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Einrichtung zur Förderung und Mengenbestimmung von Flüssigkeiten
Bisher
emhalten die allgemein gebräuchlichen Einrichtungen zur Förderung und genauen Mengenbestmmung
von Flüssigikeiten meist eine Pumpe, die dazu dient, die Flüssigkeit in einen Luftabscheider
zu drücken, der die vollständige Entlüftung gewährleistet und die Luft durch einen
mittles eines Schwimmers geöffneten Verschluß jedesmal dann entweichen läßt, wenn
der Flüssigkeitsspiegel in dem Abscheider unter ein bestimmtes Niveau sinkt.
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Die zu fördernde Flüssigkeit durchfließt hinter diesem Luftabscheider
eine volumetrische Vorrichtung zur Mengenbestimmung. welche ein Zählwerk betätigt,
das die nacheinander abgegebenen Mengen addiert, und fließt dann zur Verbrauchsstelle.
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Die Erfindung beruht auf der Tatsache. daß eine in einem Behälter
in Ruhe befindliche Flüssigkeit sich automatisch entlüftet. Es genügt demnach. eine
Pumpe von bestimmter Fördermenge pro Umdrehung zu benutzen. die zwischen den Gleitflächen
ihrer Organe keine Flüssigkeit entweichen läßt.
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Eine solche. im folgenden »volumetrisce Pumpe« genannte Eirichtung
fördert bei jeder Umdrehung eine ganz bestimmte Flüssigkeitsmenge. und es genügt
demnach. ihre Antriebswelle mit einem Zähl werk zu verbinden. welches die geförderte
Menge anzeigt.
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Um den Betrich der Pumpe im Falle eines Versagens der Flüssigkeitszufuhr
zu verhindern. z. B. wenn der Flüssigkeitsvorrat erschöpft ist. sieht die Erfindung
ein Absperrorgan vor. das durch einen Schwimmer betätigt wird. welcher in seiner
untersten Stellung, d. h. bei dem niedrigst zulässigen Niveau des Flüssigkeitsvorrates.
eingreift, um ein
in der Druckleitung der Pumpe eingebautes Absperrorgan
zu schließen und so den Betrieb dieser Pumpe falls sie Volt Hand angetrieben ist,
infolge des Widerstandes der durch das Absperrorgan aufgestauten Flüssigkeit zu
verhindern oder die Stromzufuhr zu einem die Pumpe antreibenden Elelitromotor zu
unterbrechen oder, falls die Pumpe z. B. darch einen Verbrennungsmotor angetrieben
wird. den Pumpenantrieb auszurücken. so daß der Motor leer weiterläuft. Es wäre
ebenfalls möglich, den Schwimmer auf die Zündung des Verbrennungsmotors wirken zu
lassen, vas indessen den SIaschinenwärter zwänge, den Motor nach jeder Absperrung
wieder in Betrieb zu setzen Weitere Merkmale der Erfindung sind aus der Beschreibung
und der Zeichnung ersichtlich.
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Fig. 1 zeigt schematisch die einfachste Ausführungsform der Erfindung,
bei der die Pumpe für die Mengenbestimmung von Hand angetrieben wird: Fig. 2 zeigt
in ähnlicher Weise eine Ausführungsform bei der die Pumpe für die Mnegenbestimmung
von einem Elelitromotor angetrieben wird; Fig. 3 ist eine schematische Darstellung
einer Ausführungsform, bei der die Pumpe durch einen Wärmemotor oder einen Verbrennungsmotor
angetrieben wird.
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Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel befindet sich der zu fördernde
und mengenmäßig zu bestimmende Flüssigkeitsvorrat in einem hoch gestellten Behälter
I, dessen Boden durch eine Leitung mit dem unteren Teil eines Luftabscheiders 3
verbunden ist. Dieser besteht aus einem geschlosseiten Behälter. Von dem oben eine
Entlüftungsleitung 4 hochsteigt. und zwar bis zu einer Höhe. die über dem höchsten
Niveau liegt, das die FlüssigkCit im Behälter I erreichnen kann. Der untere Teil
des Luftabscheiders 3 ist durch eine senkrechte Scheidewand 5 von bestimmter Höhe
in zwei Kammera geteilt. Die Leitung 2 mündet in die eine dieser Kammern. während
von der anderen Kammer eine Leitung 6 ausgeht, die mit der Saugleitung einer volumetrischen
Pumpe 7 zur Mengenbestimmung verbunden ist. welche mittels der Kurbel 8 von Hand
angetrieben werden kann. Die Welle dieser pumpe ist über ein Getriebe mit einem
Zählwerk 9 verbunden. Die Druckleitung 10 der Pumpe mündet in das Gehäuse 11 eines
Absperrorgans. in dem sich senkrecht gleitend ein Schieher 12 bewegt, welcher die
Eingangsöffnung einer vom Boden des Geltänses II ausgehenden Äerteilerleitung I3
öffnen oder schließen kann.
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Zweck der Scheidewand 5 ist es, zu verhindern, daß die durch die
Leitung 2 in den Luftabscheider eintretende Flüssigkeit unmittelbar in die Leitung
6 gelangt und somit die Flüssigkeit zu zwingen, in der Eintrittskammer hochzusteigen.
ehe sie in die Austrittskammer gelangt, um so das Aufsteigen von Luftblasen und
ihr Ausscheiden zu begünstigen.
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Der Luftabscheider 3 enthält einen Schwimmer 14, der an einer Spindel
befestigt ist, welche in einer senkrechten Führung im oberen Teil des Abschneiders
gleitet und deren oberes Ende an den einen Arm eines Winkelhebels I5 angelenkt ist,
der sich um einen festen Punkt dreht. Der andere Arm dieses Winkelhebels Ij ist
mit dem entsprechenden Arm eines zwiten, im oberen Teil des Gehäuses 11 des Absperrorgans
drehbar gelagerten Winkelhebels 16 verbunden. Der andere Arm des Winkelhebels 16
ist durch eine Stange I7 mit dem Schieber 12 verbunden. Die Anordnung muß so getroffen
sein. daß beim Sinken des Schwimmers der Schieber des Absperrorgans nach unten geht
und daß der Zugang zu der Abflußleitung I3 durch den Schieber 12 geschlossen wird,
sobald der Flüssigkeitsspiegel im Luftabscheider 3 den niedrigst zulässigen Stand
erreicht.
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Die Vorrichtung arbeitet in folgender Weise: Es wird angenommen,
der Behälter I sei vollständig mit Flüssigkeit gefüllt. Der Behälter des Luftabscheiders
3 ist dann ebenfalls voll gefüllt, und die Flüssigkeit steigt in der Leitung 4 auf
dasselbe Niveau wie im Behälter I. Die Luftblasen, welche dien in die Eintrittskammer
des Abscheiders eintretende Flüssigkeit enthält, steigen hoch, und die Luft sammelt
sich im oberen teil des Abscheiders einum schließlich durch die Leitung 4 zu entweichen.
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Die in die Austrittskammer gelangende Flüssigkeit ist demnach vollständig
entlüftet. Der Schwimmer 14 hat im Abscheider seine höchste Stellung, und damit
ist der Schieber I2 des Absperrorgans vollständig geöffnet. Da die volumetrische
Pumpe 7 volkommen dicht ist, kann keine Flüssigkeit aus dem Abscheider 3 in die
Verteilerletung I3 entweichen. Um die Flüssigkeit zu fördern. muß ein Bedienungsmann
die Pumpe 7 mittels der Kurbel betätigen. Es genügt, wenn er mit der Betätigung
der Pumpe aufhört, sobald das Zählwerk diejettige Flüssigkeitsmenge angibt, die
gefördert werden soll.
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Tatsächlich verhindert, selbst wenn der Schieber 12 des Absperrorgans
offen ist, die dichte, stillstehende Pumpe jeden weiteren Übergang von Flüssigkeit.
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Wenn die Flüssigkeit den niedrigst zulässigen Stand im Behälter I
und damit auch im Luftal)-scheider erreicht, einen Tiefstand, der durch den oberen
Rand der Scheidewand 5 bestimmt seit kann. hefindet sich der Schwimmer in seiner
unteren sten Stellung, während der Schieber 12 des Absperrorgans auf seinem Sitz
aufsitzt und so die Eintrittsöffnung der Verteilerleitung I3 abschließt. Von diesem
Augenblick an ist es unmöglich, die Pumpe; zu betätigen, da die unzusammendrückbare
Flüssigkeit in der Druckleitung I0 abgesperrt ist. Auf diese Weise besteht keine
Gefahr. daß die Pumpe den Rest der in der Austrittskammer des Luft abscheiders befindlichen
Flüssigkeit und ganz hesonders Luft ansaugt. Eine weitere Förderung ist unmöglich,
solange nicht der Behälter I tti>tl und damit der Luftabscheider 3 wieder so
weit aufgefüllt sind. daß der Schwimmer I4 genügend steigt, um den Schieber I2 des
Absperrorgans zu öffnen.
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In dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel wird die Pumpe 7 durch einen
Elektromotor I8 über ein Reduktionsgetriebe I9 angetrieben. an das auch das Zählwerk
9 angekuppelt ist. Der Schieber I2 des
Absperrorgans wird durch
einen Elektromagneten 20 goöffnet. Der dazu @enötigte elektrische Strom gelangt
von einem Netz 21 duch die Stromleiter 22, in die ein von hand betätigter. in der
Nähe des Zählwerks 9 angebracher Unterbrecher 23 eingebant ist. zu einem mehrpoligen
Umschalter 24. dessen Bedienungshebel 25 mit der Stange des Schwimmers 14 gelenkig
verbunden und der durcch Stromleiter 26 an den Elektromotor 18 und durch Stromleiter
27 an den Elektromagneten 20 angeschlossen ist. Die Anordnung ist derartig. daß
die Stromkreise des Motors 18 und des Elektromagneten 20 geöffent sind. wenn sich
der Schwimme 14 in seiner tiefst Stellungbefindet. welche dem mindest zulässigen
Flüssigkeitsuiveau im Luftabscheider 3 entspricht. und da0 beide Stromkreise geschlossen
sind. wenn der Schwimmer über dieses Niveau steigt.
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Um die Flüssigkeit zu fördern. genugt ess. wenn der Bedichungsmann
den Unterbrecher 23 schließt.
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Falls die im Luftabscheider 3 befindliche Flüssigkeitsmenge ausreicht,
um den Schwimmer 14 zu heben. läßt der Umschalter den elektrischen Strom zum Motor
18 und zum elektromagneten 20 fließen.
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Die Pumpe 7 kann dann die Flussigkeit durch den @frennen Schieber
12 in die Leitung 13 förder. Sobald das Zählwerk 9 anzeigt. daß die gewünschte Flüssigkeitsmenge
durchgeflossen ist. schaltet der Bedienungsmann mittels des Unterbrechers 23 die
Stromzufuhr ab. Der Motor 18 bleibt siehn und der Scheber 12 schließt sich. Wenn
der Flüssigkeitsvorrat im Abscheider nicht ausreicht. hält der Schwimmer 14 in seiner
tiersten Stellung den Umsehalter 24 offen und das Schließen des Unterbrechers 23
durch den Bedienungsmann löst keine Betätigung der Pumpe aus.
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Bei dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel wird die Pumpe 7 durch einen
Verbrennungsmotor 28 angetrieben. Auch in diesem Fall muß der Antrieb der Pumpe
7 jedesmal aufhören. wenn sich der Schieber 12 des Absperrorgans 11 schllßt. Zu
diesem Zweck kan man zwei Lösungen ins Auge fassen. die eine durch unterbrechung
der Zündung des Motors. die andere durch Ausrucken der Pumpe. Die erste Lösung weingt
den Bediennung@nann. dne Motor für jede Vertellung wieder in gang zu setzen. Dagegen
@ietet die zweite den Vorteil. daß der Motor leer weiter laufen kann. so daß es
genügt. daß das Hochsteigen des Schwinners die Arbeitsaufnahme des Motors steuert.
Diese letztere Lösung wird in Fig. 3 wiedergegeben. Der Motor 28 treibt also die
Pumpe 7 mittels einer ausrückbaren Kupplungsvorrichtung 29. z. B. mit mechanischer
Betätigung.
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@n. Zum Ausrucken verwendet man den Druck in der Druckleitung der
Pumpe. der schnel ansteigt. sobald sich der Schierber 12 schließt. Zu diesem Zweck
wird die Druckleitung 10 durch eine Abzweigleitung 30 über ein Rückschlagventil
32 mit einer veränderlichen Kammer 31 von möglichst geringem Rauminhalt verbunden.
In dem dargestellten Beispiel besteht die veränderliche kammer aus einem Zylinder
mit einem federbelasteten Kolben 33 welcher mittels eines Gestänges 34 mit der Kupplungsvorrichtung
29 verbunden ist. Die Anordnung ist derartig getroffen. daß die Kupplungsvorrichtung
ausgerückt wird. sobald sich der Kolben unter der Wirkung des Druckes der in dne
zylinder 31 eintretenden Flüssigkeit vorwärts bewegt. wenn der Schieber 12 geschlossen
ist.
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Dieser Schieber 12 wird wie bei den anderen Ausführungsbeispielen
mittels eines Gestänges 35 durch dne Schwimmer 14 geschlossen. wenn dieser in seiner
tiefste Stellung steht. Das Vorhandensein des Rückschlagventils 32. das ein Zurückströmen
der in den zylinder 31 eingetretenen Flüssigkeit in Die Druckleitung 10 verhindert.
verlangt die Verwendung einer Vorrichtung. welche die Evankuierung dieses Zylinders
möglich macht. und die Verwendung des Kolbens 33 zum Eirücken der Kupplungsvorrichtung
29. Zu diesem Zweck ist die Arbeiskammer des zylinders 31 durch eine Rückleitung
36 mit dem Abscheider 3 verbunden. In diese Rückleitung 36 ist ein Absperrorgan
37 eingebaut. dessen bewegliches Glied durch ein Gestäange 38 mit der Stange des
Schwimmers 14 verbunden ist. Die Anordnung ist so getroffen. daß das Absperrorgan
37 offen bleibt. solange der Schieber 12 des Absperrorgans 11 offen ist. und daß
beide Absperrorgane gleichzeititg gesclossen werden.
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Unter diesen Voraussetzungen ist der Arbeitsvorgang folgender: solange
sich der Schwimmer 14 in einer Stellung oberhalb der zulässigen Tiefststellung befindet.
wird der Kolben 33 durch seine Belastungsfeder in der Ruhestellung festgehalten.
da die Kammer des Zylinders 31 über das offene Absperrorgan 37 grei mit dem Abscheider
3 kommuniziert. Die Kupplungsvorrichtung 29 ist demnach eingerüßckt. und der Motor
treibt die Pumpe 7 an. welche die Flüssigkeit ungehindert über das offene Absperrorgan
11 in Richtung zum Verwendungsort fördert.
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Wenn der Flüssigkeitsspeigel im Abscheider 3 bis zum niedrigst zulässigen
Stand absinkt. schließt der Schwimmer 11 in seiner untersten Stellung sofort den
Schieber 12 und das Absperrorgan 37. Der Druck in der Druckleitung 10 steigt. die
Flüssigkeit öffnet das Ventil 32 und tritt in den Zylinder 31 ein. Da sie wegen
des geschlossenen Absperrorgans 37 nicht in den Abscheider 3 zurückfließen kann.
bewirkt sie ein Vorwärtsbewegen des Kolbens 33 der die Kupplungsvorrichtung 29 ausrückt.
so daß die Pumpe 7 stehenbleibt. während der Motor 28 weiterläuft. wenn man den
Behälter 1 und den Luftabscheider 3 wieder auffüllt. steigt der Schwimmer und öffnet
die Absperrorgane II und 37.
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Der Kolben 33 drückt unter der Wirkung seiner Belastungsfeder die
Flüssigkeit durch die Leitung 36 in den Abscheider und rückt die Kupplugsvor richtung
29 wieder ein so daß die Pumpe die Förderung der Flüssigkeit wieder aufnimmt.
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Um dem Bedienungsmann die Möglichkeit zu geben die Förderung nach
Belieben zu unterbrechen. z. b. dann wenn das Zählwerk 9 ihm anzeigt. daß die zewünschte
Flüssigkeitsmenge durchgetlosen ist. ist es notwendig.ein Betätigungsorgan 30 zum
Ausrücken der Kuupplungvorrichtung vor-
zusehen. Damit nun der Bedienungsmann
nicht gezungen ist, gleichzeitig den Kolben 33 gegen den auf ihn wirkenden Federdruck
zu bewegen, kann man zwischen dem Betätigungsorgan 39 und dem Gestänge eine Kupplungsvorrichtung
mit Gleitschlitz vorsehen, die es dem Bedienungsmann ermöglicht, den Pumpenantrieb
auszurücken, während tier Kolben 33 in seiner Ruhestellung bleibt, dagegen ein Einrüclien
verhindert, sobald der Kolben durch die Flüssigkeit zurückgedrückt wird.
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Zur Speisung der Einrichtung nach allen aus führungsbeispielen kann
man. wie in Fig. 3 gezeigt, eine nicht volumetrische Pumpe 40 mit oder ohne Behälter
I verwenden, deren Druckleitung mit der Leitung 2 verbunden werden kann. An der
Verbindungsstelle kann man einen Dreiwegehahn anordnen, mit Hilfe dessen es möglich
ist, entweder den Behälter 1 zu füllen oder die Flüssigkeit unmittelbar in den Luftabscheider
3 zu fördern.
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Ebenso könnte man nach allen Ausführungsbeispielen das Zählwerk mit
einer Vorrichtung verbinden, welche die jedesmal zu fördernde Flüssigkeitsmenge
vorher festlegt. Es genügte dann, daß der Bedienungsmann den Zeiger dieser Vorrichtung
zur Vorherbestimmung der Fördermenge auf die gewünschte Zahl von Einheiten einstellt.
Die Förderung würde automatisch aufhören, sobald diese Zahl erreicht ist.