-
Vorrichtung zum Abscheidern von Luft aus einer strömenden Flüssigkeit
Den
Gegenstand der Erfindung bildet eine Vorrichtung der in der Überschrift genannten
Gattung, insbesondere für Flüssigkeitsmeßapparate, wie Benzinpumpen. Solange dergleichen
Apparate von Hand bedient wurden, wobei die Flüssigkeit eine geringe StrömungsgeschwinldibCkeit
hatte und außerdem jeweils zwischen zwei Pumpenhüben zur Ruhe kam, bot die Abscheidung
der darin enthaltenen Luft keine großen Schwierigkeiten. Seit der Einführung der
elektrischen Pumpe, welche die Flüssigkeit mit erheblich größerer und konstanter
Geschwindigkeit fördert, hat der Luftabscheider viel höheren Anforderungen zu genügen,
wenn man tatsächlich durch eine vollkommene Entlüftung eine einwandfreie Messung
der Flüssigkeit erreichen will. Es ist dazu erforderlich, daß die Luft schnell und
vollkommen von der Flüssigkeit getrennt und darauf unmittelbar aus der Vorrichtung
entfernt wird.
-
Der Luftabscheider nach der vorliegenden Erfindung entspricht diesen
Anforderungen und weist außerdem den Vorteil auf, daß seine Wirkung während des
Betriebes sichtbar ist und somit geprüft werden kann, woraus sich zugleich wichtige
Angaben bezüglich der Meßanlage, namentlich des Luftdichtigkeitszustandes der Saugleitung,
ergeben.
-
Mit den bekannten Luftabscheidern hat die vorliegende Vorrichtung
gemein, daß sie eine im wesentlichen zylindrische Siebwand und ein durch einen Schwimmer
gesteuertes, oben angeordnetes Entlüftungsorgan aufweist, während die Ein- und Auslaßstutzen
für die Flüssigkeit unten angeordnet sind.
-
Erfindungsgemäß ist das Entlüftungsorgan derart gestaltet, daß es
von dem in der Vorrichtung herrschenden Druck entlastet ist. Dadurch wird erreicht,
daß der Schwimmer mit diesem Organ in schwebendem Gleichgewicht gehalten wird, so
daß
für das Öffnen dieses Organs nicht wie bei- denbekannten Vorrichtungen
zunächst der auf das Ventil ausgeübte Druck und außerdem die Klebekraft des Ventils
auf seinen Sitz überwunden zu werden -brauchen. Durch das schwebende Gleichgewicht
von Schwimmer und Entlüftungsorgan wird die aus der Flüssigkeit abgeschiedene Luft
immer möglichst schnell aus der Vorrichtung entfernt.
-
Letzteres Ziel bezweckt auch die Ausführung der Vorrichtung derart,
daß darin ein Luftkissen oberhalb der Flüssigkeit unterhalten wird, was erfindungsgemäß
erreicht wird, indem die Wand des Gehäuses, in welchem sich das Entlüftungsorgan
befindet, rohrförmig nach unten in den Luftabscheiderraum hinein verlängert und
der Schwimmer in Höhe der Mündung dieses Rohres angeordnet ist. Dadurch wird es
ermöglicht, den Flüssigkeitsspiegel oberhalb dieser Mündung zu halten, so daß oben
in dem Abscheider, auch bei (absi-chtlich) leckend ausgeführtem Entlüftungsorgan,
ein Luftkissen unterhalten wird. Im Hinblick auf verschieszene spezifische Gewichte
der zu entlüftenden Flüssigkeiten kann das Entlüftungsrohr auswechselbar oder mit
veränderlicher Länge ausgeführt sein.
-
Erfindungsgemäß ist der Schwimmer vorzugsweise in Form eines Ringes
um das Entlüftungsrohr angeordnet und verengt sich die Öffnung im Schwimmer nach
oben. Dadurch werden die emporsteigenden Luftblasen unmittelbar nach der Entlüftungsstelle
geleitet und durch die schnelle Wirkung des Schwimmers sofort aus dem Abscheider
entfernt, noch ehe sie sich ganz von anhaftender Flüssigkeit befreit haben. Letztere
läßt sich in bekannter Weise in einem Flüssigkeitsabscheider entfernen und durch
eine Rückleitung zurückführen.
-
Das Obenstehende und weitere Einzelheiten des Luftabscheiders werden
an Hand der Zeichnung näher erläutert, welche in Fig. I eine Vorrichtung nach der
Erfindung, in Fig. 2 den oberen Teil einer zweiten Ausführungsform in Axialschnitt
darstellt.
-
Das Abscheidergehäuse besteht aus einem Glasrohr I, innerhalb dessen
eine leicht kegelige Siebwand 2 angeordnet ist und an dessen verstärkten Rändern
3 und 4 mittels zweiteiliger Klemmringe 5 und 6 ein Deckel 7 bzw. ein Sockel s flüssigkeitsdicht
befestigt sind. Im Deckel befindet sich ein in eine Bohrung 10 mündender Luftkanal
9. Ein in der Bohrung 10 mit geringem Spielraum angeordneter Entlüftungsschieber
II ist mittels einer Stange 12 mit einem Schwimmer I3 verbunden, der ringförmig
ausgeführt ist und ein Rohr 14 umgibt, das in dem Deckel eingesetzt ist und eine
Fortsetzung der Bohrung 10 bildet. Das Rohr 14 trägt noch eine Führung 15 für die
Schwimmerstange I2, so daß der Schieber auch von etwaigen seitlich auf den Schwimmer
ausgeübten Kräften entlastet ist.
-
Nicht nur der obere Teil des Luftabscheiders, sondern auch sein unterer
Teil bedarf der Verbesserung, wenn man darin den Übergang von Luft von der Eintritts-
nach der Austrittsstelle vermeiden und daher vollkommene Luftfreiheit der Flüssigkeit
erreichen will.
-
Der Der- Sockel 8 besitz£ einen Einlaßstu"tien 17 und einen Auslaßstutzen
18 für die Flüssigkeit; der erstere ragt mit einem Rohr 19 in den Raum innerhalb
der Siebwand hinein; der Auslaßstutzen I8 steht durch einen Ringkanal mit darüber
angeordneter Schutzkappe 20 mit dem Raum außerhalb der Siebwand in Verbindung. Auf
dem Auslaßstutzen schließt eine Abfuhrleitung 2I, 22 an, deren letztgenannter Teil
zwecks bequemer Montage mittels einer Stopfabüchse in dem erstgenannten Teil verschiebbar
ist.
-
Die Siebwand 2 ist am unteren Ende mittels einer dichten Platte 23
an dem Rohrstück I9, am oberen Ende an einem ringförmigen Teil 24 befestigt, der
mittels eines Packungsringes 25 gegenüber der Glaswand 1 abgedichtet ist, so daß
die lufthaltige Flüssigkeit innerhalb der Siebwand von der luftfreien Flüssigkeit
außerhalb dieser Wand vollkommen getrennt ist. Damit der letztgenannte Raum beim
Inbetriebsetzen der Vorrichtung schnell luftfrei gemacht werden kann, ist ein Rohr
26 vorgesehen, das diesen Raum mit dem Luftkissen oben im Gehäuse verbindet. Mit
27 und 28 sind Anschluß stellen für Hähne für das Entleeren des Luftabscheiders
bzw. der Leitung 2I, 22 bezeichnet.
-
Die Arbeitsweise des Luftabscheiders ist folgende: Wenn die Vorrichtung
leer ist und durch die Pumpe schnell mit lufthaltiger Flüssigkeit gefüllt wird,
entweicht die Luft unmittelbar bzw. über das Rohr 26 durch den offenstehenden Schieber
11 hindurch, bis die Flüssigkeit bis oberhalb der Unterseite des Rohres 14 gestiegen
ist, in welchem Augenblick der Schwimmer den Luftdurchgang abschließt. Sodann wird
der Druck im Abscheider, je nach dem Pumpendruck, bis z. B. 2 atü wachsen, unter
welchem Druck sich auch das Luftkissen oben im Gehäuse befindet.
-
Wird nun die Abfuhr geöffnet, so sinkt der Überdruck z. B. bis auf
die Hälfte, wobei das Luftkissen sich ausdehnt, bis der Flüssigkeitsspiegel fast
wieder die Unterseite des Rohres 14 erreicht hat. Steht der Ablieferhahn ganz offen,
so wird sich in dem Abscheider ein Druck von etwa I atü einstellen, bei welchem
Druck die Vorrichtung während der Ablieferung arbeitet. Kleinere und größere Luftblasen,
welche in dem Raum innerhalb der Siebwand 2 aus der Flüssigkeit emporsteigen, gelangen
in den kegeligen Hohlraum des Schwimmers und werden so nach dem Entlüftungsrohr
14 geleitet, worauf der in schwebendem Gleichgewicht befindliche Schwimmer sich
etwas senkt und die Luftblasen, d. h. Luft mit einer gewissen Flüssigkeitsmenge,
entweichen läßt. Sofort darauf steigt der Schwimmer wieder, wobei er die Entlüftungsöffnung
von neuem abschließt. In dieser Weise wird die Luft schnellstens aus der Flüssigkeit
entfernt.
-
Wird nun der Ablieferhahn plötzlich geschlossen, so steigt der Überdruck
gleich plötzlich bis auf z. B. 2 atü, wobei das Luftkissen als Puffer wirkt unter
Verringerung seines Volumens bis auf zwei Drittel. Wird darauf die Pumpe ausgeschaltet,
so sinkt der D-ruck (da der Schieber, wie gesagt,
mit geringem Spielraum
in der Bohrung 10 geführt ist) allmählich bis auf Atmosphärendruck, wobei das Luftkissen
expandiert, bis der Flüssigkeitsspiegel wieder auf die Höhe angelangt ist, bei der
die Vorrichtung normalerweise arbeitet. Während des Außerbetriebstehens der Vorrichtung
ist keine Luft aus dem Luftkissen verlorengegangen, im Gegensatz zu den bekannten
Luftabscheidern, bei denen der Zugang nach dem Entlüftungsorgan sich ganz oben in
dem Luftabscheider über dem Schwimmer befindet. Dadurch wird bei der beschriebenen
Vorrichtung der überstand vermieden, daß bei der Inbetriebsetzung der Anlage die
entwichene Luft zunächst durch nachkommende Luft ersetzt werden muß, ehe sich das
Entlüftungsorgan wieder öffnen kann, noch abgesehen von dem Nachteil, daß der Druck
auf dem Ventil und die Klebekraft des Ventils, überwunden werden müssen.
-
Trotz dieser guten Wirkung der besonderen Anordnung oben im Abscheider
wäre die Entlüftung doch noch unvollkommen, wenn die mitgeführte Luft nicht vollständig
den Schwimmerraum erreichen würde, indem ein Teil derselben durch die Siebwand 2
hindurchtreten würde. Diese Gefahr ist am größten an der Stelle, wo der größte Druckunterschied
zu beiden Seiten der Siebwand herrscht, d. h. unten im Abscheider, wo direkte Strömungen
zwischen Einlaß I7 und Auslaß I8 entstehen können, welche kleine Luftblasen durch
die Siebwand hindurch mitschleppen. Diese Gefahr wird durch Anordnung der Teile
19 und 20 beseitigt; das Rohrstück I9 führt den eintretenden Flüssigkeitsstrom nach
oben, während die Schutzkappe 20 den Widerstand für die Flüssigkeit nach dem Auslaß
ausgleicht.
-
Die Ausführung nach Abb. 2 unterscheidet sich von der oben beschriebenen
zunächst dadurch, daß das Entlüftungsorgan sich in einem besonderen, auf dem eigentlichen
Gehäuse aufgesetzten Glasgehäuses, befindet, was ebenfalls die Prüfung seiner Wirkung
im Betrieb ermöglicht, und weiter dadurch, daß das genannte Organ als entlastetes
Ventil 1 1a ausgeführt ist, das gegen die Unterseite des Deckels 7a abdichtet und
mittels einer mit Längsbohrungen versehenen Nabe 29 auf der Schwimmerstange 12 befestigt
ist. Das Ventil wird in einer Büchse 30 geführt, die, ebenso wie die Führung 15
der Schwimmerstange, an einer mittels Stangen 3I an dem Deckel 7a aufgehängten Platte
32 befestigt ist. Die Führungen 15 und 30 besitzen so geringen Spielraum, daß bei
geschlossenem Ventil in dem Raum 33 der Druck der durch die Längsbohrungen in der
Nabe 29 hindurchtretenden Außenluft herrscht und folglich das Ventil vom inneren
Druck des geschlossenen Luftabscheiders (d. h. vom Pumpendruck) entlastet ist.
-
Mit Hilfe des entlasteten Entlüftungsorgans kann jede Menge in der
Flüssigkeit vorhandener Luft unmittelbar daraus entfernt werden. Im allgemeinen
wird diese Menge verhältnismäßig gering sein. Wird sie pulsierend angeführt, was
sich durch die Glaswand des Abscheiders feststellen läßt, so deutet dies auf Leckage
an der Pumpe hin. Enthält die zugeführte Flüssigkeit beständig eine größere Luftmenge,
so läßt sich daraus schließen, daß die Saugleitung defekt ist. Die sichtbare Luftabscheidung
ermöglicht daher eine Beurteilung des Zustandes, in dem sich die Anlage befindet,
sowie die Feststellung der Stelle, wo ein etwaiger Fehler zu suchen ist. Solange
aber der Zustand nicht in hohem Maße anomal ist, gewährleistet der Luftabscheider
eine sofortige und vollkommene Entlüftung der mit konstanter hoher Geschwindigkeit
strömenden Flüssigkeit.
-
PATENTANSPR1;CHE: I. Vorrichtung zum Abscheiden von Luft aus einer
strömenden Flüssigkeit mit einer im wesentlichen zylindrischen Siebwand und einem
durch einen Schwimmer gesteuerten Entlüftungsorgan, das sich im Oberteil des Abscheiders
befindet, während der Einlaß und der Auslaß der Flüssigkeit unten angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungsorgan als entlastetes Organ ausgeführt
ist.