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Steuerung für Drucklu ftflüssigkeitsheber Die Erfindung bezieht sich
auf eine Steuerung für Druckluftflüssigkeitsheber, bei der ein auf dem Heberkessel
angebrachtes, aus diesem in die Atmosphäre führendes Ventilgehäuse mit Sitz für
ein schwimmerbewegtes Kegelventil die Fangdüse eines Injektors bildet, in die unterhalb
des Ventilsitzes angeordnete Treibdüsen in Form einer Ringdüse oder mehrerer auf
einem Kreis um die Ventilachse verteilter Einzeldüsen münden, denen die Druckluft
zugeführt wird.
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Bei derartigen Steuerungen strömt die Druckluft während der Füllperiode
an dem Kegelventil vorbei durch das injektorartige Ventilgehäuse und saugt dadurch
die zu fördernde Flüssigkeit in den Heberkessel hinein. Gegen Ende der Füllperiode
setzt sich das Kegelventil auf seinen Sitz, wodurch ein weiterer Durchtritt von
Druckluft nach außen verhindert und die Druckluft in den Kessel geleitet wird, aus
dem sie die angesammelte Flüssigkeit durch eine mit Rückschlagventil versehene Steigleitung
hinausdrückt und damit den Kessel entleert. Am Ende der Entleerungsperiode reißt
der fallende Schwimmer das Kegelventil wieder auf und steuert damit den Heber von
neuem auf Saugen um. Bei diesen Flüssigkeitshebern ist es notwendig, daß in der
Endphase der Füllperiode das Schließen des Ventils schlagartig erfolgt, weil sonst
bei noch nicht ganz geschlossener Entlüftungsöffnung ein Teil der Druckluft bereits
vorzeitig in den Heberkessel gelangt und das weitere Einsaugen von Flüssigkeit in
den Kessel behindert, während sie andererseits nicht den vollen Druck entwickeln
kann, um das Wasser aus dem Kessel in die Steigleitung zu drücken. Die Folge davon
ist, daß das Steuerventil, das Wassereinlaßventil des Kessels und das Rückschlagventil
der Steigleitung in tanzende Bewegung geraten, die ein einwandfreies Arbeiten des
Hebers nicht mehr zuläßt. Eine wesentliche Ursache für
die Schwierigkeit
des Schließens des Ventils liegt darin, daß die über das Ventil in das injektorartige
Ventilgehäuse tretende Druckluft einen Rückdruck auf das Ventil ausübt. Um diesen
Übelstand zu beheben, hat man bisher zusätzliche Kräfte zur Anwendung gebracht,
die in der Endphase der Füllperiode die Schließbewegung des Ventils unterstützen.
Diese zusätzlichen Kräfte werden beispielsweise durch Übersetzungshebel, Kippgewichte
oder Gesperre erzeugt, die kurz vor Beendigung der Schließbewegung ausgelöst werden
und dann das endgültige Schließen des Ventils schlagartig bewirken. Solche Mechanismen
sind wegen der vielen Teile beim Zusammenbau kritisch, verhältnismäßig kompliziert
und unterliegen im Dauergebrauch einem starken Verschleiß. Statt dieser Mechanismen
hat man auch schon auf der Spindel des Steuerventils oder in Verbindung mit dieser
zusätzliche Kolben oder Ventilkörper vorgesehen, die in der Endphase der Füllperiode
von der durch besondere Kanäle zugeführten Druckluft schließend beaufschlagt werden.
Auch diese Kanäle und zusätzlichen Kolben und Ventilkörper verteuern erheblich die
Gestehungskosten der Steuerung und geben zu Fehlern Anlaß.
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Durch eingehende Untersuchungen und Versuche wurde nun festgestellt,
daß sich ein schlagartiges, ordnungsmäßiges Schließen des Steuerventils auch ohne
diese Hilfsmittel erreichen läßt, wenn die gegenseitige Lage und Form des kegeligen
Steuerventils, der Druckluftdüsen und des injektorartigen Ventilgehäuses richtig
gewählt werden. Dies ist dann der Fall, wenn, wie dies die Erfindung vorsieht, die
mit der Druckluft gespeisten Treibdüsen und die kegelige Innenfläche des Eintrittsendes
der Fangdüse kleinere Winkel mit der Ventilachse bilden als die Kegelfläche des
Ventilkegels mit dieser Achse.
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Bei einer derartigen Anordnung übt die aus den Treibdüsen austretende
Druckluft keinen Rückdruck mehr auf das Kegelventil aus, vielmehr entspannt sich
die Druckluft nach dem Austritt aus den Treibdüsen, nimmt eine hohe Geschwindigkeit
an und erzeugt einen starken Sog, durch den das Kegelventil in der Endphase der
Füllperiode mit Sicherheit auf seinen Sitz gerissen wird.
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Diese Wirkung kann in Weiterbildung der Erfindung noch dadurch unterstützt
werden, daß man in dem Ventilgehäuse zwischen der Mündung der Treibdüsen und dem
Sitz für den Ventilkegel eine Ausdrehung vorsieht, durch die noch eine stärkere
Entspannung der Druckluft möglich ist.
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Für die Schließbewegung wirkt sich weiter günstig aus, wenn in weiterer
Ausgestaltung der Erfindung der Ventilkegel auf seiner Spitze mit einem zylindrischen
oder umgekehrt kegeligen Zapfen versehen wird, an dem die austretende, über der
Kegelspitze zusammentreffende Druckluft angreift und in Richtung der Schließbewegung
des Ventils auf dieses wirkt.
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In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform einer Steuerung
für Druckluftflüssigkeitsheber gemäß der Erfindung dargestellt. Abb. i zeigt einen
senkrechten Schnitt durch den oberen Teil eines Druckluftflüssigkeitshebers mit
auf dieser angebrachter Steuerung und Abb. 2 einen axialen Schnitt durch die Steuerung
in größerem Maßstab.
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Der Kessel d des Hebers ist von bekannter Ausführung und besitzt ein
Einlaßventil für das anzusaugende Wasser sowie eine mit einem Rückschlagventil versehene
Steigleitung, durch die das im Heberkessel angesammelte Wasser hinausbefördert wird.
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Auf dem Kessel a bzw. in einer Öffnung desselben ist die Steuerung
befestigt. Sie besteht aus dem Kegelventil b, dessen Bewegung durch den Hebel e
des im Heberkessel a befindlichen Schwimmers über Glieder d, einen Bolzen
e und ein Langloch f
in der Spindel des Ventils b bewegt wird. Der
Kegel b spielt in einem Ventilgehäuse g, welches in die Atmosphäre mündet und als
Fangdüse eines Injektors ausgebildet ist. la ist der Sitz für den Ventilkegel
b. Unterhalb des Sitzes h sind in dem Ventilgehäuse die mit Druckluft
durch Kanäle i gespeisten Treibdüsen k angeordnet. Die Treibdüsen bestehen aus einer
Ringdüse oder aus einer Mehrzahl von auf einem Kreis um das Ventil b gebildeten
Einzeldüsen.
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Der Winkel, den die Treibdüsen k mit der Achse X-X des Ventils bilden,
ist kleiner als der Winkel, den die Kegelfläche des Ventils b mit dieser Achse X-X
bildet. Ebenso bildet die kegelige Innenfläche g' des Eintrittsendes der Fangdüse
g einen kleineren Winkel mit der Achse X-X als die Kegelfläche des Ventils b. Geeignete
Größen für die angegebenen Winkel sind bei einem Winkel von 30° zwischen der Kegelfläche
des Ventils b und der Achse X-X ein entsprechender Winkel der Treibdüsen k von 27°
30' und der Kegelfläche g' von 1q:'.
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Zwischen den Mündungen der Treibdüsen k und dem Sitz k ist das Ventilgehäuse
aus dem oben angegebenen Grund mit einer Ausdrehung m versehen. Außerdem besitzt
der Kegel b an seiner Spitze einen Zapfen il, der zylindrisch oder, wie in der Zeichnung
gezeigt, umgekehrt kegelig ist.