DE43574C - Selbstthätiger Temperatur-und Druck-Regulator - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT,

KLASSE 42: Instrumente.

Dieser selbsttätige Temperatur- und Druck-Regulator für flüssige und gasförmige Körper besteht aus einer unten trichterförmig erweiterten kräftigen Elfenbein-, Glas- oder auch Metallröhre A, die in ihrem oberen, gleichmäfsig weiten Theile einen in senkrechter Richtung beweglichen, luftdicht schliefsenden Kolben α enthält, durch dessen Steigen und Sinken vermittelst Bügels b der regulirende Hahn 1 dirigirt wird.

Die den Kolben α bewegende Kraft ist die Temperatur bezw. der Druck, welcher in dem der Regulirung unterworfenen Raum D herrscht. Die Wirkung des letzteren ist eine directe, diejenige der ersteren dagegen eine indirecte, durch Quecksilber vermittelte; von beiden wird derselbe bei Vermehrung aufwärts getrieben, während ihn bei Verminderung seine eigene Schwere und das Gewicht der auf ihm liegenden Theile abwärts drücken.

Röhre A ist auf eine horizontal laufende Röhre c, die in D einmündet, so aufgesetzt, dafs sich ihr unteres Ende mit dem in letzterem enthaltenen Material stetig in unmittelbarer Berührung befindet. Im Temperatur-Regulator (Fig. 1) ist diese Röhre unten durch einen Boden abgeschlossen und am oberen Rande mit einer die Gradmarken tragenden Scala d versehen und enthält ein gewisses Quantum Quecksilber, auf welchem Kolben a direct aufsitzt, und das so bemessen wird, dafs es bei dem niedrigsten Temperaturgrad, bis zu dem der Regulator wirken soll, den unteren weiten Röhrentheil genau anfüllt. Durch die aus den Temperaturschwankungen in D entstehenden Volumenveränderungen des Quecksilbers wird dann die Kolbenbewegung erzeugt. Im Druck-Regulator (Fig. 2 und 3) wird letztere von dem den Druck bildenden Material selbst hervorgerufen; um demselben die freie und unmittelbare Einwirkung auf α zu ermöglichen, ist A unten offen. Das Quecksilber sowie auch die Scalä fallen weg.

Bügel b ist ein über A aufgehängter, ebenfalls nur in senkrechter Richtung beweglicher Stab, der während der Thätigkeit des Apparates von Kolben α gehoben, die Bewegungen des letzteren derart auf Hahn 1 überträgt, dafs dieser stets eine denselben entsprechende Stellung einnimmt. Vermittelt wird diese Uebertragung durch einen an seinem oberen Theile befindlichen Zapfen, welcher in eine schraubengangähnliche Vertiefung eingreift, die auf der Innenfläche der an der Hahnwelle f angebrachten Büchse e (Fig. 4, 1 und 2 Querdurchschnitte, 3 aufgerollte Innenfläche) eingeschnitten ist. Durch die Kolbenbewegung in derselben auf- und abwärtsgeschoben, dreht er Hahn 1 bald nach links, bald nach rechts. Die Vertiefung erstreckt sich blos über die Hälfte des Umfanges von e, und kann daher die Gesammtausdehnung dieser Bewegung auch nur eine halbe Drehung sein. Wenn der Zapfen an einem der Enden des Einschnittes steht, bildet Hahn 1 seine weiteste Oeffnung; wenn sich ersterer dagegen genau im Mittelpunkte desselben befindet, ist letztere vollständig geschlossen.

Bügel b mufs so constrain oder beschwert werden, dafs sein Gewicht genügt, bei sinkendem Kolben die Rückwärtsbewegung des Hahnes zu bewerkstelligen. Zur Feststellung der Grenze,

bei welcher die regulirende Thätigkeit des Apparates beginnen soll, ist beim Temperatur-Regulator (Fig. i) in seinem Innern eine verstellbare Schraube i angebracht, vermittelst welcher er bis zu jeder beliebigen Marke der Scala verlängert und die Einwirkung des Kolbens auf ihn für jeden gewünschten Wärmegrad festgesetzt werden kann.

Am Druck-Regulator fehlt die Schraube, dagegen befinden sich dort zwei Vorrichtungen m und n, die zur Aufnahme des den Druck bestimmenden Gewichtes dienen. Beide sind einfache Platten, von denen erstere am Bügel selbst befestigt ist, während letztere auf Hahn ι oben aufliegt und vermittelst eines durch die hohle Welle f abwärts geführten Stabes s mit ihm correspondirt. s ist in seiner Länge so bemessen, dafs er genau in dem Moment von b erreicht wird, in welchem der an diesem befindliche Zapfen auf der Mitte des in e vorhandenen Einschnittes angekommen ist. Bei weiterem Steigen des letzteren werden dann beide Gewichte auf ihn drücken; der von ihnen gemeinschaftlich ausgeübte Druck entspricht der Maximalstärke der einzuschaltenden Pression, während m allein das Minimum derselben repräsentirt.

Hahn ι ist ein verhältnifsmäfsig weiter, unten offener, aber nach oben abgeschlossener Cylinder B, der vermittelst zweier kreuzförmig laufen den Querstangen am oberen Ende von Welle/ befestigt ist und sich in einem zweiten, nach allen Seiten abgeschlossenen, feststehenden Cylinder bewegt, der die Zu- und Abflufsröhren g h k und I aufnimmt; die beiden ersteren. treten von unten, die beiden letzteren dagegen von den Seiten ein. Die Einmündungen von k und / liegen in derselben Linie genau einander gegenüber. In gleicher Höhe mit ihnen ist in die Seitenwand von B eine spitzelliptische Oeffnung ο eingeschnitten, welche in der Mitte die Weite der Röhren hat, nach den Seiten hin aber allmälig in sehr enge Spitzen ausläuft; ihre Länge beträgt nahezu die Hälfte des Umfanges von B und ist so bemessen, dafs bei geschlossenem Hahn jedes der Enden die vordere Wandung einer der beiden Röhrenmündungen berührt (Fig. i, 2 und 3 Längsdurchschnitte, Fig. 5 offener Hahn, Fig. 6 geschlossener Hahn, Fig. 7 Querdurchschnitt). Von den beiden Röhren g und /;, welche abwärts gehen, wird der ganze Hahn getragen, sowie vermittelst der sie verbindenden Querstangen ν und w auch Röhre A, Bügel b und Vorrichtung m gehalten.

Beim Temperatur-Regulator, wo sie mit ihrem unteren Ende in eine die Röhre c umgebende Ummantelung u (Fig. 1) mit Abflufsröhre χ münden, dienen sie zur Ableitung des vermittelst einer Schlangenröhre in D zur Regulirung verwendeten Materials, das bei Abkühlung durch Röhre ρ von oben zu- und durch Röhre q von unten abgeführt wird, während es bei Erwärmung den entgegengesetzten Weg nimmt. Die beiden Hähne 2 und 3, welche durch ein an Welle/ angebrachtes Zahnrad r entsprechend bewegt werden, sind so construirt, dafs jedesmal, wenn der eine nach oben geöffnet ist, der andere nach unten aufsteht. Wird zur Erwärmung Dampf verwendet, der durch 3 eintritt, so bleibt 2 immer geschlossen; dies wird dadurch bewerkstelligt, dafs man die denselben bewegende Kurbel auf der Achsenverlängerung t so weit zurückschiebt, bis die Zähne von r nicht mehr in ihre Stäbe eingreifen können. Bei directer Einführung des regulirenden Materials in den Inhalt von D selbst dürfen die beiden Hähne 2 und 3 nicht über dem Niveau desselben liegen. Röhre k führt das kühlende, Röhre / das wärmende Material in den Hahn ein.

Die Entleerung der Schlangenröhre in D, sowie die Ableitung des bei Dampfanwendung in derselben entstehenden condensirten Wassers erfolgt durch Hahn 4 (Fig. 1).

Im Druck-Regulator (Fig. 2 und 3) münden g und h unten in Röhre c ein und setzen so Hahn ι mit dem Innern von D in directe Verbindung, wodurch die Ummantelung u mit Abflufsröhre χ überflüssig wird und deshalb wegbleibt. Dasselbe ist auch der Fall mit der Schlangenröhre in D und Hahn 4, den Röhren ρ und q, den Hähnen 2 und 3, sowie dem diese letzteren bewegenden Rade r.

Röhre / führt das den Druck verstärkende Material ein; durch Röhre k strömt der sich ergebende Ueberschufs aus. Wenn das den Druck erzeugende Material sich in D selbst entwickelt, die Regulirung also nur durch Ableitung erfolgen kann, so fällt erstere weg; ο ist in diesem Falle nicht spitzelliptisch, sondern eiförmig (Fig. 3).

Soll der Apparat in Thätigkeit treten, so wird Schraube i (Fig. 1) in die geeignete Stellung gedreht bezw. Vorrichtung m und η (Fig. 2 und 3) mit den entsprechenden Gewichten beschwert. So lange in D die festgesetzte Grenze noch nicht erreicht ist, verbleibt der Bügelzapfen am unteren Ende des Einschnittes in e und hält dadurch den Hahncylinder B so weit nach rechts gedreht, dafs vermittelst 0 die Mündung von Röhre / vollständig geöffnet ist. Das die Temperatur erhöhende bezw. den Druck vermehrende Material tritt in kräftigem Strom durch dieselbe ein und hebt, im ersten Falle durch das in der zunehmenden Wärme sich ausdehnende Quecksilber, im letzteren durch directe Einwirkung, Kolben a nach und nach so weit in die Höhe, bis er Bügel b erreicht und den an demselben befindlichen Zapfen in die Mitte des Einschnittes

an e emporgeschoben hat. Durch diese Bewegung wird Hahncylinder B so weit nach links gedreht, dafs Röhre / vollständig abgeschlossen ist und jeder Zuflufs aufhört.

So lange nun Temperatur oder Druck auf dieser Höhe verharren, bleibt der Apparat unverändert in gleicher Stellung; bei der geringsten Abweichung aber ergiebt sich sofort eine Aenderung derselben, indem jede Schwankung unmittelbar eine Bewegung des Kolbens a erzeugt, die, bei Vermehrung aufwärts, bei Verminderung abwärts gehend, vermittelst Bügels b gleichzeitig auch Hahncylinder B eine entsprechende Drehung giebt. Im ersteren Falle tritt die an diesem befindliche Oeffnung ο mit der linken Spitze vor die Mündung der Röhre k, im letzteren dagegen mit der rechten vor diejenige der Röhre I und öffnet so jedesmal dem regulirenden Material einen Weg, welcher der Form der Oeffnung wegen anfänglich nur sehr klein ist, sich aber bei weiterem Bedürfnifs so lange vergröfsert, bis die zur Regulirung der Abweichung ausreichende Quantität durchströmen kann. Mit dem Ein- oder Ausströmen des Materials beginnt unmittelbar auch seine regulirende Wirkung, durch welche Kolben a so lange in entgegengesetzter Richtung bewegt wird, bis die festgesetzte Grenze wieder erreicht und Hahn ι von neuem geschlossen ist.

Der selbsttätige Temperatur- und Druck-Regulator läfst sich in verschiedenen Fällen verwenden, namentlich kann er als ersterer an Malzdarren, Gährlocalen, Gährbottichen etc., als letzterer an Dampfkesseln, Dampf-Regulatoren, Druck-Lagerfässern etc. leicht angebracht werden.

Durch die spitzelliptische Form der Oeffnung ο im Hahncylinder B wird die Temperatur- wie auch die Druck-Regulirung eine genaue, stetige und ruhige, die eine merkliche oder gar störende Schwankung nicht zuläfst, da sie mit dem Eintritt der geringsten Veränderung sofort beginnt und das Ein- und Ausströmen des regulirenden Materials stets nur nach Bedürfnifs erfolgen kann.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Selbsttätiger Temperatur- und Druck-Regulator für flüssige und gasförmige Körper, bestehend aus einer unten trichterförmig erweiterten Elfenbein-, Glas- oder Metallröhre (A) mit einem in senkrechter Richtung beweglichen, luftdicht schliefsenden Kolben (a), der — von den Schwankungen der Temperatur durch Ausdehnen und Zusammenziehen eines Quecksilberquantums, von den Veränderungen des Druckes unmittelbar durch diese letztere selbst auf- und abwärtsgeschoben — vermittelst eines von ihm getragenen und mit einem seitwärtsgehenden, in die schraubengangähnliche Vertiefung einer Büchse (e) eingreifenden Zapfen versehenen Bügels (b) einen Hahn(i) dirigirt, welcher, von einem verhältnifsmäfsig weiten Cylinder (B) gebildet, durch eine in seine Seitenwand eingeschnittene, spitzelliptische oder eiförmige Oeffnung (o) und vier Zu- und Abflufsröhren (gh kl) die Ein- und Ableitung des die Regulirung bewerkstelligenden Materials besorgt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.