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ZWllllng8kolbenpumpe ohne Drehbewegung.
Zwillingskolbenpumpen ohne Ventile, die auf derselben Kolbenstange sitzende Steuerkolben haben, sind bekannt, jedoch nur als Pumpen mit Kurbelantrieb. Dieser Antrieb bietet aber in vielen Fällen Nachteile und hauptsächlich erfordert er, dass die Steuerkolben ohne jede Überdeckung arbeiten, wodurch Undichtigkeiten und infolgedessen Effektverluste bedingt werden.
Der Gegenstand der Erfindung ist eine solche Pumpe ohne Drehbewegung mit unmittelbarem Antrieb, bei der die Steuerkolben beliebig grosse Überdeckung erhalten können. Ausserdem ist die Möglichkeit gegeben, dasselbe Pumpensystem bei dieser Pumpe in der einfachsten Weise als Antriebmaschine zu verwenden, im Falle, dass der Betrieb durch Drucknüssigkeit bewirkt werden soll.
Auf der Zeichnung ist eine solche Pumpe schematisch in der Weise dargestellt, dass zur besseren Übersicht alle Kanäle und Rohrleitungen in eine Ebene gelegt sind. Die Pumpe ist in den Fig. 1 bis 5 in den fünf Hauptstellungen während eines Doppelhubes gezeichnet.
Die Pumpe besteht aus zwei nebeneinander liegenden Arbeitszylindern c, d, in denen die Arheitskolben e, 9 sich bewogen und in deren Verlängerung die gleichzeitig einen Teil der Kanäle bildenden Zylinder für die Steuerkolben f, h sich befinden ; letztere sitzen auf derselben Kolbenstange wie die Arbeitskolben. Die Anordnung ist so, dass der Steuer- kolben f des Arbeitskolbens e auf der entgegengesetzten Seite liegt, wie der Steuerkolben h des Arbeitskolbens g, wodurch sich eine einfache Kanalverbindung der Zylinder untereinander ergibt.
Der Zwischenraum zwischen dem Arbeitskolben e und dem zugehörigen Steuerkolben J-steht nun dauernd mit dem Druckkanal t in Verbindung und ebenso steht der Zwischenraum zwischen dem Arbeitskolben 9 und dem Steuerkolben 1t dauernd mit dem Saugkanal k in Verbindung. Ausserdem haben die Steuerkolben nur eine halb so grosse Fläche als die Arbeitskolben. Die Folge davon ist, dass die Einzelpumpen als Difff'i'ential- pnmpen wirken, d. h. wie doppelt wirkende Pumpen von der halben Fläche der Arbeitskolben.
Es ist nun nötig, dass die Kolben der einen Pumpe so lange stillstehen, bis der Steuerkolben der andern Pumpe den zugehörigen Kanal freizugeben beginnt. Zu diesem Zweck sind die Kolbenstangen unmittelbar mit den Kolbenstangen zweier Antriebszylinder a und 7) gekuppelt, die sich gegenseitig so steuern, dass der eine Kolben in der Totlage so lange stillsteht, bis der andere ein gewisses Stück seines Weges zurückgelegt hat. Dies wird dadurch erreicht, dass die Stangen o, q der Verteilungsselhieber unter Vermittlung von Hebeln M, p von den Kolbenstangen der anderen Zylinder bewegt werden, in Verbindung mit einer geeigneten Überdeckung des Schiebers.
Ausserdem sind, um die Hubwechsel sanft zu gestalten, besondere Eintrittskanäle r, r, s, s und davon getrennte Austrittskanäle t, < ', angeordnet, so dass, nachdem die Kolben die Austrittskanäle überlaufen haben, eine gewisse Dampf-oder Luftmenge als Puffer hinter dem Kolben vorhanden ist.
Wie schon angedeutet, sind in den Fig. 1 bis 5 die fünf Hauptstellungen der Pumpenkolben während eines Doppelhubes dargesteDt. In Fig. 1 bewegen sich die Kolben e, f nach rechts und der Stenerkolben f hält den Druckkanal des Zylinders d gerade noch geschlossen. Bei der Weiterbewegung öffnet f den Druckkanal des Zylinders d und infolge- dessen beginnen die Kolben g, h aus der linken Totlage nach rechts zu wandern.
In Fig. 2 hat der Steuerkolben f den Druckkanal des Zylinders d ganz freigegeben und der Steuerkolben h hat auf seinem Wege nach rechts eben den Saugkanal des
Zylinders c abgesperrt, so dass nur der Arbeitskolben g in Verbindung mit dem Steuer- kolben h arbeiten kann.
In Fig. 3 ist der Steuerkolben/) in der Stellung angelangt, in der er den Druck- kanal des Zylinders c gerade noch schliesst. Bei der Weiterbewegung öffnet der Steuer- kolben den Druckkanal des Zylinders und die Kolben e, f beginnen daher sich aus der rechten Totlage nach links zu bewegen.
In Fig. 4 sind die Kolben g, h auf ihrem Wege von links nach rechts in der rechten Totlage angekommen und die Kolben e, f sind auf ihrem Wege von rechts nach links in der Stellung angelangt, in der der Steuerkolben f den Saugkanal des Zylinders d gerade noch schliesst. Im nächsten Augenblick öffnet der Steuerkolben f den Saugkanal des Zylinders d und die Kolben g, h beginnen ihren Weg von rechts nach links.
In der Stellung der Fig. 5 sind die Kolben e, f in der linken Totlage angelangt und der Steuerkolben 11 schliesst eben noch den Saugkanal des Zylinders c. Bei der Weiter- bewegung nach links öffnet Steuerkolben h den Saugkanal des Zylinders c, so dass die
Kolben e, f daher von links nach rechts wandern können. Bei der Weiterbewegung langen
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der Ausgangsstellung (Fig. 1).
Es geht hieraus hervor, dass auf diese Weise eine beliebig grosse Überdeckung der Steuerkolben angewendet werden kann, die jeden Effektverlust ausschliesst.
Es ist nun nicht nötig, die Pumpen mittels Dampfes oder Druckluft zu betreiben, sondern es kann auch Druckwasser oder ein anderes unelastisches Mittel als Betriebskraft Verwendung finden. Es fallen dann die Dampfzylinder fort und an ihre Stelle kann als Antriebsmascbine ein genau wie die Pumpe gebautes Zylinderpaar mit Steuerkolben gesetzt werden, wobei die Kolbenstangen ohne jedes Zwischenglied miteinander gekuppelt werden. Die Wirkung ist die, dass sich die Kolben genau wie bei den mechanisch gesteuerten Dampfzylindern in der beschriebenen Weise bewegen, da es bei Antrieb durch Druckflüssigkeit nicht möglich ist, dass sich die Kolben des einen Zylinders bewegen, ehe nicht der zugehörige Kanal durch den in Bewegung befindlichen Steuerkolben des andern Zylinders geöffnet ist.
Eine derartige Anordnung ist in Fig. 6 der Zeichnung dargestellt. A ist die Zwillingspumpe, die in der oben beschriebenen Weise arbeitet und durch die ebenso gebaute, durch Druckwasser oder ein anderes unelastisches Betriebsmittel bewegte Antriebsmaschine B betätigt wird. In A und B sind die auf der Kolbenstange angeordneten Kolben g, h und glyzin der linken Totlage angekommen, während die auf der Kolbenstange I befindlichen Kolben e, fund el, f1 sich in der Bewegung von links nach rechts befinden und die Steuerkolben I und fl die Druckkanäle der Zylinder d und dl schliessen.
Auf den sich in dem Zylinder cl bewegenden Kolben el der Antriebsmaschine B wirkt das durch kl eintretende Druckwasser, bewegt ihn nach rechts und betätigt hiedurch den Kolben ss in der oben beschriebenen Weise. Bei der Weiterbewegung öffnen die Kolben/,/' die Druckkanäle der Zylinder d, d'. Infolgedessen bewegen sich durch den Druck des auf go wirkenden Druckwassers die Kolben gl, h'und mit ihnen die Kolben g, h, wie oben beschrieben, ebenfalls von links nach rechts. Sind e1, f1 und e, f in der rechten Tot-
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Totlage ankommen.
Bei der Weiterbewegung wirkt das Druckwasser bei Freigabe des Kanals k1 durch den Steuerkolben h1 auf el und treibt dadurch et, fil und e, f nach reehts, während go, 141 und g, 11 in der Ausgangsstellung, der linken Totlage, ankommen.
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1. ZwiUingskotbenpumpe ohne Drehbewegung mit auf den Kolbenstangen sitzenden, die Kanäle des ändern Zylinders abschliessenden und freigebenden Steuerkolben, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Pumpen so mit sich gegenseitig steuernden Antriebskraftzylindern verbunden sind, dass der eine Kolben mit seinem Steuerkolben in der Totlage so lange stillsteht, bis der Steuerkolben des zweiten Kolbens den Saug-oder Druckkanal freizugeben beginnt, um dem Steuerkolben genügende Überdeckung geben zu können.
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Double piston pump without rotary movement.
Twin piston pumps without valves, which have control pistons seated on the same piston rod, are known, but only as pumps with a crank drive. However, this drive has disadvantages in many cases and mainly requires that the control pistons work without any overlap, which causes leaks and, as a result, losses of effect.
The subject of the invention is such a pump without rotary movement with a direct drive, in which the control piston can have any size of overlap. In addition, there is the possibility of using the same pump system in this pump in the simplest possible way as a drive machine in the event that the operation is to be effected by pressure fluid.
In the drawing, such a pump is shown schematically in such a way that all channels and pipelines are placed in one plane for a better overview. The pump is shown in FIGS. 1 to 5 in the five main positions during a double stroke.
The pump consists of two working cylinders c, d lying next to each other, in which the working pistons e, 9 move and in the extension of which the cylinders for the control pistons f, h, which also form part of the channels, are located; the latter sit on the same piston rod as the working piston. The arrangement is such that the control piston f of the working piston e is on the opposite side as the control piston h of the working piston g, which results in a simple channel connection between the cylinders.
The space between the working piston e and the associated control piston J is now permanently connected to the pressure channel t, and the space between the working piston 9 and the control piston 1t is also constantly connected to the suction channel k. In addition, the control pistons only have half the area of the working pistons. The consequence of this is that the individual pumps act as differential pumps, i.e. H. like double acting pumps of half the area of the working piston.
It is now necessary for the pistons of one pump to stand still until the control piston of the other pump begins to open the associated channel. For this purpose, the piston rods are coupled directly to the piston rods of two drive cylinders a and 7), which control each other so that one piston remains stationary in the dead position until the other has covered a certain distance. This is achieved in that the rods o, q of the distribution slider are moved by the piston rods of the other cylinders by means of levers M, p, in conjunction with a suitable overlap of the slider.
In addition, to make the stroke change smooth, special inlet channels r, r, s, s and separate outlet channels t, <', are arranged so that after the pistons have overflowed the outlet channels, a certain amount of steam or air as a buffer behind the piston is present.
As already indicated, the five main positions of the pump pistons during a double stroke are shown in FIGS. 1 to 5. In Fig. 1 the pistons e, f move to the right and the star piston f keeps the pressure channel of the cylinder d just closed. As the movement continues, f opens the pressure channel of cylinder d and, as a result, pistons g, h begin to move from the left dead center to the right.
In Fig. 2 the control piston f has completely released the pressure channel of the cylinder d and the control piston h has just the suction channel des on its way to the right
Cylinder c is blocked so that only the working piston g can work in conjunction with the control piston h.
In FIG. 3 the control piston /) has reached the position in which it just closes the pressure channel of cylinder c. As the movement continues, the control piston opens the pressure channel of the cylinder and the pistons e, f therefore begin to move from the right dead center to the left.
In Fig. 4 the pistons g, h have reached the right dead center on their way from left to right and the pistons e, f have reached the position in which the control piston f the suction channel of the cylinder on their way from right to left d just closes. In the next moment, the control piston f opens the suction channel of the cylinder d and the pistons g, h begin their way from right to left.
In the position of FIG. 5 the pistons e, f have reached the left dead center and the control piston 11 just closes the suction channel of the cylinder c. When moving to the left, control piston h opens the suction port of cylinder c so that the
Pistons e, f can therefore move from left to right. Long when moving on
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the starting position (Fig. 1).
It can be seen from this that any amount of overlap of the control piston can be applied in this way, which excludes any loss of effect.
It is now not necessary to operate the pumps by means of steam or compressed air, but pressurized water or another inelastic means can also be used as the operating force. The steam cylinders are then omitted and a pair of cylinders with control pistons built exactly like the pump can be put in their place as a drive machine, the piston rods being coupled to one another without any intermediate link. The effect is that the pistons move exactly as with the mechanically controlled steam cylinders in the manner described, since when driven by hydraulic fluid it is not possible for the pistons of one cylinder to move before the associated channel through the one in motion located control piston of the other cylinder is open.
Such an arrangement is shown in Fig. 6 of the drawing. A is the twin pump that works in the manner described above and is actuated by the drive machine B, which is constructed in the same way and is moved by pressurized water or some other inelastic operating medium. In A and B, pistons g, h and glycine on the piston rod have reached the left dead center, while pistons e, fund el, f1 on piston rod I are moving from left to right and control pistons I and fl the pressure channels of cylinders d and dl close.
The pressurized water entering through kl acts on the piston el of the prime mover B moving in the cylinder cl, moves it to the right and thereby actuates the piston ss in the manner described above. As the movement continues, the pistons /, / 'open the pressure channels of cylinders d, d'. As a result, as a result of the pressure of the pressurized water acting on go, the pistons gl, h 'and with them the pistons g, h, as described above, also move from left to right. Are e1, f1 and e, f in the right dead
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Arriving deadlock.
During the onward movement, the pressurized water acts on el when channel k1 is released by control piston h1 and thereby drives et, fil and e, f to the right, while go, 141 and g, 11 arrive in the starting position, the left dead center.
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PATENT CLAIMS:
1. ZwiUingskotben pump without rotary movement with the control piston sitting on the piston rods, closing and releasing the channels of the other cylinder, characterized in that the two pumps are connected to mutually controlling drive power cylinders so that one piston with its control piston remains stationary for so long in the dead position until the control piston of the second piston begins to open the suction or pressure channel in order to be able to provide the control piston with sufficient overlap.