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Stufenlos regelbarer Kolbenpumpensatz mit einer Anordnung zur Erzeugung einer Phasenverschiebung zwischen je zwei Pumpenkolben mit elektrischem Antrieb.
In der Fig. 1 ist schematisch eine bekannte, mehrzylindrige Pumpe dargestellt. Die beiden Pumpenkolben 1 und 2 werden über die Kurbeltriebe 3, 4 bzw. 5,6 angetrieben. Sie besitzen eine gemeinsame Saugleitung 7 und eine gemeinsame Druckleitung 8. 9 ist das Saugventil, 10 das Druckventil. Wenn die Kurbeln 3 und 5, bezogen auf den Kolbenweg, die gleiche Stellung einnehmen, so ist das Fördervolumen der Pumpe gleich der Summe der beiden Hubvolumina der Pumpenzylinder 11 und 12. Um das Fördervolumen zu regeln, ist vorgeschlagen worden, von den beiden Kurbeln 3 und 5 z. B. der Kurbel 3 eine Nacheilung zu geben, so dass sie beispielsweise die gestrichelt eingezeichnete Lage 3'einnimmt. Sie erreicht also den inneren Totpunkt später als die Kurbel 5, so dass ein Teil des vom Kolben 2 geförderten Wassers in den Zylinder 11 überströmt.
Demnach wird das Gesamtfördervolumen'der Pumpe um den Betrag verringert, der sich aus der Nacheilung der Kurbel 3 gegenüber der Kurbel 5 ergibt. Nimmt die Kurbel 3 eine um 1800 versetzte Stellung ein, so ist die Fördermenge der Pumpe gleich Null. Man hat es also in der Hand, durch Veränderung der relativen Kurbelstellungen der Kurbeln 3 und 5 die Fördermenge stufenlos von Null bis zur vollen Fördermenge zu regeln.
Die Übertragung einer Zusatzbewegung auf eine der beiden Kurbeln zur Veränderung ihrer relativen Lage gegenüber der andern Kurbel erfordert bei den bisherigen Ausführungen verhältnismässig teuere und verwickelte Getriebe. So ist z. B. vorgeschlagen worden, die Zusatzbewegung auf die eine Kurbel durch ein Differentialgetriebe zu übertragen. Dieser Weg ist wegen der grossen Zahl der Teile des Zwischengetriebes verwickelt und teuer. Auch die Einführung eines Flüssigkeitsgetriebes bringt keine wesentliche Vereinfachung.
Den bekannten Vorschlägen gegenüber bringt die Erfindung eine wesentliche Vereinfachung und Verbilligung bei elektrisch angetriebenen Pumpensätzen dieser Art dadurch hervor, dass mindestens der Ständer eines der Antriebsmotoren drehbar gelagert und mit einem Antrieb zur Herbeiführung einer Drehbewegung ausgerüstet ist. Die beiden Kurbeln laufen zunächst in gleicher Phase. Wird nun dem Ständer eines der beiden Motoren eine Drehbewegung aufgezwungen, so nimmt er bei einer solchen Drehbewegung den Läufer je nach dem Drehsinne vorlaufend oder nachlaufend mit, d. h. es wird der zugehörige Pumpenkolben gegenüber dem zweiten Kolben im Sinne einer Vergrösserung oder Verkleinerung des Hubvolumens verschoben. Da bei dieser Anordnung nur ganz einfache Getriebe zur Anwendung kommen, fallen die Schwierigkeiten der früheren Vorschläge weg.
Um einen Gleichlauf der beiden Motore zu sichern, d. h. einer ungewollten relativen Verschiebung der beiden Pumpenkolben vorzubeugen, ist es zweckmässig, die Motoren als Synchronmotoren auszubilden.
Die Anordnung, die sich durch die Erfindung ergibt, ist in einem Ausführungsbeispiel in der Fig. 2 dargestellt.
Die beiden Pumpenwellen sind mit 20 und 21 bezeichnet. Mit ihnen sind über die Kupplungen 22 und 23 die Antriebsmotoren 24 und 25 verbunden. Der Ständer 26 des Motors 24 ist nun nicht fest, sondern drehbar im Gehäuse 27 gelagert und mit einem Schneckengetriebe 28 ausgerüstet. Soll die Welle 20 gegenüber der Welle 21 vor-oder naeheilen, so wird durch das Getriebe 28 auf den Ständer 26 eine Zusatzbewegung übertragen, die eine Winkelverschiebung zwischen Null und 1800 gestattet, so dass das Fördervolumen der Pumpe zwischen Null und voller Menge stufenlos geregelt werden kann.
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Die Vorteile der Erfindung lassen sich selbstverständlich nicht nur dann erzielen, wenn es sieh um Pumpen mit zwei Kolben handelt, die in einem gemeinsamen Maschinengehäuse untergebracht sind.
Man kann die Pumpe auch in zwei getrennte Pumpen auflösen, die dann durch entsprechende Leitungen miteinander zu verbinden sind. Gerade diese Anordnung erscheint zweckmässig für Anlagen, bei denen man eine Reserve vorsehen muss. Man wird in diesen Fällen mindestens drei Pumpen aufstellen, die durch Leitungen mit Absperrorganen miteinander verbunden sind und wird in diesem Falle alle drei Pumpen mit Antriebsmotoren ausrüsten, deren Ständer drehbar gelagert sind. Man hat es dann in der Hand. je nach Bedarf zwei von den drei Pumpen laufen zu lassen und die dritte in Reserve zu halten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Stufenlos regelbarer Kolbenpumpensatz mit einer Anordnung zur Erzeugung einer Phasenverschiebung zwischen je zwei Pumpenkolben mit elektrischem Antrieb, dadurch gekennzeichnet, dass der Ständer mindestens eines der beiden Antriebsmotoren drehbar gelagert und mit einem Antrieb zur Erzeugung einer Drehbewegung ausgerüstet ist.