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Selbsttätige Flüssigkeits-Zu-oder-Abführungsvorrichtung für Kocher, DesttHierkesae !,
Dampfkessel und dgl.
Die Erfindung betrifft eine Neuerung an einer selbsttätigen, mit einem das Speiseventil steuernden Schwimmer oder dgl. versehenen Zu- oder Abführungsvorrichtung von Flüssigkeiten für Kocher, Destillierkessel, Dampfkessel und dgl. bei denen fortgesetzt ein intermittierendes Zu-oder Abmessen der Flüssigkeiten zwecks Mischung, Reinigung, Färbung usw. verlangt wird. wie sie z. B. in Farbenfabriken, chemischen Fabriken oder dgl. verwendet werden.
In gleicher Weise findet die Vorrichtung für selbsttätige Speisewasserregelung von Dampfkesseln Verwendung.
Die Erfindung besteht darin, dass das Rückschlagventil, durch das die Zulührungs- bzw. Abfübruagsleitung der Flüssigkeit geregelt wird. mit einem Kolben oder einer Scheibe
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herzustellen. Zweckmässig werden in dem Umfange des Kolbens ring-. schrauben-oder zickzack- förmig geführte Drosselungsrillen vorgesehen, die mit sogenannten, in der Wandung des Kolben-
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der Entlastungskolben an einem Ende sich zu einem Überdruckkolben erweitert, mit dessen Hilfe das selbsttätige Schliessen und Öffnen des Rückschlagventils bewirkt wird.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen der Vorrichtung dargestellt.
Fig. 1 zeigt im Längsschnitt einen Kocher mit der selbsttätigen Zuführungsvorrichtung in der Speisungsperiode mit geschlossenem Ventil, also während des Saughubes der Speisepumpe.
Fig. 2 zeigt den gleichen Schnitt bei geöffnetem Ventil, also während des Druckhubes der
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Ventil.
Fig. 4 einen Schnitt durch die Vorrichtung in anderer Ausführungsform.
Fig. 5 zeigt schematisch die Anordnung der Druckminderungskammern mit einem Kolben ohne Drosselrillen.
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schraubenförmig und
Fig. 7 endlich die Anordnung, bei der sie im Entlastungskolben zickzaxkförmig geführt sind. Fig. ? zeigt einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform der selbsttätigen Zuund Abführungsvorrichtung, bei der die Längsachse des Hauptventils horizontal liegt.
Fig. 9 zeigt einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform, bei der die Längs- achse des Hauptventils senkrecht liegt und
Fig. 10 zeigt einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäss Fig. 9 senkrecht zur Bildebene.
Auf der Zeichnung bedeutet a den Kocher, b das Ventilgehäuse mit der selbsttätigen Zuführungsvorrichtung, c das bekannte Fallrohr und Dampfüberstömungsrohr, durch welches
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gesteuert wird. In den Kolben e sind die ring-, schrauben-oder zickzaokförmig gefühlten Drosselrillen x eingelassen, die mit den sogenannten Druokminderungs- oder Expansionsräumen f in Verbindung stehen, welche in Richtung auf die mit dem Kolben e und dem Rückschlag- ventil d, starr verbundene Scheiben zimmer mehr an Grösse zunehmen und in dem Gehäuse z liegen, in dem der Kolben e mit der Scheibey-gefiihrt Wird.
An dem Gehäuse s ist eine Drossel-oder Einstellschraube h vorgesehen, durch die der Druck in der letzten Druckminderungskammer f vor der Scheibe 9 geregelt wird. Durch den Kolben e und das Rückschlagventil d ist eine Bohrung oder ein Kanal hindurchgeführt, durch welche eine Verbindung zwischen dem Zubzw. Abführungsrohr m und dem Innern des Gehäuses z hergestellt wird.
Die Bohrung u wird durch Ventile 01 und r} gesteuert, die bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1 durch eine Stange miteinander starr verbunden sind, wobei die Steuerung dieser Ventile durch einen Schwimmer k erfolgt, der in einem besonderen Gehäuse w angeordnet und mit ihnen verbunden ist. Mit p ist eine von aussen durch Handrad einstellbare Spindel bezeichnet, durch die die selbsttätige Vorrichtung ausser Betrieb gesetzt werden kann. Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 4 ist nur ein Ventil o vorhanden, dessen Steuerung in üblicher Weise durch Wärmeausdehnungskörper i erfolgt. Auch besitzt diese Ausführungsform statt des Doppelrohres ein einfaches, gekrümmtes Rohr c, wobei die Reguliervorrichtung seitlich am Kessel angeschlossen ist.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende :
Angenommen, es handle sich um eine Zuführungsvorrichtung gemäss Fig. 1 bis 3.
Das Ventil d ist während des Druckhubes der Speisepumpe unter dem Überdruck der durch das Speiserohr m zugeleiteten Speiseflüssigkeit geöffnet und die Speiseflüssigkeit fliesst durch das innere Rohr c in den Kocher, wobei in dem Raum zwischen dem äusseren und inneren Rohr 0, in der Bohrung y und dem Gehäuse w Dampf vorhanden ist, der durch die Bohrung u, die Drosselrillen a ; und die Druckminderullgsräume f bis zu der Scheibe g reicht (Fig. 2). Beim Saughube der Speisepumpe schliesst sich jedesmal das Ventil d. Im übrigen bleibt der Zustand während der Speiseperiode unverändert (Fig. 1).
Der Schwimmer k, der an einer Verlängerung des Kolbens e angelenkt ist, macht die Rückschlagbewegung des Speiseventils d mit, wobei er sich in gesenkter Lage befindet und das Ventil o2 geöffnet, das Ventil o1 geschlossen ist. Sobald der Flüssigkeitsspiegel im Kessel das untere Ende des äusseren Rohres c erreicht und damit die Öffnung abschliesst, wird der Dampf in dem Gehäuse w, dem Gehäuse z, dem Kanal y usw. kondensieren, so dass sich in diesen Räumen gegenüber dem Kessel ein Unterdruck bildet, wodurch Flüssigkeit aus dem Kocher in das Gehäuse w emporgedrückt wird. Infolgedessen hebt sich der Schwimmer k und bewegt mit seinem Daumen die Ventile o2 und o1 derart, dass das
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kolben wirkt.
Da die Speiseflüssigkeit sich weder ausdehnt, noch zusammendrückt, so wird sie auch in den Drosselrillen x und in den Druckminderungskammern f, abgesehen von gewissen Reibungsverlusten, denselben Druck wie im Zuleitungsrohr m annehmen, der, wie vorausgesetzt, höher ist als der Kocherdruck, und infolgedessen wird die linke Seite des Kolbens e und der Scheibe 9 höher belastet sein als deren rechte Seite, die unter dem Druck des Kochers steht.
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kann (Fig. 3).
An sich ist ja infolge der konischen Sitzfläche des Speise ventils die Fläche, die dem Druck in der Speiseleitung m ausgesetzt ist, kleiner als die Fläche auf der Seite des Kochers, und da ausserdem der Durchmesser der Scheibe oder des Überdruckkolbens g beliebig gewählt werden kann, so ist ein Überdruck, der auf Schliessen des Ventils gerichtet ist, stets herzustellen. Wird darauf die untere Öffnung des äusseren Rohres c wieder frei, so läuft das Wasser aus dem Gefäss w in den Kocher ab, der Schwimmer senkt sich und die Ventile o1 und
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Bohrung u schliesst.
Infolgedessen entleert sich das Gehäuse z mit den Drosselrillen x, den Expansionsräjmen f usw. von der Speiseflüssigkeit. Der ¯Raum 1L'füllt sich mit Dampf, der durch die Bohrung M in die Drosselrillen x und die Druckminderungsräume f, die sich inzwischen vom Wasser entleert haben und von dort unter den Überdruckkolben g gelangt.
In diesen Druckminderungsräumen f wird der durch die Drosselrillen x zuströmende Dampf expandieren, teilweise sogar kondensieren, so dass auf der linken Seite des überdruck- kolbens g ein geringerer Druck herrscht als auf der rechten Seite und infolgedessen das Rückschlagventil d unter dem Überdruck der Zufühl ungsleitung m sich öffnen wird. Im günstigsten Falle wird auf beiden Seiten des Überdruckkolbens g Kocherdruck herrschen, so dass damit das Ventil d entlastet ist und als Rückschlagventil arbeitet, das bei jedem Druckhube des Speiseventils von der mit höherem Druck zufliessenden Flüssigkeit im Rohr m geöffnet wild.
Durch die Regulierschraube h kann der Überdruck vor dem Überdruckkolben g bchebig geregelt werden.
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Die Wirkungsweise in der Zuführungsvorrichtung gemäss Fig. 4 ist kurz folgende :
Es sei angenommen, der Auedehnungskörper i sei durch Dampf oder Flüssigkeit von der im Innern des Kessels oder Kochers hergehenden Temperatur umgeben, so dass infolge seiner Ausdehnung das mit ihm verbundene Ventil o den Kanal M abschliesst. Die mit höherem Druck durch die Leitung m zufliessende Flüssigkeit, die bei dieser Ausführungsform im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäss Fig. 1 das Ventil d und gleichzeitig die Überdruckscheibe oder kolben g direkt belastet, gelangt duroh die Öffnung der Regulierschraube A und von dort durch die Drosselrillen a ; und die Dmckminderungsriiume f allmählich unter den Kolben e.
Dadurch wird am Überdruckkolben 9 beiderseits gleicher, entgegengesetztgerichteter Druck hervorgerufen und das Rückschlagventil d entlastet, so dass es sich unter dem höheren Druck der aus m zufliessenden Flüssigkeit öffnet und die Flüssigkeit in den Kocher einströmen lässt. Dabei kommt es in Berührung mit dem Ausdehnungskörper i, der sich infolge der geringeren Temperatur der zuströmenden Flüssigkeit zusammenzieht und das Ventil o anhebt und dadurch die Bohrung u öffnet. Dadurch wird die Verbindung unterhalb des Entlastungskolbens e mit dem Inneren des Kochers, in dem gegenüber der Leitung m. geringerer Druck herrscht, hergestellt.
Infolgedessen kann, da das Druckwasser aus m durch die Regulierschraube h und von dort unter den Entlastungskolben e strömt und bei dieser Strömung gedrosselt wird, unterhalb des Überdruckkolbens 9 nicht derselbe Druck wie oberhalb desselben erreicht werden. Infolgedessen wird auf der Seite oberhalb des Überdruckkolbens ein grösserer Druck herrschen als unterhalb und das Rückschlagventil d geschlossen werden. Sobald dann infolge der Ausdehnung des Körpers i das Ventil o wieder geschlossen ist, wiederholt sich das Spiel von neuem.
In dem vorliegenden Falle sind die Vorrichtungen als selbsttätige Zuführungsvorrichtung beschrieben worden.
Der Erfindungsgegenstand ist in gleicher Weise auch als selbsttätige Abführungsvorruichtung verwendbar, beispielsweise für Kondenstöpfe oder dgl. An der Vorrichtung selbst ändert sich dabei nichts. Voraussetzung ist nur, dass im Innern des Gefässes, aus dem die Flüssigkeit abgeführt werden soll, ein höherer Druck herrscht, als in dem Ableitungsrohr w, und dass dieser Druck so gross ist, um die Flüssigkeit aus dem Gefäss bis in das zweite Ableitungsrohr m hineinzudrücken. Die Wirkungsweise der Vorrichtung gemäss Fig. l bis 3 ist dabei kurz folgende :
Es sei angenommen, dass die Flüssigkeit das äussere Rohr noch nicht erreicht habe (Fig. 1), so dass auch im Gehäuse te keine Flüssigkeit vorhanden ist.
Der Schwimmer k wird infolgedessen in seiner untersten Stellung liegen und durch sein Eigengewicht das Ventil o1 geschlossen halten. In diesem Zustand pflanzt sich der Druck, der im Gefäss vorhanden ist, durch den Ventildurchgang dA und die Expansionsräume f bis in cen letzten Raum vor dem Kolben 9 fort, so dass auf den beiden Seiten des Kolbens g gleicher Druck herrscht. Infolgedessen wird der Druck im Innern des Gefässes das Ventil d belasten und geschlossen halten. Sobald jetzt die Flüssigkeit soweit gestiegen ist, dass das äussere Rohr c abgeschlossen ist. wird die Flüssigkeit auch bis in den Raum M'gedrückt und den Schwimmer k heben, so dass er das Ventil 02 schliesst und das Ventil o1 öffnet.
Infolgedessen wird sich der geringere Druck, der in dem Abführungsstutzen herrscht, durch den Ventildurchgang o1 über die Räume f bis nach dem Kolben y fortpflanzen, wodurch auf beiden Seiten des Kolbens g ungleicher Druck hervorgerufen wird.
Infolge des einseitigen Überdruckes wird der Kolben y nach links geschoben und das Ventil d öffnen, worauf die selbsttätige Entleerung eintritt, bis der ursprüngliche Zustand wieder hergestellt ist.
Bei der Ausführungsform der Fig.-1 ist der Vorgang analog. Solange der Ausdehnungs- körper i von Dampf umgeben ist, wird ei infolge der grossen Ausdehnung das Ventil o gesehlossen halten. Infolgedessen wirkt der Überdruck im Gefässe einseitig auf das Ventil o und dHs Ventil f, das infolgedessen den Durchgang nach dem Abfülirungsrohr m schliesst. Sobald die Flüssigkeit im Gefäss so hoch gestiegen ist, dass das Rohr c und der Raum, in dem der
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fortpflanzen und diesen zusammen mit dem Ventil d bebeh, so dass durch das nunmehr geöffnete Ventil d die Flüssigkeit solange abströmen kann, bis der ursprüngliche Zustang wider her- gestellt ist.
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darin, dass der Kanal, der den Raum vor und hinter dem Ventil, welches die Zu-und Abführungs- leitung steuert, nicht in dem Ventil selbst angeordnet ist, sondern im Ventilgehäuse, und dass daher das Ventil, das diesen Verbindungskanal mit Hilfe eines Schwimmers steuert nicht mit dem Hauptrückschlagventil für die Zu-oder Abführungsleitung verbunden ist. Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1, 2 und 3 muss der Schwimmer, der die Verbindungsleitung steuert, mit dem Hauptrückschlagventil für die Zu-und Abführungsleitung verbunden sein.
Es muss demnach die Bewegung dieses Ventils mitmachen. Dazu kommt, dass bei der Anordnung des Verbindungskanals am Hauptventilkörper notgedrungen zwei miteinander starr verbundene Ventile für diesen Verbindungskanal vorgesehen sein müssen.
Die Bezugszeichen in den Fig. 8 bis 10 sind analog den Bezugszeichen in den Fig. 1 bis 4 gewählt. Das Hauptrückschlagventil ist ebenfalls mit d bezeichnet. Es ist mit einem zylindrischen Körper versehen, der gemäss den Fig. 1 bis 4 : mit e bezeichnet ist. Dieser Körper ist ringförmig ausgebildet und in ihm sind die ring-, schrauben-oder zickzackförmig geführten Drosselrillen ac vorgesehen, die mit dem sogenannten Druckminderungsraum oder Expansionsraum vor der Scheibe 9 die Verbindung herstellen. Die Scheibe 9 ist mit dem Rückschlagventil d bzw. dem Ringkörper e starr verbunden, und mit u ist hier die Bohrung bzw. der Kanal bezeichnet, die den Raum vor und hinter dem Hauptventil d verbinden.
Diese Bohrung wird gesteuert durch ein Ventil o, das durch einen Schwimmer k geöffnet und geschlossen wird, der in einem besonderen Gehäuse w liegt. Der Schwimmer k ist als sogenannter Hohlschwimmer ausgebildet und ist durch ein Gegengewicht G mehr oder weniger ausbalanciert, welches mit dem Schwimmer in Verbindung steht. Mit diesem Schwimmer k bzw. mit dem Gewicht S oder der Hebelanordnung ist das Ventil o durch eine Stange verbunden. Der Raum des Gehäuses li', in dem der Schwimmer liegt, ist durch einen Kanal y mit dem Innern des Kochers oder Kanals verbunden.
Die Wirkungsweise der Ausführungsform gemäss Fig. 8 bis 10 ist übereinstimmend mit der Wirkungsweise der Ausführungsform gemäss Fig. 1 bis 4.
Es sei beispielsweise angenommen, dass es sich um eine Zuführungsvorrichtung handle. und dass der Flüssigkeitsspiegsl im Kocher so weit gesunken sei. dass der untere Rand des Rohres c frei liegt, dass also das Rohr y und der Raum 1 (1 von Flüssigkeit leer ist, so dass das Ventil o durch das Gewicht des gefüllten Schwimmers k geschlossen gehalten wird.
Da es sich um eine Zuführungsvorrichtung handeln soll, ist Voraussetzung, dass im Rohr 111 ein Überdruck a durch die Speisepumpe gegenüber dem Kessel bei jedem Speisungshube der Speisepumpe erzeugt wird.
Infolgedessen wird sich das Hauptventil d, dessen Teile g und e unter gleichem Druck stehen, bei jedem Speisungshube der Pumpe öffnen und beim Saughub wieder schliessen. Dies wiederholt sich solange, bis der Flüssigkeitsspiegel im Kessel das Rohr c abschliesst, worauf
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steigen und diesen anfüllen wird. Infolgedessen wird der Schwimmer durch die ansteigende Flüssigkeit und unter der Einwirkung des Gewichtes G sich heben und das Ventil 0 öffnen. Dadurch wird durch den Kanal u der Raum vor und hinter dem Hauptventeil d miteinander verbunden. Infolgedessen pflanzt sich auch der zeitweilige Überdruck durch den Kanal M auf die Rückseite des Ventils fort und hält dieses geschlossen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Selbsttätige Flüssigkeits-Zu- oder Abführungsvorrichtung für Kocher, Destillierkessel, Dampfkessel oder dgl., bei der entsprechend dem Stande des Flüssigkeitsspiegels im Innern der Vorrichtung ein selbsttätiges Abschliessen oder Öffnen des Speiseventils mit Hilfe eines Schwimmers oder dgl. bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das die Zuführung-oder Abführungsleitung steuernde Rückschlagventil (d) und der mit ihm starr verbundene Steuerkolben (g, e) einen Kanal (u) besitzt, der den Raum vor und hinten dem Ventilkörper verbindet und der durch Ventile (o1, o2) in üblicher Weise unter Vermittlung von Schwimmern, Ausdehnungskörpern oder dgl. gesteuert wird.