DE2427230B2 - System zum Mischen von Gasen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein System zum Mischen von Gasen in einem vorgegebenen Mischungsverhältnis der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Aus der US-PS 35 15 155 ist ein Mischsystem bekannt, bei dem für jedes Gas eine Versorgungsleitung vorgesehen ist, mit der jeweils ein Dosierventil verbunden ist. Mit diesem Dosierventil wird der Durchsatz durch die verschiedenen Versorgungsleitungen gesteuert, um in einer Mischleitung die gewünschte Zusammensetzung des Gases zu erhalten. In jeder Leitung läßt sich der Eingangsdruck der Dosierventile durch einen Druckregler einstellen, der durch das Gas von einer der beiden Versorgungsleitungen belastet wird. Der Rückdruck auf der Ausgangsseite der Dosierventile und der Mischkammer wird zur Konstanthaltung eines Minimaldruckes durch einen federbelasteten Regler aufrechterhalten, der durch die Bedienungsperson eingestellt werden kann. Dadurch läßt sich am

ίο Ausgang der Dosierventile ein Druck erhalten, der 5,3 bis 7 kg/cm² unterhalb des Eingangsdrucks liegt Bei diesem System ist jedoch die ganze Aufmerksamkeit der Bedienungsperson erforderlich, um das gewünschte Mischungsverhältnis zu erhalten. Außerdem müssen genaue, gut einstellbare Meßgeräte verwendet werden.

Weiterhin weist dieses System einen Druckschalter auf der Ausgangsseite des den Rückdruck steuernden Ventils auf, der bestimmte Kreise entsprechend Änderungen des Gasdrucks im Sammeltank öffnen und schließen soll. Dieser Druckschalter wird jedoch fest eingestellt, so daß dieses System nur mit einem einzigen Druck arbeiten kann. Die Bedienungsperson muß also den Eingangsdruck so genau einstellen, daß er dem Ansprechbereich dieses Druckschalters entspricht

Weiterhin ist aus der DE-PS 4 80 086 ein mit Hilfe von Membranreglern arbeitender Gemischregler bekannt, bei dem hinter einer Drosselstelle in einer Gasleitung eine Abzweigung zu Membranreglern im Strömungsweg des anderen Gases führt, so daß eine Änderung des Drosselmittels im ersten Strömungswege auf die Membranregler der anderen Strömungswege im gleichen Sinne einwirkt. Dadurch wird also ein Steuersignal erzeugt, welches sich während des Mischvorgangs laufend in Abhängigkeit von der entnommenen Gasmenge oder sonstigen Parametern, beispielsweise Temperatur, Feuchtigkeit, etc. ändert und der Menge der zufließenden Komponenten entspricht

Außerdem ist aus dem DE-GM 18 29 553 ein Gerät zur Bildung eines Gasgemisches aus mindestens zwei Mischungskomponenten bekannt, bei dem ein Rückkopplungssystem vorgesehen ist. Dabei spricht ein Verbrauchsdruckregler auf den Druck des Gasgemisches an und steuert seinerseits die Einstellung der einzelnen Druckregler, um den aus Dosieröffnungen strömenden Gasfluß derart zu regeln, daß der Druck des Gasgemisches auf einen willkürlich gewählten Wert stabilisiert wird. Außerdem dient der Druck einer Mischungskomponente in dem zwischen der Austrittsöffnung des betreffenden Druckregelers und der betreffenden Dosieröffnung befindlichen Raum als Spanndruck für den oder die übrigen Druckregler.

Weiterhin ist aus der DE-PS 8 76 773 eine Vorrichtung zum Regeln eines Durchflusses nach einem vorgegebenen Programm bekannt, mit der sich auch das Mischungsverhältnis zweier Flüssigkeiten entsprechend dem Programm einstellen läßt. Dabei sind in die beiden Leitungen Volumenzähler eingebaut. Die Umdrehungszahl des einen Zählers wird auf ein Sonnenrad eines Differentialgetriebes geleitet, während die Umdre hungszahl des anderen Zählers eine Reibscheibe antreibt. Das gewünschte Programm, d. h. die Änderung des Durchflusses durch die beiden Leitungen mit der Zeit, wird durch die Ausbildung einer Programmscheibe festgelegt, die von einem Uhrwerk gedreht wird. Auf diese Weise läßt sich in den beiden Leitungen jeweils ein vorgegebener, durch die Programmscheibe festgelegter Durchfluß aufrechterhalten. Eine Abweichung von diesem Programm ist nur durch einen Austausch der

Programmscheibe möglich.

Schließlich ist aus der DE-PS 8 54 107 noch eine Vorrichtung zum Zählen und unmittelbaren Stetigregeln strömender Flüssigkeiten bekannt, wobei mehrere, in einem bestimmten Verhältnis stehende Kiengen mit einem normalen Flüssigkeitszähler als Drehzahlgeber entnommen werden, der gleichzeitig für die Erfassung der in einem bestimmten Zeitraum abgegebenen Gesamtmenge des Mischanteils benutzt wird. Dieser Flüssigkeitszähler treibt über ein Kegelradgetriebe Getriebekasten an, die wiederum zur Einsteilung eines bestimmten Sollwertes dienen und die eingestellte Drehzahl auf Regelzähler übertragen. Die entsprechenden, auf diese Weise eingestellten Mengen können durch Abflußrohre entnommen werden. Diese Vorrichtung ist also mechanisch äußerst aufwendig und kompliziert und damit besonders störanfällig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zum Mischen von Gasen in einem vorgegebenen Mischungsverhältnis der angegebenen Gattung, wie es aus der US-PS 35 15 155 bekannt ist, zu schaffen, bei dem trotz des einfachen Aufbaus nur ein einziges Druckregulierorgan erforderlich ist, um alle für die Funktion wesentlichen Drücke des gesamten Systems einzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen zusammengestellt

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere auf der Verwendung eines unabhängigen, keine weiteren Funktionen erfüllenden Druckregulierorgans zur Erzeugung eines einzigen, einstellbaren Steuerdrucks, der in dem gesamten System als Bezugsgröße verwendet wird. Diese Bezugsgröße bestimmt den Druck in den einzelnen, getrennten Elementen, insbesondere den Eingangsdruckreglern, sowie den Rückdruckpunkt. Ändert sich dieser gemeinsame Bezugsdruck, so werden dadurch alle abhängigen Elemente in gleicher Weise beeinflußt, so daß sich diese Einflüsse gegenseitig ausgleichen und das Mischungsverhältnis und damit die Qualität des Ausgangsproduktes nicht beeinflußt werden. Denn dieser Steuerdruck ist eine Größe, die während des Betriebes keinen systematischen Schwankungen unterworfen ist, also beispielsweise keine Funktion der dem Mischsystem entnommenen Gasmenge oder ähnlicher Parameter ist. Der Steuerdruck dient nur zur gemeinsamen, einmaligen Einstellung des Gesamtsystems. Mögliche Störquel- so len, welche die Zuverlässigkeit eines Gasmischsystems beeinträchtigen können, sind beispielsweise Leckverluste an den Ventilen, Änderungen der Umgebungstemperatur, Zu- oder Abnahme des Drucks in dem Gasbehälter usw. Bei dem erfindungsgemäßen Gas- r> mischsystem scheiden diese Störungsursachen aus, da alle wesentlichen Organe mit einem gemeinsamen Druckniveau gekoppelt sind. Auch der Steuerdruck selbst kann einer Schwankung unterworfen sein. Da dieses Signal jedoch alle relevanten Größen des bo gesamten Systems beeinflußt, beaufschlagt eine Druckänderung alle abhängigen Organe in gleicher Weise, so daß der Einfluß auf das Endprodukt äußerst gering ist. Außerdem läßt sich dieses System sehr viel leichter, auch von Hand, einstellen als die herkömmlichen t>"> Systeme, wodurch insbesondere die Überwachung durch die Bedienungsperson vereinfacht wird, und schließlich sind kaum Fehljustierungen möglich, da, wie erwähnt, nur ein einziges Druckrregulierorgan überwacht werden muß.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Flußdiagramm eines Systems zum Mischen von Gasen in einem vorgegebenen Mischungsverhältnis nach der vorliegenden Erfindung,

Fig.2 einen vertikalen Schnitt durch einen der Eingangsdruckregler des Systems nach F i g. 1,

Fig.3 einen vertikalen Schnitt durch einen Rückdruckregler, und

F i g. 4 einen vertikalen Schnitt durch ein Druckschalter.

In F i g. 1 ist ein schematisches Flußdiagramm eines Systems zum Mischen von Gasen in einem vorgegebenen Mischungsverhältnis 10 nach der vorliegenden Erfindung gezeigt Dieses System kann für viele verschiedene Zwecke eingesetzt werden, beispielsweise zur Herstellung eines Gemischs verschiedener Gase mit bestimmter Zusammensetzung für chemische Prozesse, die Herstellung von Atemluft mit vorgegebener Zusammensetzung usw. Das System 10 enthält mehrere Zuflußleitungen 12 und 14, die beispielsweise Helium und Sauerstoff aus Gasflaschen anliefern. Obwohl in dem Ausführungsbeispiel nur zwei Zuflußleitungen gezeigt sind, können auch für bestimmte Anwendungszwecke drei oder mehr Zuflußleitungen verwendet werden. Die Gase passieren zunächst Absperrventile 16 und 18, die von Hand oder auch mechanisch, pneumatisch oder auf andere Weise, betätigt werden. Anschließend strömen die Gase durch Filter 20 und 22, hinter denen sich Meßgeräte 23 und 25 befinden.

In den Zuflußleitungen 12 und 14 sind Eingangsdruckregler 24 und 26 vorgesehen. Jeder Eingangsdruckregler 24, 26 steht unter einem bestimmten Gasdruck wie durch die Dome 28 und 30 angedeutet ist Das Füllgas für die Dome wird durch eine Steuerleitung 32 über Verbindungsleitungen 34 und 36 geliefert Außerdem sind für die Eingangsdruckregler 24 und 26 Rückschlagventile 38 bzw. 40 vorgesehen. Die Eingangsdruckregler 24 und 26 sollen im einzelnen in Verbindung mit F i g. 2 beschrieben werden.

Von den Eir.gatigsdruckregler 24 und 26 fließen die Gase über Leitungen 42 und 44 durch eine Heizeinrichtung 46, deren Eingangsdruck durch Meßgeräte 48 und 50 überwacht wird. Mit den Ausgängen der Heizeinrichtung 46 sind Rückströmventile 52 und 54 verbunden, an deren Ausgänge Dosierventile 56 und 58 angeschlossen sind. Die beiden Zuflußleitungen vereinigen sich an einer Mischstelle 60, wo bei Bedarf eine Mischkammer vorgesehen sein kann. An den Ausgang der Mischstelle 60 ist ein Magnetventil 62 angeschlossen. Der Magnet des Magnetventils 62 wird durch einen Druckschalter 64 betätigt, dessen Steuerdruck über eine Leitung 66 von der Leitung 32 zugeführt wird. Der Druckschalter 64 soll unter Bezugnahme auf Fig.4 später im einzelnen erläutert werden.

Ist das Magnetventil 62 offen, so liegt ein Druck an einem Rückdruckregler 68 vor, der in Verbindung mit Fig.4 näher beschrieben werden soll. Dieser Rückdruckregler 68 wird durch einen Dom 70 gesteuert, der wiederum einen Steuerdruck von der Leitung 32 erhält. Mit aem Ausgang des Rückdruckreglers 66 ist ein Meßgerät 64 über eine Auslaßleitung 76 sowie ein ähnliches Meßgerät 75 über eine Eingangsleitung 72 verbunden. Außerdem ist angedeutet, daß der Druckschalter 64 mit der Leitung 76 über eine Leitung 78

verbunden ist. Das Magnetventil 62 stellt den Gasdurchsatz über eine Leitung 80 zum Sammeltank 82 ein.

Das aus den Sammeltank 82 über eine Leitung 84 und ein Rückströmventil 86 ausfließende Gas strömt zui einer Hauptversorgungsleitung 88, die auch mit dem Ausgang des Magnetventils 62 verbunden ist. Ein handbetätigtes Absperrventil 90 sowie ein Probenauslaß 92 zweigen von der Leitung 88 ab, so daß im Bedarfsfall das Gas untersucht werden kann. Ein ähnliches Absperrventil 94 und ein Auslaß 96 liegen auf der Tankseite des Rückströmventils 86. Außerdem ist in der Leitung 88 ein Druckregler 98 vorgesehen, der den Versorgungsdruck reduziert Dieser Versorgungsdruck wird durch ein hinter dem Ventil vorgesehenes Meßgerät 100 angezeigt. In der Hauptversorgungsleitung sind weiterhin ein handbetätigtes Absperrventil 102 sowie ein Rückströmventil 104 vorgesehen, wobei das Gas am Punkt 106 austreten kann.

Zur Einstellung des Druckes in dem gesamten Mischsystem dient ein Druckregler 99. Dieser Regler 99 erhält Gas von einer der Zuflußleitungen, hier beispielsweise von der Heliumleitung 12, über eine Leitung 107. Der Ausgang des Druckreglers 99 ist mit der gemeinsamen Steuerleitung 92 und mit einem herkömmlichen Rückkopplungspfad verbunden, der über eine Leitung 107 zu einem Dom 103 führt. Der Druckregler 99 kann durch die Bedienungsperson eingestellt werden und liefert in Abhängigkeit von dieser Einstellung einen Steuerdruck für die Eingangsdruckregler 24 und 26, den Rückdruckregler 68 und damit auch für den Druck in dem Sammeltank 82. Ein einziger Druckregler 99 ermöglicht also die Steuerung aller Drücke und Ventile in dem Mischsystem 10.

In F i g. 2 ist ein senkrechter Schnitt durch den in F i g. 1 gezeigten Eingangsdruckregler 24 dargestellt. Dieser Eingangsdruckregler 24 weist eine Regelkappe 108 auf, die aus einem oberen und einem unteren Teil 110 bzw. 112 besteht Diese Teile sind durch Bolzen 114 mit Sechskantkopf und entsprechende Sechskantmuttern 116 miteinander verbunden. Zwischen die Teile 110 und 112 ist eine Steuermembran 18 aus Gummi oder ähnlichem Material eingespannt und im Abstand von einer oberen bzw. unteren Membranplatte 120 bzw. 122 angeordnet. Der oberen Fläche der Membran 118 wird von der Leitung 32 (F i g. 1) ein Steuerdruck über einen Einlaß 124 durch die Leitung 34 zugeführt. Das zum Eingangsdruckregler 24 fließende Gas gelangt über die Leitung 41 in einen Raum 126 im Ventilkörper 128. Zur Überwachung des Drucks im Raum 126 ist eine öffnung 131 vorgesehen, durch die über eine Leitung 132 ein Meßgerät angeschlossen werden kann. Zur Überwachung des Druckes unterhalb der Membran 118 kann auch ein Meßgerät 117 angeschlossen werden. Der Ausgang des Eingangsdruckreglers (Leitung 42 in F i g. 1) ist mit dem Raum 133 verbunden.

In einer Hülse 134 ist ein unterer Ventilkegel 130 vertikal bewegbar angeordnet, der durch eine Stoßstange 136 betätigt wird, die ihrerseits an der unteren Membranplatte 122 befestigt ist. Zur Begrenzung der Bewegung der Stoßstange ist auf dieser ein Anschlag 138 vorgesehen. Bei einer Abwärtsbewegung der Membran zwingt diese die Membranplatte 122 zu einer Abwärtsbewegung, die entgegengesetzt zur Vorspannung der Feder 140 gerichtet ist. Der untere Ventilkegel 130 bewegt sich nach unten und hebt dabei die Fläche 144 vom messerkantenförmiger. Ventilsitz 142. Dadurch wird eine Gasströmung zwischen den Räumen 126 und 133 möglich, so daß Gas vom Einlaß bei Leitung 41 zum Auslaß bei Leitung 42 fließt. Die Federn für die Ventilsitze usw. werden innerhalb des Ventilkörpers 12 durch eine Aufnahmehülse 146 und einen mit einem Sechskantkopf versehenen Verschlußstopfen 148 gehal ten, wobei ringförmige Dichtungen 150, 152, 154 zur Abdichtung des Bodens vorgesehen sind. Ein Verbindungsstück 156, durch das die Schubstange 136 hindurchgeht, verbindet den Ventilkörper mit der Reglerkappe. Zur Abdichtung sind ringförmige Dich tungen 158 und 160 vorgesehen.

Den oberen Teil des Eingangsdruckreglers 24 bildet das Rückschlagventil 38 oder 40. Es ist ersichtlich, daß im Ventilkörper 128 des Eingangsdruckreglers eine öffnung 162 mit einer Leitung 163 vorgesehen ist, die

is von dieser öffnung zum Rückschlagventil 38 führt Die Leitung 163 mündet in den Ventilkörper 166 des Rückschlagventils über eine öffnung 164 ein. Der Ventilkörper 166 ist mit der Reglerkappe über ein Verbindungsstück 156 verbunden, das dem ähnlich numerierten Element unterhalb der Reglerkappe entspricht Zur Abdichtung dienen wieder Dichtungen. Der Ventilkörper 166 des Rückschlagventils und die zugeordneten Elemente sind in vielerlei Hinsicht denen des Ventilkörpers 128 des Eingangsdruckreglers ähn lieh. Es wird jedoch bemerkt, daß zwei mit einem Sechskantkopf versehene Stopfen 168 und 179 die nicht benutzten öffnungen im Ventilkörper 166 verschließen. Weiterhin ist eine Entlüftungsöffnung vorgesehen, deren Zweck nachstehend erläutert wird. Ein oberer Ventilkegel 174, der dem unteren Ventilkegel 130 entspricht, kann durch Schubstangen 176, 178 und 180 vertikal bewegt werden. Die Schubstange 180 ist mit der oberen Membranplatte 120 verbunden. Die Schubstange 178 ist mit einer ringförmigen Dichtung 182 versehen. Sowohl der untere Ventilkegel 130 als auch der obere Ventilkegel 174 haben innere Durchmesser, die größer sind als die Außendurchmesser der zugehörigen Schubstangen, beispielsweise der Schubstange 136 und des unteren Ventilkegels. Am Beispiel des unteren Ventilkegels erkennt man also, daß sich zwischen dem Raum 133 und der schmalen öffnung 186 an der Unterseite des Ventilkegels ein ringförmiger Raum für den Gasfluß ausbildet. Dieser ringförmige Raum soll für eine ausgewogene Regulierung an beiden

Enden des beweglichen Ventilkegels sorgen. D. h., daß

der Druck an beiden Enden ausgeglichen wird. Wie angedeutet, wird dies auch am oberen Ventilkegel 174 vorgesehen.

Die Funktionsweise des Eingangdruckreglers 24 wird

im folgenden erläutert. Aus den vorangehenden Erläuterungen ergibt sich, daß die Oberseite der Membran 118 mit dem Steuerdruck beaufschlagt wird, während die Unterseite der Membran 118 über den um die Schubstange 136 liegenden Raum 184, den Raum 186 und einen zum Raum 186 führenden Kanal einen regulierten Druck erhält. Der Kanal ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Wenn der regulierte Druck am Auslaß 42 kleiner als der Steuerdruck ist, bewegt sich die Membran 118 nach unten und öffnet den unteren Ventilkegel 130. Dadurch kann ein zusätzlicher Gasstrom vom Einlaß zum Auslaß fließen, was einen Druckanstieg unterhalb der Membran 118 zur Folge hat, so daß der Steuerdruck oberhalb der Membran 118 ausgeglichen wird. Wenn andererseits der Reglerdruck

6^r> unterhalb der Membran 118 größer als der Steuerdruck oberhalb der Membran 118 ist, bewegt sich die Membran 118 nach oben, und der obere Ventilkegel 174 wird geöffnet. Dann fließt Gas über die Leitung 163 in

den Ventilkörper 166 des Rückströmventils und vom Raum 164 durch den offenen Ventilsitz des Ventilkegels 174. Das Gas fließt dann über die Entlüfteröffnung 172, so daß der Druck unterhalb der Membran 118 so lange abnimmt, bis der Druck auf beiden Seiten der Membran wieder gleich ist. Die Bewegung des Ventilkegels 174 hat also die Wirkung eines Rückschlagventils, das einen übermäßigen Aufbau des regulierten Druckes verhindert, wenn eine Dichtung undicht wird oder der Steuerdruck abnimmt. Das Rückschlagventil 38, das den Ventilkörper 166, den Ventilkegel 174 und verschiedene andere unter dem Oberteil 110 liegende Teile aufweist, benutzt Bestandteile, die identisch zu dem Teil des Eingangsdruckreglers 24 sind, der unterhalb des unteren Teiles 112 liegt, wodurch sich die Zahl der Einzelteile des Eingangsdruckreglers verringern läßt.

Der Rückdruckregler 68 (Fig. 1) ist anhand eines Schnittes in Fig.3 im einzelnen gezeigt. Eingangsleitung und Ausgangsleitung tragen die Bezugsziffern 72 und 76. Der Steuerdruck liegt auf der Leitung 32. Der Rückdruckregler 68 enthält einen Reglerkörper 190, in dem ein Reglersitz 192 angeordnet ist, der im Reglerkörper durch eine Haltemutter 194 gehalten ist, die in den unteren Teil des Reglerkörpers unter Verwendung einer ringförmigen Dichtung 195 eingeschraubt ist. Ein Ventilkegel 196 kann sich im Reglerkörper 190 vertikal bewegen. Der obere Teil des Ventilkegels wird durch eine ringförmige Dichtung 198 gegen die benachbarte Innenwand des Ventilkörpers 190 abgedichtet. Die Unterseite des Ventilkegels 196 stößt gegen eine Federführung 200, die sich wiederum gegen zwei Federn 202 und 204 abstützt, die ihrerseits auf einem Widerlager 206 aufliegen. Die Federn 202 und 204 spannen den Ventilkegel 196 nach oben vor, und zwar gegen die auf die obere Fläche des Ventilkegels ausgeübte Kraft. Diese Kraft hat ihre Ursache in dem durch die Leitung 32 in dem Raum 208 entstehenden Druck.

Der Ventilkegel 196 weist eine abgeschrägte Fläche 209 auf, die zusammen mit der Kante 210 eine Dichtungsfunktion hat. Der Ventilkegel 196 bewegt sich nach oben von der Kante 210 weg, wenn die auf die Unterseite des Ventilkegels 196 ausgeübte Kraft, welche die Summe aus Eingangsdruck und den Kräften der Federn 202 und 204 ist, größer als die auf die obere Fläche des Ventilkegels 196 wirkende Kraft ist, die durch den Steuerdruck ausgeübt wird. Durch Auswahl der Federkonstanten und der Größe der oberen und unteren Flächen des Ventilkegels 1% kann der Rückdruckregler 68 so konstruiert werden, daß der regulierte Druck am Einlaß immer auf einem bestimmten Druck unterhalb des Steuerdrucks gehalten werden kann, z. B. 5,3 kg/cm² unterhalb des Steuerdrucks. Auf diese Weise kann der Steuerdruck geändert werden, und der Einlaßdruck des Rückdruckreglers hat immer einen festen, vorbestimmten Wert unterhalb des Steuerdrucks, z. B. 53 kg/cm², ohne daß die Bedienungsperson ihr besonderes Augenmerk auf einen konstanten Rückdruck und die Dosierventile richten muß.

In Fig.4 ist ein vertikaler Schnitt durch den Druckschalter 64 gezeigt. Er weist ein Gehäuse 210 auf, das Druck vom Sammeltank 82 über die Leitung 78 erhält, wie in F i g. 1 dargestellt ist. Eine Kappe 212 ist in das Oberteil des Gehäuses 210 unter Verwendung einer ringförmigen Dichtung 214 eingeschraubt. Sechskantschrauben befestigen die Kappe 212 an einem Schaltkasten 216, in dem ein konventioneller Mikroschalter 218 untergebracht ist. Der Mikroschalter 218 wird auf übliche Weise durch eine Kolbenstange 220 betätigt, die durch eine Muffe 222 geführt ist und gegen einen passenden Arm für den Mikroschalter stößt. Die Kolbenstange geht auch durch die Kappe 212 und eine Dichtung 224 hindurch und ist dann mit einem Kolben 226 verbunden, der gegenüber der Wand einer Kolbenkammer 228 durch eine ringförmige Dichtung 230 abgedichtet ist.

Eine Feder 231 drückt gegen die untere Fläche des Kolbens 226 und wird am unteren Ende durch ein Widerlager 232 zusammengepreßt. Eine Einstellschraube 234 drückt gegen das Widerlager 232. Das untere Ende 236 der Einstellschraube 234 ist einer Einstellung zugänglich, wodurch die Spannung der Feder 231 nach Wunsch eingestellt werden kann. Der abgetastete Druck des Sammeltanks 28 wird über eine Leitung 78 an der öffnung 236 zugeführt. Der Druck gelangt dann über einen Kanal 238 in einen Raum 242 unterhalb des Kolbens. Der Raum 244 am oberen Ende des Kolbens steht mit einer Eingangsöffnung 246 in Verbindung, der der Steuerdruck zugeführt wird. Die öffnung 246 ist mit den Leitungen 32 und 36 (Fig. 1) verbunden. Der Druckschalter 64 ist druckbelastet und wird vom Steuerdruck über den Druckregler 99 (F i g. 1) gesteuert.

Die Feder 231 wird so eingestellt, daß der Druckschalter 64 das Magnetventil 62 öffnet, wenn der Druck im Sammeltank etwa 14 kg/cm² unterhalb des Steuerdrukkes ist, und das Magnetventil 62 schließt, wenn der Druck etwa 7 kg/cm² unterhalb des Steuerdruckes liegt.

Es soll jedoch erwähnt werden, daß das Mischsystem bei jedem Druck durch einfache Einstellung des Druckreglers 99 arbeiten kann.

Zur Erläuterung der Funktionsweise kann zusammenfassend festgestellt werden, daß die Bedienungsperson durch Einstellung des einzigen Druckreglers 96 alle wesentlichen Drücke des Systems steuern kann. Die dem System über die Zuflußleitungen 12,14 zugeführten Gase gelangen über die Absperrventile 16 und 18 zu den Eingangsdruckreglern 24, 26. Durch Einstellung des Druckreglers 99 wird der Druck in der Steuerleitung 32 festgelegt. Die angeschlossenen Druckregulatoren sind so ausgelegt, daß die Gase den gleichen Druck erhalten, der auch in der Steuerleitung 32 vorliegt. Die zuströmenden Gase fließen dann durch die Heizeinrichtung 46 und die Rückschlagventile 52 und 54 zu dem Dosierventilen 56,58, wo das gewünschte, vorgegebene Mischungsverhältnis zwischen den beiden Gasmengen hergestellt wird.

Die eigentliche Mischung der beiden Gase erfolgt an der Mischstelle 60, hinter der, in Strömungsrichtung gesehen, das Magnetventil 62 liegt.

Im weiteren Verlauf der Strömung folgt nun der Rückdruckregler 68, der einen vorgegebenen Rückdruck des bereits gemischten Gases bewirkt und ebenfalls durch den Druck in der Leitung 32 gesteuert wird, der durch den Druckregler 99 festgelegt wird. Der Rückdruckregler 68 hält den Druck auf seiner Zuflußleitung auf einem vorgegebenen Wert, der unter dem Druck in der Steuerleitung 32 liegt. Der Rückdruckregler 68 ist beispielsweise so eingestellt, daß sein Eingangsdruck etwa 5 kg/cm² unter dem Druck in dem Steuersystem liegt, so daß an den Dosierventilen immer eine konstante Druckdifferenz vorliegt. Soll nun der Druck in dem System geändert werden, so muß nur der Druckregler 99 in entsprechender Weise verstellt werden, da sich mittels der Eingangsdruckregler 24 und 26 der Gasdruck in entsprechender Weise verändert. In gleicher Weise wird auch der Rückdruckregler 68

selbsttätig verstellt, wobei jedoch der Differenzdruck in Höhe von 5 kg/cm² an den Dosierventilen 56, 58 erhalten bleibt.

Der parallel zu der Auslaßleitung 88 liegende Sammeltank 82 hat die übliche Funktion. Sein Druck wird jedoch durch den Systemdruck über den Druckschalter 64 gesteuert, der seinerseits das Elektromagnetventil 62 an- und ausschaltet, und zwar jeweils in Abhängigkeit von dem erfaßten Bereich des in dem Sammeltank 82 herrschenden Drucks. Der Druckschalter 64 kann beispielsweise so eingestellt sein, daß das Absperrventil 62 geöffnet wird, wenn der Druck in dem Sammeltank 82 unter einen Druck absinkt, der etwa 14 kg/cm² unter dem Systemdruck liegt, und geschlossen wird, wenn der Differenzdruck zwischen dem Systemdruck und dem Druck in dem Sammeltank 82 auf einen unter 7 kg/cm² liegenden Wert abgesunken ist.

Wenn also das Absperrventil 62 offen ist, schließt der Druck in der Leitung 88 das Rückströmventil, und der Druck in dem Sammeltank 82 baut sich bis zur vorgegebenen, oberen Grenze auf. Zu diesem Zeitpunkt schließt der Druckschalter &♦ das Absperrventil 62, um die weitere Zuführung des ankommenden Gasgemisches zu unterbrechen. Das gewünschte Gemisch am Ausgangspunkt 106 wird dann dem Sammeltank 82 durch das Rückströmventil 86 entnommen, bis sein Druck auf die vorgegebene, untere Grenze abfällt, bei der dann wieder der Druckschalter 64 betätigt wird, so daß sich das Absperrventil 62 wieder öffnet. Das System arbeitet also zyklisch, wobei das Gasgemisch abwechselnd der Mischstelle 60 und dem Sammeltank 82 entnommen wird.

ίο Der Druckregler 99 liefert einen Bezugsdruck für das gesamte System, der den Ausgangsdruck der Eingangsdruckregler 24, 26 bestimmt, einen konstanten Rückdruck an den Dosierventilen 56, 58 aufrechterhält und mittels des Druckschalters 64 den Druck in dem Sammeltank 82 in einem gewünschten Bereich hält, der unterhalb des Systemdrucks liegt. Ist der Druckregler 99 einmal auf einen bestimmten Wert eingestellt worden, so ergibt sich selbsttätig eine Einstellung der anderen, kritischen Drücke in dem System. Es ist also nicht mehr erforderlich, mehrere Einzeleinstellungen und Justierungen vorzunehmen, um einen vorgegebenen Rückdruck zu erzeugen oder den Druck in dem Sammeltank 82 in dem gewünschten Bereich zu halten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. System zum Mischen von Gasen in einem vorgegebenen Mischungsverhältnis mit mehreren Zuflußleitungen (12, 14) für die jeweiligen Gase, wobei jede Zuflußleitung (12, 14) einen Eingangsdruckregler (24, 26) und ein Dosierventil (56, 58) aufweist, mit einer in Strörnungsrichtung gesehen hinter den Dosierventilen (56,58) angeordneten und zu einer Auslaßleitung (88) führenden Mischstelle (60), mit einem parallel zu der Auslaßleitung (88) geschalteten Sammeltank (82), mit einem an die Auslaßleitung (88) angeschlossenen Rückdruckregler (68) zur Steuerung des Drucks an den Dosierventilen (56,58) und der Gasströmung zu dem Sammeltank (82), und mit einem Absperrventil (62) zur Steuerung der Gasströmung von den Dosierventilen (56, 58), gekennzeichnet durch ein getrenntes, unabhängig einstellbares und mit einer der Zuflußleitungen (12) verbundenes Druckregulierorgan (99) zur Erzeugung eines einzigen, einstellbaren Steuerdrucks (32) für das System, der die jeweiligen Eingangsdruckregler (24, 26) und den Rückdruckregler (68) sowie gemeinsam mit dem Druck des Sammeltanks (82) das Absperrventil (62) steuert

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (62) in Strömungsrichtung gesehen hinter der Mischstelle (60) zur Steuerung ihres Abflusses vorgesehen und gemeinsam in Abhängigkeit von den oberen und unteren Druckgrenzen des Sammeltanks (82) und des Steuerdrucks (32) für das System steuerbar ist, wobei die Auslaßleitung (88) abwechselnd von der Mischstelle (60) und dem Sammeltank (82) beschickt wird.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (62) von einem Druckschalter (64) gesteuert ist, der auf die Differenz zwischen dem Druck in dem Sammeltank (82) und dem Steuerdruck (32) des Systems anspricht.

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Eingangsdruckregler (24, 26) eine Einrichtung (103), die seinen Ausgangsdruck gleich dem Steuerdruck (32) hält, sowie eine Anordnung (174) aufweist, durch die Gas aus der betreffenden Leitung abgelassen wird, wenn der Ausgangsdruck über einen vorgegebenen Wert ansteigt.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßdruck des Rückdruckreglers (68) auf einem eingestellten, vorher bestimmten Wert unter dem Steuerdruck des Systems (32) gehalten ist, so daß der an den Dosierventilen (56, 58) vorliegende Differenzdruck konstant ist