt werden soll, durch Stutzen η und Hahn ο in Verbindung steht, während der Raum zwischen der Innenfläche der Haube c und dem Boden b bei geschlossenen Gefäfsen durch Rohr p, den oberen Wasserstandsstutzen q, den oberen Hahnkopf des Wasserstandsapparates r, Hahn s und Rohr t mit dem Räume über dem Flüssigkeitsspiegel verbunden ist.

Letzteres ist erforderlich, um bei Verschiedenheit der Spannung zwischen der freien Luft und der Spannung im Körper zu verhindern, dafs andere Druckunterschiede auf die Haube einwirken können, als die durch die Höhe der Flüssigkeitssäule hervorgerufenen. An dem Gehäuse des Reglers befindet sich noch eine Schraube f¹ zum Ablassen des Quecksilbers und der darüber stehenden Flüssigkeit und ein Hahn g¹ zum Ablassen des sich innerhalb des Haubenraumes unter Umständen ansammelnden Niederschlages.

Das Verlängerungsrohr e des Gehäuses a hat einen Rohrfortsatz g, dessen Boden das Rohr e dicht abschliefst und eine Stopfbüchse f trägt, durch welche die an der Haube c befestigte Stange d tritt, an welche die Schraubenfeder h angreift. Letztere kann durch die Schraubenspindel, die ihre Lagerung in dem Deckel k findet, in ihrer Spannung, dem Bedarfe entsprechend, geregelt werden. An der auf der Spindel gleitenden Mutter ist die Spiralfeder h befestigt. Die Drehung der Spindel geschieht durch die abnehmbare Kurbel /.

An den oberen Theil des Verlängerungsrohres e schliefst das Gehäuse u eines eigenthümlich gestalteten Doppelhahnes an. Die besondere Einrichtung desselben verfolgt den Zweck, bei möglichst kleinem Wege und geringer aufzuwendender Kraft einen möglichst grofsen Durchgangsquerschnitt zu erhalten. Die Mäntel ν dieses Hahnes zeigen mit ihren weiten Enden nach aufsen und haben eine Anzahl Schlitze, welche denen in den Hahnküken entsprechen.

Die Drehung der Küken geschieht mittelst gemeinschaftlichen Bolzens x, der durch die Böden der Mäntel hindurchtritt und mit je einem Vierkant in die Böden der Küken eingreift. Durch mittelst Muttern nachstellbare Spiralfederny werden die Schieber am Hinausgleiten aus den Mänteln verhindert. Auf dem Bolzen χ sitzt derjenige Hebel ^⁰, welcher mit seinem Ende in ein Auge a¹ der Stange d eingreift.

Die entsprechenden Gehäuseräume münden durch Kanäle b¹ und d¹ in die Stutzen c¹ und e¹ aus, von denen der eine mit dem Flüssigkeitsbehälter, der andere mit dem Gefäfse, aus welchem der Zulauf erfolgt, in Verbindung steht.

Der soweit erläuterte Regler wirkt in der Weise, dafs, wenn der durch die Flüssigkeitssäule auf die Haube c ausgeübte Druck gröfser ist als die Spannung der Schraubenfeder, erstere niedergedrückt und der Doppelhahn geschlossen wird. Sinkt nun der Flüssigkeitsspiegel, so gewinnt die Kraft der Feder die Oberhand, hebt die Haube und öffnet den Doppelhahn, so dafs die Flüssigkeit hindurchströmen kann. Bei regelmäfsigem Betriebe stellt sich der Regler so bezw. der Hahn so weit geöffnet ein, als dem Verbrauche der Flüssigkeit entspricht, entstehende Schwankungen durch geringe Mehroder Wenigeröffnung des Doppelhahnes ausgleichend.

Die jeweilig gewünschte Flüssigkeitshöhe läfst sich durch Veränderung der Federspannung einstellen, die Höhe des Flüssigkeitsspiegels an dem Wasserstande erkennen.

Dafs an die Stelle des Quecksilberreglers auch eine Membrane oder ein Kolben und statt des Doppelhahnes ein Doppelsitzventil oder ein Cylinderschieber angewendet werden kann, zeigen die weiteren Ausführungsbeispiele. So veranschaulicht Fig. 3 einen mittelbar wirkenden Apparat mit Membrane, Doppelsitzventil und einem durch Muschelschieber gesteuerten Hülfscylinder.

An dem Ständer g ist das Gehäuse a mit seinem Verlängerungsrohre befestigt. Der Raum über der Membrane c steht durch Stutzen η und Hahn 0 mit dem unteren Theile des Gefäfses, in dem der Flüssigkeitsspiegel geregelt werden soll, und der Raum unterhalb der Membrane durch Rohr p, den oberen Wasserstands-Hahnkopf, Hahn s und Rohr / mit dem Räume über dem Flüssigkeitsspiegel in Verbindung. An Rohr ρ befindet sich noch ein kleiner Ablafshahn g^l.

Die mit der Membrane c verschraubte Stange d geht durch die Stopfbüchse f und trägt an ihrem Ende ein Auge u für den Hebel v° der Schraubenfeder h, welch letztere in schon beschriebener Weise mittelst Schraube i und Mutter m gespannt werden kann.

Die an dem Auge befindliche Verlängerungsstange w greift an das eine Ende des Steuerhebels x° an und überträgt auf ihn die Bewegungen der Membrane. Auf einen seitlichen Vorsprung des Ständers g ist oben ein kleiner Hülfscylinder y" aufgesetzt, dessen Kolbenstange \ durch die Stopfbüchse des Ventilge-

Claims

häuses a2 hindurchgeht und mit dem Doppelkegel b2 verbunden ist, so dafs dieser an den Bewegungen des Kolbens theilnehmen muis. Von den Ventilräumen ist der eine durch Stutzen d1 mit dem bezüglichen Zulaufgefäfse verbunden. Damit nun der Kolben e? im Hülfscylindersx und der Doppelkegel b2 der Bewegung der Membrane im entgegengesetzten Sinne schrittweise folgen, und still stehen, sobald die Membrane in Ruhe ist, ist bei der Steuerung in eigenthümlicher Weise Vorsorge .getroffen, dafs die Cylinderkanäle nicht, wie sonst üblich, in die auf derselben Seite liegenden Kanäle im Schieberspiegel ausmünden, sondern in die entgegengesetzten, also der obere Cylinderkanal in den unteren Schieberspiegelkanal, und umgekehrt. Der Muschelschieber f° hat demzufolge eine der beabsichtigten Kolben verschiebung entgegengesetzte Bewegung auszuführen, wenn er den betreffenden Kanal eröffnen soll. Die Schieberstange greift an den Steuerhebel x° an, dessen Drehzapfen nicht festgelagert ist, sondern dessen eines Ende, wie schon erwähnt, mit der Verlängerungsstange ^0, dessen anderes mit der Kolbenstange ^ durch ein auf dieselbe aufgesetztes Auge drehbar verbunden ist. Der Kolben hat mithin das Bestreben, bei seiner Bewegung den geöffneten Kanal, wieder zu schliefsen, wenn dem nicht durch die ent-, gegengesetzt gerichtete Bewegung der Stange^0 entgegengewirkt wird. Kommt jedoch die Membrane und somit diese Stange zur Ruhe, dadurch, dafs der Flüssigkeitsspiegel auf gleicher Höhe verharrt, so schliefst bei einer kleinen Weiterbewegung des Kolbens der Schieber den Kanal ab und bleibt dann in dieser Lage so lange stehen, als nicht durch eine Bewegung der Membrane der eine oder andere Kanal wieder geöffnet wird und der Kolben in der vorherigen oder entgegengesetzten Richtung in Bewegung kommt. Da nun bei den geringen Kanalabmessungen der Schieber nur einen kleinen Weg zu machen hat, so ergiebt sich aus Vorstehendem, dafs die Genauigkeit der Regelung eine grofse sein mufs; wenige Millimeter Membranbewegung genügen, um das Doppelsitzventil schrittweise in seine Grenzlagen zu bringen, und um diesen Betrag kann auch im äufsersten Falle der Flüssigkeitsspiegel nur schwanken. Als treibende Kraft für den Hülfscylinder kann Wasser- oder Dampfdruck, Druck- oder Saugluft benutzt werden. Ein anderes Ausführungsbeispiel des mittelbar wirkenden Reglers ist in den Fig. 4, 5 und 5a dargestellt. Verglichen mit dem vorbeschriebenen, erscheint hier statt der Membrane der wie oben erläuterte Quecksilberregler, statt des Muschelschiebers ein Hahnschieber, der ermöglicht, dafs die Umkehrung der Kanäle vermieden werden kann, und statt des Doppelsitzventiles wird ein ähnlicher Doppelhahn verwendet, wie er bei dem unmittelbar wirkenden Apparate (Fig. 1 und 2) gekennzeichnet wurde. Bei dem Doppelhahne besteht der in das Gehäuse eingesetzte, mit mehreren Schlitzen versehene Mantel ν für die beiden Hahnkegel w und wx aus einem Stücke. Die Spindel für die Drehung der Küken ist an den Kegel w angegossen oder damit beweglich verbunden. Sie führt durch eine Stopfbüchse im Deckel nach aufsen und trägt hier den Hebel für den Angriff der Kolbenstange des Hülfscylinders. Die Fortsetzung dieser Spindel oder dieses Bolzens nach der anderen Seite des Kükenbodens endigt in ein Vierkant, das in ein entsprechendes Loch im Boden des Kükens wx eingreift. Beide Küken werden in schon beschriebener Weise mittelst nachstellbarer Federy in ihrer Lage im Mantel gehalten. Der hiermit erläuterte Gegenstand der Erfindung soll für alle solche Industrieen Verwendung finden, bei denen Flüssigkeiten unter Luftabschlufs kochen, also z. B. in der chemischen Industrie und der Zuckerindustrie an Verdampfapparaten, bei Niederdruckheizungen an den'Dampferzeugern u. dergl. m., in allen Fällen, wo es darauf ankommt, den Flüssigkeitsspiegel der kochenden Flüssigkeit auf einer gleichbleibenden Höhe zu erhalten, so, wie vorstehend dargelegt ist. Patenτ-AnSprüche:

1. Ein Flüssigkeitsstand-Regler, gekennzeichnet dadurch, dafs die zu regelnde Flüssigkeitssäule auf die eine Seite einer Membrane, eines Quecksilberregulators oder Kolbens mit einem hydrostatischen Druck einwirkt, welchem eine zwecks Veränderung der Flüssigkeitshöhe nachspannbare Feder oder ein verstellbares Gewicht das Gleichgewicht hält, und wobei der überschiefsende Druck zur Bewegung des Absperrorganes (eines Doppelhahnes, Ventiles oder Schiebers) unmittelbar benutzt wird, oder mittelbar, indem er die Steuerung eines Hülfscylinders so beeinflufst, dafs dessen unter Wasser-, Dampf-, Luftdruck oder Luftleere stehender Kolben gezwungen ist, den Lagenveränderungen der dem Flüssigkeitsdrucke ausgesetzten Membrane u. s. w. schrittweise zu folgen und das mit ihm verbundene Absperrorgan immer je nach Bedarf weit zu öffnen.

2. Eine Ausführungsform (Fig. 3) der im ersten Ansprüche für die mittelbare Bewegung des Absperrorganes gekennzeichneten Steuerung des Reglers, welcher zufolge ein

frei beweglicher, einerseits durch die Membrane fcj, andererseits durch die Kolbenstange (\) des ' Hülfscylinders beeinflufster Hebel (x°) in solcher Weise mit einem Muschel-, Dreh- oder Cylinderschieber verbunden ist, und bezw. des letzteren in den Cylinder führenden Kanälen so angeordnet sind, dafs der durch die' Membrane geöffnete Kanal wieder durch ihn geschlossen wird, wenn infolge der eingeleiteten Bewegung des Kolbens dieser den Hebel in seiner Richtung mitnimmt.

3. Eine Ausführungsform des in Anspruch 1 erwähnten Reglers, insofern das Absperrorgan als Doppelhahn (Fig. 1, 2 und 5) gebildet ist, dessen zwei mit Schlitzen versehene Hahnkegel (w w^l) mit ihren spitzen Enden einander gegenüberstehen, und auf einem gemeinschaftlichen Antriebbolzen (x) sitzen, welcher durch die Böden des in das Gehäuse - eingesetzten, mit entsprechenden Schlitzen versehenen Hahnmantels (v) hindurchtritt und durch nachstellbare Federn (y) einen leichten Anzug vermittelt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.