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Regler für Druckmittelpumpen. Die Erfindung betrifft Regler für elektrisch
betriebene Druckmittelpumpen mit einem die Regelungsvorrichtung steuernden Arbeitskolben.
Es sind Regler dieser Art bekannt, bei welchen durch Kolbenschieberventile, die
abhängig von dem Druck des Druckmittels im Hauptbehälter gesteuert werden, der Zutritt
des Druckmittels zu dem Arbeitskolben überwacht wird. Solche Regler arbeiten zwar
im gewöhnlichen Betriebe zufriedenstellend; bei ungünstigen Betriebsbedingungen
werden indes die Ventilkolben zuweilen derart abgenutzt, daß eine übermäßige Undichtigkeit
auftritt und in diesem Falle treten Unregelmäßigkeiten im Betriebe ein, da jede
geringe Bewegung oder Leckage hinter dem Ventilsitz bereits Druckmittel unter Druck
zuströmen läßt und die Verschiebung des Arbeitskolbens bewirkt, weil bei der bekannten
Konstruktion bereits eine geringe Öffnungsbewegung den Mechanismus in gleicher Weise
betätigt, als wenn eine vollständige und beabsichtigte Öffnung des Ventils eingetreten
wäre.
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Dieser Mangel wird bei dem Regler gemäß der Erfindung beseitigt, indem
Verbindungskanäle zwischen der Atmosphäre und der Niederdruckseite des Ventils derart
angeordnet sind, daß sie, sobald sich das Ventil öffnet, bei der Anfangsbewegung
des Ventils auf vorbestimmte Öffnungsweite geschlossen werden. Bei dieser Ausführung
des Reglers veranlaßt also eine geringe Öffnung oder ein Durchsickern von Druckmittel
lediglich das Druckmittel, durch das Ventil hindurchzutreten und unmittelbar in
die Atmosphäre zu entweichen, wogegen eine vollständige und gänzliche Öffnung des
Ventils nötig ist, bevor eine Bewegung des elektrischen Schalters eintreten kann.
Eine unerwünschte Betätigung des von dem Ventil gesteuerten Schaltermechanismus
kann also durch derartige Leckage nicht eintreten.
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In der beiliegenden Zeichnung sind die Abb. i und 2 Vertikalmittelschnitte
von zwei Ausführungsformen der Pumpenregler mit Ventilsteuerung gemäß der Erfindung.
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Bei der in Abb. x dargestellten Ausführungsform besitzt der Pumpenregler
ein Gehäuse i mit einer Hauptkolbenkammer 2, welche den Kolben 3 zum Antrieb der
Überwachungsvorrichtung bzw. des Schalters q: enthält, wobei Kolben 3 gewöhnlich
durch eine Feder 5 in seiner unteren Stellung gehalten wird.
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Das Druckmittel wird aus der Pumpe oder dem Behälter, in welchen die
Pumpe das Druckmittel fördert, durch Rohr 6 und Kanal 7 auf die eine Seite eines
Einschaltventilkolbens 8 geleitet, welcher normalerweise mittels einer einstellbaren
Feder io auf seinem Sitz g gehalten wird, wobei nur eine kleine Fläche des Ventilkolbens
dem Behälterdruck unterworfen ist.
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Das Druckmittel wird auch durch Kanal ii auf eine Seite des Ausschaltventilkolbens
12, der normalerweise durch eine verstellbare Feder i¢ auf seinen Sitz 13 gedrückt
wird, zugeführt.
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Die Federkammern 15 bzw. 16 der Federn io bzw. 1q. stehen durch
einen Kanal 17 in Verbindung und Federkammer iö ist mit einem Entlüftungskanal 18
versehen, der in die Außenluft mündet.
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Ein Kanal ig, der durch die Bewegung des Ausschaltventilkolbens i2
überwacht wird, führt zu der Kolbenkammer 2, und ein Kanal 2o, der sich nach der
Kammer auf der Rückseite des Einschaltventilkolbens 8 öffnet, wird überwacht durch
einen Sitz 21 am Kolben 3, so daß die Aufwärtsbewegung des Kolbens die Verbindung
von Kanal 2o nach Kolbenkammer2 herstellt.
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Im Betriebe, wenn Schalter q. geschlossen ist, fördert die zugehörige
Pumpe das Druckmittel in einen Behälter und die aufsitzenden Flächen der Ventilkolben
8 und i2 sind dem steigenden Behälterdruck unterworfen. Die relativen Spannungen
der Federn io und 1q. sind so eingestellt, daß der Einschaltventilkolben 8 zuerst
durch das Druckmittel betätigt wird, so daß, wenn der Behälterdruck auf die vorbestimmte
Höhe, auf welche die Feder io eingestellt ist, ansteigt, der Ventilkolben 8 von
seinem Sitz g abgehoben wird, wodurch augenblicklich die volle Oberfläche des Ventilkolbens
dem Behälterdruck ausgesetzt wird. Dies bewirkt eine schnelle Bewegung des Ventilkölbens
8 auf seinen hinteren Sitz 22 und -sperrt die Verbindung zwischen Federkammer
15 und Kanal 2o.
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Das von der Pumpe geförderte Druckmittel kann jetzt von Kanal 7 durch
Kammer 23 und
Nut 24 nach Kanal 2o fließen. Das Druckmittel wirkt
dann gegen einen Teil der Sitzfläche 2i am Schaltersteuerungskolben 3 ; indeß ist
diese Fläche so gering, daß der Druck des Druckmittels nicht genügt, um den Widerstand
der Feder 5 zu überwinden.
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Nach einem ferneren Ansteigen des Behälterdruckes wird der Ausschaltventilkolben
i2 von seinem Sitz 13 abgehoben und hierdurch seine volle Fläche dem Behälterdruck
ausgesetzt, so daß eine rasche Bewegung des Ausschaltventilkolbens auf seinen hinteren
Sitz 25 bewirkt wird. Druckmittel unter Druck kann nunmehr direkt zu der Kolbenkammer
2 durch Kanal ii, Kammer 26 und Kanal ig fließen, so daß der Kolben 3 eine schnelle
Verschiebung des Schalters 4 in seine Ausschaltstellung bewirkt.
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Der Einschaltventilkolben 8 wird auf seinem-Sitz 22 gehalten, da seine
aufliegende Oberfläche dem atmosphärischen Drucke. in der Federkammer 15 unterliegt,
welch letztere durch den Entlüftungskanal 18 mit der Atmosphäre in Verbindung steht,
und da die Federkammer 16 ebenfalls mit dem Entlüftungskanal 18 mittels des Kanals
17 verbunden ist, so wird auch der Ausschaltventilkolben 12 in gleicher Weise auf
seinem Sitz 25 gehalten.
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Einschalt- und Ausschaltventilkolben verharren nunmehr in der Ausschaltstellung,
bis der Behälterdruck auf dein vorbestimmten Einschaltpunkt gesunken ist, wie er
durch die Feder io und den atmosphärischen Druck auf die Sitzfläche 22 bestimmt
ist, und da diese Fläche geringer ist, als die dem gleichen Drucke ausgesetzte Oberfläche
des Ventilsitzes 25, wird der Einschaltventilkolben zuerst bewegt. Sobald Ventilkolben
8 sich von seinem Sitz 22 abhebt, kann Druckmittel aus der Kolbenkammer 2 durch
Kanal 2o nach Federkammer 15 fließen, und da dieser Durchfluß in größerem Umfange
erfolgt, als das Entweichen des Druckmittels durch den Auslaßkanal 18, so streben
die Druckmitteldrucke auf den gegenüberliegenden Seiten des Ventilkolbens 8 sich
auszugleichen, und somit der Feder ro eine rasche Verschiebung des Ventilkolbens
auf seinen Sitz g zu gestatten.
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Das Druckmittel fließt ferner aus der Federkammer 15 durch Kanal 17
nach Federkammer 16, wo der Druck auf einen Teil der Fläche des Sitzes 25 einwirkt,
so daß Ausschaltventilkolben z2 von seinem Sitze 25 abgehoben wird; da die volle
Oberfläche des Ventilkolbens nunmehr dem Druckmitteldrucke in der Federkammer 16
ausgesetzt ist, so wird der Ventilkolben 12 schnell auf seinen Sitz 13 verschoben.
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Die Zulassung von- Druckmittel zu dem Schaltersteuerkolben 3 wird
somit unterbrochen, während das Entweichen von Druckmittel aus der Kolbenkammer
2 durch Kanal 2o und Federkammer 15 nach dem Entlüftungskanal 18 der Feder 5 gestattet,
den Kolben in seine untere Stellung zu verschieben, wodurch Schalter 4 geschlossen
wird.
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Wenn der Regler in seiner Einschaltstellung ist, kann jede infolge
Undichtigkeit am Einschaltventilsitz g verursachte -Druckmittel.entweichung durch
die Nut 24,, Kammer 15 und Entlüftungskanal 18 abströmen. Durch Undichtigkeit am
Ausschaltventilsitz 13 entweichendes Druckmittel strömt durch eine Nut 27, Ringnut
28 im Ventilkolben i2 und Kanal 29 zu der Federkammer über dem Schaltersteuerkolben
3, die gewöhnlich nach der Atmosphäre offen ist.
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Es sei noch bemerkt, daß bei eingetretener Abnutzung des Ventilkolbens
12 jede Entweichung von Druckmittel um den Ventilkolben herum, wenn derselbe sich
von seinem Sitz 13 abhebt, vermittels des Kanals 29 abströmen kann.
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Bei der Ausführung des Reglers gemäß der Erfindung wird verhindert,
daß Undichtigkeit infolge von Abnutzung der Ventilkolben die normale Wirkung des
Reglers stören kann, so daß der Regler längere Zeit im Betriebe gehalten werden
kann, als bisher möglich war.
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Bei der Ausführungsform nach Abb.2 besitzt der Pumpenregler ebenfalls
ein Gehäuse i mit Kolbenkammer 2, die den Kolben 3 zur Steuerung der Pumpenüberwachungs-
oder Schaltvorrichtung 4 enthält. Der Schaltersteuerkolben 3 ist dem Druck einer
Feder 5 unterworfen, die den Schalter 4 zu schließen strebt.
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Druckmittel aus der Pumpe oder dem Vorratsbehälter wird durch Rohr
6 und Kanal 30 an die Oberfläche des Einschaltventilkolbens 31 geleitet, welcher
auf seiner Außenseite dem Druck einer verstellbaren Feder 32 unterworfen ist, die
strebt, den Ventilkolben auf einen Sitz 33 zu drücken. Das Druckmittel fließt auch
durch Kanal 3o an die Oberfläche eines Ausschaltventilkolbens 34, welcher gewöhnlich
durch die Wirkung einer verstellbaren Feder 36 auf seinem Sitz 35 gehalten wird.
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Die Federkammer 37 des Ausschaltventilkolbens 34 ist mit einem Kanal
38 versehen, der Zweigkanäle 39 und 4o besitzt, die durch die Bewegung des Einschaltventilkolbens
31 überwacht werden. Wenn der Ausschaltkolben 34 auf seinem Sitz 35 ruht, so ist
die Verbindung von der Federkammer 37 durch Kanäle 41, Ringnut 42 und Kanal 43 nach
der- Schalterkolbenkammer 2 geöffnet.
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Die Federkammer 44, welche die Einschaltfeder 32 enthält, ist mit
einem_ verengten atmosphärischen Entlüftungskanal 45 versehen, und wenn der Ventilkolben
31 von seinem hinteren Sitz 46 abgehoben ist, so ist die Verbindung von der Federkammer
44 durch einen Kanal 47 nach der Schalterkolbenkammer 2 hergestellt.
Die
Spannung der Federn 32 und 36 kann im wesentlichen gleich sein, und da die Oberfläche
des Auschaltvenfilkolbens 34, welche dem Pumpendruck auf dem Sitz 35 ausgesetzt
ist, größer ist als die dem gleichen Druck ausgesetzte Oberfläche des Einschaltventilkolbens
31, so wird bei steigendem Pumpendruck der Ausschaltventilkolben 34 von seinem Sitz
abgehoben, bevor der Einschaltventilkolben sich bewegt.
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Sobald der Ausschaltventilkolben 34 sich von seinem Sitz 35 abhebt,
wird seine volle Oberfläche dem Pumpendruck ausgesetzt, so daß er sich schnell in
die äußerste Ausschaltstellung bewegt.
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Die Bewegung des Ausschaltventilkolbens deckt Kanal 48 auf, so daß
Druckmittel von Behälterdruck nach Kammer 49 gelassen wird, und da die volle Oberfläche
des Einschaltvcntilkolbens 31 nunmehr dem Behälterdruck unterworfen ist, so wird
der Widerstand der Feder 32 überwunden und der Einschaltventilkolben dann schnell
auf seinen hinteren Sitz 46 verschoben. In dieser Stellung wird eine Entweiching
des Druckmittels aus Kammer 5o nach Kammer 44 und Auslaßkanal45 verhindert.
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Wenn der Einschaltventilkolben 3z sich auf seinen hinteren Sitz 46
bewegt, so wird Kanal 40 aufgedeckt, so daß Druckmittel aus Kammer 49 durch Kanal
40 und Kanal 38 zu der Ausschaltfederkammer 37 fließen kann. Die Drücke auf die
gegenüberliegenden Seiten des Ausschaltventilkolbena 34 werden somit ausgeglichen
und die Feder 36 kann daher den Ausschaltventilkolben nach seinem Sitz 35 verschieben.
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Der Einschaltventilkolben 31 bleibt in der Ausschaltstellung und Druckmittel
von Behälterdruck kann daher durch Kanal 4o, Kanal 38, Kanäle 41, Nut 42 und Durchlaß
43 zu der Schalterkolbenkammer 2 fließen, wodurch der Schaltersteuerungskolben 3
und der Schalter 4 in die Ausschaltstellung und der Kompressor zum Anhalten gebracht
wird.
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Der Einschaltventilkolben 31 verharrt in der Ausschaltstellung bis
der in Kammer 49 wirkende Behälterdruck auf einen Punkt gefallen ist, auf welchem
die Feder 32 den Kraftausgleich bewirkt, und alsdann hebt sich der Ventilkolben
3= von seinem Sitz 46. Da der Schalter 4 in der Ausschaltstellung ist, gestattet
die Abhebung des Ventilkolbens 3= von seinem Sitz 46 Druckmittel von der Kolbenkammer
2 durch Kanal 47 und Kammer 5o zu der Federkammer 44 zu fließen, und da der Entlüftungskanal
45 verengt ist, wächst der Druck in dieser Kammer bis zu einer solchen Höhe an,
daß die rasche Bewegung des tinschaltventilkolbens 31 nach seinem Sitz 33 durch
die Feder 32 bewirkt wird. In dieser Stellung fließt Druckmittel auch aus der Kolbenkammer
2 durch Kanal 43, Nut 42, Kanäle 41, Durchlaß 38, Zweigkanal 39 und Kammer 5o nach
der Federkammer 44 und dem Auslaßkanal45, so daß Druckmittel rasch aus der
Schaltsteuerkolbenkammer 2 ausströmt, und der Schaltersteuerkolben mit dem Schalter
4 durch Feder 5 in die Einschaltstellung verschoben wird, wodurch der Kompressor
wieder in Betrieb kommt.
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In der Vorwärtsstellung des Aüsschaltventilkolbens 34 verbindet eine
Nut 51 den Kanal 48 mit einer Ringnut 52 in dem Ventilkolben, welche mit einem Kanal
53 in Verbindung steht, der zu dem Durchlaß 47 führt, so daß eine Druckmittelentweichung
infolge Undichtigkeit am Sitz 35 entweder durch den Auslaßkanal45 oder nach der
Federkammer der Schalterfeder5, welche nach der Atmosphäre offen ist, ausströmen
kann. Dies gestattet auch die Abführung des entweichenden Druckmittels bei Undichtigkeiten,
die am Sitz 33 auftreten, nach Kammer 49, so daß gegen Undichtigkeiten sowohl am
Ausschalt- wie am Einschaltkolben Vorsorge getroffen und jede störende Wirkung oder
unzeitige Betätigung des Reglers verhindert wird.
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Bemerkt sei, daß das Druckmittel zu dem Schalterkolben nicht zugelassen
wird, bis der Einschaltventilkolben 31 in die Ausschaltstellung verschoben,
und der Ausschaltventilkolben 34 in seine normale Stellung auf dem Sitz 35 zurückgekehrt
ist, so daß die Bewegung des Schalterkolbens in die Ausschaltstellung ohne Rücksicht
auf mögliche Undichtigkeit an den Ventilkolben gesichert ist.