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DE920840C - Einrichtung zur selbsttaetigen Reglung des Luftpolsters in Druckkesseln, insbesondere fuer OEldruckkessel mit hohem Betriebsdruck - Google Patents

Einrichtung zur selbsttaetigen Reglung des Luftpolsters in Druckkesseln, insbesondere fuer OEldruckkessel mit hohem Betriebsdruck

Info

Publication number
DE920840C
DE920840C DEK17810A DEK0017810A DE920840C DE 920840 C DE920840 C DE 920840C DE K17810 A DEK17810 A DE K17810A DE K0017810 A DEK0017810 A DE K0017810A DE 920840 C DE920840 C DE 920840C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
piston
pressure
air
oil
air cushion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEK17810A
Other languages
English (en)
Inventor
Otto Kracht
Hans Schumacher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kracht Pumpen und Motorenfabrik GmbH and Co KG
Original Assignee
Kracht Pumpen und Motorenfabrik GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kracht Pumpen und Motorenfabrik GmbH and Co KG filed Critical Kracht Pumpen und Motorenfabrik GmbH and Co KG
Priority to DEK17810A priority Critical patent/DE920840C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE920840C publication Critical patent/DE920840C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D9/00Level control, e.g. controlling quantity of material stored in vessel
    • G05D9/02Level control, e.g. controlling quantity of material stored in vessel without auxiliary power

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Description

  • Einrichtung zur selbsttätigen Reglung des Luftpolsters in Druckkesseln, insbesondere für Uldruckkessel mit hohem Betriebsdruck In automatischen Versorgungsanlagen für Wasser mit niedrigem oder hohem Druck und noch mehr in Druckölversorgungsanlagen können erfahrungsgemäß Störungen dadurch auftreten, daß in dem als Speicher eingebauten Druckkessel das über dem Flüssigkeitsspiegel stehende Luftpolster nach und nach kleiner wird. Es wird deshalb für einen wirtschaftlichen Betrieb einer solchen Anlage eine möglichst einfache und selbsttätige Nachfüllung des Luftpolsters verlangt. Es sind bereits Einrichtungen zur selbsttätigen Reglung des Luftpolsters in den Druckkesseln solcher Anlagen vorgeschlagen worden, die der betriebsmäßigen Verminderung des Luftpolsters wirksam entgegenarbeiten und selbsttätig das zu klein gewordene Luftpolster im Druckkessel der Anlage immer wieder auf einen gewünschten normalen Wert erweitern. Für die in Wasserversorgungsanlagen vorliegenden Verhältnisse und auch in Druckölanlagen mit niedrigen und mittleren Drücken sind diese Einrichtungen durchaus brauchbar, erfüllen aber in Anlagen mit höherem Betriebsdruck ihren Zweck nicht mehr zur vollen Zufriedenheit.
  • Die Umsteuerung der Einrichtung vom Füllen des Reglergehäuses zum Entleeren wird in jenen Anlagen durch schwimmerbetätigte Ventile bewirkt; dabei ist aber nicht zu vermeiden, daß im Augenblick des Anhebens der Schwimmerstange, wodurch das Entleerungsventil geöffnet wird, noch ein gewisser Restluftraum (schädlicher Raum) im Reglergehäuse vorhanden ist, der annähernd unter dem jeweiligen Druck des Druckkessels steht. Andererseits ist bei der Verdichtung der beim Entleeren in das Reglergehäuse gesaugten Luft das Boyle Mariottesche Gesetz maßgebend; bei Anlagen mit höherem Betriebsdruck wird also erst einmal ein erheblicher Teil des Reglervolumens für die Verdichtung der angesaugten Luft auf den augenblicklichen Betriebsdruck verbraucht, bevor überhaupt die Luft aus dem Regler in das Luftpolster des Druckkessels überströmen kann. Wenn also zum Verdichten der angesaugten Luft auf den jeweiligen Betriebsdruck eine so starke Raumverminderung erforderlich ist, daß nur das Volumen des erwähnten Restluftraums verfügbar bleibt, so kann keine Luftförderung aus dem Regler in den Druckkessel mehr erfolgen. Der Regler würde also seine Aufgabe nicht mehr erfüllen können.
  • Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Anlage zu schaffen, die auch bei wesentlich höheren Betriebsdrücken eine einwandfreie selbsttätige Reglung des im Druckkessel vorhandenen Luftpolsters ermöglicht. Die Erfindung ist nach einem Hauptmerkmal dadurch gekennzeichnet, daß an den Druckkessel in der gewünschten Maximalhöhe des Flüssigkeitsspiegels eine Reglervorrichtung in Gestalt eines Differentialdruckverdichters angeschlossen ist, die mit Hilfe der Druckflüssigkeit des Kessels betrieben wird.
  • Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal kann die Größe des gewünschten Luftpolsters durch die Höhe der Einmündungsstelle der Verbindungsleitung zwischen Regler und Druckkessel festgelegt werden.
  • Weiter ist für die Erfindung kennzeichnend ein Schwimmerventil, bei der an Stelle eines hohlen Schwimmers ein Verdrängerkörper verwandt wird, dessen spezifisches Gewicht größer ist als die von ihm verdrängte Flüssigkeit. Das Gewicht dieses Verdrängers wird vorzugsweise durch eine Feder teilweise aufgenommen, so daß er bei einem bestimmten Beflutungsgrad durch den Auftrieb angehoben wird, obwohl sein Gewicht größer ist als der Auftrieb, den er bei vollständiger Beflutung erfahren kann.
  • Wieder ein anderes Erfindungsmerkmal besteht darin, daß mittels einer auf dem Kolbenboden der Verdichtungseinrichtung ruhenden Flüssigkeitsmenge, deren Auffüllung selbsttätig erfolgt, die Luft aus dem Kompressionsraum des Reglers vollständig verdrängt werden kann.
  • Das Eindringen von Wasser, das beim Verdichten der Luft ausfallen kann, in den Ölraum des Druckkessels wird durch eine weitere für die Erfindung kennzeichnende Einrichtung verhindert. Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung ist die Umsteuerung der Kolbenbewegung von der einen Richtung in die andere mittels eines einzigen Steuerkolbens in Verbindung mit magnetischen Greiferstäben (im Gegensatz zu der bekannten Umsteuerung mit einem sogenannten Vorsteuerkolben).
  • Die Erfindung ist nachstehend nach ihrem Aufbau und ihrer Wirkungsweise beschrieben und durch die Zeichnung erläutert..
  • Abb: i ist eine schematische Seitenansicht der Gesamteinrichtung eines Druckkessels mit angeschlossenem Regler und Vorkammer zum Regler; Abb. 2 ist ein senkrechter Axialschnitt durch den Regler und seine Vorkammer; -Abb.3 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Reglers, wobei die Schnittebene normal zu der Schnittebene I-I der Abb. 2 liegt; Abb. q. ist ein waagerechter Schnitt durch den Regler nach der Linie II-11 der Abb. 2.
  • In den Zeichnungen ist i der Druckkessel einer Druckölversorgungsanlage für höheren Betriebsdruck. Eine Verbindungsleitung 2 führt von der höchsten Stelle einer Vorkammer 3 in den Druckkessel, und zwar in einer solchen Höhe, wie sie der Ölspiegel q. beim Pumpenausschaltdruek (Höchstdruck) einnehmen soll. Damit ist die Größe des normal gewünschten Luftpolsters oberhalb des Ölspiegels bestimmt; bei Entnahme von Drucköl aus dem Kessel sinkt der Ölspiegel, und das Luftpolster dehnt sich unter Druckabnahme aus, bis mit dem Erreichen des Pumpeneinschaltdrucks die Pumpe wieder zu arbeiten beginnt und den Ölvorrat im Kessel wieder bis zur gewünschten Höhe q. des Ölspiegels auffüllt. Aufgabe des Reglers mit seiner Vorkammer ist die selbsttätige Herstellung oder die Wiederherstellung des normalen Betriebszustands, wenn die Anlage erstmalig in Betrieb genommen werden soll bzw. wenn im Betrieb das Luftpolster sich unzulässig vermindert hat.
  • Die Leitung 2 soll entweder waagerecht oder mit etwas Gefälle vom Druckkessel zum Regler verlaufen und keinesfalls vom Druckkessel zum Regler hin steigen.
  • Die Vorkammer 3, in der der Betriebsdruck des Druckkessels herrscht, besteht aus der Druckhaube 5, die auf dem Ventilkörper 6 dicht aufsitzt. Ein im Ventilkörper 6 eingeschlossener Verdrängerkörper 7 ist an seinem unteren Ende mit einem Steuerkolben 8 ausgestattet, der öldicht axial verschiebbar in einer senkrechten Bohrung 9 des Ventilkörpers 6 geführt ist. Der Verdränger 7 ist aus Festigkeitsgründen, da er dem vollen hohen Betriebsdruck ausgesetzt ist, nicht wie ein Schwimmer hohl ausgeführt, sondern zweckmäßig als Massivkörper aus geeignetem Stoff. Das Gewicht eines solchen Körpers, im folgenden Verdränger genannt, ist daher normalerweise größer als der Auftrieb, den er bei vollständigem Eintauchen in die Druckflüssigkeit erfährt. Um den Verdränger bei einem bestimmten Beflutungsgrad trotz seines hohen Gewichts aufschwimmen zu lassen, damit der Steuerkolben seine gewünschte Bewegung ausführen kann, ist unter dein Steuerkolben eineDruckfeder io angeordnet, die das Eigengewicht des Verdrängers und des Steuerkolbens zu einem entsprechenden Teil aufnimmt. Damit wird erreicht, daß der Steuerkolben 8 bei nicht beflutetem Verdränger 7 in seiner unteren Lage steht, bei einem gewissen Beflutungsgrad aber um einen gewünschten Betrag ansteigen kann.
  • Der Ventilkörper 6 wird nach unten durch eine Kappe ii abgeschlossen, deren Boden i2 als Stützfläche für die Druckfeder io und als Begrenzungsanschlag für die Steuerkolbenbewegung dient.
  • An Stelle des dargestellten Verdrängers 7 kann auch eine andere Ventileinrichtung mit spezifisch schwererem Auftriebskörper verwendet werden, wie deren einige in einer gleichzeitigen Erfindung beschrieben und dargestellt sind.
  • Der Steuerkolben 8 ist mit einer Längsbohrung 13 versehen, die von einer oberen und einer unteren Querbohrung 14 und 15 geschnitten wird. Hierdurch wird der in der Druckhaube 5 der Vorkammer 3 herrschende Betriebsdruck des Kessels bis unter den Steuerkolben geleitet und dieser in jeder Stellung von dem Betriebsdruck entlastet. Eine Steuerkante 16 am Kolben 8 gibt bei angehobenem Kolben dem Betriebsdruck aus der Vorkammer 3 über die Kanäle 14, 13 und 15 den Weg in den Kanal 17 frei.
  • Im Ventilkörper 6 ist eine Kolbenpumpe senkrecht angeordnet; diese besteht im wesentlichen aus einem Zylinder 18, einem Pumpenkolben i9 mit einer darin festsitzenden Kolbenstange 2o und einem Deckel 22, der den Ringraum 21 zwischen Zylinderwand und Kolbenstange nach oben abschließt. Eine Dichtung 23 schließt die Durchführung der Kolbenstange 20 durch den Deckel 22 luftdicht ab, so daß die im Ringraum unter hohem Druck stehende Luft nicht an der Kolbenstange vorbei nach oben entweichen kann. Nach unten ist der Ringraum dadurch abgedichtet, daß über dem in normaler Weise abgedichteten Kolben eine bestimmte Ölmenge 24 lagert, die jedes Entweichen der Luft nach unten ausschließt. Die weitere Aufgabe dieser Ölmenge 24 wird weiter unten noch behandelt.
  • Im Deckel 22 sitzt ein zum Ringraum 21 öffnendes Rückschlagventil, das beispielsweise aus einer Kugel 25 und einer Druckfeder 26 bestehen kann. Es verschließt unter bestimmten Betriebsbedingungen eine Öffnung 27, die in einen trichterförmigen Aufsatz 28 und damit in den Raum 29 mündet, der von der Oberseite des Ventilkörpers 6 und einer Verkleidungshaube 30 gebildet wird. Die Verkleidungshaube 30 steht durch eine Öffnung 31 mit der Atmosphäre in Verbindung.
  • Wie die Abb. 4 erkennen läßt, liegt im Deckel 22 ein weiteres Rückschlagventil 32, das mit dem Ventil 25 in Verbindung steht und andererseits durch eine Leitung 33 die Verbindung zur Vorkammer 3 herstellt.
  • Pumpenkolben i9 und Kolbenstange 2o werden selbständig in die untere Stellung zurückgeführt, beispielsweise durch einen Arm 34, an dem eine Zugfeder 35 angreift, die durch eine Bohrung 36 im Ventilkörper 6 frei hindurchgeht und mit ihrem anderen Ende bei 37 am Zylinder 18 eingehängt ist, so daß sie sich beim Heben des Kolbens i9 spannt und bei seinem Sinken entspannt wird. Zum Zweck des Kräfteausgleichs könnte man die Zugfeder 35 selbstverständlich auch symmetrisch zur Kolbenlängsachse mehrfach ausführen.
  • Der Arm 34 trägt andererseits eine nach unten führende Steuerstange 38. Diese ist, wie Abb. 3 erkennen läßt, lose durch Bohrungen 39,40 in zwei Weicheisenplatten 41, 42 und eine Bohrung 43 im Ventilkörper 6 hindurchgeführt. Sie trägt weiter einen unteren und einen oberen Mitnehmer 44, 45. Eine kleine Druckfeder 46 steht lose die Steuerstange 38 umgebend auf dem unteren Mitnehmer 44, eine ebensolche Druckfeder 47 gleicher Art und Anordnung auf der oberen Weicheisenplatte 41 zwischen dieser und dem oberen Mitnehmer 45.
  • Die beiden Weicheisenplatten 41, 42 sitzen auf den Stirnflächen eines im Ventilkörper 6 ebenfalls senkrecht geführten Steuerkolbens 48 mit den Steuerkanten 48a und 48b; die Platten ragen seitlich über die im Ventilkörper 6 sitzenden magnetischen Greiferstäbe 49, 5o hinaus. Die Haftflächen 51, 52 der Greiferstäbe liegen bündig zu der Ober- und Unterseite des Ventilkörpers, während der Steuerkolben 48 um einen bestimmten Betrag länger ist als die Dicke des Ventilkörpers, so daß der Steuerkolben um diesen Unterschiedsbetrag axial verschoben werden kann. In seiner unteren oder oberen Stellung wird er durch die Haftkraft der Greiferstäbe über die Weicheisenplatten 41 oder 42 so lange festgehalten (magnetisches Gesperre), bis eine hinreichende Kraft die Haftkraft des einen oder anderen Greiferstabes überwindet und die Bewegung des Steuerkolbens nach der anderen Endstellung freigibt, wie dies weiter unten erläutert ist.
  • Zwischen den Steuerkanten 48a und 48b des Steuerkolbens 48 liegt ein kleiner Ringraum 53. In der (gezeichneten) unteren Stellung des Steuerkolbens ist der Kanal 17 über den Ringraum 53 und eine Leitung 54 .mit dem Hubraum 55 des Zylinders 18 verbunden, während die durch den Ventilkörper nach oben führende Leitung 56 von der oberen Steuerkante 48b des Steuerkolbens 48 verschlossen wird. In der oberen Stellung des Steuerkolbens dagegen verschließt die Steuerkante 48a den Kanal 17, und die Leitung 54 ist über den Ringraum 53 mit der Leitung 56 verbunden.
  • Die Einmündung der Leitung 54 in den Hubraum 55 des Zylinders 18 soll an einer möglichst tief gelegenen Stelle des Zylinders liegen. Die Leitung 56 mündet mit einem waagerechten düsenähnlichen Auslauf 57 oberhalb des trichterförmigen Aufsatzes 28 etwa parallel zur Längsachse der vom oberen Trichterrand in waagerechter Ebene gebildeten geometrischen Figur (Oval oder Ellipse).
  • Zylinder 18, Zugfeder 35, Steuerstange 38 und Leitung 54 werden zweckmäßig von einem Raum 58 umschlossen, den eine untere Verkleidungshaube 59 mit der Unterfläche des Ventilkörpers 6 einschließt. Eine Abflußleitung 6o führt von der tiefsten Stelle der Haube 59 in einen kleinen Sammelbehälter 61 ; dieser ist mit einem Überlauf ausgestattet, von dem aus eine Leitung 62 in den drucklosen Ölvorratsbehälter führt.
  • Der Raum 58 steht durch die Bohrungen 36 und 43 mit dem oberen Raum 29 in Verbindung, so daß also in beiden Räumen nur atmosphärischer Druck herrscht. Wirkungsweise des Reglers Wie erwähnt, liegt die Aufgabe des Reglers darin, die Höhe des Ölspiegels 4, die im normalen Betrieb zwischen der (in Abb. i gezeichneten) oberen oder Sollhöhe und einer unteren, zum Wiedereinschalten der Pumpe führenden Höhe schwankt, beim Überschreiten der Sollhöhe, also zu kleinem Luftpolster, wieder auf das gewünschte Maß zurückzubringen. Der Regler tritt also nur in Tätigkeit, wenn die Sollhöhe des Ölspiegels überschritten wird. Die Höhe, in der die Verbindungsleitung 2 zwischen Druckkessel und Regler in den Druckkessel einmündet, ist das Konstruktionsmaß, das für die Bestimmung der Luftmenge im Kessel zu wählen ist.
  • Sobald bei Inbetriebnahme der Anlage der Ölspiegel 4 über die Sollhöhe ansteigt, fließt durch die waagerechte oder schwach zum Regler hin geneigte Zwischenleitung 2 Ö1 in die Vorkammer 3 des Reglers, in dem der Verdränger 7 durch sein Gewicht in der tiefsten Stellung gehalten wird. Durch die Bohrungen 14, 13 und 15 gelangt Öl auch in den Raum unter dem Einschaltkolben 8, die in der Vorkammer enthaltene Luft weicht durch die Leitung :2 in den Luftraum des Druckkessels aus. Der Kanal 17 bleibt in dieser tiefsten Stellung des Kolbens 8 noch verschlossen.
  • Mit dem Ansteigen des Ölspiegels in der Vorkammer erhält der Verdränger 7 einen Auftrieb, der gemeinsam mit der Hubkraft der Druckfeder io schon vor der völligen Beflutung des Verdrängers hinreicht, um das Gewicht von Verdränger 7 und Kolben 8 anzuheben; so kann nun die Steuerkante 16 dem C51 aus der Vorkammer 3 den Weg zum Kanal 17 freigeben.
  • Das aus .der Vorkammer durch die Kanäle 14, 13, 15 und 17 fließende 01 gelangt nun, da sich der Steuerkolben 48 in seiner unteren Stellung befindet, durch den Ringraum 53 und die Leitung 54 in den Hubraum 55 des Zylinders 18. Der Pumpenkolben ig wird angehoben und schiebt die Kolbenstange 2o unter zunehmender Spannung der Feder 35 aus dem durch Deckel 2.2 verschlossenen Zylinder heraus nach oben.
  • Da der Ringraum 21 zwischen Zylinder i8 und Kolbenstange 2o nach unten durch die auf dem Pumpenkolben ruhende Ölschicht 24 und nach oben durch das Rückschlagventil 25 verschlossen ist, so wird beim Anstieg des Pumpenkolbens ig die Luft im Ringraum zunächst auf den Betriebsdruck des Kessels komprimiert, wie er auch in der Vorkammer 3 und im Hubraum 55 unter dem Pumpenkolben ig herrscht. Infolge des Größenunterschiedes zwischen der Unterseite des Kolbens i9 und seiner Oberseite, deren Flächeninhalt um den Querschnitt der Kolbenstange 20 kleiner ist, und da außerhalb des Zylinders die Kolbenstange nur unter atmosphärischem Druck steht, die Zugkraft der Rückführfeder 35 aber nur verhältnismäßig klein ist, so steigt auch nach dem Erreichen des Betriebsdrucks im Ringraum 21 der Pumpenkolben noch weiter an. Damit wird der Druck im Ringraum Z i größer als im Hubraum 55, das Rückschlagventil 32 öffnet sich und läßt die komprimierte Luft aus dem Ringraum durch die Leitung 33 in die Vorkammer 3 und von dort durch die Leitung ä in das Luftpolster des Druckkessels i gelangen.
  • Die auf der Oberseite des Pumpenkolbens 1g ruhende, den Boden des Ringraums 21 füllende Ölmenge hat über ihre Aufgabe hinaus, eine unbedingt zuverlässige Abdichtung gegen ein Abfließen von Luft nach unten zu ergeben, noch eine weitere, äußerst wichtige betriebliche Funktion zu erfüllen. Die Ölmenge 24 ist so bemessen, daß sie, noch bevor der Pumpenkolben ig seine obere Endstellung erreicht, die Luft aus dem Ringraum und auch aus dem Raum des Rückschlagventils 25 völlig verdrängt und damit den schädlichen Raum oberhalb des Pumpenkolbens wirklich zum Verschwinden bringt, indem durch das Rückschlagventil 32 und die Leitung 33 hindurch erst Luft und dann auch noch 01 in die Vorkammer 3 gedrängt wird. Das bedeutet aber, daß mit einem solchen Kompressionssystem an sich beliebig hohe Kompressionsdrücke erreicht werden können, da das Ausgangsvolumen im Ringraum 2i bis zum Ende der Kompression bis auf Null verringert wird.
  • Von der Bewegung des Pumpenkolbens ig wird zugleich die mechanische Umsteuerung abgeleitet. Die mit der Kolbenstange 2o fest verbundene Steuerstange 38, die an ihrem unteren Ende über dem Mitnehmer 44 die lose sitzende Druckfeder 46 trägt, stößt bei Annäherung an die obere Umkehrstellung an .die untere Weicheisenplatte 42 des Steuerkolbens 48, der zu dieser Zeit noch mit seiner oberen Weicheisenplatte 41 an dem oberen magnetischen Greiferstab 49 haftet. Erst wenn die Druckfeder 46 bei der weiteren Aufwärtsbewegung von Kolben ig und Steuerstange 38 hinreichend zusammengedrückt ist, vermag sie die Haftkraft des oberen Greiferstabes 49 zu überwinden; damit wird das magnetische Gesperre 41, 51, 49 getrennt; der Steuerkolben 48 springt in seine obere Stellung und wird in dieser nunmehr durch das untere magnetische Gesperre 42, 52, So festgehalten.
  • Mit der Umsteuerung des Steuerkolbens 48 in seine obere Stellung wird der Zutritt des Öls aus dem Kanal 17 (bei noch angehobenem Verdränger 7 und Einschaltkolben 8) durch die Leitung 54 zum Hubraum 55 abgesperrt und dafür über den Ringraum 53 am Steuerkolben 48 die Verbindung zwischen den Leitungen 54 und 56 hergestellt, so daß der Hubraum 55 jetzt unter atmosphärischen Druck kommt. Die bei der Aufwärtsbewegung der Kolbenstange 2o gespannte Zugfeder (oder ein ihr äquivalentes elastisches Glied) führt die Kolbenstange 2o und den Kolben ig in ihre unterste Stellung zurück und läßt dabei das Öl aus dem Hubraum 55 und den Leitungen 54 und 56 entweichen.
  • Bei der hierbei eintretenden Vergrößerung des Ringraums 21 schließt sich das Rückschlagventil 32, durch das zuerst Luft und am Ende des Pumpenhubes auch ein Teil der Ölmenge 24 in die Vorkammer 3 gefördert wurde, unter Wirkung des Betriebsdrucks sofort, während sich das Rückschlagventi125 infolge des Unterdrucks im Ringraum 21 öffnet; damit kann aus dem oberen Raum 2g Luft in den Ringraum einströmen, während durch die Öffnung 31 in der Verkleidungshaube 30 Außenluft in den Raum 29 nachströmt.
  • Die Kraft der Rückführfeder 35 hat zu Beginn der Rückbewegung des Kolbens ig ihren Größtwert, .der beim Sinken des Kolbens nach und nach kleiner wird. Daher entweicht auch das Öl aus dem Hubraum 55 zuerst schnell, d. h. es spritzt aus dem düsenartigen Auslauf 57 der Leitung 56 zunächst in weitem Strahl über den trichterartigen. Aufsatz 28 hinweg (stark gestrichelte Kurve in Abb. 2) gegen die Wand des Raums 29 und gelangt von da durch die Öffnungen 36 und 43 im Ventilkörper 6 in den unteren Raum 58, sammelt sich an dessen unterem Ende und fließt durch die Leitung 6o in den Sammelbehälter 61, aus dem es über den Überlauf und die Leitung 62 in den drucklosen Ölvorrat zurückfließt.
  • Wenn dagegen am Ende des Kolbenrückgangs die Kraft der Feder 35 geringer wird und die Austrittsgeschwindigkeit des zurückströmenden Öls abnimmt, so wird es nach der punktiert gezeichneten Kurve in Abb.2 in den trichterförmigen Aufsatz laufen und von hier an dem Rückschlagventi126 vorbei durch die Bohrung 27 in den Ringraum 21 gelangen, so daß nicht mehr Luft, sondern dieses Öl in den Ringraum gesaugt wird. Damit wird die Ölmenge 24 am Boden des Ringraums um mindestens die Ölmenge aufgefüllt, die gegen Ende des Druckhubes in die Vorkammer verdrängt worden war.
  • Wenn sich der Pumpenkolben seinem unteren Hubende nähert, so setzt sich der M-itnehmer 45 an der mit dem Kolben ig fest verbundenen Steuerstange 38 auf die obere Druckfeder 47 auf und drückt diese zusammen, bis ihre Spannkraft ausreichend stark geworden ist, um die Haftkraft des unteren Greiferstabes 50, der mit seiner Haftfläche 52 die untere Weicheisenplatte 42 des Steuerkolbens 48 zunächst noch festhält, zu überwinden, so daß der Steuerkolben wieder in seine untere Stellung (Abb. 2 und 3) zurückspringt und nun wieder die Verbindung des Kanals 17 mit dem Hubraum 55 herstellt, so daß sich mit dem Ansteigen des Pumpenkolbens ig das Rückschlagventil 25 schließen und ein neues Reglerspiel beginnen kann.
  • So wird mit jedem Reglerspiel eine gewisse Menge Luft in das Luftpolster des Druckkessels gefördert. Die Reglerspiele dauern an, solange der Ölspiegel 4 über der Sollhöhe steht. Sinkt er unter die Sollhöhe, so arbeitet der Regler noch so lange, bis von dem Ö1 in der Vorkammer 3 so viel verbraucht ist, daß der Auftrieb des Verdrängerkörpers 7 selbst mit Unterstützung durch die Druckfeder io nicht mehr ausreicht, um den Einschaltschieber 8 in seiner oberen Stellung zu halten; damit sperrt die Steuerkante 16 den Kanal 17 ab, und der Regler kommt außer Betrieb.
  • Die erfindungsgemäße Einrichtung ist auch geeignet, Wasser, das sich aus der Luft abscheiden kann und in das Drucköl gerät, so aufzufangen, daß es unter keinen Umständen mit in den Druckkessel gelangen kann. Dieses Wasser scheidet sich aus der atmosphärischen Luft ab, wenn diese ohne gleichzeitige Erwärmung komprimiert wird. Es kann also unter ungünstigen Bedingungen durch die Leitung 33, die die verdichtete Luft und gegen Ende des Druckhubes auch Öl in die Vorkammer 3 fördert, auch ein gewisser Anteil Wasser mit in die Vorkammer eintreten. Da sich aber in der Vorkammer, während der Regler arbeitet, Öl befindet, so kann die Luft sofort darin hochsteigen und durch die Leitung 2 in den Druckkessel gelangen, während sich das etwa mitgeführte Wasser infolge seiner größeren Wichte am Boden der Vorkammer unterhalb von deren Ölfüllung absetzt. Von hier gelangt es bei arbeitendem Regler mit dem Öl in den Hubraum 55 des Zylinders 18 und von da während eines Rückführhubes durch die Leitungen 54, 56 und 6o in den Sammelbehälter 61. Auch hier lagert sich wieder das Wasser am Boden ab, so daß das aus dem Regler entweichende Öl durch den Überlauf und die Leitung 62 im wesentlichen wasserfrei in den drucklosen Ölbehälter abgeleitet werden kann. Wenn dann der Sammelbehälter 61 von Zeit zu Zeit entleert wird, kann das abgeschiedene Wasser bequem daraus entfernt und das Betriebsöl ständig wasserfrei gehalten werden.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum selbsttätigen Regeln des Luftpolsters in Druckkesseln, insbesondere für Öldruckkessel mit hohem Betriebsdruck, dadurch gekennzeichnet, daß an den Druckkessel (i) an der Stelle der gewünschten Maximalhöhe des Flüssigkeitsspiegels (4) eine Regelvorrichtung mit einem Differentialdruckverdichter (18, ig, 2o ... ) angeschlossen ist, der mit der im Kessel unter dem Betriebsdruck stehenden Flüssigkeit als Druckflüssigkeit betrieben wird.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des gewünschten Luftpolsters durch d ie Höhe der Einmündungsstelle der , Verbindungsleitung (2) zwischen Regler (3) und Druckkessel (i) festgelegt werden kann.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Druckkessel und dem Verdichter (18, ig, 2o ... ) eine Vorkammer (3) eingeschaltet ist, in der durch einen Schwimmer (Verdrängungskörper) eine Einschaltvorrichtung (Kolben 8) für den Differentialdruckverdichter gesteuert wird.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Einschaltkolben (8) verbundene Verdrängungskörper ein höheres spezifisches Gewicht hat als die von ihm verdrängte Flüssigkeit und von einer vorzugsweise auf Druck beanspruchten Feder unterstützt ist, die so bemessen ist, daß beim Eintauchen in die Flüssigkeit ein ausreichender Auftrieb gewährleistet ist.
  5. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verdichten der in das Luftpolster zu fördernden Ergänzungsluft eine mit der Druckflüssigkeit betriebene Kolbenpumpe (18, 1g, 20) vorgesehen ist, bei der eine im Kompressionsraum über dem Verdichterkolhen stehende Flüssigkeitsmenge (24) beim Erreichen der oberen Kolbenstellung eine restlose Entfernung der Luft aus dem Kompressionsraum ermöglicht und der schädliche Raum durch das Eindringen von Teilmengen dieses Öls in die Ventile und Leitungen (25, 32, 33) zur Vorkammer (3) bis auf Null vermindert werden kann.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, mit der ein Teil der bei der Rückkehr des Kolbens (i9) in seine Ausgangsstellung verdrängten Druckflüssigkeit die Flüssigkeitsmenge (24) über dem Kolben (i9) wieder auffüllt.
  7. 7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsteuerung der Pumpe (i9, 2o) für die Verdichtung der in das Luftpolster zu fördernden Luft durch einen einzigen, vorzugsweise kolbenförmigen Schieber (48) erfolgt, der zweckmäßig in jeder seiner beiden Endstellungen durch ein magnetisches Gesperre (4r, 49, 51 bzw. 42, 50, 52) festgehalten wird, bis gegen Ende der Kolbenbewegung eine von dem Kolben mitgeführte Kraftquelle, z. B. eine Feder (45,46), hinreichend gespannt ist, um die Haltekraft des Magnets zu überwinden. B. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Eindringen von aus der komprimierten Luft abgeschiedenem Wasser in den Druckkessel (i) dadurch verhindert ist, daß die in. der Pumpeinrichtung (i8, ig, 2o) komprimierte Luft in den Druckkessel (i) über die Vorkammer (3) gefördert wird und das zum Betrieb der Pumpeinrichtung dienende Drucköl mit etwaigem Kondenswasser einen Kreislauf innerhalb des Reglers und seiner Vorkammer ausführt bzw. aus dem Gehäuse des Differentialdruckreglers ausgeschieden werden kann (6i,62).
DEK17810A 1953-04-22 1953-04-22 Einrichtung zur selbsttaetigen Reglung des Luftpolsters in Druckkesseln, insbesondere fuer OEldruckkessel mit hohem Betriebsdruck Expired DE920840C (de)

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