DE1243907B

DE1243907B - Overflow gas pressure regulator

Info

Publication number: DE1243907B
Application number: DEJ25369A
Authority: DE
Inventors: Heinz Schulz; Dipl-Ing Friedrich Schulze
Original assignee: INST SCHIENENFAHRZEUGE
Current assignee: INST SCHIENENFAHRZEUGE
Priority date: 1964-03-02
Filing date: 1964-03-02
Publication date: 1967-07-06

Description

überström-Gasdruckregler Die Erfindung betrifft einen mit einer Pufferflüssigkeit arbeitenden überström-Gasdruckregler, insbesondere für Kühlsysteme, vorzugsweise in Schienentriebfahrzeugen.Overflow gas pressure regulator The invention relates to one with a buffer liquid working overflow gas pressure regulator, especially for cooling systems, preferably in rail locomotives.

Es sind bereits die verschiedenartigsten Ausführungsformen von Druckregelvorrichtungen bekannt, die vorwiegend als entweder auf Unter- oder auf Überdruck ansprechende, meistens als feder- oder membrangesteuerte Regelventile ausgebildet sind. Derartige Regelventile enthalten aber eine Anzahl von besonders störanfälligen Teilen, so daß ihre Funktionssicherheit schon bei geringfügigen Verschmutzungen sowie bei geringen mechanischen Beanspruchungen (wie beispielsweise durch die Schienenstöße an Schienenfahrzeugen hervorgerufenen Schwingungen) erheblich abnimmt.There are already the most varied of embodiments of pressure regulating devices known, which are primarily known as responding to either negative or positive pressure, are mostly designed as spring or diaphragm controlled control valves. Such Control valves contain a number of parts that are particularly susceptible to failure, see above that their functional reliability even with minor contamination as well as with minor mechanical loads (such as those caused by the rail joints on rail vehicles caused vibrations) decreases considerably.

Weiterhin ist bereits eine mit einer Flüssigkeit arbeitende Druckregelvorrichtung bekanntgeworden, die den Einströmdruck der Druckluft in pneumatischen Feinmeßvorrichtungen regelt. Diese Druckregelvorrichtung besteht aus einem mit einer Flüssigkeit gefüllten Gefäß und einem in dieses eintauchenden Rohr, das einseitig an die Druckluftleitüng angeschlossen und an seinem freien Ende offen ist. Die Eintauchtiefe ,des Rohres in die Flüssigkeit bestimmt den Druck des dem Meßgerät gelieferten Gases. Das überschüssige Gas wird. in Form von Blasen durch das offene Ende des Rohres und durch die Flüssigkeit des Behälters hindurch abgeführt.Furthermore, there is already a pressure regulating device that works with a liquid became known that the inflow pressure of the compressed air in pneumatic precision measuring devices regulates. This pressure regulating device consists of one filled with a liquid Vessel and a tube immersed in this, which is connected to the compressed air line on one side connected and open at its free end. The immersion depth of the pipe into the liquid determines the pressure of the gas supplied to the measuring device. The excess Gas will. in the form of bubbles through the open end of the tube and through the liquid of the container discharged through it.

Derartige Druckregelvorrichtungen sind aber ausschließlich zur Druckreduzierung, d. h. zur Verhinderung des Auftretens -von Überdruck, -zu verwenden. Außerdem weisen diese Druckregelvorrichtungen den Nachteil auf, daß sich die Höhe des Flüssigkeitsspiegels durch Flüssigkeitsteilchen, die von ent= weichenden Gasblasen mitgerissen werden, und damit der Wert des Druckes, auf den die Regelvorrichtung anspricht, ändert. Dies kann nur durch Anbringen besonderer, den Flüssigkeitsspiegel konstant haltender Zusatzeinrichtungen verhindert werden: Um in einem Drucksystem, in dem bedingt durch entsprechende Einrichtungen sowohl Über- als auch Unterdruck auftreten kann, den Druck in einem bestimmten Bereich zu halten, mußte man bisher zwei der üblichen membran- oder federgesteuerten Regelventile anbringen. Dabei hat eines dieser Ventile- auf einen bestimmten Unterdruck und das -andere beim Auftreten von überdruck -. bezogen auf den vorgegebenen Wert - angesprochen. Die Funktionssicherheit derartiger Anlagen war - demzufolge vor= wiegend von der Störunempfindlichkeit dieser Regelventile abhängig. Diese Nachteile, traten unter anderem besonders bei der Verwendung derartiger Regelventile für instationäre Anlagen, beispielsweise für Schienenfahrzeuge, in Erscheinung.Such pressure regulating devices are only used to reduce pressure, d. H. to prevent the occurrence of overpressure. Also wise These pressure regulating devices have the disadvantage that the height of the liquid level by liquid particles that are carried away by escaping gas bubbles, and thus the value of the pressure to which the control device responds changes. This can only be done by attaching special ones that keep the liquid level constant Additional devices are prevented: To be used in a printing system in which due to appropriate facilities can occur both overpressure and underpressure, the Up to now, one had to do two of the usual ones to keep pressure within a certain range Attach diaphragm or spring operated control valves. One of these valves has to a certain negative pressure and the other when overpressure occurs. related to the specified value - addressed. The functional reliability of such The system was - consequently predominantly - from the insensitivity of these control valves to interference addicted. These disadvantages occurred, inter alia, particularly when using such Control valves for non-stationary systems, e.g. for rail vehicles, in Appearance.

Die vorgenannten Regelventile konnte man durch eine ebenfalls bekannte Drackregeleinrichtung- ersetzen, die sowohl auf Über- als auch auf Unterdruck anspricht. Diese Einrichtung besteht aus einem topfartigen Gefäß, das eine Pufferflüssigkeit, beispielsweise Quecksilber, enthält und- eine oberhalb des Flüssigkeitsspiegels einmündende, mit einem Drucksystem verbundene Leitung hat..In dieses topfartige Gefäß-ist. ein weiteres Gefäß gasdicht eingesetzt, das aus einem unten offenen, in die#Pufferflüssigkeit eintauchenden Rohr besteht,. dessen oberes Ende topfartig erweitert und durch einen -Stopfen verschlossen ist. Das untere, in die topfartige Erweiterung des Rohres hineinragende Ende des Stopfens weist die Form eines Kegelstumpfes auf, derser%krechtzuseiner Achse verlaufende und in ein nach -oben offenes Sackloch mündende Bohrungen enthälf@-Der Innenraum des Rohres und seiner Erweiterung ist über diese Bohrungen und das Sackloch mit der Atmosphäre oder einem sich an den Stopfen- -anschließenden Drucksystem verbunden. 7e nach den-, ,in dem an das topfartige Gefäß angeschlossenen Dcksystem herrschenden Druckverhältnissen wird-.die. Pufferflüssigkeit bis zur Freigabe des unteren offenen Rohrendes in das Rohr hineingedrückt oder aus diesem herausgesaugt. Hierdurch kann entweder das: in dem Drucksystem befindliche Gas in das Rohr eintreten und durch die Pufferflüssigkeit sowie die Bohrungen des Stopfens hindurch entweichen oder, umgekehrt, Gas durch die Bohrungen des Stopfens und die.'ufferflüssigkeit über das- Rohr angesaugt; sowie =des Drucksystem zugeführt werden. .-- - ,. . ..-... Der Nachteil vorgenannter Druckregeleinrichtungen besteht darin, daß trotz der kegligen Form des Stopfens und der speziellen Anordnung der in ihm angebrachten Bohrungen Teile der Pufferflüssigkeit in Form von Tropfen, die das durch die Flüssigkeit entweichende Gas mitreißt, über das Sackloch aus dem Stopfen heraustreten können. Hierdurch verringert sich die Menge der Pufferflüssigkeit, woraus sich eine Veränderung der Werte des Unter- bzw. Überdruckes ergibt, auf den die Druckregeleinrichtung anspricht.The aforementioned control valves could also be used by a well-known one Replace pressure regulating device, which responds to both positive and negative pressure. This device consists of a pot-like vessel containing a buffer liquid, for example mercury, and one above the liquid level opening line connected to a pressure system ... into this pot-like Vascular is. another vessel is inserted gas-tight, which consists of an open at the bottom, tube immersed in the # buffer liquid. its upper end pot-like expanded and closed by a plug. The lower one, in the pot-like one Extension of the pipe protruding end of the plug has the shape of a truncated cone on, the% perpendicular to its axis and into a blind hole open at the top opening holes contain @ -The interior of the pipe and its extension is via these holes and the blind hole with the atmosphere or one to the Plug-connected pressure system. 7e after the, in which to the pot-like The pressure conditions prevailing in the pressure system connected to the vessel will-.the. Buffer liquid pushed into or out of the tube until the lower open end of the tube is released sucked out of this. In this way, either the: located in the printing system Gas enter the pipe and through the buffer liquid and the holes of the Stopper escape through or, conversely, gas through the bores of the stopper and sucked in the buffer liquid through the tube; as well as = supplied to the printing system will. .-- -,. . ..-... The disadvantage of the aforementioned pressure regulating devices is that despite the conical shape of the plug and the special arrangement the bores made in it parts of the buffer liquid in the form of drops, which entrains the gas escaping through the liquid, via the blind hole from the Stopper can come out. This reduces the amount of buffer liquid, which results in a change in the values of the negative or positive pressure on the the pressure control device responds.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Druckregelvorrichtung zu schaffen, die weitestgehend störunempfindlich arbeitet und den Druck in einem Drucksystem in einem bestimmten Bereich konstant hält, d. h. sowohl auf Unterdruck als auch auf überdruck anspricht.The present invention is therefore based on the object of a To create pressure control device that works largely insensitive to interference and keeps the pressure in a printing system constant in a certain range, d. H. responds to both negative and positive pressure.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß bei einem überström-Gasdruckregler mit einem ersten Behälter, der oben eine Öffnung zur Atmosphäre besitzt und unten in ein Rohr ausläuft, das in einen Druckbehälter mit Pufferflüssigkeit ragt und nach Absinken des Flüssigkeitsspiegels bis zur Rohröffnung zufolge einer Druckänderung vom Gas durchströmt einen der Flüssigkeitshöhe entsprechenden Druckunterschied aufrechterhält, erfindungsgemäß oberhalb 'des Rohres im ersten Behälter ein Prallkörper mit Strömungsumlenkflächen vorgesehen ist, der das Heraustreten von Flüssigkeit aus dem Behälter verhütet.This object is achieved according to the invention in that in one Overflow gas pressure regulator with a first container that has an opening to the atmosphere at the top owns and runs down into a tube that is in a pressure vessel with buffer liquid protrudes and, after the liquid level has dropped to the pipe opening, a Change in pressure from the gas flows through a pressure difference corresponding to the height of the liquid maintains, according to the invention above 'the pipe in the first container, an impact body with flow deflection surfaces is provided, which prevents the leakage of liquid out of the container.

Ausbildungsmerkmale der Erfindung enthalten die Unteransprüche.The subclaims contain features of the invention.

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Ansicht des erfindungsgemäßen Überström-Gasdruckreglers, im Schnitt dargestellt, F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A durch den* erfindungsgemäßen Überström-Gasdruckregler, F i g. 3 eine schematische Darstellung des überström-Gasdruckreglers bei in dem Drucksystem herrschendem überdruck, F i g. 4 den schematisch dargestellten Überström-Gasdruckregler in dem Zustand, bei dem der in dem Drucksystem herrschende Druck dem atmosphärischen Druck entspricht, F i g. 5 eine schematische Darstellung des Überström-Gasdruckreglers, wobei in diesem Unterdruck herrscht.An exemplary embodiment of the inventive concept is explained in more detail below with reference to drawings. It shows F i g. 1 shows a view of the overflow gas pressure regulator according to the invention, shown in section, FIG. 2 g of a section along the line AA through the * invention overflow gas pressure regulator, F i. 3 shows a schematic representation of the overflow gas pressure regulator when there is overpressure in the pressure system, FIG. 4 shows the schematically illustrated overflow gas pressure regulator in the state in which the pressure prevailing in the pressure system corresponds to atmospheric pressure, FIG. 5 shows a schematic representation of the overflow gas pressure regulator, in which negative pressure prevails.

Der überström-Gasdruckregler besteht aus zwei ineinandergeschobenen Gefäßen 1 und 2. Das Gefäß 1 wird durch einen Behälter 3 und ein zentrisch in dessen Boden 4 eingelassenes Rohr 5 gebildet. Das Rohr 5 weist nach unten eine topfartige Erweiterung 6 auf. In den nach der Mitte zu abfallenden Boden 4 sind mehrere Rohrstücke 7 eingelassen, die in den Behälter 3 um ein bestimmtes Maß hineinragen und deren Enden unverschlossen sind. Den oberen Abschluß des Behälters 3 bildet ein Flansch 8, über den der Behälter 3 mittels Befestigungsschrauben 9 an der Wandung 10 eines nicht näher dargestellten Drucksystems unter Zwischenschaltung einer Dichtung 11 befestigt ist.The overflow gas pressure regulator consists of two nested Vessels 1 and 2. The vessel 1 is through a container 3 and a centric in it Bottom 4 embedded pipe 5 is formed. The tube 5 has a pot-like shape downwards Extension 6 on. In the bottom 4 to be sloping towards the middle are several pieces of pipe 7 let in, which protrude into the container 3 by a certain amount and their Ends are unlocked. The upper end of the container 3 forms a flange 8, via which the container 3 by means of fastening screws 9 on the wall 10 of a Pressure system, not shown in detail, with the interposition of a seal 11 is attached.

Das auf das Gefäß 1 aufgesetzte Gefäß 2 besteht aus einem Behälter 12 und einem in dessen Boden 13 zentrisch eingelassenen offenen Rohr 14. Der Boden 13 des Behälters 12 fällt ebenso wie der des Behälters 3 nach der Mitte zu ab. Das Rohr 14 ragt in das Rohr 5 des Gefäßes 1 so weit ein, daß zwischen dem unteren Ende des Rohres 14 und der topfartigen Erweiterung 6 des Rohres 5 ein bestimmter Abstand 15 erhalten bleibt. -Der Behälter 12 ist durch einen mittels Schrauben 16 befestigten Deckel 17 abgedeckt. In den Behälter 12 ist ein unter der Wirkung einer Feder 18 stehender Prallkörper 19 eingesetzt, der durch Rippen 241 gebildete Strömungsumlenkflächen aufweist. Die Rippen 241 sind der Form des Bodens 13 des Behälters 12 angepaßt und erstrecken sich radial von der . Behältermitte spiralförmig bis an dessen Umfang. Die Feder 18 ist an einer in dem Deckel 17 eingesetzten Hülse 21 befestigt Die Hülse 21 enthält radiale Schlitze 22. Der Behälter 12 trägt einen Flansch 23, der radiale Ausnehmungen 24 zum Durchtritt der Befestigungsschrauben 9 aufweist und unter Zwischenschaltung einer Dichtung 28 mittels Schrauben 25 an dem Flansch 8 von Behälter 3 befestigt ist.The vessel 2 placed on the vessel 1 consists of a container 12 and an open tube 14 centrally embedded in the base 13 thereof. The base 13 of the container 12, like that of the container 3, slopes towards the middle. The tube 14 protrudes into the tube 5 of the vessel 1 so far that a certain distance 15 is maintained between the lower end of the tube 14 and the pot-like extension 6 of the tube 5. The container 12 is covered by a cover 17 fastened by means of screws 16. An impact body 19, which is under the action of a spring 18 and which has flow deflecting surfaces formed by ribs 241, is inserted into the container 12. The ribs 241 are adapted to the shape of the bottom 13 of the container 12 and extend radially from the. The center of the container spirals up to its circumference. The spring 18 is fastened to a sleeve 21 inserted in the cover 17. The sleeve 21 contains radial slots 22. The container 12 carries a flange 23 which has radial recesses 24 for the fastening screws 9 to pass through and with the interposition of a seal 28 by means of screws 25 the flange 8 of the container 3 is attached.

Die topfartige Erweiterung 6 des Rohres 5 enthält eine Flüssigkeit 26, vorzugsweise Quecksilber.The pot-like extension 6 of the tube 5 contains a liquid 26, preferably mercury.

Ein in dem nicht im einzelnen dargestellten Drucksystem herrschender Druck pflanzt sich durch die Rohrstücke 7 in den Behälter 3 und das Rohr 5 des Gefäßes 2 fort. Dabei wird Flüssigkeit 26 aus der topfartigen Erweiterung 6 verdrängt, wodurch der Flüssigkeitsspiegel 27 in dieser abfällt und in dem Rohr 14 ansteigt. Sobald die Flüssigkeitssäule in dem Rohr 14 dem Druck entspricht, der in dem Drucksystem herrscht, stellt sich ein Beharrungszustand der Flüssigkeitsspiegel 27 in der topfartigen Erweiterung 6 des Rohres 5 und in Rohr 14 bzw. in den Gefäßen 1 und 2 ein.A pressure prevailing in the pressure system, which is not shown in detail, is propagated through the pipe sections 7 into the container 3 and the pipe 5 of the vessel 2. In the process, liquid 26 is displaced from the pot-like enlargement 6, as a result of which the liquid level 27 falls in this and rises in the pipe 14. As soon as the liquid column in the pipe 14 corresponds to the pressure prevailing in the pressure system, the liquid level 27 in the pot-like enlargement 6 of the pipe 5 and in the pipe 14 or in the vessels 1 and 2 becomes steady.

Wenn der Druck in dem nicht dargestellten Drucksystem so groß wird, daß der Flüssigkeitsspiegel 27 in dem Gefäß 1 um einen geringen Betrag unterhalb des Rohres 14 liegt (s. F i g. 3), tritt das in dem Drucksystem befindliche komprimierte Gas in Form von Gasblasen (nicht dargestellt) in das Rohr 14 ein, durch die in diesem vorhandene Flüssigkeit 26 hindurch und entweicht aus dem Behälter 12 über die Schlitze 22 der Hülse 21 in die Atmosphäre. Die bei diesem Vorgang durch die Gasblasen mitgerissenen Flüssigkeitsteilchen (nicht dargestellt) prallen auf den Prallkörper 19 und werden über dessen Strömungsumlenkrippen 20 wieder dem Behälter 14 zugeführt.If the pressure in the pressure system, not shown, becomes so high that the liquid level 27 in the vessel 1 is a small amount below the tube 14 (see FIG. 3), the compressed gas in the pressure system occurs in the form of Gas bubbles (not shown) enter the tube 14, through the liquid 26 present in this, and escape from the container 12 via the slots 22 of the sleeve 21 into the atmosphere. The liquid particles (not shown) carried along by the gas bubbles during this process collide with the impact body 19 and are fed back to the container 14 via its flow deflecting ribs 20.

Sobald der Druck in dem nicht näher dargestellten Drucksystem fällt, sinkt der Flüssigkeitsspiegel 27 in dem Rohr 14 und steigt in der topfartigen Erweiterung des Rohres 5 (s. Fi g. 5). Wenn dabei der Druck in dem System unter dem Atmosphärendruck zu liegen kommt, dann wird die Flüssigkeit 27 aus dem Rohr 14 durch die von außen einströmende Luft bzw. das Gas verdrängt. Bei Unterschreitung eines bestimmten Druckes in dem System gegenüber dem Atmosphärendruck tritt Luft aus der Atmosphäre unten aus dem Rohr 14 in Form von Gasblasen (nicht dargestellt) aus und dringt durch die in der topfartigen Erweiterung vorhandene Flüssigkeit 26 hindurch, gelangt so in den Behälter 3 und von dort aus durch die Rohrstücke 7 in das nicht dargestellte hier angeschlossene Drucksystem. -Der auf diese Weise vollzogene Druckausgleich findet so lange statt, bis die Flüssigkeitssäule in dem Rohr 5, d. h. in der topfartigen Erweiterung 6, dem in dem Drucksystem (nicht dargestellt) herrschenden Druck entspricht.As soon as the pressure drops in the pressure system not shown in detail, the liquid level 27 falls in the pipe 14 and rises in the pot-like expansion of the tube 5 (see Fig. 5). When doing the pressure in the system is below atmospheric pressure comes to rest, then the liquid 27 is from the tube 14 through the outside Incoming air or gas is displaced. When falling below a certain pressure in the system opposite atmospheric pressure, air enters from the atmosphere below from the tube 14 in the form of gas bubbles (not shown) and penetrates through the Liquid 26 present in the pot-like enlargement passes through it, so it gets into the container 3 and from there through the pipe sections 7 in the not shown printing system connected here. -The pressure equalization carried out in this way takes place until the liquid column in the tube 5, i. H. in the pot-like Extension 6, which corresponds to the pressure prevailing in the printing system (not shown).

Der erfindungsgemäße überström-Gasdruckregler ist weitgehendst störunempfindlich gegenüber Verschmutzungen, Schwingungen- und stoßartigen Belastungen. Er enthält keine Verschleißteile und ist daher völlig wartungsfrei.The overflow gas pressure regulator according to the invention is largely insensitive to interference against soiling, Vibration and shock loads. It does not contain any wearing parts and is therefore completely maintenance-free.

Claims

Claims: 1. Overflow gas pressure regulator with a first container, which has an opening to the atmosphere at the top and runs out into a tube at the bottom that protrudes into a pressure container with buffer liquid and after the liquid level has dropped to the tube opening due to a pressure change of the gas flows through one of the liquid levels maintains a corresponding pressure difference, characterized in that a baffle (19) with flow deflecting surfaces (20) is provided above the pipe (14) in the first container (12), which prevents liquid from escaping from the container (12).

2. Overflow gas pressure regulator according to claim 1, characterized in that that the flow deflecting surfaces (20) of the impact body (I9) depend on the shape of the bottom (13) of the container (12) adapted ribs are formed, which extend radially from the Extend the middle of the container in a spiral to its circumference. 3. Overflow gas pressure regulator according to claims 1 and 2, characterized in that the impact body (19) moves by means of a spring (18) is supported against a cover (17) closing off the container (12). References considered: U.S. Patent No. 1437 138; W i e m e r, Pneumatic length measurement, 1960, p. 66; Technische Rundschau, Bern, February 13, 1959; P. 23, Fig. 69.