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B e s c h r e i b u n g
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Vorrichtung zum Erzeugen von heißem, unter Druck stehendem Wasser.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von heißem, unter
Druck stehendem Wasser, kurz von heißem Druckwasser nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1, und zwar insbesondere eine solche in ortsbeweglicher Ausbildung.
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Es sind bereits derartige Vorrichtungen bekannt, mit denen relativ
geringe Wassermengen unmittelbar erhitzt werden können, um sie dann mit Druck an
einen Verbraucher abzugeben. Als Verbraucher kommt z. B. eine Spritze oder dgl.
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in Frage, mit der ein heißer Druckwas scrstrahl auf Gerate oder Maschinen
gerichtet werden kann, die z. B. zur Erleichterung der Inspektion und Instandhaltung
gereinigt und entfettet werden sollen.
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Bekannte Vorrichtungen der eingangs genannten Art sind regelmäßig
nicht ortsfest, sondern besitzen z. B. einen mit Rädern ausgestatteten Rahmen, auf
dein eine Motor Pumpen-Gruppe zur Beaufschlagullg des Wassers mit Druck und ein
Wärmetauscher bzw. Heizwassergenerator für die
Erhitzung des Wassers
und ferner eine Überwachungseinrichtung für die Überwachung von Temperatur, Druck
und Wasserströmung angebracht sind. Die bekannten Vorrichtungen erfordern jedoch
eine besondere Sorgfalt hinsichtlich Einbau und Wartung der Geräte zur Kontrolle
bzw. Überwachung dir Wasserströmung; es muß nämlich, sobald die Abgabe von heißem
Druckwasser unterbrochen wird, sofort der Beheizungskreislauf abgeschaltet werden.
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Die bekannten Vorrichtungen weisen außerdem densweiteren Nachteil
auf, daß nach einer Unterbrechung der Druckwasserabgabe besondere Maßnahmen zur
Wiederherstellung der Wasserströmung notwendig sind. Weiterhin ist es nicht immer
möglich, bei erneuer Wiederaufnahme der Druckwasserabgabe nach einer Unterbrechung
die anfänglichen Temperatur- und Druckbedingungen herzustellen; jedenfalls erfordert
auch dies die Anwendung empfindlicher Geräte und Instrumente, die nicht stets allen
Anforderungen der Praxis genügen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung der
eingangs genannten Art das hydraulische Verhalten und in Verbindung damit die Steuerung
bzw. Überwachung derart zu verbessern, daß jederzeit heißes Druckwasser zur Verfügung
steht, und zwar derart, daß der Benutzer in jedem Moment und augenblicklich heißes
Druckwasser entnehmen und die EntnalIme auch fortsetzen kann, ohne eine Erhitzung
und Druckbeaufschlagung des wassers erst ab-%zarten zu müssen. Dies soll insbesondere
auch in Verbindung mit solchen Wärmetauschern verwirklicht werden, die in bekannter
Weise einen mit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff beheizten Kessel umfassen,
in welchem das zu erhitzende Wasser ein oder mehrere schlagenförmige Rohre durchfließt.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit der im Anspruch 1 und bezüglich
vorteilhafter Ausgestaltungen in den anschließenden Unteransprüchen gekennzeichneten
Vorrichtung gelöst.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird durch die Einfügung der
beiden parallel und gegensinnig zueinander angeordneten P.ückschlagventile zwischen
Pumpe und Wärmetauscher erreicht, daß die hydraulische Verbindung zwischen Wärmetauscher
und Pumpe unterbricht, sobald der Wasserdruck im Wärmetauscher bestirnte Grenzen
überschreitet. Gleichzeitig verbleibt jedoch hierbei ein Vorrat von heißem Druckwasser
im Wärmetauscher, wodurch jederzeit eine sofortige Abgabe von heißem Druckwasser
bei Öffnen des Absperrventils arn Auslaß des Wärmetauschers gewährleistet ist. Trotz
dieses sehr günstigen Betriebsverhaltens hat die erfindungsgemäße Vorrichtung einen
einfachen und sicheren Aufbau, namentlich bei Anwendung der Ausgestaltungen gemäß
den Unteransprüchen0 Außerdem ist der Wärmetauscher gegen Überhitzung und Überdruck
sicher geschützt.
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Schließlich ist der Verschleiß der Pumpe stark herabgesetzt.
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Besonders bevorzugt wird eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung nach den Unteransprüchen 6 bis 8o Hierbei bewirkt der Differential-Druckfühler,
der den Wasserdruck zwischen den Rückschlagventilen und dem z. 3 manuell betätigbaren
Absperrventil am Auslaß des Wärmetauschers erfaßt, daß jede Betätigung des Absperrventils
besonders rasch in einen entsprechenden Steuerbefehl für die Pumpe umgesetzt wirdound
dementsprechend heißes Druckwasser nach dem Öffnen des Absperrventils praktisch
augenblicklich zur Verfügung steht.
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Die WDerwachungs- bzw. Steuereinrichtung mit den beiden Druckfuhlern
arbeitet dabei im einzelnen derart, daß jede Veränderung des Druckes zwischen den
Rückschlagventilen und dem Absperrventil die Druckfühler zum Ansprechen bringt und,
je nach Anderungsrichtung des Druckes, zum Stillsetzen der Pumpe mittels des ersten
Druckfühlers und zum Lauf der Pumpe mittels des zweiten Druckfühlers führt.
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Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten
anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert
Die
einzige Figur der Zeichnung zeigt ein kombiniertes elektrisches und hydraulisches
Schemabild einer Vorrichtung zvm Erzeugen von heißem Druckwasser.
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Gemäß der Figur ist eine Pumpe A für Wasser vorgesehen, die sich zur
Erzeugung eines vorbestimmten Wasserdruckes eignet. Die Pumpe A wird von einem elektrischen
Motor B angetrieben. Ihr Ansaugstutzen A1 ist in einen mit Wasser gefüllten Vorrats-Behälter
A2 eingetaucht. An den Auslaß A3 der Pumpe A ist ein Druckfühler C angeschlossen,
der auf den Wasserdruck anspricht Der Druckfühler C ist als Kontrakt-Druckfüler
ausgebildet, er besitzt einenzelektrischen Ruhekontakt C1, der in einem elektrischen
Steuer-Stromkreis für den Motor B liegt.
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Der Auslaß A3 der Pumpe steht ferner mit dem Einlaß eines Druckgreglers
D über eine Leitung C2 in Verbindung, die zwischen dem Auslaß des Druckfühlers C
und dem Einlaß des Druckreglers verläuft. Über eine Leitung D1 ist der Druckregler
mit dem Behälter A2 verbunden. Der Auslaß des Druckreglels ist über eine Rohr-Leitung
D2 an ein Ventil-Organ F mit zwei Rückschlagventilen 10 und 11 angeschlossen, weiches
die Wasserströmung in der Vorrichtung überwacht.
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Im einzelnen umfaßt das Organ F einen Anschluß 12 für die leitung
D2, der in eine Sammelkammer 16 mündet. Diese steht mit einer Kammer 14 des ersten
Rückschlagventiles 10 in Verbindung und bildet außerdem eine Einlaßkammer 16 des
zweiten Rückschlagventils 11. Jedes Rückschlagventil besitzt einen kegeligen Ventilkörper
18 bzw. 20, der beim Ventil 10 die hydraulische Verbindung zwischen der Kammer 14
und einer zweiten Sammelkammer 22 des Organes F und beim Ventil 11 die Verbindung
zwischen der Sammelkammer 16 und einer mit der Sammelkammer 22 in Verbindung stehenden
Kammer 24 des Ventils 11 trennt bzw herstellt. Die parallelen Rückschlagventile
10 und 11 sind hinschtlich ihrer Durchlaßrichtung gegensinnig zueinander angeordnet,
wobei das
erste Rückschlagventil 10 eine Wasserströmung von der
Sammelkammer 22 zur Kammer 14 zuläßt, während das zweite Rückschlagventil 11 eine
Strömung von der Sammelkaminer 16 zur Kammer 24 nur dann gestattet, wenn in der
Sammelkammer 16 am Einlaß und in der Sammelkammer 22 am Auslaß des Organes F ein
bestimmter Druck vorhanden ist.
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Beide Ventilkörper 18 und 20 sind jeweils von einer Feder 26 bzw.
28 belastet. Diese Federn sind unterschiedlich so ausgelegt, daß beide Rückschlagventile
jeweils erst bei bestimmten, in den Sammelkammern 16 und 22 herrschenden Drücken
ansprechen, und zwar derart, daß sich das Rückschlagventil 11 unter der Einwirkung
des Abgabedrucks der Pumpe A öffnet, während sich das Rückschlagventil 10 öffnet,
wenn der Druck in der Sammelkammer 22 höher ist als der Abgabedruck der Pumpe h.
Hierdurch wird gewährleistet, daß im hydraulischen Abschnitt stromabwärts des Organes
F unabhängig von der Förderung der Pumpe A ein bestimmter Druck verbleibt.
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Die Sammelkammer 22 des Organes F besitzt einen Auslaß-Anschluß 30,
von dem eine Rohr-Leitung Pl zum Einlaß-Anschluß 32 eines Wärmetauschers G verläuft.
Die Leitung Pl besitzt eine Abzweigung F2, die in einen Differential-Druckfühler
K einmündet, welcher als Kontakt-Druckfühler mit einem in dem Steuer-Stromkreis
für den Motor B liegenden elektrischen Kontakt H1 ausgebildet ist.
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Der Wärmetauscher G ist von üblicher Ausbildung und umfaßt eine Rohrschlange
34, durch welche das von der Pumpe A kommende Druckwasser hindurchläuft. Ein Auslaß-Anschluß
36 der Rohrschlange ist über eine mindestens teilweise flexible leitung G1 mit einem
Verbraucher K verbunden. Dieser ist beim gezeigten Beispiel als Spritze mit einer
Spritzdüse Kl ausgebildet, aus der ein Heißwasserstahl mit Hochdruck austritt. Am
Einlaß der Spritze ist ein Absperrventll in T'orm eines durch den Benutzer manuell
zu betätigenden
Harnes K2 vorgesehen, mit welchem die Abgabe von
heißem Druckwasser gesperrt und freigegeben werden kann.
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Der Wärmetauscher bzw. Warmwassergenerator G wird von einem Brenner
38 für flüssigen Brennstoff beheizt, dem eine nicht mehr gezeigte thermostatische
Steuerung zugeordnet ist.
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Der Pumpen-Motor B wird aus dem elektrischen Netz L1 über ein elektrisches
Schütz M gespeist. Dessen Erregerspule Ml ist mit einer Seite an die negative Klemme
einer Spannungs- N2 quelle der Erreger- angeschlossen. Von der anderen Seite C1
spule M1 verläuft ein erster Stromkreis zur positiven Klemme der Spannungsquelle
über den Arbeitskontakt N1 eines von Hand betätigbaren Momentschalters. Außerdem
verläuft ein zweiter Stromkreis zur positiven Klemme über den Ruhekontakt M2 eines
weiteren, von Hand betätigbaren Schalters, den Ruhekontakt M1 des Druckfühlers C
und einen Selbsthaltekontakt M2 des Schütz M. Schließlich gibt es einen dritten
Stromkreis von der Erregerspule C1 zur positiven -Klemme,-der wiederum die Ruhekontakte
N2 und des und weiterhin den Kontakt Hl des Druckfühlers lt enthält Der insoweit
erläuterte angezogen. für den Motor B bzw. dessen Schütz M kann weitere, hier nicht
gezeigt und beispielsweise mit dem Ruhekontakt N2 gekoppelte Kontakte aufweisen,
über welche der Brenner 38 gesteuert wird.
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Es folgt eine Erläuterung der Wirkungsweise der Vorrichtung: Die Vorrichtung
wird durch Betätigung des Arbeitskontaktes N1 vom Benutzer in Gang gesetzt. Hierdurch
erhält die Erregerspule Mi Strom, so daß das Schütz M anzieht und den Motor B einschaltet-.
Über seinen Selbsthaltekontakt M2 und die geschlossenen Ruhekontakte C1 und N2 bleibt
das Schütz auch nach Freigabe des Arbeitskontaktes N1 angezogen. Die vom Motor B
angetriebene Pumpe A beschickt nun die hydraulische Anlage der Vorrichtung mit Druckwasser,
wobei sich das Rückschlagventil 11 des Organs P öffnet und die Weiterleitung
des
Wassers zum Verbraucher K freigibt, wobei dieses im '¢Eårmetauscher G erhitzt wird.
Es erfolgt allerdings keine Abgabe von Wasser, solange der Hahn K2 geschlossen ist.
Wenn dieser Zustand eine gewisse Zeitspanne andauert, kann der Brenner 38 das in
der Rohrschlange 34 stehende Wasser soweit erwärmen, daß sich in der in die weiterarbeitende
Pumpe A einmündenden kydraulischen Anlage irVorrichtung eine gewisse Temperatur
einstellt und hierdurch auch ein bestimmter Druck, der höher ist, als die von der
Feder 26, die auf den Ventilkörper 18 einwirkt, ausgeübte maximale Belastung. Dieser
Wasser-Druck stellt sich auch an Differential-Druckfühler K ein, dessen Kontakt
H1 deswegen öffnet, was aber zu diesem Zeitpunkt noch keine VerGnderung im elektrischen
Steuer-Stromkreis für den Motor B bewirkt.
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Wenn der Druck im hydraulischen Teil stromabwärts des Ventil-Organes
F so groß geworden ist, daß das Rückschlagventil 10 öffnet, breitet sich dieser
Druck bis zum Druckfühler C aus und bewirkt, daß sich dessen Ruhekontakt C1 öffnet.
Hierdurch fällt das Schütz M ab und es kommt zum Stillstand der Pumpe A.
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Mit dem Stillstand der Pumpe A geht natürlich ein Abfall des Wasserdruckes
einher, was auf das Rückschlagventil 10 einwirkt und dazu führt, daß die Verbindung
zwischen dem stromabwärts des Organes F befindlichen Teil der hydraulischen Anlage
und dem stromaufwärts gelegenen Teil derselben unterbrochen wird. Entsprechend wird
ein vorbestimmter Druck in dem stromabwärts gelegenen Teil der hydraulischen Anlage
unverändert aufrechterhalten; mit anderen Worten bleibt ein bestimmter Druckwasser-Vorrat
im Wärmetauscher zurück. Nimmt der Druck in diesem Teil (G1-F1) der hydraulischen
Anlage aus irgendeinem Grunde zu, beispielsweise wegen Überhitzung, so öffnet sich
das Rückschlagventil 18 und leitet den Drucküberschuß in den Behalter A2 ab.
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Wird der Hahn K2 zur Entnahme von heißem Druckwasser durch den Benutzer
geöffnet, erfolgt in dem stromabwärts des
Organes F gelegenen Teil
ein Druckabfall, der sich auf den Differential-Druckfühler lt überträgt. sodaß dessen
zuletzt offen gewesener Kontakt H1 schließt. Hierdurch kommt es zu einem neuerlichen
Ansprechen des Schütz M, weil dessen Erregerspule über den Ruhekontakt N2, den wieder
geschlossenen Ruhekontakt C4 und eben den Kontakt H1 Strom erhält und anschließend
über den Selbsthaltekontakt M2 stromführend bleibt. Entsprechend arbeitet die Pumpe
A wieder, so daß in der hydraulischen Anlage der Druck wiederhergestellt wird und
die Ausgabe von heißem Druckwasser in der normalen Art und Weise vor sich gent.
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Sobald der Benutzer den Hahn K schließt, stellt sich in der hydraulischen
Anlage sofort ein deutlicher Überdruck ein, aufgrund dessen der Druckfühler C seinen
Ruhekontakt Cl öffnet, was zur Abgschaltung der Pumpe A führt. Gleichwohl verbleibt
wegen des Ventil-Organes F im hydraulischen Teil stromabwärte desselben ein vorbestimmter
Druck unverändert aufrechterhalten. Es wird also die Vorrichtung jederzeit automatisch
ausschließlich durch die einfache Betätigung des Hahnes K2 richtig gesteuert.
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Die Steuerung kann noch so ergänzt sein, daß bei Unterbrechung der
Wasserentnahme auch die Tätigkeit des Brenners G2 eingeschränkt oder unterbrochen
wird.
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L e e r s e i t e