Hydraulischer Niveauregler an Pumpenanlagen Zur Regelung des Niveaus einer Flüssigkeit, die durch eine Pumpe aus einem Sammelbehälter ange saugt wird, verwendet man Rückströmungs- oder Drosselregler.
Die Rückströmungsregler lassen einen Teil der Flüssigkeit in den Behälter zurückströmen, so dass die Pumpe ständig ihre volle Leistung entwickelt. Wenn eine grössere Menge Flüssigkeit in den Be hälter fliesst, lässt der Regler eine geringere Menge zurückströmen und bei kleinerem Zufluss ist die Rückströmung grösser. Diese Regelung ist ungünstig, weil die Pumpe dauernd, auch bei geringster Lei stung, den grössten Kraftbedarf hat. Ein weiterer Nachteil ist, dass die Regelung der Pumpe so ge troffen werden muss, dass es niemals zu einem völligen Aufhören der Rückströmung kommt, weil dann der Flüssigkeitsumlauf nicht geregelt wäre.
Dies führt zur Wahl einer unnötig grossen Pumpe, welche dauernd einen grösseren Kraftbedarf hat, als not wendig wäre.
Der Drosselregler drosselt den Ausfluss aus der Pumpe entsprechend dem Zufluss in den Behälter. Er arbeitet wirtschaftlich, weil die Pumpe nur so hoch als notwendig belastet wird.
Beide Reglertypen werden entweder mecha nisch oder hydraulisch betätigt.
Am häufigsten verwendet man mechanische Regler, bei denen ein Schwimmer durch Hebel und Seile ein Drosselorgan betätigt und damit den Ab fluss der Flüssigkeit regelt. Bei dieser Regelungsart ist die Benützung von Stopfbüchsen unvermeidlich und das bedeutet eine Verringerung der Empfindlich keit des Regelvorganges. Als Kraft zur Betätigung der Regelung steht nur der Auftrieb oder das Ge wicht des Schwimmers zur Verfügung, vermindert um die Reibungsverluste in den Stopfbüchsen und beeinflusst durch die veränderlichen hydraulischen Kräfte, die auf das Drosselorgan einwirken. Meistens ist diese Kraft nicht ausreichend, um eine zuver lässige Regelung zu erzielen, so dass häufige Ein griffe von Hand, z. B. Auswechslungen der Gegen gewichte und dergleichen, notwendig werden.
Bei den bekannten Ausführungen hydraulischer Regler wird der Einfluss der veränderlichen Kräfte auf das Drosselventil meistens dadurch beseitigt, dass man einen Kolbenschieber verwendet und dass man die Verwendung von Stopfbüchsen auf ein Minimum reduziert oder völlig vermeidet. Als Quelle der Verstellkraft dient allgemein die der Flüssig keit von der Pumpe erteilte Energie.
Bei Verwendung eines Kolbenschiebers wird jedoch ein hydraulischer Servomotor zur Betäti gung des Drosselschiebers vorgesehen. Nachteilig ist auch, dass die hydraulische Kraft lediglich zum Öffnen der Durchflussöffnung verwendet wird. Das Schliessen und Drosseln des Durchflusses wird nur vom Gewicht des Servomotorkolbens und des Schie bers besorgt und diese Kraft reicht bei den gebräuch lichen kleinen Ausführungen für eine empfindliche Funktion nicht aus, insbesondere dann nicht, wenn Verunreinigungen auftreten und wenn es zu schnel len Betriebsänderungen kommt.
Bei anderen bekannten Ausführungen wird ein Servomotor in Form eines Stufenkolbens benützt, wodurch einerseits der Regler grösser und kompli zierter wird und anderseits die Zuführung der Im pulsflüssigkeit von einer Stelle her notwendig wird, an der sich der Druck der geförderten Flüssigkeit am wenigsten ändert, damit der Regelvorgang mög lichst wenig von der Änderung des Flüssigkeits druckes beeinflusst wird, welche er durch seinen Ein griff selbst hervorgerufen hat. Ausserdem ist die Stellung des Reglers den Druckänderungen in der Rückströmungsleitung ausgesetzt, da deren Druck auf die Unterseite des Schiebers wirkt.
Die angeführten Mängel sollen durch den er findungsgemässen Regler vermieden sein. Der Regler arbeitet mittels Drosselung und ist als federbelaste ter Kolbenschieber ausgebildet, der zwei Kolben aufweist und durch eine Längsbohrung gekennzeich net ist, die am oberen Ende des Schiebers mit einer aufgesetzten beweglichen Kappe verdeckt ist, die mit Öffnungen versehen und mit dem Hebel des Schwimmers verbunden ist, wobei einer der Kolben mit einer Öffnung für die Flüssigkeitszufuhr zur Längsbohrung versehen ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist sche matisch auf der beigefügten Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Regler und Fig.2 einen teilweisen Schnitt durch eine Rück strömungseinrichtung.
Die Flüssigkeit wird aus dem Behälter 1 durch eine Pumpe 2 abgesaugt und durch eine Rohrlei tung 3 zum Regler 4 hin gefördert. Die Schwimm kammer 5 ist mit dem über dem Niveau befindlichen Raume durch ein Rohr 7 und mit dem unter dem Niveau befindlichen Raume durch ein Rohr 6 ver bunden. Selbstverständlich ist es auch möglich, den Schwimmer 8 direkt im Behälter 1 unterzubringen, ohne Benützung der Schwimmerkammer 5 und der Rohre 6, 7. Die durch die Pumpe 2 geförderte Flüssigkeit fliesst durch Öffnungen 9 der Büchse 10 in den Kolbenschieber 11.
Ein Teil der Flüssigkeit fliesst durch die kalibrierte Bohrung 12 in den Raum unterhalb des Schiebers 11 und von da durch die Längsbohrung 13 des Schiebers 11 in die Öffnungen 14. Diese Öffnungen 14 werden von der Kappe 15 überdeckt, welche ihrerseits Öffnungen 16 aufweist. Die Kappe 15 ist durch einen Hebel 17 mit dem Schwimmer 8 in Verbindung. Die durch die Öff nungen 14, 16 hindurchgeströmte Flüssigkeit und die Undichtigkeitsverluste des Schiebers 11 kehren durch das Rohr 6 in den Behälter 1 zurück.
Oben stützt sich der Kolbenschieber 11 gegen die Feder 18 und lässt je nach seiner Lage Flüssigkeit durch die Öffnungen 19 der Büchsen 10 in die Rohrleitung 20 strömen. Bei steigendem Niveau hebt der Schwimmer 8 die Kappe 15 und schliesst die Öffnungen 14. Dadurch wird der Abfluss aus dem Raume unter dem Schieber 11 gedrosselt und der Druck in diesem Raume steigt, überwindet den Druck der Feder 18 und hebt den Kolbenschieber 11. Dadurch wird der Abfluss durch die Öffnungen 19 frei und das Niveau hört auf zu steigen. Bei sinkendem Niveau schiebt der Schwimmer 8 die Kappe 15 niedriger und öffnet den Abfluss durch die Öffnungen 14, 16.
Dadurch sinkt der Druck unter dem Schieber 11 und die Feder 18 drückt den Schie ber 11 niedriger, drosselt demnach den Abfluss durch die Öffnungen 19 und unterbricht das Sinken des Flüssigkeitsniveaus. Der Regler 4 kann überdies mit einer weiteren Rückströmungsöffnung 22 versehen sein (Fig.2), durch welche man bei kleinen Durchflüssen einen Teil der Flüssigkeit durch die Rohrleitung 23 in den Behälter 1 zurückfliessen lassen kann, wenn der Betrieb es erfordert. Die Rückströmung wird dabei von der unteren Innenkante des Schiebers 11 ge steuert.
Ausserdem ist es möglich, mit Hilfe einer Schraube 21 den Schieber 11 im Falle einer Be schädigung des Schwimmers 8 oder bei einer erfor derlichen Entleerung des Behälters 1 von Hand zu betätigen.
Bei dem beschriebenen Regler bleiben alle Vor züge der angeführten Vorschläge gewahrt. Er hat keine Stopfbüchsen, wird von keinen veränderli chen, von der Durchflussmenge abhängigen Kräften beeinflusst, nützt die Energie der Flüssigkeit als Verstellkraft aus und erfordert keine besondere Pumpe für seinen Betrieb. Ausserdem vereinfacht er die Konstruktion dadurch, dass die untere Fläche des federbelasteten Schiebers als bewegende Fläche benützt wird. Durch die Verwendung eines feder belasteten Kolbenschiebers sind die Verstellkräfte in beiden Bewegungsrichtungen gleich und vom Ge wicht unabhängig.
Des weiteren wird durch die Verwendung der Feder und durch das Drosseln des Abflusses aus einem Raume, in den die Flüssigkeit durch eine kalibrierte Öffnung zufliesst, die Rege lung praktisch unabhängig gemacht von Druckän derungen der Flüssigkeit vor und hinter dem Regler. Der Hub des Schiebers ist nur durch die Kennlinie der Feder gegeben. Die kalibrierte Öffnung wirkt wie eine Blende, welche praktisch stets die gleiche Flüssigkeitsmenge durchlässt, die sich bei Druck änderungen vor der Blende nur unmerklich ändert.