Vorrichtung zum Überwachen von Nebelbildung in einem Raum, insbesondere von Ölnebel im Kurbelgehäuse einer Verbrennungskraftmaschine Übermässige ölnebelkonzentrationen in Kurbel gehäusen, z. B. als Folge von überhitzten Lagern oder Kolbenmänteln, bilden eine Explosionsgefahr. Zum Nachweis solcher gefährlicher ölnebelkonzentrationen soll eine Vorrichtung konstruiert werden, damit Mass nahmen getroffen werden können, um das Risiko einer Explosion zu vermeiden.
Die Vorrichtung nach der Erfindung kann aber auch zum Nachweis von Nebeln im allgemeinen z. B. in Luftkonditionier-, Gefrier- und Gaskühlanlagen verwendet werden.
Die Vorrichtung nach der Erfindung zum über wachen von Nebelbildung in einem Raum, insbeson dere von Ölnebel im Kurbelgehäuse einer Verbren nungskraftmaschine, arbeitet mit einer Lichtquelle und einem photoelektrischen Gerät, dessen Beleuch tung durch die Lichtquelle durch die Gegenwart von Nebel verändert wird, wobei die Vorrichtung dazu bestimmt ist, ausserhalb des Raumes angeordnet zu sein, in dem die Nebelbildung auftreten kann. Das Innere der Vorrichtung ist mit dem zu überwachen den Raum verbunden.
Gemäss der Erfindung ist diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vor gesehen sind, um aus dem Raum Gas durch die Vorrichtung und quer über den Weg zwischen der Lichtquelle und dem photoelektrischen Gerät zu führen, nebst Mitteln zum Trennen des Innern der Vorrichtung von dem zu überwachenden Raum, und Mitteln zum Einlassen von reiner Luft in das so iso lierte Innere der Vorrichtung, damit die richtige Tätigkeit der Vorrichtung überprüft werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen standes, geeignet zum überwachen des Kurbel gehäuses von Dieselmotoren, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 die Vorrichtung in Vorderansicht, teilweise im Schnitt nach der Linie I-1 der Fig. 2, Fig. 2 dieselbe in Seitenansicht, teilweise im Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig.3 die der Fig.2 entgegengesetzte Seiten ansicht, Fig. 4 ein Schaltungsbeispiel für das Steuer- und Anzeigegerät,
das mit der Vorrichtung verwendet wird, und Fig. 5 eine schematische Seitenansicht einer Va riante der Vorrichtung, montiert auf einem Gaskühl system.
Die Vorrichtung besteht aus einem rechteckigen Kasten 10, in dessen Innerem eine Ölnebelkonzen- tration festgestellt wird. Auf der einen Seite dieses Kastens 10 ist eine kreisrunde Öffnung 10a vor gesehen, in die ein abnehmbares Gehäuse 11 einge setzt ist, das eine nachfolgend als Messzelle bezeich nete Photozelle 12 enthält. Letztere ist hinter einem Glasfenster 13 montiert, das, wie auch die verschie denen Bestandteile des Gehäuses, an jeder Verbin dungsfläche durch Dichtungsringe 14 abgedichtet ist, um die Öffnung 10a hermetisch abzuschliessen. Das ganze Gehäuse 11 kann durch Lösen von Muttern 15 weggenommen werden, und die Zelle 12 ist zugäng lich nach Wegnahme des Aussendeckels 11a des Gehäuses 11.
Ein ähnliches Fenster 16, das in einem Halter 17 montiert ist, erstreckt sich über eine kreis runde Öffnung 10b in der gegenüberliegenden Seite des Kastens 10 und ist auch durch Dichtungsringe 18 hermetisch verschlossen.
Auf der Vorderseite des Kastens 10 ist ein Dek- kel 10'c (Fig. 2) angebracht, der wegnehmbar ist, um das Innere des Kastens 10 zum Reinigen der entspre chenden Seiten der beiden Glasfenster 15 und 16 zu gänglich zu machen. Dieser Revisionsdeckel 10c ent- hält auch ein Glasfenster 20, das normalerweise durch eine Schwenkklappe 10e zugedeckt ist, um die durch das Innere des Kastens 10 abgezogenen Gase augen blicklich inspizieren zu können. In .einem Halter 21 hinter dem Fenster 16 ist eine Punktstrahllampe L3 in einem auf der Aussenseite des Kastens 10 ange brachten Lampengehäuse 19 montiert. Das Gehäuse 19 ist mit einer Ventilationshaube 19a zum Kühlen der Lampe L3 versehen.
Ein wegnehmbarer Schau deckel 19b gewährt Zugang ins Innere des Lampen gehäuses 19 zur Revision oder zum Reinigen der Lampe L3 oder der entsprechenden Seite des Fensters 16. Auf der letzterem gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 19 ist eine Ausnehmung 19c angebracht, die durch die Wand 22a eines Gehäuses 22 abgeschlossen ist, das eine Photozelle 23 ähnlich der Messzelle 12 enthält, und diese Photozelle ist nachfolgend als Ausgleichzelle bezeichnet.
Die den Lampenhalter 21 tragende Wand 22a ist durch eine nachgiebige Unter lage 24 von der benachbarten Wand des Gehäuses 19 getrennt, und eine ähnliche Unterlage 25 ist zwischen der Wand 22a und dem Boden der Ausgleichzelle 23 eingesetzt. Gegenüber der letzteren ist eine klei nere elektrische Lampe L4 montiert. Durch Lösen der Muttern 26 können das Ausgleichzellengehäuse 22 und die Lampe L3 weggenommen werden.
Bei dieser Konstruktion ist die Vorrichtung mit tels eines Rohrkrümmers 28 auf einem Kurbel gehäusedeckel 27 montiert. Der Krümmer 28 weist an seinem untern Ende eine geflanschte Mündung 28.a auf, so dass er über einer zu diesem Zweck in der Kurbelgehäusetür 27 vorgesehenen Öffnung 27a befestigt werden kann. An seinem obern Ende weist der Krümmer 28 einen Flansch 28b auf, der über einer Öffnung 10d im Boden des Kastens 10 be festigt ist.
Auf der Oberseite des Kastens 10 ist ein elektrisch angetriebener Ventilator 29 montiert, dessen Saug seite mit dem Innern des Kastens 10 und dessen Ab gangseite mit einem Sammelrohr 30 in Verbindung steht. Letzteres endigt in zwei Saugstutzen 30a, die durch Röhren (nicht gezeigt) mit von der Öffnung 27a abgesetzten Öffnungen im Kurbelgehäuse verbunden werden können.
Im Betrieb der Vorrichtung übt der Ventilator 29 eine Saugwirkung im Kasten 10 aus und zieht Gase und Dämpfe aus dem Kurbelgehäuse durch den Krümmer 28 in den Kasten 10, aus welchem sie durch den Ventilator 29, den Abgassammler 30 und die Rückleitungen zurück in das Kurbelgehäuse gelangen. Beim Durchgang durch den Kasten 10 strömen die Gase und Dämpfe quer durch den von der Lampe L3 auf die Messzelle 12 projizierten Lichtstrahl. So können die Gase und Dämpfe im Kurbelgehäuse fort laufend und mit ausreichender Zirkulation geprobt werden.
Um das richtige Funktionieren der Vorrichtung überprüfen zu können, muss das Innere des Kastens 10 vom Kurbelgehäuse getrennt werden, und zwar aus nachfolgend dargelegten Gründen. Dies wird be- werkstelligt durch Anbringen einer Verschlussscheibe 32 in der mit Flansch versehenen Mündung 28u des Krümmers 28, so, dass diese Scheibe 32 axial aus ihrer strichpunktierten Stellung in die Stellung nach Fig.2 verschoben werden kann. In dieser Stellung verschliesst ein Überzug aus nachgiebigem Dichtungs material 32a die Mündung des Krümmers 28. Die Scheibe 32 ist auf einem Stab 33 zwischen zwei Fe dern 34 und 35 montiert, und dieser Stab ist in einer im Krümmer 28 gebildeten Büchse 28c ver schiebbar.
Ein Griff 36, der zum Ziehen des Stabes 33 zwecks Verschiebens der Scheibe 32 in ihre Schliess stellung entgegen der Wirkung der Federn 34 und 35 benützt wird, verschliesst normalerweise zwei Durchlässe 28d in der Büchse 28c. Ist also die Scheibe 32 in der Schliessstellung gehalten, so sind die beiden Durchlässe 28d offen, und es kann reine Luft aus dem Maschinenraum in den Krümmer 28 und damit in den Kasten 10 gezogen werden. Die innere Ringseite des Fingergriffes 36 weist einen Überzug 36a aus federnd nachgiebigem Dichtungs material auf, so dass in der Normalstellung der Ver- schlussscheibe 32 die beiden Durchlässe 28d in der Büchse 28c gegenüber dem Maschinenraum verschlos sen sind.
Mit dieser Vorrichtung ist eine Anzeige-, Kon- troll- und Warnvorrichtung 31 kombiniert, um einen Alarm auszulösen, wenn die Abdeckung des von der Lampe L3 auf die Messzelle 12 gerichteten Licht strahls eine vorbestimmte, einer vorbestimmten Öl- nebelkonzentration entsprechende Höhe erreicht. Die Vorrichtung 31 dient auch zum Anzeigen der richtigen Tätigkeit der Vorrichtung.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, wird die Vorrichtung 31 mittels eines Steckers PL1 an eine Kraftquelle an geschlossen, und die Stromzufuhr kann mittels eines zweipoligen Schalters SW 1 unterbrochen werden. Die Quelle speist die Punktstrahllampe L3, die mit einem Widerstand R 1 und einem Druckknopf-Rückstell- schalter PB1 hintereinandergeschaltet ist.
Der Wi derstand RI dient zum Verringern der Spannung an der Lampe L3, erhöht damit deren Lebensdauer, und liefert eine niedrige Spannung für die Relais<B>All</B> und B/3. Die Ausgleichzellenlampe L4 wird auch von der gleichen Quelle gespiesen und ist mit einem ver änderlichen Widerstand R3 hintereinandergeschaltet. Die elektrischen Ausgänge der beiden Photozellen 12, 23 werden in Opposition einem Drehspulrelais MCJ1 und einem Drehspul-Mikroamperemeter MC2 zuge führt.
Ein verstellbarer Widerstand R2 setzt die bei den Photozellen in Nebenschluss zwecks Lieferns einer Empfindlichkeitsjustierung, während der Widerstand R3 verstellbar ist zum Einstellen des Nullpunktes des Mikroamperemeters MC2. Ein Grund für die Verwen dung einer Ausgleichzelle besteht darin, Strom schwankungen durch den Amperemeter MC2 zu ver ringern, die sonst wegen Temperaturänderungen auf treten würden, wobei letztere die Zellenempfindlich keit beeinträchtigen, und auch wegen Spannungs änderungen, die Änderungen in der Lichtausbeute der Lampe L3 hervorrufen.
Eine grüne Anzeigelampe L1 wird über die normalerweise geschlossene Seite der Umschaltkontakte B 1 und der Kontakte A 1 ge- spiesen, wobei Relais A/1 normalerweise von der Spannung am Widerstand R 1 erregt wird und den Kontakt A 1 im Gegensatz zur Zeichnung geschlossen hält.
Der Widerstand R3 ist so eingestellt, dass bei normalen Bedingungen kein Strom durch MC11 und MC2 fliesst. Sollte aber die Messzelle 12 verdunkelt werden, so fällt ihre Leistung ab, und der Strom durch MC/1 und MC2 steigt entsprechend. Dieser er höhte Strom wird am Mikroamperemeter MC2 ange zeigt, der nach der ölnebeldichte kalibriert sein kann.
Wird die Zelle 12 bis zu einem vorbestimmten Grad verdunkelt, so ruft der resultierende nichtabgeglichene Strom durch das Relais MCI1 das Schliessen der Kon takte MCl hervor, wodurch das Relais B13 erregt wird. Dies wiederum verursacht ein Umschalten der Kontakte B 1 auf ihre normalerweise offene Seite, und das Aufleuchten einer roten Warnlampe L2 über die Kontakte A1 und B1, wobei die Lampe L1 aus gelöscht wird. Ein akustischer Alarm (nicht gezeigt) kann an den Stecker PL2 angeschlossen werden, so dass er beim Schliessen der Kontakte B2 läutet. Der Ventilatormotor wird durch Öffnen der normaler weise geschlossenen Kontakte B3 ausgeschaltet.
Falls erwünscht, können weitere Kontakte vorgesehen sein zum Vervollständigen eines Betriebskreises für einen oder mehrere automatisch betätigte Feuerlöscher, z. B. Kohlensäurelöscher, die ihren Inhalt bei Gefahr in das Kurbelgehäuse spritzen. Sollte die Scheinwerfer lampe L3 aussetzen, so wird das normalerweise über R1 erregte Relais A/1 spannungslos. Dieser Zustand wird optisch angezeigt, da, obschon die Vorrichtung eingeschaltet ist, weder die Lampe L1 noch L2 leuchtet, weil ihre Stromzufuhr durch die Kontakte A l unterbrochen ist. Ein grünes Glas ist vorgesehen zur Aufnahme eines Teils des Lichtes von der Lampe L4, so dass auch ein Versagen dieser Lampe entdeckt werden kann.
Der Gleichrichter RECT <I>1</I> ist mit der Relaisspule B/3 parallel geschaltet, um einen Licht bogen an den Kontakten MC1 zu verhindern. Beim Relais MC/1 sind die Kontakte MC1 nach dem an fänglichen Schliessen geschlossen gehalten, so dass ein intermittierender Betrieb vermieden ist. Um die Vor richtung zurückzustellen, muss der Rückstellschalter PB <I>1</I> niedergedrückt und eine Spule KO eingeschaltet werden, die die Kontakte MC1 öffnet und die Vor richtung in ihren Normalzustand zurückführt.
Die Fenster 13 und 16 werden in regelmässigen Zeitabständen gereinigt, und ebenso muss die Null stellung des Amperemeters MC2 regelmässig nachge prüft werden, wenn die Fenster rein sind, falls die beiden Lampen L3 und L4 bzw. die beiden Photo zellen 12 und 23 nicht mehr zufriedenstellend arbei ten. Zum Überprüfen der Nullstellung des Ampere meters MC2 muss natürlich Gas oder Dampf aus dem Kasten 10 ausgeschlossen werden, da sonst die Nullablesung beeinträchtigt würde. Dies wird er- reicht durch Trennung des Inneren des Kastens 10 vom Kurbelgehäuse und Verbinden des Kastens mit einer Quelle reiner Luft, wie oben angeführt.
Die Wahl der Photozellen hängt von den zu erwartenden Bedingungen ab, wobei besondere Aufmerksamkeit auf die maximale Arbeitstemperatur und die Vibra- tion zu richten ist, der die Zellen unterworfen sind. Ein besonders geeignetes Gerät für diesen Zweck ist ein photoelektrisch leitender Kristall, z. B. aus Kad- miumsulfid. Solche Kristalle sind jedoch heute nicht ohne weiteres erhältlich und können ersetzt werden durch andere bekannte Formen von photoelektrischen Geräten für die vorliegenden Erfordernisse, wie z. B. Halbleiter-, lichtaussendende und lichtleitende Zellen.
Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel war die Lampe L3 eine 75-Watt-220-Volt-Lampe, die Ausgleichlampe L4 eine 15-Watt-220-Volt-Lampe, und die Photozellen waren Selenium-Halbleiterzellen mit einer aktiven Oberfläche von 45 mm Durch messer. Obschon das Verschlussglied 32 von Hand verschoben werden kann, ist es auch möglich, dies von einer entfernten Stelle auszuführen, insbesondere wenn die Anzeige- und Kontrollvorrichtung 31 von dem die Photozellen enthaltenden Teil entfernt auf gestellt ist, anstatt auf diesem montiert zu sein wie in Fig. 3. Dies kann z.
B. bewerkstelligt werden durch Verwenden eines Solenoids zum Verschieben des Verschlussgliedes, wobei die Federn bei aberregtem Solenoid das Glied 32 in seine Normalstellung zurück führen. Da das Kurbelgehäuse vom Kasten 10 ge trennt ist beim Reinigen, ist natürlich nur reine Luft vorhanden, die aus dem Maschinensaal durch den Kasten 10 gezogen wird, so dass also kein Nebel vorhanden ist beim Neueichen.
Das oben angeführte Verfahren zum Nachprüfen verlangt das Vorhandensein eines Anzeigeinstrumen tes. Das Gerät könnte jedoch ohne Anzeigeinstrument, sondern nur mit einem Alarm verwendet werden. In einem solchen Fall kann eine Verdunklungsscheibe benützt werden, die zwischen die Lampe L4 und die Photozelle 12 eingesetzt wird. Der Verfinsterungsgrad der Scheibe ist so gewählt, dass bei reinen Fenstern und voller Leistung der Lampe L4 und der Zelle 12 der Ausgang gerade genügt, um die Betätigung des Alarms zu verhindern.
Das heisst, dass bei Alarm der Rheostat oder eine andere Justiervorrichtung im Steuergerät neueingestellt werden muss, bis der Alarm gerade nicht mehr bemerkbar ist. Die Justiervorrich- tung ist vorzugsweise so geeicht, dass er dann noch weiter justiert werden kann, um einen vorbestimmten Sicherheitsgrad gegenüber der Betätigungsschwelle zu geben.
Fig. 5 zeigt die Anwendung des Erfindungsgegen standes auf das Feststellen einer übermässigen Ölnebel- konzentration in einer Kühlgase führenden Leitung 40, wobei dieser Ölnebel durch verdampftes Schmier mittel hervorgerufen wurde.
An der Wand der Leitung 40 ist ein Gerät mon tiert, das im allgemeinen der bereits beschriebenen Vorrichtung ähnlich ist. In diesem Fall ist kein Saug- gebläse erforderlich, da der Kühlmitteldurchfluss ge nügt, um einen kleinen Teil des Gases durch einen Stautrichter 41 zu drücken. Das aus dem Gerät weg strömende Gas gelangt durch eine Venturidüse 42 zurück in die Leitung 40. Der Einlass des Gerätes weist ein Ventil 43 auf, um den Trichter 41 auszuschalten und reine Luft von ausserhalb der Leitung 40 durch eine normalerweise geschlossene Öffnung 44 in das Gerät einströmen zu lassen.
Die Rückflussleitung weist ein ähnliches Ventil 45 auf, damit der Auslass aus dem Gerät mit einer Saugleitung 46 verbunden wer den kann, die zum Einsaugen der kühlen Luft dient. Unter Umständen kann die Temperatur des Gases in der Leitung 40 200-300 C .erreichen, und in die sem Fall kann das in das Gerät einströmende Gas durch einen kleinen, flüssigkeitsgekühlten Konden sator oder Kühlvorrichtung 47 gekühlt werden, um eine Kondensation des Ölnebels herbeizuführen und so eine maximale Verfinsterung zu erhalten.
Wo hohe Temperaturen vorherrschen, kann es wünschenswert sein, die Kontroll- und Anzeigevorrichtung 31 vom Gerät weg aufzustellen und das Gehäuse mit Luft oder Wasser zu kühlen, um die maximale Temperatur, der die photoelektrische Zelle und die Lichtquellen ausgesetzt sind, zu beschränken.