-
Steuerung für Flüssigkeitsspeicher mit einem vom Flüssigkeitsspiegel
bewegten, zur elektrischen Steuerung des Flüssigkeitszuflusses dienenden Kolben
oder Schwimmer Zur Steuerung des Flüssigkeitszuflusses zu Flüssigkeitsspeichern,
insbesondere unter hohem Druck stehenden Flüssigkeitsspeichern (hydraulische Akkumulatoren
mit Druckluftbelastung), bediente man sich bisher eines mit einem durch die Flüssigkeit
getragenen Kolben oder Schwimmer verbundenen Gestänges, das infolge seiner Anordnung
und seiner Abdichtung zu Übelständen Veranlassung gab. Man hat auch schon vorgeschlagen,
die Steuerung elektrisch durch ein mit elektrischen Kontakten versehenes Druckmanometer
zu bewirken, was aber in der Praxis sich nicht bewährt hat, da bei diesen Einrichtungen
die Steuerung lediglich vom Druck abhängig ist und dieser durch Eindringen von Preßwasser
sowie durch Luftverluste ständig schwankt. Es treten somit die Steuerbewegungen
stets zu verschiedenen Zeitpunkten ein, so daß eine Kontrolle des Flüssigkeitsstandes
nicht möglich ist.
-
Diese Übelstände werden durch die Erfindung= behoben, die im wesentlichen
dadurch gekennzeichnet ist, daß am Kolben oder Schwimmer ein band- oder drahtförmiges
Organ angreift, das ,an seinen Enden aus leitendem, in der Mitte ,aus nichtleitendem
Stoff besteht oder auch einheitlich .aus einem elektrischen Widerstand bildenden
Stoff hergestellt ist. Das auf einer federb@eein$ußten, oben im Flüssigkeitszylinder
angeordneten Aufwickeltrommel befestigte Steuerorgan schaltet mit Hilfe einer ihm
zugeordneten Kontaktrolle in bekannter Weise einen Hilfsstromkreis ein, der seinerseits
den Hauptstromkreis steuert, durch den die Ventile der Flüssigkeitspumpe derart
geregelt werden, daß bei Erreichen des niedersten Flüssigkeitsspiegels der Flüssigkeitszustrom
einsetzt, während er bei Erreichen des höchsten Flüssigkeitsspiegels selbsttätig
wieder abgestellt wird.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
-
Abb. i zeigt in schematischer Anordnung die Anordnung des neuen Steuerorgans
in Verbindung mit einem Druckzylinder und stellt im übrigen das ganze Schaltungsschema
dar. Abb. z zeigt eine konstruktive Lösung der Aufhängung des Steuerorgans nebst
seiner Stromzuführung. Abb. 3 ist eine Seitenansicht eines Teils der Abb. z.
-
In Abb. i ist ,als Ausführungsbeispiel ein hydraulischer Akkumulator
mit Druckluftbelastung i dargestellt, dem die von einer Pumpe kommende Flüssigkeit
durch .eine öffnung z zugeführt wird, während die oben befindliche Öffnung 3 zum
Anschluß einer Druckluftleitung dient. Der von der Flüssigkeit getragene Kolben
oder Schwimmer ¢ ist mit dem Steuerorgan 5, 5', 5" verbunden, das im gezeichneten
Beispiel aus dem Band 5 besteht, das in der Mitte, d. h. z. B. zwischen den Punkten
A
und B in Abb. i ,aus nichtleitendem Stoff besteht, während seine Enden 5' und 5"
aus leitendem Stoff, z. B. einem Metallband, hergestellt sind. Mit seinem Ende 5"
ist das Steuerband auf einer ,oben im Zylinder i aufgehängten federbeeinflußten
Aufwickeltrommel 6 befestigt, durch die das Steuerband stets in gespannter Lage
behalten wird. Dem Steuerband ist ein um den Bolzen 7 drehbar gelagerter und federbeeinfl@ußter
Hebel 8 zugeordnet, der mit seiner Kontaktrolle 9 auf dem Steuerband schleift. Von
den Teilen 6 und 7 führen isoliert durch den Zylinder i hindurchgeführte Leitungen
io, i i zu dem Elektromagneten 12 bzw. zu einer Stromquelle 13, wobei in die Leitung
i i zweckmäßig ein Ausschalter 14 eingebaut sein kann. Der andere Pol der Stromquelle
13 ist durch eine Leitung 15 mit dem anderen Ende der Wicklung des Elektromagneten
12 verbunden. Zwischen die Leitungen io und i i ist ein Kontakt 16, 17 gelegt, dessen
Kontakthebel 17 durch den Anker 18 des Elektromagneten 12 gesteuert wird. Ferner
führt noch eine weitere Leitung i 9 mit einem eingeschalteten klei-. nen Widerstand
20 von der Leitung 15 zur Masse des Zylinders i. Innerhalb des Zylinders i befindet
sich noch ein fester Kontakt 21, der gegenüber dem Kontakthebel 8 angeordnet ist.
-
Durch den bisher beschriebenen Hilfsstromkreis (Schwachstrom) wird
der vom Starkstromnetz gespeiste Hauptstromkreis 22 gesteuert, in dem sich ein Hubelektromagnet
24 befindet. Die Schließung dieses Hauptstromkreises 22 erfolgt in bekannter Weise
durch den Anker 18 des Elektromagneten 12 mittels der festen Kontakte 25. Ein mit
26 bezeichneter Teil des Pumpengehäuses enthält das Rückschlagventi127, das die
Druckflüssigkeit in die Zuleitung 28 zum Zylinder i eintreten läßt. Ein weiteres
im Gehäuse 26 angeordnetes und in bekannter Weise aus zwei Teilen bestehendes Rückflußventil
2,9 ist durch einen drehbar gelagerten zweiarmigen Hebel 30, an dessen anderem Ende
der Elektromagnet 24 angreift, anhebbar.
-
Die bisher beschriebene Steuerung arbeitet wie folgt: Hat der Kolben
4 seine Tiefststellung erreicht, so ist das Steuerband 5, 5', 5" so weit abgewickelt,
daß das leitende Ende 5" über die Kontaktrolle 9 die Leitungen i o und i i schließt.
Hierdurch wird der Elektromagnet 12 erregt, dessen Anker 18 den Hauptstromkreis
22 und gleichzeitig die Hilfskontakte 16 und 17 schließt. Sobald der Hauptstromkreis
22 geschlossen ist, wird der Anker des Elektromagneten 24 angezogen und der Hebel
3o so gedreht, daß das bisher durch den Hebel 3o geöffnet gehaltene Rückflußventil
29 geschlossen wird. Die Pumpe arbeitet nunmehr ,auf die Zufl@ußleitung 28 und füllt
über den Einlaß 2 den Zylinder i mit Flüssigkeit. Hat sich der Kolben oder Schwimmer
. so weit gehoben, daß der nichtleitende Teil 5 des Steuerbandes mit der Kontaktrolle
9 in Berührung kommt, so werden die Leitungen io, ii an dieser Stelle unterbrochen;
der Elektromagnet 12 bleibt jedoch erregt, da die Kontakte 16 und 17 den Hilfsstromkreis
geschlossen halten. Hat sich der Kolben 4 so weit gehoben, daß der leitende Teil
5' des Steuerbandes mit der Kontaktrolle 9 in Berührung kommt, so ist die Leitung
i i über das Steuerband 5' und den Kolben ,4 mit der Mass; des Zylinders i leitend
verbunden, und der Strom der Stromquelle 13 sucht nunmehr den kürzesten Weg, den
@er über die Leitung i9 bzw. den kleinen Widerstand zo findet. Auf diese Weise wird
der Elektromagnet 12 spannungslos, sein Anker 18 fällt ab; und der Hauptstromkreis
22 und ebenso die Hilfskontakte 16, 17 werden geöffnet. Hierdurch fällt der Anker
des Hubmagneten 24 ab, und das Rückflußventil 29 wird durch den Hebel 3o angehoben,
so daß die weitergeförderte Flüssigkeit nicht mehr in die Leitung 28 übertritt,
sondern zur Pumpe zurückfließt.
-
Ist die ,aufgespeicherte Flüssigkeit so weit verbraucht, daß das leitende
Band 5' die Kontaktrolle 9 wieder verläßt, so wird damit die Leitung i 9 spannungslos,
und der Hilfsstromkreis ist zu neuem Arbeiten bereit, sobald der Kolben 4 so weit
gesunken ist, daß das leitende Bandende 5" wieder mit der Kontaktrolle 9 in Berührung
kommt, worauf sich das oben beschriebene Spiel wiederholt.
-
Tritt im Steuerband 5 zufällig ein Bruch auf oder wird seine Spannung
aus irgendeinem Grunde ,aufgehoben, so bewegt sich der Kontaktliebel8 infolge seiner
Federbeeinflussung bis zur Anlage am festen Kontakt 21, wodurch der Hilfsstromkreis
über die Leitung i9 geschlossen wird, so daß der gegebenenfalls geschlossene Hauptstromkreis
geöffnet wird und der Flüssigkeitszufluß aufhört.
-
An Stelle der Einteilung des Steuerorgans in leitende und nichtleitende
Teile könnte auch ein Steuerorgan aus widerstandbildendem Material, z. B. ein Nickelindraht,
verwendet werden. Die Anordnung der Kontaktrolle 9 wird hierbei die gleiche bleiben,
dagegen würde die Steuerung in bekannter Weise mit Hilfe einer Wheatstoneschen Brükkenschaltung
bewirkt werden unter Benutzung des mit der Kolbenbewegung wechselnden Widerstandes
des Nickelindrahtes.
-
In den Abb. 2 und 3 ist eine konstruktive Lösung für die Aufhängung
des Steuerbandes und gleichzeitig für die Stromzuführung dargestellt für den Fall,
daß es sich um einen
hydraulischen Akkumulator mit Druckluftbelastung
handelt. Ein kräftiger, mit Außengewinde versehener Stutzen 31, der in eine entsprechende
Bohrung des Druckzylinders i eingeschraubt wird, ist innen mit einer konischen Bohrung
versehen, die zunächst durch eine gleichfalls konisch gestaltete Isolierhülse
32 .ausgekleidet ist. In der konischen Hülse 32 ist eine leitende
Hülse 33 und in letzterer eine weitere Isolierhülse 34 angeordnet. Die konischen
Hülsen werden von einem konischen Stift 35 durchsetzt, der oben in den Gewindebolzen
35' übergeht, der einerseits unter Benutzung von Muttern zum Anziehen des konischen
Stiftes 35 und ,andererseits zum Anschluß der Leitung i o dient. Mit der leitenden
Hülse 33 ist eine _Anschlußklemme 33' verbunden zum Anschluß der Leitung i i. Am
Stutzen 3 i befindet sich noch eine Anschlußklemme 3 i' zum Anschluß der Leitung
i 9.
-
Der konische Stift 35 ist unten mit einem Bügel 36 versehen,
in dem mittels eines Bolzens 37 eine an sich bekannte, federbeeinflußte Aufwickeltrommel6
gelagert ist. Auf dem Umfang der Trommel 6 ist das Steuerband mit seinem Ende 5"
befestigt. Mit der Gabel 36 ist ferner ein Isolierstab 38 verbunden, auf dem einerseits
der feste Kontaktstift 2i und andererseits ein Bolzen 7 befestigt ist, um den der
die Kontaktrolle 9 tragende Kontakthebel 8 drehbar ist. Der Hebel 8 wird durch eine
in der Zeichnung nicht dargestellte Feder stets in Richtung des in Abb. z eingezeichneten
Pfeiles gedreht. Der Hebel 8 ist ferner mit einem Ansatz 8' versehen, der im Falle
eines Bandbruches mit dem Kontaktstift 21 in Berührung kommt. Es sei noch besonders
darauf hingewiesen, da.ß das neue Steuerorgan auch für Signal-oder Anzeigevorrichtungen,
insbesondere für Flüssigkeitsstände, verwendbar ist. Zu diesem Zweck werden in den
mittelbar durch die Änderung des Flüssigkeitsstandes gesteuerten Stromkreisen Glühlampen
oder akustische Signale angeordnet.