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Verfahren zum Heben und Fördern von Flüssigkeiten oder elastischer Mittel, wobei eine oder mehrere Massen durch die Explosion aus einer Verbrennungskammer fortgeschleudert und unter dem Einfluss des Förderdruckes wieder zurückgetrieben werden.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Heben und Fördern von Flüssig- keiten oder elastischer Mittel mittels schwungradloser Explosionspumpen, bei denen die Expansionsenergie der entzündeten Ladung eine oder mehrere starre oder flüssige oder starre und flüssige Massen aus einer Verbrennungskammer fortschleudert (Vorwärts-oder Auswärtshub) und die Rück-oder Einwärtsbewegung der Masse oder Massen unter dem
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Einfluss auf den Massenrückhub ausüben, so muss naturgemäss jede Schwankung im Förderdruck eine entsprechende Minderung oder Steigerung der Energie herbeiführen, die zur Kompression der frischen brennbaren Ladung benutzt wird. Die Folgen sind Schwankungen des Explosionsdruckes und eine unregelmässige Arbeitsweise der Pumpe.
Deshalb sieht die vorliegende Erfindung ihre Aufgabe darin, die störenden Schwankungen im Förderdruck auszuschalten. Wenn man trotz der Förderdruckschwankungen die Verbrennungskammer immer gleich günstig arbeiten lassen will, muss der der rückkehrenden Masse zugeführte Energiebetrag im ganzen möglichst konstant bleiben, d. h. die durch Steigen oder Fallen
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Energie darf ferner nicht von Schwankungen des Explosionsdruckes als Folge ungleicher Wärmeenergie des Explosionsgemisches abhängen, wenn die Explosion bald stärker, bald schwächer ausfällt und demzufolge auch die Länge des Auswärtshubes der Masse oder Massen sich ändert.
Man hat schon vorgeschlagen, die Energie für den Rückhub dadurch aufzuspeichern, dass man ein elastisches Polster in einem Windkessel vor dem Druckventil zusammendrückte, durch welches das Gas oder die Flüssigkeit gefördert wird, doch kann man damit die erwünschte gleichbleibende Energie für den Massenrückhub auch nicht erzielen, weil auch hier die Druckschwankungen nach wie vor ihren störenden Einfluss ausüben können.
Alle Schwierigkeiten fallen weg, wenn erfindungsgemäss das Verfahren derart durchgeführt wird, dass, nachdem der Rückwärtshub durch den Einfluss des Förderdruckes eingeleitet worden ist, dieser Einfluss ausgeschaltet und die Vollendung des Rückwärtshubes dem Einfluss der lebendigen Kraft der in Rückbewegung versetzten Masse oder Massen überlassen wird. Es leitet also der Förderdruck den Massenrückhub nur ein und es ist die den Rückhub veranlassende Energie nur ein Teil derjenigen, die der Förderdruck im Ganzen aufbringen kann. Dieser Teil kann aber konstant oder doch im wesentlichen konstant gehalten werden.
Wie der Erfindungsgegenstand ausgeführt werden kann, zeigt die nachstehende Beschreibung und die Zeichnungen, in denen mehrere Ausführungsbeispiele erläutert und dargestellt sind.
In Fig. i ist 1 die Verbrennungskammer einer Explosionspumpe, 2 ist das Arbeitsrohr, in welchem eine Flüssigkeitssäule hin und her geht, 3 sind die Einlassventile für die Flüssigkeit, 4 das Auslassventil für die Flüssigkeit unter Druck mit einem Schwimmer 5, der in bestimmten Grenzen auf der Stange des Ventils gle'ten kann, 6 ist das Flüssigkeitssaugrohr und 7 das Flüssigkeitsdruckrohr, welches von dem Luftbehälter 8 wegführt.
Arbeitet die Pumpe nach dem Zweitaktverfahren, dann wird, wenn die Zündung einer verdichteten Verbrennungsladung in dem oberen Ende der Kammer 1 eintritt, die Flüssigkeit abwärts in Kammer 1 und dem Arbeitsrohr 2 entlang getrieben, hebt dabei das Ventil 4 von seinem Sitz, so dass Flüssigkeit unter Druck in den Luftbehälter 8 abgegeben wird, was das Steigen des Flüssigkeitsspiegels darin veranlasst und dieser nimmt den Schwimmer 5 mit sich. Wenn die Flüssigkeitssäule im Rohr 2 zur Ruhe kommt, wird das Ventil 4 durch den Schwimmer 5 von seinem Sitz weggehalten und die Flüssigkeit kann aus dem Luftbehälter 8 unte. dem darin herrschenden Druck teilweise durch das Auslassrohr 7 abfliessen und teilweise zurück in das Rohr 2 strömen.
Unterdessen können die Rauchgase ganz oder teilweise ausgestossen und frische Verbrennungsladung in die Kammer 1 eingeführt sein und die Flüssigkeit, welches aus dem Luftbehälter 8 in das Rohr 2 fliesst, verdichtet die frische
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Verbrennungsladung. Das Fallen des Flüssigkeitsspiegels im Luftbehälter 8 lä2t den Schwimmer 5 und das Ventil 4 fallen, bis das Ventil -1 die Verbindung zwischen dem Luftbehälter und dem Rohr 2 unterbricht. Infolge der lebendigen Kraft setzt die Flüssigkeit im Rohr 2 ihre Bewegung fort und verursacht das Anziehen von frischer Flüssigkeit durch die Einlassventile 3.
Wenn die Verbrennungsladung in Kammer 1 verdichtet ist und die Flüssigkeit im Rohr 2 wieder zur Ruhe kommt, schliessen die Ventile 3 und alles ist fertig für den Beginn eines neuen Arbeitsganges. Wenn die Vorrichtung nach dem Viertaktverfahren arbeitet, dann wird der erste Auswärtshub durch die Explosionsenergie in Kammer 1 verursacht. Der erste Einwärtshub wird durch die Flüssigkeit verursacht, welche unter dem Druck des Luftbehälters 8 in das Rohr 2 zurückkehrt, bevor das Ventil 4 schliesst.
Der zweite Auswärtshub wird durch die Expansion eines elastischen Kissens erzeugt, weiches in der Verbrennungskammer entstanden war und auf den ersten Einwärtshub verdichtet wurde und der zweite Einwärtshub wird verursacht durch die Flüssigkeit, welche aus dem Luftbehälter 8 durch das Rohr 2 zurückfliesst. Während des ersten Einwärtshubes werden die Rauchgase aus der Kammer 1 ausgetrieben und frische Flüssigkeit durch das Ventil3 eingezogen und während des zweiten Auswärtshubes wird eine frische Verbrennungsladung in Kammer 1 eingezogen, welche auf den zweiten Rückhub verdichtet wird. Unter gewissen Bedingungen kann Flüssigkeit durch das Ventil 4 auf dem zweiten Auswärtshub abgegeben werden und frische Flüssigkeit auf den zweiten Einwärtshub eingezogen werden.
Es ist klar, dass das zyklische Steigen und Fallen des Flüssigkeitsstandes in dem Luft-
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im Rohr'@ grösser oder kleiner gemacht wird. Wird das Trägheitsmoment vergrössert, so wird die Geschwindigkeit der Flüssigkeit im Rohr 7 konstanter sein.
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der ein Kolben 9 gleitet, welcher im Zylinder 8 arbeîtet,'der scinerseits als Luftbehälter ausgebildet ist. Wenn Flüssigkeit durch Ventil 4 abgegeben wird, wird der Kolben 9 ge-
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eine Strecke mit sich, was von dem Betrage der Luft in dem Luftbehälter 8 und von der Wassermenge, welche durch das Ventil abgegeben wird, abhängt.
Die Luft im Luftbehälter wird verdichtet und beim Rückwärtshub wird der Druck der auf den Kolben 9 wirkenden expandierten Luft die Flüssigkeit durch das Ventil 4 in das Rohr 2 zurückdrücken und so Energie für den Rückwärtshub aufbringen. Wenn sich das Ventil 4 schliesst, kann der Kolben 9
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der Kolben fest mit dem Ventil J verbunden sein, in welchem Falle der Druck unterhalb des Kolbens 9 unter den oberhalb des Kolbens sinken kann. Der Kolben 9 dient daher einem ähnlichen Zweck wie der Schwimmer 5, aber er hat den Vorteil, dass er die abgegebene Flüssigkeit von dem elastischen Fluidum im Behälter 8 trennt und so eine teilweise Absorption des elastischen Fluidums durch die Flüssigkeit verhindert.
Um die Aufnahmsfähigkeit oder den Druck des Behälters 8 zu verändern, kann ein Hilfsluftbehälter. 10 mit 8 in Verbindung stehen und kann mit zwei Hähnen 11 und 12 für elastisches Fluidum bzw. Flüssigkeit versehen sein. So kann mehr oder weniger elastisches Fluidum unter irgend gewünschtem Druck eingeführt werden und die gesamte Aufnahmefähigkeit für elastisches Fluidum kann durch Änderung der Flüssigkeitsmenge in dem Behälter 10 veränderlich gemacht werden.
In Fig. 3 nimmt ein Kugelventil 13, welches als Schwimmer ausgestaltet tist, den Platz des vereinigten Ventils J und des Schwimmers 5 der Fig. i ein. Dieses Ven il 13 ist beweglich in einem Zylinder 14 angeordnet, dessen Aufnahmefähigkeit durch Auf-und Abbewegen des Zylinders geregelt werden kann, um den Teil zu verlängern bzw. zu verkürzen, in welchem sich 13 bewegt. Die Wirkungswei : e ist folgende : Bei dem Auswärtshub wird das Schwimmerventil 18 von seinem Sitz 15 gehoben, bis es hoch genug ist, um das Ausfliessen von Flüssigkeit über die obere Kante des Zylinders 14 zu gestatten.
Führungen 16 halten 13 in seiner Stellung, so dass, wenn die Flüssigkeit in dem Rohr 2 zur Ruhe kommt, 18 im Begriff ist, zu fallen, und zwar mit der Flüssigkeit in Zylinder 14, da diese durch den im Behälter 8 herrschenden Druck niedergedrückt wird, was einen Rückfluss verursacht.
Das unter Druck stehende Flüssigkeitsvolumen, welches sich nach dem Rohre 2 bewegt, ist im wesentlichen das, welches durch das Fallen des Ventils 13 von seiner oberen Stellung bis zu seinem Aufliegen auf den Sitz 15 und bis zum Unterbrechen der Verbindung mit dem Rohr 2 verdrängt wird. Das Flüssigkeitsvolumen, der durchschnittliche Druck im Behälter 8 und die Energiemenge, welche in der beschriebenen Weise zur Erzeugung eines Rückwärtshubes verbraucht wurde. sind bekannt, von bestimmter Grösse und unabhängig von dem zyklischen Wechsel des Flüssigkeitsspiegels in dem Luftbehälter < , ausserha b des Zylinders 14, vorausgesetzt. dass der äussere Spiegel nicht über die obere Kante des Zylinders 14 steigt.
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schliesst.
Fig. 5 entspricht vollständig der Fig. 3, aber anstatt eines Kugelschwimmerventils 13 sind ein Schwimmer 5 und ein Ventil 4 vereinigt, welches ähnlich wie die entsprechenden Teile in Fig. i wirkt, wobei das Flüssigkeitsvolumen, welches bei einem Einwärtshub zurückkehrt, in diesem Falle eine bestimmte Menge ist, die vom Steigen des Ventils 4 im Zylinder 14 abhängt (dieses Steigen ist seinerseits abhängig von der Höhe der oberen Kante des Zylinders M, welches wie in Fig. 3 veränderlich sein kann, indem der Zylinder gleitend angeordnet ist), aber unabhängig ist von dei zyklischen Veränderung der Flüssigkeit ausserhalb des Zylinders 14.
Durch Regelung der Stellung des Schwimmers 5 an der Stange des Ventils 4 kann das Steigen und das Fallen des Ventils 4 und dementsprechend die Flüssigkeitsmenge, welche zum Rohr 2 zurückkehrt, eingestellt werden.
Es ist manchmal wünschenswert, zwischen dem Rohr 2 und dem Ventil, welches die Verbindung zwischen diesem Rohr und dem Luftbehälter 8 unterbricht, ein elastisches Kissen zu haben, und die Art der Anordnung eines solchen Kissens ist in Fig. 6 zu sehen, wo sich ein Kegelventil 77 in einem Zylinder 14 bewegt, über welchem es durch die Führung 16 und die Ventil stange 18 geführt ist. Wenn die Flüssigkeit im Rohr 2 und in das Innere des Ventils 17 steigt, dann kann das kleine Ventil 19 durch Stoss geschlossen werden und so wird ein konstantes Luftvolumen im Inneren des kegeligen Ventils eingeschlossen, welches als elastisches Kissen dient.
Ein durch Federn beeinflusstes Ventil 20 an dem anderen Ende des Rohres 21 kann zum Auslass von Luft unter Druck dienen, wenn im Kegelhohlraum mehr Luft ist als er- forderlich. Es wirkt ebenso als Rückschlagventil, um zu verhindern, dass Luft in den Kegel eingezogen wird, wenn die Flüssigkeit im Rohr 2 ihre Bewegung nach abwärts unter dem erlangten Kraftmoment fortsetzt. Es ist klar, dass das Luftkissen unter dem Druk expandiert, bei dem sich die Ventile 3 öffnen, und dass dann Flüssigkeit durch diese Ventile eindringt.
Fig. 7 zeigt eine andere Ausführungsform, bei welcher Flüssigkeit unter Druck in einen kegeligen Wasserbehälter 22 abgegeben wird und wobei ein Luftbehälter 23 in Ver bindung mit dem Arbeitsrohr am Auslassende angebracht ist. Weiterhin ist in diesem Falle das Ventil ein in einem horizontalen Zylinder 14 gleitendes Kolbenventii, das durch eine
Stange 24 mit einem im Zylinder 26 gleitenden Kolben 25 verbunden ist, der als Dämpfer oder als Geschwindigkeitserreger wirkt.
Unter der Annahme eines Zweitaktverfahrens ist der Arbeitsgang in diesem Falle folgender : Bei einem Auswärtshub von der Verbrennungskammer her wird das elastische Kissen in 23 verdichtet, bis der Diuck so gross ist, dass das Ventil J weit genug nach rechts gedrückt wird, um die Verbindung zwischen Rohr 2 und dem Wasserbehälter 22 zu öffnen. Dann tritt Flüssigkeitsabgabe ein, bis die Flüssigkeitssäule zur Ruhe kommt. Auf dem Rückgang fliesst die Flüssigkeit von 22 nach dem Rohr 2, indem es den Kolben 4 mit sich nimmt, bis die Bewegung des Kolbens durch den Dämpfer angehalten wird. Das elastische Kissen in 23 expandiert dann, bis der Druck so gross ist, dass sich die Ventile 3 öffnen und der letzte Teil des Rückganges das Einziehen von Fiüssigkeit durch das Ventil 3' verursacht.
Das Luftkissen von 23 lässt die Flüssigkeit im Rohr 2 eine gewisse Geschwindigkeit erreichen, bevor die Flüssigkeit durch Ventil 4 abgegeben wird und gestattet daher, einen grösseren Hub oder grösseren Druck zu erreichen, als bei der Vorrichtung von Fig. i möglich ist.
Es ist klar, dass das Ventil 4 in seinen Bewegungen durch irgend eine bekannte Form von Dämpfer oder Geschwindigkeitsregler gesteuert werden kann, und eine solche Bewegung kann regelbar sein, so dass die nützliche Energiemenge zur Erzeugung eines Rückhubes ver- änderlich sein kann, um verschiedenen Umständen Rechnung zu tragen ; z. B. können Lufteinlässe mit Hähnen 27, 28 ausgestattet sein, die in Verbindung mit dem Zylinder 26 an verschiedenen Punkten stehen, so dass das Öffnen einer dieser Hähne und das Schliessen eines anderen das Ansammeln von verschiedenen Mengen Luft an der linken Seite des Kolbens 25 verursachen kann, um die Strecke der Bewegung des Kolbens 4 zu verändern, bevor die erwähnte Verdichtung der Luft den Kolben bei der Bewegung nach links zur Ruhe bringt.
In Fig. 7 a ist der Luftbehälter 23 mit einem Ventil 29 ausgestattet, welches unter seinem Eigengewicht öffnet und durch den Stoss der Flüssigkeit schliesst. Eine solche Anordnung ist auch da brauchbar, wo hoher Förderdruck erforderlich ist, wo aber kein Saughub für die einströmende Flüssigkeit vorhanden ist. Es gestattet, die Luft in 23 oder etwas von ihr bei dem Auswärtshub auszublasen und frische Luft auf einem Einwärtshub ein-
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zuziehen. In solchen Fällen muss die Flüssigkeit in das Rohr 6 unter ihrer Schwere oder
Druck fliessen,
In Fig. 7 b ist der Behälter 23 mit einem abwärts gerichteten Rohr 30, mit einem Ventil 29 an meinem unteren Ende ausgestattet, wobei sein oberes Ende in die Atmosphäre mündet.
Diese Anordnung gestattet, ein bestimmtes Luftvolumen einzuschliessen und in 23 zu verdichten wenn die Flüssigkeit bei einem. Auswärtshub steigt ; die Wirkung einer solchen
Anordnung ist in früheren Beschreibungen vollständig auseinandergesetzt.
In Fig. 8 steht das'Kolbenventil -1 mit einem Luftbehälter 8 in Verbindung. Der
Kolben 25. der mit dem Ventil 4 verbunden ist und sich in einem Zylinder 26 bewegt, dient in diesem Falle zum Einschliessen eines Luftpuffers im unteren Teil von 26, welcher den Abwärtsgang des Ventils aufhält. Der Aufwärtsgang des Ventils 4 und der erste Teil seiner Abwärtsbewegung sind frei durch die Anordnung eines Lufteinlasses M in der Wand des Zylinders 26, so dass durch diese Öffnung Luft eintreten kann beim Aufwärtsgang des
Kolbens 25 und austreten kann beim ersten Teil des Gegenhubes. Aber es wird immer ein Luftkissen unterhalb des Kolbens, ? 5 vorhanden sein, dessen Verdichtung die Bewegung des Ventils 4 aufhält.
In diesem Falle sind Lufteinlassventile 32 vorgesehen, welche zum Einlass von Luft öffnen, wenn der Kolben 4 bei seinem Abwärtsgang aufgehalten wird ; wenn so genügend Luft zugelassen worden ist, um die Flüssigkeit im Rohr 2 auf die Spiegelhöhe a-a der Flüssigkeit in dem Flüssigkeitszufuhrbehälter fallen zu lassen, öffnen sich die Ventile 3 und frische Flüssigkeit wird eingezogen. Wenn die Ventile 32 durch den Stoss der Flüssigkeit geschlossen werden, kann die Luft oder der grössere Teil von ihr wieder bei dem nächsten Auswärtshub zurückgeworfen werden, bevor der Kolben 4 veranlasst wird, sich aufwärts zu bewegen ; doch bleibt genügend Luft zurück, um ein elastisches Kissen unter dem Ventil 4 zu erhalten, so dass ein Stoss vermieden wird.
Es ist oft wünschenswert, dass etwas Luft durch das Ventil 4 in den Luftbehälter 8 ausströmt, um irgendwelche Verluste, entsprechend der Absorption der Luft durch die Flüssigkeit zu ersetzen.
Fig. 9 zeigt eine geeignete weitere Ausführungsform für den Fall, wo es zweckmässiger ist, die Verbrennungskammer an einem niedrigeren Punkt anzuordnen als den Flüssigkeitszufluss oder die Flüssigkeitseinlassventile und wo die Energie zur Erzeugung eines Rück- hubes grösstenteils der Flüssigkeit entspricht, welche unter der Wirkung ihrer Schwere der Verbrennungskammer zufliesst.
Das Kolbenventil 4, das sich im Zylinder 14 bewegt, gestattet, dass eine bestimmte Flüssigkeitssäule von dem Abgabebehälter 22 während eines Einwärtshubes zurückkehrt, bevor das Ventil durch Aufsetzen auf seinen Sitz zur Ruhe kommt (und darnach kann der weitere Teil des Hubes unter dem Einfluss von Flüssigkeit eintreten, welche der Verbrennungskammer unter ihrer Schwere zufliesst) ; während des Restes des Hubes wird frische Flüssigkeit durch das Rohr 6 eingezogen, um in das Rohr 2 durch die Ventile 3 einzutreten.
Wo Bewegung dar Flüssigkeitssäule bei einem Auswärtshub erforderlich ist, bevor das Ventil 4 geöffnet hat, wo aber nur ein kleines elastisches Kissen in dem Luftbehälter 23 zurückgehalten werden soll, kann die Anordnung nach Fig. 10 Verwendung finden. In diesem Falle ist ein Schwimmer oder Kolben 33 in dem Behälter 23 vorgesehen, welcher Öffnungen 34 enthält, die mit der Atmosphäre in Verbindung stehen, so dass Luft nach 23 eindringen kann, wenn der Schwimmer 33 fällt, und austreten kann, wenn der Schwimmer steigt, mit Ausnahme einer geringen Luftmenge, welche im Kopf von 23 zurückgehalten wird, um als Kissen zu wirken.
Ein Anschlag 35, vorzugsweise federnd, verhindert das Fallen des Schwimmers über eine bestimmte Grenze hinaus, und so kann die Flüssigkeit durch die Ventile 3 während des letzten Teiles des Einwärtshubes eingesogen werden. In diesem Falle ist das Ventil an einem Kolben 25 angebracht, welcher sich in einem Zylinder 26 bewegt, der dieselbe Aufgabe wie der Zylinder 26 in Fig. 8 hat, aber so kurz ist, dass der
Kolben über den Zylinder hinaus laufen kann.
In Fig. 10 a ist der Schwimmer oder Kolben 33 durch einen Kolben 35 ersetzt, der in seinen beiden Bewegungen nach oben und unten durch einen Kolben 36 gesteuert wird, welcher in einem Dämpfer 37 derart arbeitet, dass ein Luftkissen zurückgehalten und in 37 verdichtet wird, sowohl beim Aufwärts-wie beim Abwärtsgang. Diese Anordnung vermeidet die Notwendigkeit eines Anschlages 35 nach Fig. 10.
In einer weiteren Ausführungsform nach Fig. II ist ein kegelige Schwimmerventil 38 angeordnet, das in einer kegeligen Verlängerung des Rohres 2 im Behälter 8 seinen Sitz hat. Dieser Schwimmer wird bei einem Auswärtshub aufwärts gedrückt ; bei einem Einwärtshub, wenn eine gewisse Menge Flüssigkeit von dem Luftbehälter nach dem Rohr 2 zurückfliessen konnte, wird die Verbindung unterbrochen.
Die Anordnung nach Fig. 12 ist ähnlich der nach Fig. 10, aber anstatt eines Luftbehälters 23 und eines Schwimmers oder Kolbens 33 sind hier ein Luftbehälter 39 und ein
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in 39 enthaltenen elastischen Luftkissens aufgespeichert wi'-d. wenn der Kolben 40 sich aufwärts bewegt, worauf diese Energie wieder bei einem Rückhub abgegeben wird, Wenn da, Kissen in 39 expandiert und der Kolben 40 abwärts geht. Ein annähernd konstanter Druck kann in dem Behälter 39 vermittelst des Rohres J1 erhalten werden, vaches mit einem Flüssigkeitszufluss in Verbindung steht, der auf genügendem Wasserstand gehalten wird.
Es ist in diesem Fall beabsichtigt, dass der Kolben 40 über die Grenzen des zylindrischen Rohres geht, in welchem er sich bewegt ; seine Bewegungen sind infolgedessen durch einen
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Fig. I3 zeigt die Anwendung der Erfindung in einem Falle, wo die hin und her gehenden, das nötige Kraftmoment aufbringenden Massen du : ch einen festen Kolben gebildet werden, welcher aus zwei Teilen 42 und 43 verschiedenen Durchmessers besteht. 1 ist die Verbrennungskammer (nur schematisch gezeichnet) entweder einer Zweitakt-oder vier- taktmaschine. In dem Raum 44 kann ein elastisches Kissen zurückgehalten werden, wenn der Kolben 42 4ie Öffnung 45 überstrichen hat ; die Verdichtung dieses Kissens kann teilweise dazu dienen, die hin und her gehenden Massen zur Ruhe zu bringen und etwa" Energie für den Rückhub aufzubringen.
Die Teile. M, 25 sind entsprechend den vorhergehenden Figuren bezeichnet, in denen die Teile ähnliche Tätigkeiten haben, aber in diesen) Falle ist der Dämpfer oder der Geschwindigkeitsregler 26, worin der Kolben 25 arbeitet, am Kopf-und am Bodenende mit einer Zahl Durchlässen versehen, die durch Drehventile 46 und 47 gesteuert werden und so angeordnet sind, dass ein oder mehrere dieser Durchlässe offen sind. Auf diese Weise kann der Punkt bestimmt werden, an welchem die Verdichtung des zurückbehaltenen elastischen Kissens beginnt, um tatsächlich die Bewegungen des Ventils 4 zu steuern und die Erfordernisse der verschiedenen Arbeitsbedingungen zu erfüllen.
Wie in der Fig. I3 gezeigt, stehen die Hähne 46'und 47 mit der Atmosphäre bei 48 und 49 in Verbindung. Aber diese zwei Öffnungen können durch ein Rohr verbunden sein, um als Überleitung zwischen dem Kopf-und Bodencnde des Zylinders zu dienen. Anstatt der gewöhnlichen Saugventile 3, welche in den vorigen Figuren zu sehen waren,
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wobei die Verbindung zwischen ihnen und den Enden des Zylinders, in welchem der Kolben 51 arbeitet, durch Hähne gesteuert ist, sind brauchbare Mittel zur Steuerung des Ventils 50 vorgesehen.
Bei einem Rückhub, in welchem frische Flüssigkeit eintritt, wird, wenn der Druck links des Kolbenventils 50 genügend gefallen ist, das Ventil nach links gedrückt ; und wenn es sich in seiner gestrichelten Stellung befindet, entsteht ein Durchlass für die Flüssigkeit, die so von dem Flüssigkeitszunussbehälter in die Vorrichtung unter dem teilweise herrschenden Vakuum oder unter dem Überdruck des Zuflusses zuströmt. Sind die hin und her gehenden Massen zur Ruhe gekommen, wird die Expansion des links von dem Kolben 51 verdichteten elastischen Kissens das Ventil 50 nach rechts drücken und so die Verbindung mit dem Flüssigkeitszufluss unterbrechen.
Fig. 14 zeigt eine Pumpenanordnung, in welcher das Arbeitsrohr 2 senkrecht steht
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17 ist ein Auslassventil, das sich in einem Zylinder 14 und in Führungen 16 bewegt und für das ein federnder Sitz 15 vorgesehen ist. Auf der Saugseite der Ventile 3 liegt ein Luftbehälter 54, der zur Aufnahme eines elastischen Kissens 55 über dem Sitz des
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Ventile 3 wird in diesem wie in anderen Fällen durch die Druckverminderung entsprechend dem Moment der in dem Rohr 2 gegen die Verbrennungskammer 1 sich bewegenden Flüssigkeit veranlasst, nachdem Ventil 17 auf seinem Sitz 15 zur Ruhe gekommen ist.
Fig. I5 veranschaulicht eine andere Art der Erfindung bei einem Kompressor. 1 ist die Verbrennungskammer, 42 ein fester Kolben, der in diesem Fäll senkrecht hin und her geht und 4 ist das Auslasskolbenventil, welches sich in einem Zylinder 14 bewegt und durch einen Dämpfer oder Geschwindigkeitsregler 26 gesteuert wird, in welchem sich der an dem Ventil J angebrachte Kolben 25 bewegt ; dieser Kolben dient dazu, die Bewegung des Ventils zu steuern und zu begrenzen. 8 ist ein Luftabgabebehälter, in diesem Falle nur für elastisches Mittel und 16 sind Führungen für das Ventil 4, wenn es über die
Grenzen des Zylinders 14 aufwärts geht, um die Verbindung zwischen dem Rohr 2 und dem Luftbehälter 8 herzustellen. Die Einlassventile a6 ermöglichen den Zufluss von frischem elastischen Mittel in den Zylinder 2 unterhalb des Ventils 4.
In der Annahme eines
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Zweitaktverfahrens in der Verbrennungskammer- ? arbeitet die Vorrichtung folgendermassen : Bei dem Aufwärtsgang des Kolbens 42, der durch die Explosion veranlasst ist, wird elastisches Mittel zwischen dem oberen Ende des Kolbens 42 und dem Kolbenventil 4
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Behälter 8 und Zylinder 2 besteht. Wenn der Kolben 42 zur Ruhe kommt und den
Rücklauf beginnt, bewegt sich mit ihm das Ventil 4 abwärts bis er durch die Verdichtung des in dem unteren Teil des Zylinders 26 enthaltenen Kissens zur Ruhe kommt.
Der
Kolben 42 setzt dann seine Bewegung allein fort und wird frisches zusätzliches elastisches
Mittel durch die Ventile 56 anziehen, bis die Abwärtsbewegung des Kolbens durch die
Verdichtung einer frischen Verbrennungsladung aufgehalten wird, die in der Zwischenzeit in die Kammer 1 eingeführt worden ist ; der Arbeitsgang kann von neuem beginnen. Es kann sein, dass Kolben 42 nicht bis zu der oberen Kante des Zylinders 14 ansteigt ; in diesem Fall wird, wenn das Ventil 4 und der Kolben 42 wieder abwärts gehen, etwas elastisches Mittel unter Druck zwischen ihnen enthalten sein. Der Druck dieses Mittels wird zufolge Expansion zu der, den Rückgang des Kolbens 42 nach der Verbrennungs- kammer 1 erzeugenden Energie hinzugefügt und wird so einen höheren Verdichtungsdruck hervorrufen und somit einen höheren Explosionsdruck für den nächsten Aufwärtshub.
Je geringer die Strecke ist, die der Kolben 42 ansteigt, eine desto grössere Menge expansions- fähiger, Luft wird zwischen dem Kolben und dem Ventil 4 vorhanden sein, wodurch
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Die Fig. 16 und 17 zeigen die Anwendung der Erfindung an einer Pumpe zum
Heben von Wasser aus einem Brunnen. Fig. 16 ist ein Querschnitt eines Teiles der Pumpe, welche in oder nahe dem zu hebenden Wasser steht und Fig. 17 zeigt die allgemeine
Anordnung der Anlage. Die Verbrennungskammer 1 und das Arbeitsrohr 2 sind in senk- rechter Stellung zu sehen. 6 ist das Saugrohr, 7 das Druckrohr, In Fig. 16 ist das
Einlassventil 3 ein durch Federn getragenes Ringventil. Ventil 4 und dessen Zylinder 14 dienen demselben Zweck wie vorher beschrieben, doch ist der Zylinder 14 in diesem Falle von einer Anzahl Löchern durchdrungen, so dass das Öffnen der Verbindung mit dem
Behälter 8 beim Steigen des Ventils 4 und das Schliessen dieser Verbindung beim Fallen des Ventils 4 allmählich eintritt.
Ventil 4 wird durch eine Stange 59 geführt und die
Bewegungen des Ventils sind durch einen Anschlag 60 und eine Feder 61 begrenzt. Wie in den vorliegenden Fällen kann das Verfahren entweder Zweitakt oder Viertakt sein und unter Annahme des ersten Verfahrens wird die Arbeitsweise folgende sein : Auf die Verbrennung und Expansion in 1 wird die Flüssigkeit im Rohr 2 abwärts getrieben ; um den gebogenen Bodenteil dieses Rohres aufsteigen hebt sie das Ventil 4, so dass Flüssigkeit unter Druck in den Luftbehälter 8 abgegeben wird, um durch das Rohr 7 zu einem erhöhten Behälter 67 abzuströmen.
Energie für den Rückgang wird entsprechend dem Druck in dem Luftbehälter 8 vorhanden sein und solange andauern, bis das Ventil 4 auf seinen
Sitz auftrifft, zu welcher Zeit die Flüssigkeit in Rohr 2 genügend lebendige Kraft erreicht hat, um bei ihrer weiteren Bewegung frische Flüssigkeit durch das Ventil 3 einzuziehen und die Verdichtung der Verbrennungsladung in der Kammer 1 zu veranlassen. Der Arbeitsgang kann dann durch die Zündung einer frischen Ladung wiederholt werden.
In Fig. 17 ist eine Handpumpe 62 zur Abgabe von Luft durch das Rohr 63 dargestellt, so dass der gewünschte Druck zum Anlassen der Pumpe erreicht werden kann. Ein Lufteinlassrohr 64 dient zum Einlass einer geregelten Luftmenge. Die Anordnung kann so getroffen sein, dass etwas von dieser Luft mit der zusätzlichen Flüssigkeit durch das Ventil 3 hindurchtritt urd in den Luftbehälter 8 abgegeben wird, so dass beide Luftbehälter immer geladen sind. Der Überschuss an Luft im Behälter 8 wird mit der Flüssigkeit, die durch das Rohr 7 tritt, aufsteigen und die Luftblasen können durch ein Standglas 65 beobachtet werden, welches an dem oberen Ende mit einem stellbaren Auslass für die Luft 66 versehen ist.
Wenn das Druckrohr 7 lang ist, so dass ein beträchtliches Trägheitsmoment in der sich bewegenden Flüssigkeit vorhanden ist, wird durch Anbringen von Saugventilen für die Flüssigkeit an dem unteren Teil des Luftbehälters 8 und durch Veringerung der Aufnahmefähigkeit dieses Behälters für Luft eine brauchbare Ausführungstorm erhalten. Es ist dann möglich, Flüssigkeit in den Luftbehälter entsprechend der fortgesetzten Bewegung der Flüssigkeit in Rohr 7 eintreten zu lassen, nachdem das Ventil 4 geschlossen ist und der Druck in dem Luftbehälter 8 sich vermindert.
Für jede der Ausführungsformen von Dämpfern oder Geschwindigkeitsreglern kann jede andere Art von Steuervorrichtung gesetzt werden, wie z. B. jene, bei der die Abwärtsbewegung des Ventils 4 durch einen Katarakt geregelt wird und das Ventil an
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der Abgabe-oder Druckseite der Vorrichtung entnommen wird.
PATENT-ANSPRÜCHE : it Verfahren zum Heben und Fördern von Flüssigkeiten oder elastischer Mittel, wobei eine oder mehrere Massen durch die Explosion aus einer Verbrennungskammer fortgeschleudert und unter dem Einfluss des Förderdruckes wieder zurückgetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückwärtshub durch den Einfluss des Förderdruckes nur
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eine regelmässige Arbeitsweise der Pumpe zu erzielen.