DE824114C

DE824114C - Device for flow control for flowing liquids, gases or vapors

Info

Publication number: DE824114C
Application number: DEH4792A
Authority: DE
Inventors: Walter Haensel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-08-04
Filing date: 1950-08-04
Publication date: 1951-12-10

Description

Vorrichtung zur Durchflußregelung für strömende Flüssigkeiten, Gase oder Dämpfe Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchflußregelung für strömende Flüssigkeiten, Gase oder Dämpfe, vorzugsweise für Wasserfilteranlagen, bei der eine von dem strömenden Mittel durchflossene Drossel mit beweglichem oder nachgiebigem Steuerteil ein Druckgefälle erzeugt und damit ein Regelorgan für das durchfließende Mittel beeinflußt.Device for flow control for flowing liquids, gases or vapors The invention relates to a device for flow control for flowing Liquids, gases or vapors, preferably for water filter systems, in which one Movable or flexible throttle through which the flowing medium flows Control part creates a pressure gradient and thus a regulating element for the flowing through Means affected.

Die bekannten Durchfluß- bzw. Leistungsregler verwenden als Drosselstelle zur Erzeugung eines Druckgefälles ein Venturirohr oder einen Schieber, die dem Regler mit der Steuervorrichtung und dem Regelventil vorgeschaltet werden und durch eine Rohrleitung mit der Druckkammer verbunden sind. Auf dem Wege zwischen Drosselstelle und Steuervorrichtung erfolgt bereits wieder ein Druckanstieg, so daß nur ein feil des Druckgefälles an der Steuervorrichtung wirksam wird. Die Anordnung der Einzelteile bei diesen Vorrichtungen bedingt eine größere Einbaulänge und somit einen erheblichen Platzbedarf. Ferner ist auf dem Gebiet der Dosierungsvorrichtungen bekannt, die Drossel und einen die Steuerung der Drossel herbeiführenden Teil, z. B. Membran, derart zu vereinigen; daß beide Teile von dem strömenden Medium durchflossen werden. Die Erfindung hat dies mitbenutzt.The known flow or power regulator use as a throttle point to generate a pressure drop, a Venturi tube or a slide connected to the regulator be connected upstream with the control device and the regulating valve and by a Pipeline are connected to the pressure chamber. On the way between the throttle point and control device there is already a pressure increase again, so that only a hawk of the pressure drop on the control device becomes effective. The arrangement of the individual parts these devices require a greater installation length and thus a considerable one Space requirement. It is also known in the art of dosing devices that Throttle and a control of the throttle causing part, z. B. membrane, to unite in such a way; that both parts are traversed by the flowing medium. The invention also made use of this.

Gegenüber den bekannten Vorrichtungen zur Durchflußregelung unterscheidet sich nun die Erfindung vorteilhaft durch die Vereinigung der Drossel mit dem Steuerteil und dem Regelorgan innerhalb eines in die Rohrleitung einzubauenden Gehäuses von wesentlich geringerer Baulänge. Die platzsparende Bauart wird noch dadurch ermöglicht, daß bei der Zusammenlegung von Drosselstelle und Steuerteil das erzeugte Druckgefälle voll wirksam bleibt und damit gleichgroße Verstellkräfte bei kleineren Abmessungen für den Steuerteil zur Verfügung stehen.Compared to the known devices for flow control differs The invention is now advantageous through the union of the throttle with the control part and the control element within a housing to be installed in the pipeline much shorter overall length. The space-saving design is made possible by that when the throttle point and control part are merged, the pressure gradient generated remains fully effective and thus the same adjustment forces with smaller dimensions are available for the control section.

In weiterer neuartiger Ausbildung des Erfindungsgegenstandes weist das Drosselgehäuse eine oder mehrere zylindrische oder konische Drosselstrecken mit unterschiedlichen Durchmessern auf, die mit einer oder mehreren in ihren Höhenlagen verstellbaren Blenden untereinander abgegrenzte Regelstufen bilden und in bekannter Weise durch unmittelbare Verbindung oder eine Hebelübersetzung ein Regelorgan betätigen oder selbst als Regelorgan wirken. Die Stufen arbeiten bei verschiedenen Regelbereichen jeweils unter den gleichen Druckverhältnissen. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß der Gesamtregelbereich bei der Erfindung erheblich größer ist als der Regelbereich der bekannten Vorrichtungen.In a further new embodiment of the subject matter of the invention has the throttle housing one or more cylindrical or conical throttle sections with different diameters, with one or more in their altitude adjustable diaphragms form delimited control levels and in known Way, actuate a control element by direct connection or a lever transmission or act as a regulating body themselves. The stages work in different control ranges each under the same pressure conditions. This has the advantage of that the total control range in the invention is considerably larger than the control range the known devices.

Ferner werden die an sich bekannten Vorrichtungsteile, z. B. Waagebalken mit Laufgewicht oder Schraubendruckfeder, zur Entlastung des Steuerteiles, z. B. Kolben oder Membran, durch diese Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes neuartig verwendet, da für die verschiedenen Regelbereiche der Stufen immer derselbe Weg des Laufgewichtes bzw. Federweg der Schraubendruckfeder benutzt wird.Furthermore, the known device parts, for. B. Balance beam with barrel weight or helical compression spring, to relieve the control part, e.g. B. Piston or diaphragm, novel by this embodiment of the subject matter of the invention is used because the same path is always used for the different control ranges of the levels the barrel weight or spring travel of the helical compression spring is used.

Als Sicherheitsmaßnahme ist bei dem Erfindungsgegenstand die selbsttätige Absperrung des Durchflusses durch das Aufsetzen der unteren Ringfläche des Drosselgehäuses auf einem Ventilsitz im Gehäuse der Vorrichtung vorgesehen, die durch einen Schwimmer bei niedrigstem Flüssigkeitsstand in einem Behälter oder durch Verringerung des Durchflusses bzw. des Druckgefälles bis auf einen bestimmten Wert ausgelöst werden kann.As a security measure, the subject of the invention is the automatic Shut off the flow by placing the lower ring surface of the throttle housing provided on a valve seat in the housing of the device, which is controlled by a float at the lowest liquid level in a container or by reducing the The flow rate or the pressure gradient can be triggered up to a certain value can.

In der Zeichnung werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Two exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.

Abb. i zeigt den senkrechten Mittelschnitt einer .=,\usführungsform; Abb. 2 zeigt einen senkrechten Mittelschnitt der anderen Ausführungsform.Fig. I shows the vertical center section of an embodiment; Fig. 2 shows a vertical center section of the other embodiment.

Das Gehäuse i enthält die Drosselvorrichtung, bestehend aus dem Drosselgehäuse 2 mit den zylindrischen oder konischen Drosselstrecken 3, 4 oder 5 und der verstellbaren Blende 6, 7. Zur Veränderung der Höhenlage der Blende 6, 7 (in Abb. i und 2 gestrichelt dargestellt) dient die Schraubenspindel 8 mit Handrad 9, wobei die Abdichtung durch die Stopfbuchse io erfolgt. Das Drosselgehäuse 2 ist mit dem beweglichen oder nachgiebigen Steuerteil 11, 12, z. B. Kolben oder Membran, und dem Regelorgan 13, z. B. Drosselklappe, durch die Hebelübersetzung 14 verbunden.The housing i contains the throttle device consisting of the throttle housing 2 with the cylindrical or conical throttle sections 3, 4 or 5 and the adjustable Aperture 6, 7. To change the height of the aperture 6, 7 (dashed lines in Fig. I and 2 shown) serves the screw spindle 8 with handwheel 9, whereby the seal through the stuffing box is OK. The throttle housing 2 is movable or resilient Control part 11, 12, e.g. B. piston or membrane, and the control member 13, z. B. throttle valve, connected by the lever transmission 14.

Bei der Ausführungsform nach Abb. i ist das Drosselgehäuse 2 und der Steuerteil i i durch den Steg 20 und die Stange 21, deren Abdichtung die Stopfbuchse 22 vornimmt, an dem kürzeren Hebelarm 18 des Waagebalkens 15 befestigt. Der längere Hebelarm i9 trägt das Laufgewicht 16, womit durch Betätigung des Handrades 17 die gewünschte Durchflußleistung des betreffenden Regelbereiches auf einer Doppel- oder Mehrfachskala, je nach Anzahl der Regelstufen, eingestellt werden kann. Der längere Hebelarm i9 ist im Drehpunkt 23 an dem kürzeren Hebelarm 18 angelenkt und kann durch den Schwimmer 24 mittels des Seilzuges 25 von seiner Auflage auf dem Waagebalken 15 abgehoben werden (gestrichelte Darstellung in Abb. i).' Bei der Ausführungsform nach Abb. 2 ist oberhalb der Drosselvorrichtung, durch den Steg 26 und den Federteller 27 mit (lern Drosselgehäuse 2 und dem Steuerteil 12 verbunden, eine Schraubendruckfeder 28 angeordnet, die durch die Spindel 29 mit dem Federteller 30 gespannt werden kann. Die Abdichtung erfolgt durch den Gehäuseaufsatz 31 mit Stopfbuchsenflansch 32 und Haube 33. Die Höhenlage der Blende 7 bzw. die damit eingestellte Durchflußleistung wird durch ein Übersetzungswerk mit Anzeigevorrichtung (in der Zeichnung nicht dargestellt) von der Spindel 8 auf eine Einstellskala am Gehäuse r übertragen. Ein von außen zu betätigender Hebel 34 läßt die Blockierung von Drosselgehäuse 2 und Steuerteil 12 in der höchsten Stellung zu (gestrichelte Hebelstellung in Abb. 2).In the embodiment according to FIG. I, the throttle housing 2 and the control part ii are attached to the shorter lever arm 18 of the balance beam 15 by means of the web 20 and the rod 21, which is sealed by the stuffing box 22. The longer lever arm 19 carries the barrel weight 16, whereby the desired flow rate of the relevant control range can be set on a double or multiple scale, depending on the number of control levels, by operating the handwheel 17. The longer lever arm 19 is articulated to the shorter lever arm 18 at the pivot point 23 and can be lifted from its support on the balance beam 15 by the float 24 by means of the cable 25 (dashed illustration in Fig. I). In the embodiment according to Fig. 2, a helical compression spring 28 is arranged above the throttle device, through the web 26 and the spring plate 27 with (learn throttle housing 2 and the control part 12, which can be tensioned by the spindle 29 with the spring plate 30. The Sealing takes place through the housing attachment 31 with stuffing box flange 32 and hood 33. The height of the orifice 7 or the flow rate set with it is transmitted by a transmission mechanism with display device (not shown in the drawing) from the spindle 8 to an adjustment scale on the housing r Lever 34 to be operated from the outside allows the throttle housing 2 and control part 12 to be blocked in the highest position (dashed lever position in Fig. 2).

Beiden Ausführungsformen gemeinsam ist die Ausbildung der unteren Ringfläche 35 des Drosselgehäuses 2 als Ventil und die Anordnung eines Ventilsitzes 36 im Gehäuse i.Common to both embodiments is the formation of the lower one Annular surface 35 of the throttle housing 2 as a valve and the arrangement of a valve seat 36 in the housing i.

Das in Pfeilrichtung durch das Gehäuse i strömende Mittel, z. B. Wasser, trifft auf eine Einschnürung, die durch den jeweiligen lichten Durchmesser der zylindrischen oder konischen Drosselstrecke 3, -1, 5 in dein Drosselgehäuse 2 und den Außendurchmesser der verstellbaren Blende 6, 7 gebildet wird. Hierbei wird in bekannter `eise ein Druckgefälle erzeugt und der Steuerteil 11, 12 mit der Differenz der Drücke vor und hinter der Einschnürung belastet. Dieser Druckbelastung wirkt die Kraft an dem kürzeren Hebelarm 18 oder der Schraubendruckfeder 28 entgegen. Beide Kräfte befinden sich im Gleichgewicht, wenn der an der Einschnürung- gebildete Querschnitt der mit dem Laufgewicht eingestellten Durchflußleistung bzw. dem zugehörigen Druckgefälle entspricht.The means flowing through the housing i in the direction of the arrow, e.g. B. water, meets a constriction caused by the respective clear diameter of the cylindrical or conical throttle section 3, -1, 5 in your throttle housing 2 and the outer diameter the adjustable diaphragm 6, 7 is formed. Here, in the well-known manner, a Pressure gradient generated and the control part 11, 12 with the difference in pressures and loaded behind the constriction. This pressure load acts the force on the shorter lever arm 18 or the helical compression spring 28 against. Both forces are located is in equilibrium when the cross-section formed at the constriction is the one with the flow rate set according to the running weight or the associated pressure gradient is equivalent to.

Verringert sich die Durchflußmenge, so wird das Druckgefälle geschwächt und die damit verbundene Druckerhöhung hinter der Einschnürung verursacht eine Entlastung des kürzeren Hebelarmes i8 oder der @Schraubendruckfeder 28.If the flow rate decreases, the pressure gradient is weakened and the associated increase in pressure behind the constriction causes relief the shorter lever arm i8 or the @ screw compression spring 28.

Bei der Vorrichtung nach Abb. i hebt sich in diesem Fall der Steuerteil i i mit dem Drosselgehäuse 2 und vergrößert dabei durch die Hebelübersetzung 14 den Durchtrittsquerschnitt am Regelorgan 13 und dadurch die Durchflußinenge solange, bis sich das der Stellung des Laufgewichtes 16 entsprechende Druckgefälle an der Einschnürung einstellt und die Verstellkräfte wieder im Gleichgewicht sind. Umgekehrt hat eine Vergrößerung der Durchflußmenge eine Erhöhung des Druckgefälles bzw. der Belastung des Steuerteiles i i zur Folge und bewirkt damit ein Absinken des Drosselgehäuses 2, wobei der Durchtrittsquerschnitt am Regelorgan 13 solange verkleinert wird, bis das Kräfteverhältnis wieder ausgeglichen ist.In the device according to Fig. I, the control part is raised in this case i i with the throttle housing 2 and enlarged by the lever transmission 14 the passage cross-section on the control element 13 and thereby the flow rate as long as until the pressure gradient corresponding to the position of the barrel weight 16 at the Constriction adjusts and the adjustment forces are again in equilibrium. Vice versa an increase in the flow rate has an increase in the pressure drop or the Loading of the control part i i results in a lowering of the throttle housing 2, the passage cross-section on the control element 13 being reduced until the balance of power is balanced again.

Dies gilt auch für die Ausführungsform gemäß Abb. 2. Nur verlaufen hier infolge der umgekehrten Strömungsrichtung in der Vorrichtung die Bewegungen entgegengesetzt. Außerdem wirkt der gebildete Querschnitt an der Einschnürung, infolge der konischen Ausbildung der Drosselstrecken 5, gleichzeitig regelnd und übernimmt damit zugleich die Aufgabe des Regelorgans 13 der Vorrichtung nach Abb. 1.This also applies to the embodiment according to Fig. 2. Only run here the movements due to the reversed direction of flow in the device opposite. In addition, the cross section formed acts on the constriction, as a result the conical design of the throttle sections 5, regulating and taking over at the same time with it at the same time the task of the control member 13 according to the device Fig. 1.

Die Ausbildung der unteren Ringfläche 35 des Prosselgehäuses 2 als Ventil und die Anordnung des Ventilsitzes 36 im Gehäuse i ermöglicht die selbsttätige Absperrung des Durchflusses bei bestimmten Betriebsverhältnissen.The formation of the lower annular surface 35 of the Prossel housing 2 as Valve and the arrangement of the valve seat 36 in the housing i enables the automatic Shutting off the flow under certain operating conditions.

-Mit der Vorrichtung nach Abb. i wird z. B. der Abfluß aus einem Behälter mengenmäßig geregelt und soll gleichzeitig leim Absinken des Flüssigkeitsstandes unter eine bestimmte Höhe abgesperrt werden. Durch einen Schwimmer 2.1 wird bei niedrigstem Flüssigkeitsstand mittels des Seilzuges 25 der Hebelarm i9 von seiner Auflage auf dem Waagebalken 15 abgehoben. Da der Hebelarm i9 an dem kürzeren Hebelarm 18 angelenkt ist, wird damit die Entlastung des Steuerteiles i i aufgehoben, das Drosselgehäuse 2 bewegt sich in Strömungsrichtung nach unten und sperrt den Durchfluß durch Aufsetzen der als Ventil ausgebildeten Ringfläche 35 auf dem Ventilsitz 36 im Gehäuse i ab. Beim Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels schaltet sich die Vorrichtung selbsttätig ein und regelt wieder den Abfluß aus dem Behälter.-With the device according to Fig. B. the drain from a container Regulated in terms of quantity and should at the same time reduce the liquid level locked below a certain height. A swimmer 2.1 is used at lowest liquid level by means of the cable 25 of the lever arm i9 of his Support on the balance beam 15 is lifted. Since the lever arm i9 on the shorter lever arm 18 is articulated, so that the discharge of the control part i i is canceled, the The throttle housing 2 moves downwards in the direction of flow and blocks the flow by placing the annular surface 35 designed as a valve on the valve seat 36 in the housing i. When the liquid level rises, the device switches itself on automatically turns on and regulates the outflow from the container again.

In der gleichen Weise kann auch der Zufluß in einen Behälter geregelt und bei höchstem Flüssigkeitsstand selbsttätig abgesperrt werden.The flow into a container can also be regulated in the same way and are automatically shut off when the liquid level is highest.

Die Vorrichtung nach Abb. 2 regelt z. B. den Filtratabfluß aus einem Druckfilter und soll gleichzeitig beim Unterschreiten der eingestellten Durchflußleistutig, beispielsweise bei Verschlammung des Filtermaterials, den Durchfluß absperren. Hierfür ist der Federweg und die Vorspannung der Schraubendruckfeder 28 so bemessen, daß bei der Verringerung des Druckgefälles an der Einschnürung unter einen bestimmten Wert die Federkraft die Druckbelastung des Steuerteiles 12 übersteigt und das Drosselgehäuse 2 entgegen der Strömungsrichtung nach unten bewegt, wobei die untere Ringfläche 35 auf dem Ventilsitz 36 im Gehäuse i aufsetzt und den Durchfluß absperrt.The device according to Fig. 2 regulates z. B. the filtrate outflow from a Pressure filter and should at the same time when falling below the set flow rate, for example, if the filter material is silted up, shut off the flow. Therefor is the spring travel and the bias of the helical compression spring 28 such that when reducing the pressure gradient at the constriction below a certain The value of the spring force exceeds the pressure load on the control part 12 and the throttle housing 2 moves downwards against the direction of flow, the lower annular surface 35 rests on the valve seat 36 in the housing i and shuts off the flow.

Für die Zuführung des Spülwassers zum Filter wird in der Mehrzahl der Fälle die Abflußleitung für das Filtrat benutzt, so daß die Vorrichtung in umgekehrter Strömungsrichtung von dem Spülwasser durchflossen wird. Da hierbei die Druckbelastung des Steuerteiles 12 und die Federkräft das Drosselgehäuse 2 in seiner Tiefstellung halten und somit den Durchfluß sperren würden, ist ein Hebel 34 vorgesehen, der das Drosselgehäuse 2 mit dem Steuerteil 12 in der höchsten Stellung blockiert.For the supply of the rinse water to the filter, the majority of the cases the drain line is used for the filtrate, so the device is reversed Direction of flow is traversed by the rinse water. Since this is the pressure load of the control part 12 and the spring forces the throttle housing 2 in its lower position would hold and thus block the flow, a lever 34 is provided which the throttle housing 2 blocked with the control part 12 in the highest position.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for flow control for flowing liquids, gases or vapors, preferably for water filter systems, in which a throttle through which the flowing medium flows and with a movable or flexible control part generates a pressure gradient and thus influences a regulating element for the flowing medium, characterized in that the control part (ii, 12), e.g. B. piston or membrane, for the purpose of executing common movements connected throttle housing (2) has one or more cylindrical or conical throttle sections (3, .4, 5) with different diameters, which with one or more in their heights through the screw spindle (8) and the handwheel (9) adjustable diaphragms (6, 7) form delimited control stages and in a known manner by direct connection or a lever transmission (14) a control element (13), for. B. Throttle valve, operate or even act as a control element.

2. Apparatus according to claim i, characterized characterized in that the relief of the control part (i i) in a known manner by means of a two-armed balance beam (15) with setting scale and adjustable barrel weight (16) for different flow rates (Fig. I), the shorter lever arm (18) through the rod (21) and the web (20) with the throttle housing (2) or the Control part (i i) is connected.

3. Apparatus according to claim i and 2, characterized in that that the longer lever arm (i9) of the balance beam (15) on the shorter lever arm (18) is articulated so that when the longer lever arm (i9) is raised by the float (24) the relief of the control part (ii) is canceled and the throttle housing (2) with the lower annular surface (35) designed as a valve on the valve seat (36) touches down and shuts off the flow.

4. Apparatus according to claim i, characterized in that the relief of the control part (12) takes place in a known manner by a helical compression spring (28) (Fig. 2), which through the spindle (29) with spring plate (30) on the required spring force is set and acts through the spring plate (27) and the web (26) on the control part (12) and when the flow rate or the pressure gradient is reduced to a certain value due to its preload, the throttle housing (2) with the as Valve formed lower annular surface (35) sits on the valve seat (36) and shuts off the flow.

5. Apparatus according to claim i and 4, characterized in that the altitude the diaphragm (7) or the flow rates set with it in a known manner by a translation unit with a display device with the screw spindle (8) is coupled for the cover (7), transferred to a scale on the outside of the housing (i) will.

6. Apparatus according to claim 1, 4 and 5, characterized in that by the externally operated lever (34) the throttle housing (2) with the control part (12) is blocked in the highest position.