DE920840C

DE920840C - Device for automatic regulation of the air cushion in pressure vessels, especially for oil pressure vessels with high operating pressure

Info

Publication number: DE920840C
Application number: DEK17810A
Authority: DE
Inventors: Otto Kracht; Hans Schumacher
Original assignee: Kracht Pumpen und Motorenfabrik GmbH and Co KG
Current assignee: Kracht Pumpen und Motorenfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 1953-04-22
Filing date: 1953-04-22
Publication date: 1954-12-02

Description

Einrichtung zur selbsttätigen Reglung des Luftpolsters in Druckkesseln, insbesondere für Uldruckkessel mit hohem Betriebsdruck In automatischen Versorgungsanlagen für Wasser mit niedrigem oder hohem Druck und noch mehr in Druckölversorgungsanlagen können erfahrungsgemäß Störungen dadurch auftreten, daß in dem als Speicher eingebauten Druckkessel das über dem Flüssigkeitsspiegel stehende Luftpolster nach und nach kleiner wird. Es wird deshalb für einen wirtschaftlichen Betrieb einer solchen Anlage eine möglichst einfache und selbsttätige Nachfüllung des Luftpolsters verlangt. Es sind bereits Einrichtungen zur selbsttätigen Reglung des Luftpolsters in den Druckkesseln solcher Anlagen vorgeschlagen worden, die der betriebsmäßigen Verminderung des Luftpolsters wirksam entgegenarbeiten und selbsttätig das zu klein gewordene Luftpolster im Druckkessel der Anlage immer wieder auf einen gewünschten normalen Wert erweitern. Für die in Wasserversorgungsanlagen vorliegenden Verhältnisse und auch in Druckölanlagen mit niedrigen und mittleren Drücken sind diese Einrichtungen durchaus brauchbar, erfüllen aber in Anlagen mit höherem Betriebsdruck ihren Zweck nicht mehr zur vollen Zufriedenheit.Device for automatic regulation of the air cushion in pressure vessels, especially for low pressure boilers with high operating pressure in automatic supply systems for water with low or high pressure and even more so in pressurized oil supply systems experience has shown that malfunctions can occur in the built-in memory Pressure vessel gradually increases the air cushion above the liquid level gets smaller. It is therefore essential for such a system to operate economically requires the air cushion to be refilled as easily and automatically as possible. There are already facilities for the automatic regulation of the air cushion in the Pressure vessels of such systems have been proposed, the operational reduction effectively counteract the air cushion and automatically counteract that which has become too small Air cushion in the pressure vessel of the system again and again to a desired normal Expand value. For the conditions and conditions in water supply systems These devices are also used in pressurized oil systems with low and medium pressures quite usable, but serve their purpose in systems with higher operating pressure no longer to full satisfaction.

Die Umsteuerung der Einrichtung vom Füllen des Reglergehäuses zum Entleeren wird in jenen Anlagen durch schwimmerbetätigte Ventile bewirkt; dabei ist aber nicht zu vermeiden, daß im Augenblick des Anhebens der Schwimmerstange, wodurch das Entleerungsventil geöffnet wird, noch ein gewisser Restluftraum (schädlicher Raum) im Reglergehäuse vorhanden ist, der annähernd unter dem jeweiligen Druck des Druckkessels steht. Andererseits ist bei der Verdichtung der beim Entleeren in das Reglergehäuse gesaugten Luft das Boyle Mariottesche Gesetz maßgebend; bei Anlagen mit höherem Betriebsdruck wird also erst einmal ein erheblicher Teil des Reglervolumens für die Verdichtung der angesaugten Luft auf den augenblicklichen Betriebsdruck verbraucht, bevor überhaupt die Luft aus dem Regler in das Luftpolster des Druckkessels überströmen kann. Wenn also zum Verdichten der angesaugten Luft auf den jeweiligen Betriebsdruck eine so starke Raumverminderung erforderlich ist, daß nur das Volumen des erwähnten Restluftraums verfügbar bleibt, so kann keine Luftförderung aus dem Regler in den Druckkessel mehr erfolgen. Der Regler würde also seine Aufgabe nicht mehr erfüllen können.The reversal of the facility from filling the regulator housing to Emptying is effected in those systems by float operated valves; included but it cannot be avoided that when the float rod is raised, whereby the drain valve is opened, still a certain residual air space (more harmful Space) is available in the controller housing, which is approximately under the respective pressure of the Pressure vessel is standing. On the other hand, when compressing the emptying into the Regulator housing sucked air governs Boyle Mariotte's law; in systems with a higher operating pressure is only once a significant one Part of the regulator volume for the compression of the sucked in air to the instantaneous Operating pressure consumed before even the air from the regulator into the air cushion the pressure vessel can overflow. So if to compress the sucked in air such a large reduction in space is necessary for the respective operating pressure, that only the volume of the remaining air space mentioned remains available, then none can Air delivery from the regulator into the pressure vessel can take place more. The regulator would so they can no longer fulfill their task.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Anlage zu schaffen, die auch bei wesentlich höheren Betriebsdrücken eine einwandfreie selbsttätige Reglung des im Druckkessel vorhandenen Luftpolsters ermöglicht. Die Erfindung ist nach einem Hauptmerkmal dadurch gekennzeichnet, daß an den Druckkessel in der gewünschten Maximalhöhe des Flüssigkeitsspiegels eine Reglervorrichtung in Gestalt eines Differentialdruckverdichters angeschlossen ist, die mit Hilfe der Druckflüssigkeit des Kessels betrieben wird.The present invention has the task of creating a system which ensures perfect automatic control even at significantly higher operating pressures of the air cushion present in the pressure vessel. The invention is after one Main feature characterized in that on the pressure vessel at the desired maximum height of the liquid level a regulator device in the form of a differential pressure compressor connected, which is operated with the aid of the pressure fluid of the boiler.

Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal kann die Größe des gewünschten Luftpolsters durch die Höhe der Einmündungsstelle der Verbindungsleitung zwischen Regler und Druckkessel festgelegt werden.According to a further feature of the invention, the size of the desired Air cushion by the height of the junction of the connecting line between Regulator and pressure vessel are specified.

Weiter ist für die Erfindung kennzeichnend ein Schwimmerventil, bei der an Stelle eines hohlen Schwimmers ein Verdrängerkörper verwandt wird, dessen spezifisches Gewicht größer ist als die von ihm verdrängte Flüssigkeit. Das Gewicht dieses Verdrängers wird vorzugsweise durch eine Feder teilweise aufgenommen, so daß er bei einem bestimmten Beflutungsgrad durch den Auftrieb angehoben wird, obwohl sein Gewicht größer ist als der Auftrieb, den er bei vollständiger Beflutung erfahren kann.A float valve is also characteristic of the invention which a displacement body is used instead of a hollow float, its specific gravity is greater than the fluid it displaces. The weight this displacer is preferably partially absorbed by a spring, see above that it is raised by the buoyancy at a certain degree of flooding, although its weight is greater than the buoyancy that it experiences when it is completely flooded can.

Wieder ein anderes Erfindungsmerkmal besteht darin, daß mittels einer auf dem Kolbenboden der Verdichtungseinrichtung ruhenden Flüssigkeitsmenge, deren Auffüllung selbsttätig erfolgt, die Luft aus dem Kompressionsraum des Reglers vollständig verdrängt werden kann.Yet another feature of the invention is that by means of a Amount of liquid resting on the piston head of the compression device, whose Filling takes place automatically, the air from the compression chamber of the regulator completely can be displaced.

Das Eindringen von Wasser, das beim Verdichten der Luft ausfallen kann, in den Ölraum des Druckkessels wird durch eine weitere für die Erfindung kennzeichnende Einrichtung verhindert. Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung ist die Umsteuerung der Kolbenbewegung von der einen Richtung in die andere mittels eines einzigen Steuerkolbens in Verbindung mit magnetischen Greiferstäben (im Gegensatz zu der bekannten Umsteuerung mit einem sogenannten Vorsteuerkolben).The ingress of water that precipitates when the air is compressed can, in the oil chamber of the pressure vessel is characterized by another for the invention Establishment prevented. Another characteristic of the invention is the reversal the piston movement from one direction to the other by means of a single control piston in connection with magnetic gripper bars (in contrast to the known reversing with a so-called pilot piston).

Die Erfindung ist nachstehend nach ihrem Aufbau und ihrer Wirkungsweise beschrieben und durch die Zeichnung erläutert..The invention is set out below by its structure and mode of operation described and explained by the drawing ..

Abb: i ist eine schematische Seitenansicht der Gesamteinrichtung eines Druckkessels mit angeschlossenem Regler und Vorkammer zum Regler; Abb. 2 ist ein senkrechter Axialschnitt durch den Regler und seine Vorkammer; -Abb.3 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Reglers, wobei die Schnittebene normal zu der Schnittebene I-I der Abb. 2 liegt; Abb. q. ist ein waagerechter Schnitt durch den Regler nach der Linie II-11 der Abb. 2.Fig: i is a schematic side view of the overall arrangement of a Pressure vessel with connected regulator and antechamber to the regulator; Fig. 2 is a vertical axial section through the regulator and its antechamber; - Fig 3 is a partial Sectional side view of the controller, with the section plane normal to the section plane I-I of Figure 2; Fig.q. is a horizontal section through the regulator according to the line II-11 of Fig. 2.

In den Zeichnungen ist i der Druckkessel einer Druckölversorgungsanlage für höheren Betriebsdruck. Eine Verbindungsleitung 2 führt von der höchsten Stelle einer Vorkammer 3 in den Druckkessel, und zwar in einer solchen Höhe, wie sie der Ölspiegel q. beim Pumpenausschaltdruek (Höchstdruck) einnehmen soll. Damit ist die Größe des normal gewünschten Luftpolsters oberhalb des Ölspiegels bestimmt; bei Entnahme von Drucköl aus dem Kessel sinkt der Ölspiegel, und das Luftpolster dehnt sich unter Druckabnahme aus, bis mit dem Erreichen des Pumpeneinschaltdrucks die Pumpe wieder zu arbeiten beginnt und den Ölvorrat im Kessel wieder bis zur gewünschten Höhe q. des Ölspiegels auffüllt. Aufgabe des Reglers mit seiner Vorkammer ist die selbsttätige Herstellung oder die Wiederherstellung des normalen Betriebszustands, wenn die Anlage erstmalig in Betrieb genommen werden soll bzw. wenn im Betrieb das Luftpolster sich unzulässig vermindert hat.In the drawings, i is the pressure vessel of a pressure oil supply system for higher operating pressure. A connecting line 2 leads from the highest point an antechamber 3 in the pressure vessel, at such a height as the Oil level q. at the pump switch-off pressure (maximum pressure). That’s the Determines the size of the normally desired air cushion above the oil level; at Withdrawing pressure oil from the boiler, the oil level drops and the air cushion expands with a decrease in pressure until the pump switch-on pressure is reached The pump begins to work again and the oil supply in the boiler back up to the desired level Height q. the oil level fills up. The task of the controller with its antechamber is automatic production or the restoration of the normal operating condition, when the system is to be put into operation for the first time or when the Air cushion has decreased inadmissibly.

Die Leitung 2 soll entweder waagerecht oder mit etwas Gefälle vom Druckkessel zum Regler verlaufen und keinesfalls vom Druckkessel zum Regler hin steigen.Line 2 should either be horizontal or with a slight slope from Pressure vessels run to the regulator and in no case go from the pressure vessel to the regulator rise.

Die Vorkammer 3, in der der Betriebsdruck des Druckkessels herrscht, besteht aus der Druckhaube 5, die auf dem Ventilkörper 6 dicht aufsitzt. Ein im Ventilkörper 6 eingeschlossener Verdrängerkörper 7 ist an seinem unteren Ende mit einem Steuerkolben 8 ausgestattet, der öldicht axial verschiebbar in einer senkrechten Bohrung 9 des Ventilkörpers 6 geführt ist. Der Verdränger 7 ist aus Festigkeitsgründen, da er dem vollen hohen Betriebsdruck ausgesetzt ist, nicht wie ein Schwimmer hohl ausgeführt, sondern zweckmäßig als Massivkörper aus geeignetem Stoff. Das Gewicht eines solchen Körpers, im folgenden Verdränger genannt, ist daher normalerweise größer als der Auftrieb, den er bei vollständigem Eintauchen in die Druckflüssigkeit erfährt. Um den Verdränger bei einem bestimmten Beflutungsgrad trotz seines hohen Gewichts aufschwimmen zu lassen, damit der Steuerkolben seine gewünschte Bewegung ausführen kann, ist unter dein Steuerkolben eineDruckfeder io angeordnet, die das Eigengewicht des Verdrängers und des Steuerkolbens zu einem entsprechenden Teil aufnimmt. Damit wird erreicht, daß der Steuerkolben 8 bei nicht beflutetem Verdränger 7 in seiner unteren Lage steht, bei einem gewissen Beflutungsgrad aber um einen gewünschten Betrag ansteigen kann.The pre-chamber 3, in which the operating pressure of the pressure vessel prevails, consists of the pressure hood 5, which sits tightly on the valve body 6. An im Valve body 6 enclosed displacement body 7 is at its lower end with equipped with a control piston 8, the oil-tight axially displaceable in a vertical Bore 9 of the valve body 6 is guided. The displacer 7 is for reasons of strength, as it is exposed to the full high operating pressure, not hollow like a float executed, but appropriately as a solid body made of suitable material. The weight such a body, hereinafter referred to as the displacer, is therefore normally greater than the buoyancy that would result from complete immersion in the hydraulic fluid learns. Around the displacer at a certain degree of flooding despite its high level Float the weight so that the control piston can move as desired can perform, a compression spring io is arranged under the control piston, which Dead weight of the displacer and the control piston to a corresponding part records. This ensures that the control piston 8 when the displacer is not flooded 7 is in its lower position, but with a certain degree of flooding by one desired amount can increase.

Der Ventilkörper 6 wird nach unten durch eine Kappe ii abgeschlossen, deren Boden i2 als Stützfläche für die Druckfeder io und als Begrenzungsanschlag für die Steuerkolbenbewegung dient.The valve body 6 is closed at the bottom by a cap ii, its bottom i2 as a support surface for the compression spring io and as a limit stop is used for the control piston movement.

An Stelle des dargestellten Verdrängers 7 kann auch eine andere Ventileinrichtung mit spezifisch schwererem Auftriebskörper verwendet werden, wie deren einige in einer gleichzeitigen Erfindung beschrieben und dargestellt sind.Instead of the illustrated displacer 7, another valve device can also be used be used with a specifically heavier float, how some of which are described and illustrated in a contemporaneous invention.

Der Steuerkolben 8 ist mit einer Längsbohrung 13 versehen, die von einer oberen und einer unteren Querbohrung 14 und 15 geschnitten wird. Hierdurch wird der in der Druckhaube 5 der Vorkammer 3 herrschende Betriebsdruck des Kessels bis unter den Steuerkolben geleitet und dieser in jeder Stellung von dem Betriebsdruck entlastet. Eine Steuerkante 16 am Kolben 8 gibt bei angehobenem Kolben dem Betriebsdruck aus der Vorkammer 3 über die Kanäle 14, 13 und 15 den Weg in den Kanal 17 frei.The control piston 8 is provided with a longitudinal bore 13, which of an upper and a lower transverse bore 14 and 15 is cut. Through this the operating pressure of the boiler prevailing in the pressure hood 5 of the prechamber 3 up to under the control piston and this in every position of the operating pressure relieved. A control edge 16 on the piston 8 gives the operating pressure when the piston is raised from the antechamber 3 via the channels 14, 13 and 15 the way into the channel 17 is free.

Im Ventilkörper 6 ist eine Kolbenpumpe senkrecht angeordnet; diese besteht im wesentlichen aus einem Zylinder 18, einem Pumpenkolben i9 mit einer darin festsitzenden Kolbenstange 2o und einem Deckel 22, der den Ringraum 21 zwischen Zylinderwand und Kolbenstange nach oben abschließt. Eine Dichtung 23 schließt die Durchführung der Kolbenstange 20 durch den Deckel 22 luftdicht ab, so daß die im Ringraum unter hohem Druck stehende Luft nicht an der Kolbenstange vorbei nach oben entweichen kann. Nach unten ist der Ringraum dadurch abgedichtet, daß über dem in normaler Weise abgedichteten Kolben eine bestimmte Ölmenge 24 lagert, die jedes Entweichen der Luft nach unten ausschließt. Die weitere Aufgabe dieser Ölmenge 24 wird weiter unten noch behandelt.A piston pump is arranged vertically in the valve body 6; these consists essentially of a cylinder 18, a pump piston i9 with one therein fixed piston rod 2o and a cover 22, the annular space 21 between Cylinder wall and piston rod closes off at the top. A seal 23 closes the Implementation of the piston rod 20 through the cover 22 airtight, so that the im In the annular space, air under high pressure does not move upwards past the piston rod can escape. At the bottom, the annulus is sealed in that over the in normally sealed piston stores a certain amount of oil 24 that each Prevents air from escaping downwards. The further task of this amount of oil 24 will be discussed below.

Im Deckel 22 sitzt ein zum Ringraum 21 öffnendes Rückschlagventil, das beispielsweise aus einer Kugel 25 und einer Druckfeder 26 bestehen kann. Es verschließt unter bestimmten Betriebsbedingungen eine Öffnung 27, die in einen trichterförmigen Aufsatz 28 und damit in den Raum 29 mündet, der von der Oberseite des Ventilkörpers 6 und einer Verkleidungshaube 30 gebildet wird. Die Verkleidungshaube 30 steht durch eine Öffnung 31 mit der Atmosphäre in Verbindung.In the cover 22 there is a check valve which opens to the annular space 21 and which can consist of a ball 25 and a compression spring 26, for example. Under certain operating conditions, it closes an opening 27 which opens into a funnel-shaped attachment 28 and thus into the space 29 which is formed by the top of the valve body 6 and a covering hood 30 . The cowling 30 is in communication with the atmosphere through an opening 31.

Wie die Abb. 4 erkennen läßt, liegt im Deckel 22 ein weiteres Rückschlagventil 32, das mit dem Ventil 25 in Verbindung steht und andererseits durch eine Leitung 33 die Verbindung zur Vorkammer 3 herstellt.As can be seen in FIG. 4, there is a further check valve 32 in the cover 22, which is connected to the valve 25 and, on the other hand, connects to the antechamber 3 through a line 33.

Pumpenkolben i9 und Kolbenstange 2o werden selbständig in die untere Stellung zurückgeführt, beispielsweise durch einen Arm 34, an dem eine Zugfeder 35 angreift, die durch eine Bohrung 36 im Ventilkörper 6 frei hindurchgeht und mit ihrem anderen Ende bei 37 am Zylinder 18 eingehängt ist, so daß sie sich beim Heben des Kolbens i9 spannt und bei seinem Sinken entspannt wird. Zum Zweck des Kräfteausgleichs könnte man die Zugfeder 35 selbstverständlich auch symmetrisch zur Kolbenlängsachse mehrfach ausführen.Pump piston i9 and piston rod 2o automatically move into the lower one Position returned, for example by an arm 34 on which a tension spring 35 attacks, which passes freely through a bore 36 in the valve body 6 and with its other end is hung at 37 on the cylinder 18, so that it is when lifting of the piston i9 is cocked and relaxed as it descends. For the purpose of balancing forces the tension spring 35 could of course also be symmetrical to the piston longitudinal axis run multiple times.

Der Arm 34 trägt andererseits eine nach unten führende Steuerstange 38. Diese ist, wie Abb. 3 erkennen läßt, lose durch Bohrungen 39,40 in zwei Weicheisenplatten 41, 42 und eine Bohrung 43 im Ventilkörper 6 hindurchgeführt. Sie trägt weiter einen unteren und einen oberen Mitnehmer 44, 45. Eine kleine Druckfeder 46 steht lose die Steuerstange 38 umgebend auf dem unteren Mitnehmer 44, eine ebensolche Druckfeder 47 gleicher Art und Anordnung auf der oberen Weicheisenplatte 41 zwischen dieser und dem oberen Mitnehmer 45.The arm 34 on the other hand carries a downwardly leading control rod 38. This is, as Fig. 3 shows, loosely through holes 39, 40 in two soft iron plates 41, 42 and a bore 43 in the valve body 6 passed through. She continues to wear one lower and an upper driver 44, 45. A small compression spring 46 is loose surrounding the control rod 38 on the lower driver 44, a compression spring of the same type 47 of the same type and arrangement on the upper soft iron plate 41 between this and the upper driver 45.

Die beiden Weicheisenplatten 41, 42 sitzen auf den Stirnflächen eines im Ventilkörper 6 ebenfalls senkrecht geführten Steuerkolbens 48 mit den Steuerkanten 48a und 48b; die Platten ragen seitlich über die im Ventilkörper 6 sitzenden magnetischen Greiferstäbe 49, 5o hinaus. Die Haftflächen 51, 52 der Greiferstäbe liegen bündig zu der Ober- und Unterseite des Ventilkörpers, während der Steuerkolben 48 um einen bestimmten Betrag länger ist als die Dicke des Ventilkörpers, so daß der Steuerkolben um diesen Unterschiedsbetrag axial verschoben werden kann. In seiner unteren oder oberen Stellung wird er durch die Haftkraft der Greiferstäbe über die Weicheisenplatten 41 oder 42 so lange festgehalten (magnetisches Gesperre), bis eine hinreichende Kraft die Haftkraft des einen oder anderen Greiferstabes überwindet und die Bewegung des Steuerkolbens nach der anderen Endstellung freigibt, wie dies weiter unten erläutert ist.The two soft iron plates 41, 42 sit on the end faces of one in the valve body 6 also vertically guided control piston 48 with the control edges 48a and 48b; the plates protrude laterally over the magnetic seated in the valve body 6 Gripper bars 49, 5o out. The adhesive surfaces 51, 52 of the gripper bars are flush to the top and bottom of the valve body, while the control piston 48 to one certain amount is longer than the thickness of the valve body, so that the control piston can be shifted axially by this difference. In its lower or It is in the upper position due to the adhesive force of the gripper bars over the soft iron plates 41 or 42 held (magnetic lock) until a sufficient one Force overcomes the adhesive force of one or the other gripper rod and the movement of the control piston releases after the other end position, as explained below is.

Zwischen den Steuerkanten 48a und 48b des Steuerkolbens 48 liegt ein kleiner Ringraum 53. In der (gezeichneten) unteren Stellung des Steuerkolbens ist der Kanal 17 über den Ringraum 53 und eine Leitung 54 .mit dem Hubraum 55 des Zylinders 18 verbunden, während die durch den Ventilkörper nach oben führende Leitung 56 von der oberen Steuerkante 48b des Steuerkolbens 48 verschlossen wird. In der oberen Stellung des Steuerkolbens dagegen verschließt die Steuerkante 48a den Kanal 17, und die Leitung 54 ist über den Ringraum 53 mit der Leitung 56 verbunden.Between the control edges 48a and 48b of the control piston 48 is a small annulus 53. In the (drawn) lower position of the control piston the channel 17 via the annular space 53 and a line 54 .mit the displacement 55 of the cylinder 18 connected, while the through the valve body leading up line 56 of the upper control edge 48b of the control piston 48 is closed. In the upper In the position of the control piston, on the other hand, the control edge 48a closes the channel 17, and the line 54 is connected to the line 56 via the annulus 53.

Die Einmündung der Leitung 54 in den Hubraum 55 des Zylinders 18 soll an einer möglichst tief gelegenen Stelle des Zylinders liegen. Die Leitung 56 mündet mit einem waagerechten düsenähnlichen Auslauf 57 oberhalb des trichterförmigen Aufsatzes 28 etwa parallel zur Längsachse der vom oberen Trichterrand in waagerechter Ebene gebildeten geometrischen Figur (Oval oder Ellipse).The confluence of the line 54 in the displacement 55 of the cylinder 18 is intended be as low as possible on the cylinder. The line 56 opens with a horizontal nozzle-like outlet 57 above the funnel-shaped attachment 28 approximately parallel to the longitudinal axis of the upper edge of the funnel in the horizontal plane formed geometric figure (oval or ellipse).

Zylinder 18, Zugfeder 35, Steuerstange 38 und Leitung 54 werden zweckmäßig von einem Raum 58 umschlossen, den eine untere Verkleidungshaube 59 mit der Unterfläche des Ventilkörpers 6 einschließt. Eine Abflußleitung 6o führt von der tiefsten Stelle der Haube 59 in einen kleinen Sammelbehälter 61 ; dieser ist mit einem Überlauf ausgestattet, von dem aus eine Leitung 62 in den drucklosen Ölvorratsbehälter führt.Cylinder 18, tension spring 35, control rod 38 and line 54 are appropriate enclosed by a space 58, which is a lower covering hood 59 with the lower surface of the valve body 6 includes. A drain line 6o leads from the lowest point the hood 59 into a small collecting container 61; this one is with an overflow equipped, from which a line 62 leads into the unpressurized oil reservoir.

Der Raum 58 steht durch die Bohrungen 36 und 43 mit dem oberen Raum 29 in Verbindung, so daß also in beiden Räumen nur atmosphärischer Druck herrscht. Wirkungsweise des Reglers Wie erwähnt, liegt die Aufgabe des Reglers darin, die Höhe des Ölspiegels 4, die im normalen Betrieb zwischen der (in Abb. i gezeichneten) oberen oder Sollhöhe und einer unteren, zum Wiedereinschalten der Pumpe führenden Höhe schwankt, beim Überschreiten der Sollhöhe, also zu kleinem Luftpolster, wieder auf das gewünschte Maß zurückzubringen. Der Regler tritt also nur in Tätigkeit, wenn die Sollhöhe des Ölspiegels überschritten wird. Die Höhe, in der die Verbindungsleitung 2 zwischen Druckkessel und Regler in den Druckkessel einmündet, ist das Konstruktionsmaß, das für die Bestimmung der Luftmenge im Kessel zu wählen ist.The space 58 is through the bores 36 and 43 with the upper space 29 in connection, so that there is only atmospheric pressure in both rooms. How the controller works As mentioned, the controller's task is to Height of the oil level 4, which in normal operation is between the (shown in Fig. I) upper or target height and a lower one, leading to the restart of the pump height fluctuates when the target height is exceeded, i.e. too small Air cushion to bring back to the desired size. So the regulator kicks in only in action when the target oil level is exceeded. The height, in which the connecting line 2 between the pressure vessel and controller in the pressure vessel is the construction dimension that is used to determine the amount of air in the boiler to choose.

Sobald bei Inbetriebnahme der Anlage der Ölspiegel 4 über die Sollhöhe ansteigt, fließt durch die waagerechte oder schwach zum Regler hin geneigte Zwischenleitung 2 Ö1 in die Vorkammer 3 des Reglers, in dem der Verdränger 7 durch sein Gewicht in der tiefsten Stellung gehalten wird. Durch die Bohrungen 14, 13 und 15 gelangt Öl auch in den Raum unter dem Einschaltkolben 8, die in der Vorkammer enthaltene Luft weicht durch die Leitung :2 in den Luftraum des Druckkessels aus. Der Kanal 17 bleibt in dieser tiefsten Stellung des Kolbens 8 noch verschlossen.As soon as the oil level 4 is above the target level when the system is started up increases, flows through the horizontal or slightly inclined intermediate line towards the controller 2 Ö1 in the prechamber 3 of the controller, in which the displacer 7 by its weight is held in the lowest position. Passes through the bores 14, 13 and 15 Oil also in the space under the engaging piston 8 contained in the antechamber Air escapes through line: 2 into the air space of the pressure vessel. The channel 17 remains closed in this lowest position of the piston 8.

Mit dem Ansteigen des Ölspiegels in der Vorkammer erhält der Verdränger 7 einen Auftrieb, der gemeinsam mit der Hubkraft der Druckfeder io schon vor der völligen Beflutung des Verdrängers hinreicht, um das Gewicht von Verdränger 7 und Kolben 8 anzuheben; so kann nun die Steuerkante 16 dem C51 aus der Vorkammer 3 den Weg zum Kanal 17 freigeben.As the oil level in the prechamber rises, the displacer increases 7 a buoyancy, which together with the lifting force of the compression spring io even before the complete flooding of the displacer is sufficient to support the weight of displacer 7 and Lift piston 8; so the control edge 16 can now the C51 from the antechamber 3 the Release path to channel 17.

Das aus .der Vorkammer durch die Kanäle 14, 13, 15 und 17 fließende 01 gelangt nun, da sich der Steuerkolben 48 in seiner unteren Stellung befindet, durch den Ringraum 53 und die Leitung 54 in den Hubraum 55 des Zylinders 18. Der Pumpenkolben ig wird angehoben und schiebt die Kolbenstange 2o unter zunehmender Spannung der Feder 35 aus dem durch Deckel 2.2 verschlossenen Zylinder heraus nach oben. The 01 flowing from the prechamber through the channels 14, 13, 15 and 17 now passes, since the control piston 48 is in its lower position, through the annular space 53 and the line 54 into the displacement 55 of the cylinder 18. The pump piston ig is raised and pushes the piston rod 2o with increasing tension of the spring 35 out of the cylinder closed by cover 2.2 upwards.

Da der Ringraum 21 zwischen Zylinder i8 und Kolbenstange 2o nach unten durch die auf dem Pumpenkolben ruhende Ölschicht 24 und nach oben durch das Rückschlagventil 25 verschlossen ist, so wird beim Anstieg des Pumpenkolbens ig die Luft im Ringraum zunächst auf den Betriebsdruck des Kessels komprimiert, wie er auch in der Vorkammer 3 und im Hubraum 55 unter dem Pumpenkolben ig herrscht. Infolge des Größenunterschiedes zwischen der Unterseite des Kolbens i9 und seiner Oberseite, deren Flächeninhalt um den Querschnitt der Kolbenstange 20 kleiner ist, und da außerhalb des Zylinders die Kolbenstange nur unter atmosphärischem Druck steht, die Zugkraft der Rückführfeder 35 aber nur verhältnismäßig klein ist, so steigt auch nach dem Erreichen des Betriebsdrucks im Ringraum 21 der Pumpenkolben noch weiter an. Damit wird der Druck im Ringraum Z i größer als im Hubraum 55, das Rückschlagventil 32 öffnet sich und läßt die komprimierte Luft aus dem Ringraum durch die Leitung 33 in die Vorkammer 3 und von dort durch die Leitung ä in das Luftpolster des Druckkessels i gelangen.Since the annular space 21 between cylinder i8 and piston rod 2o is closed downwards by the oil layer 24 resting on the pump piston and upwards by the check valve 25 , when the pump piston ig rises, the air in the annular space is initially compressed to the operating pressure of the boiler, as it also prevails in the prechamber 3 and in the displacement 55 under the pump piston ig. As a result of the size difference between the underside of the piston i9 and its upper side, the area of which is smaller by the cross-section of the piston rod 20, and since the piston rod is only under atmospheric pressure outside the cylinder, but the tensile force of the return spring 35 is only relatively small, so increases even after the operating pressure in the annular space 21 of the pump piston has been reached. Thus the pressure in the annular space Z i is greater than in the displacement 55, the check valve 32 opens and lets the compressed air from the annular space through the line 33 into the antechamber 3 and from there through the line ä into the air cushion of the pressure vessel i.

Die auf der Oberseite des Pumpenkolbens 1g ruhende, den Boden des Ringraums 21 füllende Ölmenge hat über ihre Aufgabe hinaus, eine unbedingt zuverlässige Abdichtung gegen ein Abfließen von Luft nach unten zu ergeben, noch eine weitere, äußerst wichtige betriebliche Funktion zu erfüllen. Die Ölmenge 24 ist so bemessen, daß sie, noch bevor der Pumpenkolben ig seine obere Endstellung erreicht, die Luft aus dem Ringraum und auch aus dem Raum des Rückschlagventils 25 völlig verdrängt und damit den schädlichen Raum oberhalb des Pumpenkolbens wirklich zum Verschwinden bringt, indem durch das Rückschlagventil 32 und die Leitung 33 hindurch erst Luft und dann auch noch 01 in die Vorkammer 3 gedrängt wird. Das bedeutet aber, daß mit einem solchen Kompressionssystem an sich beliebig hohe Kompressionsdrücke erreicht werden können, da das Ausgangsvolumen im Ringraum 2i bis zum Ende der Kompression bis auf Null verringert wird.The amount of oil resting on the top of the pump piston 1g and filling the bottom of the annular space 21 has, in addition to its task of providing an absolutely reliable seal against the outflow of air downward, also fulfilling a further, extremely important operational function. The amount of oil 24 is so dimensioned that it, even before the pump piston ig reaches its upper end position, completely displaces the air from the annular space and also from the space of the check valve 25 and thus really makes the harmful space above the pump piston disappear by the check valve 32 and the line 33 through first air and then also 01 is forced into the antechamber 3. However, this means that compression pressures of any desired magnitude can be achieved with such a compression system, since the initial volume in the annular space 2i is reduced to zero by the end of the compression.

Von der Bewegung des Pumpenkolbens ig wird zugleich die mechanische Umsteuerung abgeleitet. Die mit der Kolbenstange 2o fest verbundene Steuerstange 38, die an ihrem unteren Ende über dem Mitnehmer 44 die lose sitzende Druckfeder 46 trägt, stößt bei Annäherung an die obere Umkehrstellung an .die untere Weicheisenplatte 42 des Steuerkolbens 48, der zu dieser Zeit noch mit seiner oberen Weicheisenplatte 41 an dem oberen magnetischen Greiferstab 49 haftet. Erst wenn die Druckfeder 46 bei der weiteren Aufwärtsbewegung von Kolben ig und Steuerstange 38 hinreichend zusammengedrückt ist, vermag sie die Haftkraft des oberen Greiferstabes 49 zu überwinden; damit wird das magnetische Gesperre 41, 51, 49 getrennt; der Steuerkolben 48 springt in seine obere Stellung und wird in dieser nunmehr durch das untere magnetische Gesperre 42, 52, So festgehalten.The movement of the pump piston ig also becomes the mechanical Derived reversal. The control rod firmly connected to the piston rod 2o 38, the loosely seated compression spring at its lower end over the driver 44 46 carries, comes into contact with the lower soft iron plate when approaching the upper reversal position 42 of the control piston 48, which at this time was still with its upper soft iron plate 41 adheres to the upper magnetic gripper bar 49. Only when the compression spring 46 sufficient for the further upward movement of piston ig and control rod 38 is compressed, it is able to overcome the adhesive force of the upper gripper bar 49; so that the magnetic lock 41, 51, 49 is separated; the control piston 48 jumps in its upper position and is in this now through the lower magnetic Lock 42, 52, so held.

Mit der Umsteuerung des Steuerkolbens 48 in seine obere Stellung wird der Zutritt des Öls aus dem Kanal 17 (bei noch angehobenem Verdränger 7 und Einschaltkolben 8) durch die Leitung 54 zum Hubraum 55 abgesperrt und dafür über den Ringraum 53 am Steuerkolben 48 die Verbindung zwischen den Leitungen 54 und 56 hergestellt, so daß der Hubraum 55 jetzt unter atmosphärischen Druck kommt. Die bei der Aufwärtsbewegung der Kolbenstange 2o gespannte Zugfeder (oder ein ihr äquivalentes elastisches Glied) führt die Kolbenstange 2o und den Kolben ig in ihre unterste Stellung zurück und läßt dabei das Öl aus dem Hubraum 55 und den Leitungen 54 und 56 entweichen.With the reversal of the control piston 48 in its upper position the admission of the oil from the channel 17 (with the displacer 7 still raised and the switch-on piston 8) blocked by the line 54 to the displacement 55 and instead via the annular space 53 the connection between lines 54 and 56 is established on control piston 48, so that the displacement 55 now comes under atmospheric pressure. The one on the upward movement the piston rod 2o tensioned tension spring (or its equivalent elastic member) leads the piston rod 2o and the piston ig back to their lowest position and allows the oil to escape from the displacement 55 and the lines 54 and 56.

Bei der hierbei eintretenden Vergrößerung des Ringraums 21 schließt sich das Rückschlagventil 32, durch das zuerst Luft und am Ende des Pumpenhubes auch ein Teil der Ölmenge 24 in die Vorkammer 3 gefördert wurde, unter Wirkung des Betriebsdrucks sofort, während sich das Rückschlagventi125 infolge des Unterdrucks im Ringraum 21 öffnet; damit kann aus dem oberen Raum 2g Luft in den Ringraum einströmen, während durch die Öffnung 31 in der Verkleidungshaube 30 Außenluft in den Raum 29 nachströmt.With the enlargement of the annular space 21 which occurs here, it closes the check valve 32, through which air first and at the end of the pump stroke also part of the amount of oil 24 was conveyed into the prechamber 3, under the action of Operating pressure immediately, while the non-return valve is due to the negative pressure opens in the annular space 21; so that 2g of air can flow into the annular space from the upper space, while outside air enters the room 29 through the opening 31 in the cladding hood 30 flows in.

Die Kraft der Rückführfeder 35 hat zu Beginn der Rückbewegung des Kolbens ig ihren Größtwert, .der beim Sinken des Kolbens nach und nach kleiner wird. Daher entweicht auch das Öl aus dem Hubraum 55 zuerst schnell, d. h. es spritzt aus dem düsenartigen Auslauf 57 der Leitung 56 zunächst in weitem Strahl über den trichterartigen. Aufsatz 28 hinweg (stark gestrichelte Kurve in Abb. 2) gegen die Wand des Raums 29 und gelangt von da durch die Öffnungen 36 und 43 im Ventilkörper 6 in den unteren Raum 58, sammelt sich an dessen unterem Ende und fließt durch die Leitung 6o in den Sammelbehälter 61, aus dem es über den Überlauf und die Leitung 62 in den drucklosen Ölvorrat zurückfließt.The force of the return spring 35 has at the beginning of the return movement of the Pistons ig their greatest value, .der after and when the piston sinks after becomes smaller. Therefore, the oil from the displacement 55 escapes quickly at first, d. H. it initially spurts from the nozzle-like outlet 57 of the line 56 to a large extent Beam over the funnel-like. Essay 28 (strongly dashed curve in Fig. 2) against the wall of the space 29 and passes from there through the openings 36 and 43 in the valve body 6 into the lower space 58, collects at its lower end and flows through the line 6o into the collecting container 61, from which it overflows and the line 62 flows back into the unpressurized oil supply.

Wenn dagegen am Ende des Kolbenrückgangs die Kraft der Feder 35 geringer wird und die Austrittsgeschwindigkeit des zurückströmenden Öls abnimmt, so wird es nach der punktiert gezeichneten Kurve in Abb.2 in den trichterförmigen Aufsatz laufen und von hier an dem Rückschlagventi126 vorbei durch die Bohrung 27 in den Ringraum 21 gelangen, so daß nicht mehr Luft, sondern dieses Öl in den Ringraum gesaugt wird. Damit wird die Ölmenge 24 am Boden des Ringraums um mindestens die Ölmenge aufgefüllt, die gegen Ende des Druckhubes in die Vorkammer verdrängt worden war.If, however, at the end of the piston return, the force of the spring 35 is less and the exit speed of the returning oil decreases, so will it according to the dotted curve in Fig. 2 in the funnel-shaped attachment run and from here on the Rückschlagventi126 through the bore 27 into the Annular space 21 get so that no more air, but this oil in the annular space is sucked. So that the amount of oil 24 is at the bottom of the annular space by at least The amount of oil that has been displaced into the antechamber towards the end of the pressure stroke is filled was.

Wenn sich der Pumpenkolben seinem unteren Hubende nähert, so setzt sich der M-itnehmer 45 an der mit dem Kolben ig fest verbundenen Steuerstange 38 auf die obere Druckfeder 47 auf und drückt diese zusammen, bis ihre Spannkraft ausreichend stark geworden ist, um die Haftkraft des unteren Greiferstabes 50, der mit seiner Haftfläche 52 die untere Weicheisenplatte 42 des Steuerkolbens 48 zunächst noch festhält, zu überwinden, so daß der Steuerkolben wieder in seine untere Stellung (Abb. 2 und 3) zurückspringt und nun wieder die Verbindung des Kanals 17 mit dem Hubraum 55 herstellt, so daß sich mit dem Ansteigen des Pumpenkolbens ig das Rückschlagventil 25 schließen und ein neues Reglerspiel beginnen kann.When the pump piston approaches its lower end of stroke, so sets the driver 45 on the control rod 38 fixedly connected to the piston ig on the upper compression spring 47 and presses them together until their tension force is sufficient has become strong to the adhesive force of the lower gripper rod 50, which is with his Adhesive surface 52 the lower soft iron plate 42 of the control piston 48 initially holds on to overcome, so that the control piston is back in its lower position (Fig. 2 and 3) jumps back and now again the connection of the channel 17 with the Displacement 55 produces so that the check valve ig with the rise of the pump piston 25 can close and a new controller game can begin.

So wird mit jedem Reglerspiel eine gewisse Menge Luft in das Luftpolster des Druckkessels gefördert. Die Reglerspiele dauern an, solange der Ölspiegel 4 über der Sollhöhe steht. Sinkt er unter die Sollhöhe, so arbeitet der Regler noch so lange, bis von dem Ö1 in der Vorkammer 3 so viel verbraucht ist, daß der Auftrieb des Verdrängerkörpers 7 selbst mit Unterstützung durch die Druckfeder io nicht mehr ausreicht, um den Einschaltschieber 8 in seiner oberen Stellung zu halten; damit sperrt die Steuerkante 16 den Kanal 17 ab, und der Regler kommt außer Betrieb.With every control play, a certain amount of air is drawn into the air cushion of the pressure vessel promoted. The regulator cycles continue as long as the oil level 4 above the target height. If it sinks below the target height, the controller is still working so long until so much of the oil in the antechamber 3 is used up that the buoyancy of the displacement body 7 no longer even with the support of the compression spring sufficient to hold the closing slide 8 in its upper position; in order to the control edge 16 blocks the channel 17, and the controller goes out of operation.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist auch geeignet, Wasser, das sich aus der Luft abscheiden kann und in das Drucköl gerät, so aufzufangen, daß es unter keinen Umständen mit in den Druckkessel gelangen kann. Dieses Wasser scheidet sich aus der atmosphärischen Luft ab, wenn diese ohne gleichzeitige Erwärmung komprimiert wird. Es kann also unter ungünstigen Bedingungen durch die Leitung 33, die die verdichtete Luft und gegen Ende des Druckhubes auch Öl in die Vorkammer 3 fördert, auch ein gewisser Anteil Wasser mit in die Vorkammer eintreten. Da sich aber in der Vorkammer, während der Regler arbeitet, Öl befindet, so kann die Luft sofort darin hochsteigen und durch die Leitung 2 in den Druckkessel gelangen, während sich das etwa mitgeführte Wasser infolge seiner größeren Wichte am Boden der Vorkammer unterhalb von deren Ölfüllung absetzt. Von hier gelangt es bei arbeitendem Regler mit dem Öl in den Hubraum 55 des Zylinders 18 und von da während eines Rückführhubes durch die Leitungen 54, 56 und 6o in den Sammelbehälter 61. Auch hier lagert sich wieder das Wasser am Boden ab, so daß das aus dem Regler entweichende Öl durch den Überlauf und die Leitung 62 im wesentlichen wasserfrei in den drucklosen Ölbehälter abgeleitet werden kann. Wenn dann der Sammelbehälter 61 von Zeit zu Zeit entleert wird, kann das abgeschiedene Wasser bequem daraus entfernt und das Betriebsöl ständig wasserfrei gehalten werden.The device according to the invention is also suitable for collecting water that can separate out of the air and get into the pressure oil in such a way that it cannot get into the pressure vessel under any circumstances. This water separates from the atmospheric air when it is compressed without simultaneous heating. Under unfavorable conditions, a certain proportion of water can also enter the antechamber through the line 33, which conveys the compressed air and, towards the end of the pressure stroke, also oil into the antechamber 3. But since there is oil in the antechamber while the regulator is working, the air can immediately rise in it and pass through line 2 into the pressure vessel, while the water that may be carried along, due to its greater weight, is at the bottom of the antechamber below its oil filling drops off. From here, when the regulator is working, it arrives with the oil in the cubic capacity 55 of the cylinder 18 and from there during a return stroke through the lines 54, 56 and 6o into the collecting tank 61 Oil escaping from the regulator can be drained through the overflow and line 62 into the unpressurized oil container, essentially free of water. If the collecting tank 61 is then emptied from time to time, the separated water can be conveniently removed therefrom and the operating oil can be kept free of water at all times.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for the automatic regulation of the air cushion in pressure vessels, in particular for oil pressure vessels with high operating pressure, characterized in that a regulating device with a differential pressure compressor (18, ig, 2o .. . ) is connected, which is operated as hydraulic fluid with the fluid under operating pressure in the boiler.

2. Device according to claim i, characterized in that the size of the required air cushion, connecting line (2) can be set between the controller (3) and pressure vessel (i) through t he height of the point of confluence of the.

3. Device according to claim i or 2, characterized in that an antechamber (3) is switched on between the pressure vessel and the compressor (18, ig, 2o ... ), in which a switch-on device (piston 8 ) for the differential pressure compressor is controlled.

4. Device according to claim 3, characterized in that the the displacement body connected to the switch-on piston (8) has a higher specific value Has weight than the liquid it displaces and preferably on one Compression stressed spring is supported, which is dimensioned so that when immersed sufficient buoyancy is guaranteed in the liquid.

5. Establishment according to one of claims i to 4, characterized in that for compacting the Supplementary air to be conveyed into the air cushion is operated with the pressure fluid Piston pump (18, 1g, 20) is provided, in which one in the compression chamber above the Compressor piston standing liquid (24) when reaching the upper piston position a complete removal of the air allows the compression room and the noxious space caused by partial amounts of this oil entering the valves and lines (25, 32, 33) to the antechamber (3) can be reduced to zero.

6. Device according to claim 5, characterized in that a device is provided is with which part of the return of the piston (i9) to its starting position pressurized fluid displaced the amount of fluid (24) above the piston (i9) again replenishes.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the reversal of the pump (i9, 2o) for the compression of the in the air cushion air to be conveyed through a single, preferably piston-shaped slide (48) takes place, which is expedient in each of its two end positions by a magnetic Locking mechanism (4r, 49, 51 or 42, 50, 52) is held until the end of the piston movement a power source carried along by the piston, e.g. B. a spring (45,46) is sufficient is tensioned to overcome the holding force of the magnet. B. Setup after a of the preceding claims, characterized in that the penetration from This prevents the water separated from the compressed air in the pressure vessel (i) is that the in. The pumping device (i8, ig, 2o) compressed air in the pressure vessel (i) is conveyed via the antechamber (3) and that for the operation of the pumping device serving pressure oil with any condensation water a circuit within the regulator and its antechamber executes or from the housing of the differential pressure regulator can be eliminated (6i, 62).