DE957731C - Kontrollorgan zur Überwachung von Strömungen vorzugsweise Flussigkeitsstromungen - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 7. FEBRUAR 1957

S 37217 VIlId174b

Die Erfindung liegt auf dem Gebiete der Überwachungsorgane für Strömungsvorgänge im allgemeinen und betrifft im besonderen ein Kontrollorgan zur Überwachung der Strömung eines Mediums, vorzugsweise einer Flüssigkeitsströmung.

Es ist bekannt, daß bei Maschinen und Apparaten vielfältig Kühl- und Schmierflüssigkeiten verwendet werden, die im ständigen Umlauf den betriebswichtigen Organen, der Maschine zugeführt ίο werden. Naturgemäß können diese strömenden Flüssigkeiten die Kühlung oder Schmierung je nach dem Verwendungszweck nur dann im vollen Umfang erfüllen, wenn die Strömung ununterbrochen aufrechterhalten wird und, mit anderen Worten, das im Kreislauf umlaufende Medium ständig erneuert wird.

Da die betriebswichtigen Organe in den weitaus meisten Fällen im' Innern der Maschine liegen, besteht zwangläufig ein Bedürfnis, die Strömung des Kühl- oder Schmiermediums überwachen zu so können, um eine ständige Kontrolle darüber zu haben, ob die erforderliche Menge des Mediums auch tatsächlich an die gewünschte Stelle gelangt und dem zu schützenden Objekt den erforderlichen Schutz gewährt.

Diese Überwachungsorgane, die für alle Arten strömender Medien verwendbar sind, haben die Aufgabe, bei irgendwelchen Unstimmigkeiten

des Kreislaufes irgendein Signal zu betätigen, welches die Bedienungsperson auf die entstandene Störung aufmerksam macht, oder die ganze Maschine oder das Gerät selbsttätig stillzusetzen.
Es ist bekannt, Signalvorrichtungen für die Sicherung der Wasserkühlung an Wärmemaschinen vorzusehen, die durch Veränderung des Drukkes, der im zufließenden Kühlwasser herrschen muß, um den Umlauf in der Maschine zu gewährleisten,

ίο in Tätigkeit gesetzt werden. Dieser Wasserdruck wird dazu.benutzt, ein Abschlußorgan geschlossen zu halten, das beim Sinken, des Druckes die von der Maschine gelieferte Preßluft oder Vakuumluft zum Betriebe einer Pfeife verwendet. Bei der bekannten Vorrichtung wird ein Gehäuse durch eine Membran in zwei Räume geteilt, die verschiedene Medien aufweisen, und zwar ein Signalmedium, welches nach dem öffnen eines Ventils die Pfeife oder eine andere Signalvorrichtung betätigt, und das Arbeitsmedium, auf dessen Druckunterschiede das Ventil anspricht. Es ist ein Nachteil der bekannten Vorrichtung, daß das Ansprechen des Ventils nicht einstellbar ist.

Hier knüpft die Erfindung an und schlägt ein Kontrollorgan von Strömungen vor, das sich durch das Zusammenwirken eines regulierbaren Ringspaltes mit zwei Druckkammern auszeichnet. Diese Druckkammern, sind durch eine Membran voneinander getrennt und stehen jeweils mit der Strömung vor und hinter dem Ringspalt in Verbindung. Die Membran ist mit einem federbelasteten Membranstößel verbunden, der mit außerhalb des die Flüssigkeit umschließenden Gehäuses angeordneten Schalt- oder Steuerungselementen zusammenarbeitet.

Ein weiteres Merkmal der Einrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß die Breite des Ringspaltes mittels einer Stellschraube von außen her regelbar ist.

Der Kopf der Stellschraube ist im Sinne der Erfindung nach Art eines Ventiltellers ausgebildet, der axial der Ausmündung der Speiseleitung gegenüberliegt, wobei zwischen dem Kopf der Stellschraube und der Ausmündung der Speiseleitung die Membran liegt, so daß die Stellschraube dem unmittelbaren Angriff des strömenden Mediums nicht ausgesetzt ist.

Die außerhalb des Gehäuses liegenden, von dem Membranstößel betätigten Elemente bestehen im wesentlichen aus einem mit dem erwähnten Stößel verbundenen Joch, welches auf Führungs- oder Lagerbolzen bei Bewegung des Membranstößels parallel verschieblich ist. Dieses Joch ist mit einer Bügelfeder verbunden, welche beliebige Schaltmittel, beispielsweise elektrische, mechanische, hydraulische oder pneumatische Steuerorgane, betätigt.

Die Zusammenarbeit des Membranstößels mit dem Joch und der Bügelfeder vollzieht sich derart, daß diesseits und jenseits einer mittleren Funktionsstellung, in der der Schalter bzw. das Steuerorgan geschlossen ist, das Steuerorgan bzw. der Schalter geöffnet wird und damit ein Signal betätigt oder gegebenenfalls die ganze Maschine abstellt.

Weitere Kennzeichen und Merkmale der Einrichtung nach der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in der eine bevorzugte Verwirklichungsform des Erfindungsgedankens mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert ist.

In der Zeichnung zeigt

Fig. ι einen Querschnitt durch das Kontrollorgan nach der Erfindung in Ruhestellung,

Fig. 2 einen teilweisen Querschnitt durch das Organ in Funktionsstellung,

Fig. 3 einen der Fig. 2 entsprechenden Schnitt, bei dem sich das Organ in Sperrstellung befindet.

Man, erkennt in der Zeichnung ein Gehäuse, ljestehend aus den Teilen 1 und 2, zwischen denen eine Membran 3 eingespannt ist, die sich über die ganze Fläche zwischen den Teilen 1 und 2 erstreckt und gleichzeitig bei der Vereinigung der Teile 1 und 2 als Dichtungselement wirkt. Das aus den Teilen 1 und 2 bestehende Gehäuse umfaßt einen Raum 4, der durch die Membran in einen oberen Raum \_a und einen unteren Raum 4_& unterteilt wird. Mit der Membran innerhalb des Raumes 4 ist ein Membranstößel 5 unter Benutzung einer Verschraubung 6 verbunden, der durch, eine entsprechende Bohrung mit Dichtung das Gehäuse nach außen durchdringt und dort mit später zu beschreibenden Elementen verbunden ist.

Das Gehäuse 1, 2 umfaßt ferner eine weitere Kammer 7, in die eine Speiseleitung 8 und eine Abflußleitung 9 einmünden. Die Speiseleitung 8 mündet in Form eines erhöhten Randes oder Kragens 8_a in die Kammer 7 ein. Dieser Mündung liegt eine Stellschraube 10 axial gegenüber, welche einen als Ventilteller ausgebildeten Kopf io_ß besitzt. Dieser Kopf liegt in einer entsprechenden Ausnehmung des Gehäuseteiles 1 und wird durch die Membran, 3 abgedichtet, kommt also mit dem Medium nicht in Berührung. Durch Verschrauben der Stellschraube 10 wird der Kopf io_a unter Mitnähme der elastischen Membran mehr oder weniger der Ausmündung 8₀ der Speiseleitung 8 genähert oder von dieser entfernt, so daß die Ausströmöffnung nach Bedarf veränderlich ist.

Der Teil 4₆ des Raumes 4 ist durch eine innerhalb des Gehäuseteiles 2 verlaufende Verbindungsleitung 11 direkt mit der Speiseleitung 8 verbunden, während Teil 4_e des Raumes 4 über eine Ausgleichsleitung 12, welche zum Teil in dem Gehäuseteil ι verläuft, mit der Kammer 7 verbunden ist.

Die mit dem Membranstößel zusammenarbeitenden und außerhalb des Gehäuses 1, 2 liegenden Elemente bestehen aus einem Joch 13, welches fest mit dem Membranstößel 5 verbunden und auf zwei Führungs- oder Lagerbolzen 14 parallel verschieblich ist, wenn sich der Membranstößel axial verlagert. Eine Schraubendruckfeder 15 umgibt den Membranstößel und· stützt sich einerseits gegen das Joch 13 und andererseits gegen den Gehäuseteil 2 ab, so daß der Membranstößel in der Ruhe-

lage unter Mitnahme der Membran ständig in die in Fig. ι veranschaulichte Stellung gezwungen, ist. Das Joch 13 ist mit einer Bügelfeder 16 verbunden, welche in Form einer langgestreckten Schleife von einem Ende des Jochs unter Umgehung der Enden der Führungs bolzen 14 und' des Endes des Stößels 5 zum anderen Ende des Joches verläuft. Die Bügelfeder trägt eine Schältstange 17, die beispielsweise mittels einer Kontaktbrücke 18 die Kontakte 19 eines elektrischen Stromkreises zu schließen in der Lage ist.

Der bei dem dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel gewählte elektrische Schalter stellt selbstverständlich nur eine Möglichkeit dar, und es können an dessen Stelle auch beliebige andere Schaltmittel und Steuerorgane mechanischer, pneumatischer oder hydraulischer Natur treten.

Die Wirkungsweise eines Kontrollorgans nach der Erfindung ergibt sich im wesentlichen aus der Zeichnung.

Bei der in Fig. 1 veranschaulichten Ruhestellung zieht die Feder 15, indem sie sich zwischen Gehäuseteil 2 und Joch 13 auszudehnen trachtet, den Membranstößel, bLs zum Anschlag nach außen, der seinerseits über die Verschraubung 6 die flache scheibenförmige Membran 3 wie dargestellt deformiert. Die Stellschraube 10 ist so eingestellt, daß ihr Kopf ro_a unter Mitnahme der Membran 3 sich bis auf ein gewisses Maß der Mündung 8_a der Speiseleitung nähert. Wenn nun beispielsweise eine Schmier- oder Kühlflüssigkeit durch die Speiseleitung in Richtung des Pfeiles A unter entsprechendem Druck zugespeist wird, tritt das Medium durch den durch die Stellung der Stellschraube 10 bestimmten Spalt in die Kammer 7 ein. Da dieser Spalt als Ventilöffnung oder Blende wirkt, wird sich der Druck des Mediums über die Leitung 11 in den Teil 4_b des Raumes 4 fortpflanzen und die Membran unter Mitnahme des Stößels bis in die eine mittlere Funktionsstellung anheben, welche in Fig. 2 veranschaulicht ist. Ersichtlich ist hier die Schraubendruckfeder 15 etwas zusammengepreßt, und die Bügel feder 16 ist durch das Joch 13 so weit mitgenommen worden, daß ihre Schaltstange 17 mit Kontakt 18 die Kontakte 19 überbrückt. Sofern innerhalb des Kreislaufes keine Störungen auftreten, d. h., daß weder die Speisung aussetzt oder zu wenig Flüssigkeit zugeführt wird, oder der Auslauf aus irgendwelchen Gründen verschlossen ist, verbleibt das Organ in der Funktionsstellung, und der Stromkreis bleibt durch Schließen der Kontakte 19 unter Strom, so daß beispielsweise eine Kontrollampe ständig brennt bzw. der Antriebsmotor der ganzen Maschine in Betrieb gehalten wird.

Wenn beispielsweise die Zuspeisung des Mediums ganz aussetzt oder zu wenig Flüssigkeit zugeführt wird oder der Auslauf verstopft ist, so findet ein Druckausgleich in den Teilräumen 4_a und 4_b des Raumes 4 auf beiden Seiten der Membran statt, so daß dann wieder die Wirkung der Schraubendruckfeder 15 überwiegt und die Schaltelemente in die in Fig. 1 dargestellte Ruhestellung zurückkehren, so daß der Stromkreis erneut unterbrochen wird.

Wenn andererseits der Druck in der Speiseleitung zu stark ansteigt oder der Spalt zwischen der Stellschraube 10, io_o und der Mündung 8_a der Speiseleitung 8 zu eng oder verstopft ist, wird sich der ganze Druck des Mediums über die Leitung 11 ί·η den Teilraum 4j, fortpflanzen und die Membran unter Mitnahme des Stößels i:n die in Fig. 3 verdeutlichte Stellung anheben. In dieser Stellung wird die Schraubendruekfeder 15 stark zusammengedrückt und das Joch 13 unter Mitnahme der Bügelfeder 16 so· weit nach oben gezogen (in der Zeichnung gesehen), daß die Enden der Führungsbolzen 14 gegen die untere Bahn der Bügelfeder 16 stoßen und diese wie dargestellt verformen. Hierdurch wird wiederum über die Schaltstange 17 die Kontaktbrücke 18 von den Kontakten 19 entfernt, so daß der Stromkreis augenblicklich unterbrochen, wird und damit entweder die Maschine abgestellt oder über akustische oder optische Signale die Störung angezeigt wird.

Mit anderen Worten ergibt sich durch die Zusammenarbeit zwischen Membran, Membranstößel, Joch- und Bügelfeder die Wirkungsweise, daß sowohl diesseits als auch jenseits der in Fig. 2 dargestellten Funktionsstellung, bei der das Schaltelement oder Steuerorgan 18, 19 geschlossen/ ist,' eine Unterbrechung stattfindet, die zum Stillsetzen der Maschine oder zur Störungsanzeige führt. Damit wird bei unzureichender oder zu großer Zufuhr gs des Mediums oder bei verstopften Leitungen eine Anzeige bzw. ein Stillsetzen der Maschine gewährleistet.

Dies gesteckte Ziel wird mit einem Minimum an Aufwand und bei wenigen beweglichen Teilen und durch geringe Bewegungen erreicht. Der Aufbau des erfindungsgemäßen Hilfsgerätes ist besonders einfach, und es kann mit geringen Abmessungen, und' kleinen Gewichten für beliebige Anwendungszwecke hergestellt werden.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Kontrollorgan zur Überwachung von Strömungen, vorzugsweise Flüssigkeitsströmungen, gekennzeichnet durch das Zusammenwirken eines regulierbaren Ringspaltes mit zwei Druckkammern, die durch eine Membran voneinander getrennt sind und die jeweils mit der Strömung vor und hinter dem Ringspalt in Verbindung stehen, wobei die Membran mit einem federbelasteten Membranstößel verbunden ist, der mit außerhalb des die Flüssigkeit umschließenden Gehäuses angeordneten Schaltoder Steuerelementen zusammenarbeitet.

2. Kontrollorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Ringspaltes mittels einer Stellschraube von außen her regelbar ist.

3. Kontrollorgan nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf der Stellschraube nach Art einer". "'' ~s-ntϊ 1 tellers aus-

gebildet ist, der axial der Ausmündung der Speiseleitung gegenüberliegt, wobei zwischen dem Kopf der Stellschraube und der Ausmündung der Speiseleitung die Membran liegt, so daß die Stellschraube mit dem strömenden Medium nicht in Berührung kommt.

4. Kontrollorgan nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Gehäuse herausragende Membranstößel mit einem Joch verbunden ist, welches auf Führungs- oder Lagerbolzen bei Bewegung des Membranstößels parallel verschieblich ist, wobei das Joch mit einer Bügelfeder verbunden ist, die beliebige Schaltmittel, beispielsweise elektrische, mechanische, hydraulische oder pneumatische Steuerorgane, betätigt.

5. Kontrollorgan nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Membranstößel in Zusammenarbeit mit dem Joch und der Bügelfeder diesseits und jenseits einer mittleren Funktionsstellung, in der der Schalter bzw. das Steuerorgan geschlossen ist, das Steuerorgan bzw. den Schalter öffnet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 330 914.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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