Einrichtung zum Nischen von Flüssigkeiten. Es sind Einrichtungen zum Mischen von zwei oder mehreren Flüssigkeiten bekannt, hei denen die Menge jeder Flüssigkeit mit einem zugehörigen Durohflussmesser gemessen wird und die durchgeflossene Menge nach dem gewünschten 14lischverhältnis von den Absperrorganen so geregelt wird, dass das Gemisch der Flüssigkeiten das verlangte Mischverhältnis aufweist.
Die bisher bekannten Regelsysteme zur Erzielung des richtigen Mischverhältnisses sind verschieden. So sind z. B. einzelne Mess- apparate in ihrer Bewegung gebunden oder die Drosselorgane, welche den Flüssigkeits- durchfluss durch die Messer regeln, werden mit Hilfe von Servomotoren in Abhängigkeit von der Durchflussgeschwindigkeit respektive von den Drücken, welche bei verschiedenen Durchflussgeschwindigkeiten auftreten, ge schlossen.
Diese Einrichtungen haben zahl reiche -Mängel, die eine Ungenauigkeit des Mischverhältnisses zur Folge haben, beson ders dann, wenn Unregelmässigkeiten im Gang irgendeines Messers oder in der För derung irgendeiner Flüssigkeit auftreten. So kann z.
B. bei den in der Bewegung gebun denen Messern der Fall eintreten, dass der Flüssigkeitsdurchlauf infolge erschöpften Vorrats oder einer Pumpenstörung aufhört, in welchem Falle dann dieser Messer von dem zweiten, respektive den andern Messern bewegt wird und eine Menge registriert, welche in Wirklichkeit den Messer nicht durchflossen hat, wodurch natürlich auch das Mischverhältnis gestört wird.
Bei Einrichtungen mit selbsttätiger Rege lung des Flüssigkeitsdruckes vor jedem Mes ser tritt wiederum der Mangel auf, dass das Öffnen oder Schliessen des Reglers stets eine gewisse Zeit braucht, welche je nach den Umständen verschieden lang sein kann, d. h. das Schliessen oder Öffnen des Reglerorganes geschieht stets mit einer gewissen Verzöge rung, während der eine grössere oder kleinere Menge durchfliesst als für das erforderliche Mischverhältnis nötig ist. In beiden Fällen ist es schwer, das Mischverhältnis zu ändern, wie dies der praktische Bedarf erfordert.
Zweck der Erfindung ist, diese Mängel zu beseitigen, und zwar dadurch, dass jeder Messer neben dem Hauptzählwerk noch ein Vergleichszählwerk erhält, dessen Antrieb bei jedem Messer durch ein Vorgelege erfolgt, dessen Grösse indirekt dem Anteil der ent sprechenden Flüssigkeit in dem fertigen Ge misch proportional ist, so dass bei Einhal tung der Durchflussmengen im richtigen Ver- hältnis alle Hilfszähler beständig gleiche Zahlen anzeigen.
Zur selbsttätigen Erhaltung des richtigen Mischverhältnisses wird mit Vorteil ein Dif ferentialgetriebe verwendet, das stets zwi schen zwei Durchflussmessern, z. B. zwischen deren Zählwerken angeordnet ist und ein doppeltes Absperrorgan beeinflusst.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel der Erfindung mit den zugehörigen Einzelheiten und Änderungen dargestellt. Fig. 1 zeigt schematisch die Gesamtanord nung der Mischvorrichtung mit selbsttätiger Mengenregelung für zwei zu mischende Flüs sigkeiten; Fig. 2 ist das Schema der Einrich tung für vier zu mischende Flüssigkeiten;
Fig. 3 zeigt die geänderte Ausstattung der beiden Zählerkästchen mit Wechselrädern auf der Stirnseite des Kästchens; Fig. 4 stellt die geänderte Ausführung nach Fig. 1 mit eingebautem Servomotor dar.
Bei der Ausführung nach Fig. 1 strömen die beiden zu mischenden, von Luft befreiten Flüssigkeiten unter Druck durch die Leitun gen 1 und 2 über die zugehörigen Absperr hähne 3 und 4 in die Durchflussmesser 5 und 5' und verlassen diese durch die Rohrleitungen 7 und 8 des Ventilgehäuses 9, in welchem ein doppeltes Reglerventil eingebaut ist, das selbsttätig das gegenseitige Mischverhältnis reguliert. Das Gemisch beider Flüssigkeiten strömt dann in den Mischkopf 10 zwecks gründlicher Durchmischung und von dort in den Lagerbehälter. Die Flussrichtung der beiden Flüssigkeiten ist mit Pfeilen bezeich net.
Die verwendeten Durchflussmesser un- terscheiden sieh von den normalen nur in der Ausführung ihrer doppelten Zählwerke und deshalb sind die Messorgane der Durchfluss- kammer auf der Zeichnung nicht dargestellt.
Jeder Durchflussmesser ist mit zwei Zähl werken ausgestattet, und zwar einem Total zähler 16 und einem Vergleichszähler 19. Der Antrieb dieser beiden Zähler erfolgt von der Messerwelle her durch das Kegelrad paar<B>11,</B> 12 auf die Welle 13 und von dieser Welle über das Stirnradpaar 14 und 15 auf den Totalzähler 16, welcher den Gesamt durchfluss in Litern anzeigt.
Die Welle 13 ist bis auf die Aussenseite des Zählwerkkäst- ehens 49 verlängert und auf deren Ende ist ein weiteres Zahnrad 17 aufgesetzt, das in das Rad 18 auf der Welle 18a eingreift, welche mit der Welle 19c. des vermittels des Handrädchens 20 auf Null rückstellbaren Hilfszählers 19 gleichachsig ist. Die Über setzungszahnräder 17 und 18, die ausserhalb des Zählerkästchens 49 liegen, sind auswech selbar und durch einen Deckel 21 abgeschlos sen.
Wenn diese Räder 17 und 18 gleichen Durchmesser aufweisen, so zeigt das Hilfs zählwerk 19 ebenfalls den Durchfluss in Litern an, bei einem andern Übersetzungs verhältnis der Räder 17 und 18 gibt das Zählwerk nur der Durehlaufmenge propor tionale Werte an.
Wenn das Übersetzungs verhältnis der Räder 17 und 18 bei beiden oder allen Durchflussmessern indirekt pro portional der Durchflussgeschwindigkeit der Flüssigkeit gewählt wird und das genaue Verhältnis der Durchflussgeschwindigkeit entsprechend dem Mischverhältnis erhalten bleibt, so erscheinen auf den Hilfszählwerken aller Messer ständig gleiche Zahlen, so dass der Durchfluss jeder Flüssigkeit auch direkt durch die Hähne 3 und 4 so geregelt werden kann, dass die Hilfszähler 19, 19' ständig 0<B>0-</B> e iche Zahlen anzeigen und dadurch das richtige 'Nlischv erhältnis erreicht wird.
Die von den Hilfszählern 19, 19' angezeigten ab soluten Werte können z. B. so gewählt wer den, dass jedes Zählwerk die fertige Gemisch menge oder deren proportionalen Teil, z. B. lio anzeigt. Die Übersetzungswechselräder 18, 17 (siehe auch Fig. 3) können mit der prozentuellen Flüssigkeitsmenge bezeichnet sein, welche den Messer bei der Verwendung des entsprechenden Räderpaares in den zusammenarbeitenden Messern durchfliesst. Hierbei muss die Bedingung erfüllt werden, dass die Summe aller prozentuellen iosengen 100 beträgt.
Beim zweiten Messer 5' sind die beschrie benen Bestandteile zwischen beiden Zählwer ken 16' und 19' dieselben wie bei dem Mes ser 5, jedoch mit dem Unterschied, dass die beiden Übersetzungszahnräder 17' und 18' in entgegengesetztem Übersetzungsverhältnis angebracht sind, wie dies aus der Figur her vorgeht.
Die Bewegung der beiden Hilfszähler 19 bezw. 19' eines jeden Messers wird vermittels der Zahnräder 22, 23, 24 auf die Hilfswellen 25 und 26 übertragen, von denen sich eine im positiven, die andere im negativen Sinne be wegt. Beide Wellen 25 und 26 sind aus den Zählerkästchen herausgeführt und wirken auf das Differentialgetriebe 6. Dieses be steht aus dem mittleren Kegelrad 27 auf der verlängerten Welle 26 und aus dem mittleren Kegelrad 28 auf der verlängerten Welle 25.
Zwecks Erleichterung der Gleichachsigkeit der Wellenteile in den Lagern 29 und 30, hat die Welle 25 Universalgelenke 31, eventuell können nicht eingezeichnete Reibungskupp lungen zwischen die Abschnitte der Wellen 25 eingebaut sein. In die Räder 27 und 28 greifen die Umlaufräder 32 und 33 ein, die mit ihrer Achse 34 im Käfig 35 liegen, der frei beweglich auf der Welle 26 angeordnet ist. Mit der Nabe des Käfigs 35 ist aussen der Hebelarm 36 verbunden, dessen Ende durch die Zugstange 37 mit der Spindel 39 des doppelten Reglerventils 9 verbunden ist. Das Ventil 9 hat zwei Teller 38 und 38', die auf der gemeinsamen Spindel 39 befestigt sind.
Beide Teller sind von der Druckein wirkung der Flüssigkeit unter dem Ventil in der Weise entlastet, dass sie mit den Deckeln 40 durch die elastischen, gewellten, dünn wandigen Bälge verbunden sind, welche gleichzeitig die Abdichtung der Innenräume nach aussen bildet. Die Teller 38 und 38' können sich in ihren Endlagen auf den Sit zen 41 und 41' abstützen. In der in der Zeichnung dargestellten Mittellage der Spin del 39 sind die Teller von den Sitzen 41 und 41' abgehoben. Durch Verschiebung der Spindel 39 in der einen oder andern Rich tung aus der Mittellage wird stets ein Ven til gedrosselt, wogegen sich das zweite noch weiter öffnet.
Die ganze Einrichtung, die mit dem be schriebenen Differentialgetriebe und dem doppelten Reglerventil versehen ist, wirkt ganz automatisch dadurch, dass der Durch fluss der beiden Flüssigkeiten ständig in dem voraus bestimmten Verhältnis erhalten bleibt.
Nach Einsetzen der zugehörigen Überset zungsräder 17 und 18 bezw. 17' und 18' in beide Messer und nach Öffnen der Hähne 3 und 4 drehen sich beim Flüssigkeitsdurch- fluss im richtigen Mischungsverhältnis die Vergleichshilfszähler 19 und 19' mit gleicher Geschwindigkeit. Mit ihnen drehen sich mit gleicher Geschwindigkeit auch die mittleren Zahnräder 27 und 28 des Differentialgetrie bes, sowie auch die Umlaufräder 32 und 33 auf der Achse 34.
Diese Achse und deren Käfig sind bewegungslos, wenn der Druck bei beiden Messern gleich ist. Tritt aber infolge höheren Druckes einer Flüssigkeit vor dem Messer 5 oder 5' oder aus einem an dern Grunde ein grösserer Flüssigkeitsdurch- fluss auf, z. B. im Messer 5, so dreht sich dieser rascher und mit ihm auch die Hilfs welle 26 mit dem Rad 27, wodurch auch der Käfig 35 mit dem Hebelarm 36 in Bewe gung gerät.
Dadurch entsteht eine Verschie bung der Welle 39 und eine Verringerung des Durchflussquerschnittes zwischen dem be treffenden Teller 38 und dem Sitz 41. und gleichzeitig eine Vergrösserung des Durch flusses zwischen dem Teller 38' und dem Sitz 41' und auch die entsprechende Ände- rung der Durchflussgeschwindigkeit auf das gewünschte Mass.
Bei zufälliger Verringe rung der Durchflussgeschwindigkeit einer" Flüssigkeit entsteht der umgekehrte Vorgang, der eine Vergrösserung des Durchflussquer- schnitten bei der zweiten Flüssigkeit und da mit die selbsttätige Ausgleichung der Durch- flüsse zur Folge hat.
Beim Mischen von mehr als zwei Flüssig keiten ist es nötig, die Apparate nach Fig. 2 anzuschliessen, welches Schema für vier Flüssigkeiten gilt. Die Rohrleitungen sind mit vollen Linien, die Wellen und Zugstan gen mit durchbrochenen Linien dargestellt. Die Flussrichtungen sind mit Pfeilen be zeichnet. Die Flüssigkeiten fliessen durch Leitungen (1, 2, 2', 2") zu und werden von den Messern (5, 5', 5", 5"') gemessen. Der Ausfluss aus den ersten zwei Messern 5 und 5' regelt sich selbsttätig mit dem doppelten Reglerventil 9, das von dem Differentialge triebe 6 beherrscht wird. Die Wellen 25 und 26 übertragen die Messerbewegung auf das Differentialgetriebe 6, die Zugstange 37 überträgt die resultierende Bewegung auf das Ventil 9.
Das Gemisch beider Flüssig keiten fliesst durch die Leitung 7' ab und mischt sich dann im zweiten Ventil 9' mit der dritten Flüssigkeit, die vom Durchfluss- messer 5" gemessen wird. Das zweite Dif ferentialgetriebe 6' ist mit den Wellen 26' und 25' zwischen dem zweiten Messer 5' und dritten Messer 5" angeordnet. Das Gemisch der drei Flüssigkeiten strömt dann durch die Leitung 7" und mischt sich weiter im drit ten Ventil 9" mit der vierten Flüssigkeit, die mit dem vierten Messer 5"' gemessen wird.
Das dritte Differentialgetriebe 6", welches das dritte Ventil 9" mit der Zug stange 37" dirigiert, ist zwischen dem dritten Messer 5" und dem vierten Messer 5"' ein- gebaut und mit diesem durch die Wellen 26" und 25" verbunden.
Tritt eine Unterbrechung im Zufluss der so gebundenen Messer ein, sei es durch Be schädigung oder dadurch, dass der Zufluss aufhört, wenn z. B. -der Vorrat einer zu mischenden Flüssigkeit erschöpft ist, so blei ben automatisch alle weiteren Messer stehen, wodurch verhindert wird, dass das gewünschte und voreingestellte Mischverhältnis gestört wird. Auf gleiche Weise kann aus Manipula tionsgründen eine ganze Mischanlage mit be liebig vielen Messern durch Durchflussabsper- rung von lediglich einem Messer von Hand aus abgestellt werden.
In diesem Falle ist es angezeigt, den Durchfluss des letzten 31es sers in der Reihe (5 "') abzusperren, der auf das letzte Regulierventil (9") wirkt. Diese Möglichkeit ist besonders wichtig, wenn die ser Messer 5"' mit einer Einrichtung zur Voreinstellung der gesamten Gemischmenge versehen ist, welche nach Erreichung der gewünschten Menge selbsttätig den Durch fluss lediglich bei einem Messer absperrt, -wo- bei diese Voreinstellun.gseinrichtung durch die Welle des.
zugehörigen Hilfszählwerkes betätigt wird, die bereits die reduzierte Be wegung im verlangten Mischverhältnis be sitzt, und das in der Weise, dass sein Ver gleichswert gleich oder proportional der ge samten Gemischmenge ist, wie dies bereits erwähnt wurde.
Die Fig. 3 zeigt eine abweichende Anord nung der Übe.rsetzungswechselräder 17 und 18 in der Stirnseite 46 des Zählerkästchens, welche verglaste Längslöcher über den Rol lenzählern besitzt und eine Ausnehmung 60 aufweist, in welche die aus dem Kasten innern tretenden Wellen 50 und 51 reichen. Die Ausnehmung kann mit einem Deckel versehen sein, welcher in der Zeichnung nicht dargestellt ist.
Die Welle 25 bezw. 26 für den Antrieb des Differentialgetriebes (Fig. 1) ist seitlich herausgeführt. Die Ausnehmung 60 kann auch zwei Zählwerken, über ihnen oder unter ihnen angeordnet sein.
Diese Anordnung der auswechselbaren Über setzungsräder gestattet die Anlage der Mischeinrichtung hinter einer schrägen oder senkrechten Paneelplatte, in deren Ebene die Stirnwände der Zählerkästehen angebracht sind, wogegen die eigentlichen Durchfluss- messer hinter der Wand liegen.
Das Wesen der Erfindung bleibt unver ändert, wenn die selbsttätige Durchlaufrege- lung im gewünschten Mischverhältnis durch eine Bewegung erfolgt, welche direkt von einem andern bewegten Teil des'Messers ab- geleitet wird. Vorteilhaft ist es allerdings, die Bewegung vom auf Null rückstellbaren Vergleichszählwerk abzuleiten, das bei der selbsttätigen Regelung lediglich zur Kon trolle der richtigen. Funktion für die selbst tätig arbeitenden Organe dient.
Für Einrichtungen von grossen Leistun- gen wird zur Verstellung der Reglerventile eine bedeutende Kraft benötigt, welche ein normales, verhältnismässig schwaches Zähl werk nicht entwickeln könnte. In solchen Fällen wird die Ventilbewegung durch einen elektrisch, hydraulisch usw. angetriebenen Servomotor geregelt, und die resultierende Bewegung vom Differentialgetriebe be herrscht nur den Reglerapparat, der den Ser vomotor in Bewegung setzt.
Ein. Ausfüh rungsbeispiel .eines elektrischen Servomotors ist in Fig. 4 dargestellt. Die Kurbel 36 der Käfignabe 35 des Differentialgetriebes 6 treibt mit der Zugstange 37,den Wage@bälken 51, in dessen Mittelteil die Zugstange 52 an geschlossen ist, die mit dem Anker 53 des elektrischen Schalters in Verbindung steht, und das zweite Ende des Balkens ist mit der Spindel 39 des doppelten Reglerventils 9 verbunden.
Der Anker 53 des elektrischen Schalters arbeitet abwechselnd mit zwei Paaren oberer Kontakte 55 bezw. unterer Kontakte 56, wodurch der reversierbare Elektromotor 5 7 in Tätigkeit gesetzt wird, der den Schneckenantrieb 58 antreibt und mit Hilfe des Schneckenrades 59 die Spindel 39.des Ventils.9 und damitdas gelenkigeEnde 54 des Balkens 51 verstellt;
nach Erreichung der gewünschten Lage der Spindel 39 wird der .Strom an den Kontakten. 55 und 56 unter brochen. Die elektrische Leitung ist für Gleichstrom gezeichnet, wirkt jedoch ebenso bei Drehstrom, bei dem ein Leiter direkt an den Elektromotor angeschlossen werden kann.
Sobald der Messer 5' ein kleinere Flüssig keitsmenge als ihrem Verhältnis in der Mi schung entspricht, zu liefern beginnt, oder wenn die durch den Messer 5 gelieferte Flüs sigkeitsmenge grösser ist, besitzen die Wel len 25 und 2=6 verschiedene Drehzahlen, wo- durch eine Differentialbewegung entsteht, welche auf den Hebel,316 und 37 in,der R1Ch- tung nach oben einwirkt. Der Sclhwinghebel 51 kommt in die strichlierte Lage,
wobei der Punkt 54 einerseits durch den Widerstand des Steuerungsorganes, anderseits durch .den Widerstand der .Schneckenübersetzung 58, 59 in seiner ursprünglichen Lage gehalten wird. Der Ausschlag des Schwinghebels 51 hat eine Verschiebung des Ankers 53 zur Folge, wobei durch Schliessen der Kontakte 55 das Anlassen zdes Elektromotors 57 erfolgt. Durch die Bewegung .des Elektromotors 57 wird das Ventil 9 mit Hilfe der Schnecken übersetzung 58, 59 in eine neue Lage ver stellt und die Spindel 39 wird so verschoben, dass :der Punkt 54 in die Lage 54' übergeht.
Durch die Bewegung-dieser Spindel 39 macht auch der Schwinghebel 51 einen Ausschlag und der mit ihm verbundene Anker wird aus der Berührung mit den Kontakten. 55 aus gerückt, wodurch der Elektromotor 57 ab gestellt wird. Dadurch wird eine neue Lage des Ventils 9 erreicht, bei welcher ein rich tiges Mischungsverhältnis erhalten bleibt. Eine jede Bewegung des Differentials (in welcher Richtung auch immer) hat eine Ein schaltung des Elektromotors zur Folge. Die Bewegung des Steuerungsventils in eine neue Gleichgewichtslage hat eine Ausschaltung des Elektromotors zur Folge.