DE3992C - Neuerungen an Gasdruck-Regulatoren zur selbsttätigen Erhaltung eines konstanten Druckes im Stadtrohrnetz von Gasanstalten - Google Patents

Description

PATENTSCHRIFT

Klasse 26.

E. LEDIG in CHEMNITZ.

Neuerungen an Gasdruck-Regulatoren zur selbstthätigen Erhaltung eines constanten Druckes

im Stadtrohrnetz von Gasanstalten.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 5. Juli 1878 ab.

Der Zweck der in Gasanstalten aufgestellten Druck-Regulatoren, in dem Stadtrohrnetz während der Haupt-Consumstunden selbstthätig einen möglichst constanten Gasdruck zu erhalten, ist nur dann vollständig zu erreichen, wenn das Hauptzuleitungsrohr in einer solchen Weite bis zum Consummittelpunkt des Rohrnetzes geführt wird, dafs auch bei der stärksten Gasabgabe wesentliche, durch Reibungswiderstände verursachte Druckverluste nicht stattfinden, da nur der Regulator den Druck unmittelbar vor' der Gasanstalt, nicht aber im Stadtrohrnetz selbst zu reguliren vermag.

Dieser Umstand gab Veranlassung zu nachstehend beschriebener Einrichtung, welche die Anwendung eines Druck - Regulators mit Belastung durch Wasser oder andere Flüssigkeiten, Quecksilber oder Schrotkörner voraussetzt, und auf dem Princip beruht, dafs bei Unterschreitung eines gewissen Druckminimums an einem bestimmten Punkte des Stadtrohrnetzes mit Hülfe eines elektrischen Stromes durch Zuführung von Flüssigkeit etc. eine Belastung des Regulators in der Gasanstalt so lange erfolgt, bis der normale Druck wieder erreicht ist, bei Ueberschreitung eines gewissen Druckmaximums dagegen in gleicher Weise eine Entlastung des Regulators durch Abführung von Flüssigkeit etc. bewirkt wird.

Nachstehender Beschreibung nebst beiliegender Zeichnung ist die Verwendung von Wasser als Belastungsflüssigkeit zu Grunde gelegt.

Der Haupttheil des Apparates in der Gasfabrik besteht aus zwei durch kleine Elektromagnete in Thätigkeit zu versetzenden Ventilen, von denen das eine für den Zuflufs über der Regulatorglocke, das andere für den Abfiiufs unter derselben angebracht ist. Die Elektromagnete beider Ventile sind mit einer in der Gasanstalt aufgestellten Batterie und dem in der Stadt befindlichen Druckmesser durch drei in ein Kabel vereinigte isolirte Drähte derart verbunden, dafs bei Unterschreitung des Minimaldruckes ein Strom durch den Apparat zum Zuflufs, bei Ueberschreitung des Maximaldruckes ein Strom durch den Apparat zum Abflufs geführt wird, wodurch die betreffenden Ventile in Thätigkeit gesetzt werden.

Als Druckmesser kann jeder beliebige Druckapparat Verwendung finden, sofern derselbe so eingerichtet ist, dafs der Zeiger desselben einen Contact nach der einen oder anderen Seite bei Ueberschreitung der Druckgrenzen hervorbringt. Am geeignetsten sind zu diesem Zwecke die sogenannten Multiplicator - Druckmesser mit Schwimmer. Selbstverständlich müssen die Contacte für jeden beliebigen Punkt der Scala und für jedes Druckintervall eingestellt werden können. Da die entsprechende Anordnung für jedes System von Druckmessern eine andere sein wird, so ist deren constructive Darstellung unterlassen worden.

In Fig. ι ist die Verbindung zwischen den Ventilen V₁ und V₂, der Batterie B und dem Druckmesser M mittelst punktirter Linien veranschaulicht. Der negative Pol der Batterie ist mit dem Zeiger des Druckmessers verbunden; der positive Pol theilt sich an der Batterie in zwei Leitungen, von denen die eine, den Elektromagneten für das Zuflufsventil V₁ bildend, mit dem Contact Pt₁ für den Minimaldruck, die andere, den Elektromagnet für das Abflufsventil V₁ bildend, mit dem Contact m.₂ für den Maximaldruck verbunden ist. Die Wirkung ist hiernach eine sehr einfache. So lange der Druck zwischen den. eingestellten Grenzen schwankt, findet eine Regulirung nicht statt. Sobald das Intervall jedoch nach oben oder nach unten überschritten ist, wird, je nachdem eine Ueberschreitung der Minimal- oder Maximalgrenze stattgefunden hat, ein Zu- oder Abflufs von Flüssigkeit am Belastungsgefäfs des Regulators in der Gasfabrik bewirkt; der Regulator erfährt somit stets eine dem Stadtdruck entsprechende Be- oder Entlastung.

Will man den. erforderlichen stärkeren Strom nicht das ganze Kabel durchlaufen lassen, so kann man hierzu auch einen schwächeren Strom benutzen, welcher vermittelst eines in der Gasanstalt aufgestellten Doppelrelais die Einschaltung der Localbatterie auf eines der beiden Ventile bewirkt. An Stelle der Localbatterie könnte auch eine kleine dynamo-elektrische Maschine, deren Betrieb in einer Gasanstalt ohne besondere Schwierigkeiten zu bewirken ist, Verwendung finden.

am

Da nun die Fortpflanzung des Druckes von der Gasanstalt nach der Stadt bis zum Druckmesser eines gewissen, von den Widerständen, der Länge der Leitung etc. abhängigen Zeitraumes bedarf, so würde, ehe der fortgepflanzte Druck auf den in der Stadt aufgestellten Druckmesser zur Wirkung kommt, dem Regulator schon mehr Belastung zu- oder abgeführt worden sein, als event, dem zulässigen Druckintervall entspricht, was eine constante Druckschwankung herbeiführen würde.

Um diesem Uebelstande zu begegnen, ist es nöthig, den Apparat nicht constant wirken zu lassen, sondern nur in bestimmten kleinen Zeitintervallen. Zu diesem Zwecke ist in die Leitung der Localbatterie ein Stromunterbrecher eingeschaltet, bestehend aus einem einfachen Uhrwerk, welches so beschaffen ist, dafs der elektrische Strom den Apparat nur in ganz bestimmten Zwischenräumen durchläuft. Die Bemessung dieser Zeiträume mufs den jeweiligen Verhältnissen vorbehalten bleiben. Die Zeitdauer der Unterbrechungen ist abhängig von der Dauer der Druckfortpflanzung bis zum Druckmesser; die Zeitdauer der Stromwirkung dagegen von den gestatteten Druckgrenzen am Aufstellungsorte des Druckmessers und der Stärke des Zu- oder Abflusses zum Belastungsgefäfs des Regulators in der Zeiteinheit. Genügt die innerhalb der Dauer einer Stromwirkung zugeführte Belastungsflüssigkeit nicht zur Herstellung des normalen Druckes, was sich innerhalb der Ruhepause gezeigt haben mufs _t so wird dem Regulator aufs neue Belastung zugeführt und so fort, bis der normale Druck hergestellt ist. Es ist hierdurch zwar die Möglichkeit einer zu viel Be- oder Entlastung nicht ■vollständig aufgehoben, jedoch so viel als irgend thunlich vermindert.

In Fig. 2 ist das Ventil, welches für die Zu- und Abführung vollständig übereinstimmend construirt ist, dargestellt. In dem Gehäuse a ist das Kugelventil b eingeschlossen, welches durch den Stift c (Ventilnadel) gehoben werden kann. Letzterer geht durch eine Führung im Ventiluntertheil hindurch und ist in ein mit Schlitzen versehenes kegelförmiges Gefäfs d eingeschraubt, welches gleichzeitig den Zweck hat, den getheilt und unruhig abfliefsenden Flüssigkeitsstrahl wieder zu vereinigen. Dieses Gefäfs trägt seitlich zwei Lappen, in welche die Ankerstifte i, und £₂ eingeschraubt sind. Letztere, werden in den an die Ventilübermutter angegossenen Nasen /, und /₂ geführt und tragen oberhalb dieser die Ankerplatten Ji₁ und /u, über denen die Elektromagnete g_x und ^₂ in fester, aber verstellbarer Lage angebracht sind.

Um den Hub der Ankerplatten, und somit auch der Ventile zu vergröfsern, bestehen erstere aus zwei Theilen; aus einem ringförmigen Theil i, Fig. 3, und dem Mittelstück k. Beide Theile sind aus weichem Eisen hergestellt; der Ring ist innerlich mit Messing ausgebüchst. Der Magnetkern ist an seiner unteren Fläche nicht gerade abgearbeitet, sondern entsprechend dem Ankermitteltheil ausgedreht. Die Wirkung ist hiernach folgende:

Bei Durchgang eines Stromes durch den Elektromagnet wird zunächst der Ring i, welcher der Polfläche am nächsten liegt, angezogen. Dieser nimmt den Mitteltheil k mit, öffnet somit das Ventil und führt ersteren dem Magnet so nahe, dafs nunmehr auch dieser angezogen wird und hierdurch eine gröfsere Ventilöffnung erfolgt. Die Hubhöhe des Ankerringes beträgt 3 mm, die des Mitteltheils 2 mm, also in Summa 5 mm, wodurch eine vollständig genügende Ventilöffnung bewirkt wird. Sollten zwei wegen der verstärkten Wirkung gekuppelte Elektromagnete zur Hebung der Ventils nicht genügen, so kann man um das Ventil herum auch zwei Paar derselben anordnen. Reicht das Gewicht der Anker sowie des Ventiluntertheiles nach Unterbrechung des Stromes nicht aus, einen sofortigen sicheren Ventilschlufs zu bewirken, so werden zwischen der Führung und dem Ventiluntertheil über die Ankerstifte Messingspiralfedern eingeschaltet* welche so justirt sind, dafs sie erst im letzten Moment der Hebung, also bei der gröfsten Kraft der Magnete, zur Wirkung kommen.

Durch die vorstehend beschriebene Einrichtung der Anker ist man im Stande, bei gleicher Stromstärke den Ventilhub nahezu zu verdoppeln.

Der in Fig. 1 dargestellte Druck-Regulator unterscheidet sich von den bisher gebräuchlichen Regulatoren in der Hauptsache nur dadurch, dafs das Belastungsgewicht nicht auf der Glocke angebracht ist, sondern dafs als solches der hohle Regulirkonus und dessen Verlängerung nach unten dient. Es, wird hierdurch der wesentliche Vortheil erreicht, dafs das labile Gleichgewicht des Apparates in ein stabiles verwandelt wird, wodurch alle besonderen Glockenführungen, unnöthig und infolge dessen gröfsere Reibungswiderstände vermieden werden.

Zur Einführung der Belastungsflüssigkeit wird die hohle Regulatorstange α benutzt, welche bis ziemlich auf den Boden des Regulirkonus b reicht und hier durch Eintauchung in ein Gefäfs c gegen den Gasaustritt geschützt ist. Der Konus trägt in. seiner oberen Spitze mehrere Oeffnungen d, um dem Gas zum Zweck der ungehinderten Füllung freien Ein- und Austritt zum Innern desselben zu gestatten. Zur Abführung der Belastungsflüssigkeit dient das Rohr <?, welches dicht mit dem Konus verbunden, an seinem unteren Ende das Abflufsventil V^ trägt. Um diesem Rohr den freien Austritt aus dem Regulator zu. gestatten, ist ein besonderer hydraulischer Verschlufs / angewendet, dessen Abschlufsklappe g mit dem. Regulirkonus verbunden ist. Das Zuflufsventil V_t ist direct über dem Regulator angebracht und steht mit dem Führungsbügel in fester Verbindung. Das Zuflufsventil ist durch das Rohr h mit einem Niederdruckreservoir verbunden,

dessen Flüssigkeitsspiegel im Maximum ca. ι m über dem Ventil gelegen ist. Die einzige Führung der Glocke ist die der verticalen Stange bei i. Die beiden Zuleitungsdrähte für die Elektromagnete des Abschlufsventils werden in Form von Spiralen hergestellt und setzen als solche der freien Bewegung des Apparates irgend ein Hindernifs nicht entgegen.

Auch bei bestehenden Anlagen kann die selbsttätige Regulirung für jeden beliebigen Druckregulator in Anwendung gebracht werden, sobald letzterer mit einem Flüssigkeitsbelastungsgefäfs versehen, und dies durch ein Rohr mit dem Zuflufsventil, durch einen Heber mit dem Abflufsventil verbunden wird.

Bei Anwendung von Quecksilber sind die Ventile aus Eisen herzustellen. Um ein Rosten der inneren Theile zu vermeiden, ist von Zeit zu Zeit etwas feines OeI durch den Apparat zu führen.

Bei Anwendung von Schrotkörnern müssen die Ventile eine etwas veränderte Einrichtung erhalten. Die Ventilnadel wird hier durch eine' hohle Röhre ersetzt, deren lichte Weite nur wenig gröfser ist, als der Durchmesser der Schrotkörner. In ihrem oberen Theile ist diese Röhre durch eine Anzahl Einschnitte in leicht federnde Sectoren gespalten, welche in der tiefsten Lage des Rohres durch das konisch ausgedrehte Führungsgehäuse zusammengedrückt, ein Durchfallen der Schrotkörner verhindern. Sobald ein elektrischer Strom durch die Elektromagnete geführt wird, hebt sich mit dem Doppelanker das Ventilrohr, die federnden Sectoren treten nach aufsen und gestatten den Schrotkörnern so lange ungehinderten Durchgang, bis der Strom wieder unterbrochen wird. Der Regulirkonus darf hierbei selbstverständlich nicht mit dem Gasraum des Regulators in Verbindung stehen, die Oeffnungen </ kommen in Wegfall.

Die Anwendung von Quecksilber oder Schrotkörnern bietet insofern vor der Anwendung von Flüssigkeiten einen wesentlichen Vortheil, als der Regulirkonus nicht vergröfsert zu werden braucht, um genügenden Raum zur Aufnahme der Belastung zu erhalten.

Nach dem vorstehenden enthält der beschriebene Mechanismus als neu und charakteristisch :

1. Die selbsttätige Be- bezw. Entlastung des Regulators in der Gasanstalt, entsprechend dem Druck im Stadtrohrnetz durch directe Zu- bezw. Abführung von Wasser oder anderen Flüssigkeiten, Quecksilber oder Schrotkörnern vermittelst zweier durch Elektromagnete inThätigkeit zu versetzenden Ventile.

2. Die intermittirende Wirkung des elektrischen Stromes.

3. Die Verlegung des Schwerpunktes der beweglichen Regulatortheile nach unten, durch Benutzung des hohlen Regulirkonus bezw. dessen Verlängerung als Belastungsgefäfs.

4. Die Anwendung des elektromagnetischen Ringankers zur Vergröfserung des Ventils bezw. Ankerhubes.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.