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Regelungsvorrichtung für Kolbenpumpen mit Wellenantrieb und veränderlicher Hublänge.
Den Gegenstand der Erdindung bidet eine Regelungsvorrichtung nach Patent Nr.'88742, deren Hilfsmaschine eine Umlaufanordnung so einzustellen vermag, dass die Pumpe entlastet wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes nebst den benachbarten Teilen der Pumpenanlage in einer zum Teil im Schnitt gehaltenen Seitenansicht dargestellt.
Die für Kraftwasseranlagen bestimmte Pumpe besitzt ebenso wie die im Stammpatente erläuterte Pumpe mehrere Zylinder, deren Achsen auf einer Zylinderfläche um eine den verschiedenen Pumpenzylindern gemeinschaftliche Antriebswelle herum angeordnet sind. Zur Bezeichnung der einzelnen Teile der Pumpenanlage sind, soweit sie Teilen der im Stammpatente erläuterten Anlage entsprechen, die gleichen Buchstaben benutzt wie dort.
Es bezeichnet A das Gehäuse der Kolbenpumpe, B die z. B. mit einem Elektromotor gekuppelte Antriebswelle der Pumpe und al das Saugrohr. In die Druckleitung ist zwischen zwei zu dieser gehörige Einzelrohre a2 und a3 ein Rückschlagventil a4 eingeschaltet, dessen Ventilkörper a5 unter der Wirkung einer Feder a6 das Rohr a3 gegenüber dem an einen Stutzen all des Pumpengehäuses A angeschlossenen Rohre a2 abzusperren sucht. Das Rohr a3 mündet in einen mittleren Kanal cl eines Schieberkastens C, in dem ein Kolbenschieber C2 durch einen am Schieberkasten C drehbaren Handhebel ; 3 verstellt werden kann. In dem Schieberkasten C sind noch zwei weitere, zu beiden Seiten des Kanals cl liegende und durch den Kolbenschieber gleichzeitig absperrbare Kanäle c4 und c5 vorgesehen.
Von dem Kanal cl führt ein Druckrohr c6 zu einer an die Kraftwasseranlage angeschlossenen Arbeitsmaschine, während an den Kanal c5 ein das Abwasser der Arbeitsmaschine abführendes Rohr c7 angeschlossen ist. Schliesslich ist an den Innenraum des Schieberkastens C noch ein Abflussrohr c. D angeschlossen.
Die Antriebswelle B der Pumpe trägt eine lose auf ihr verschiebbare Muffe D. Diese ist mit einem nicht sichtbaren, die Kolbenhublänge unmittelbar beeinflussenden Teile der Pumpe derart zwangläufig verbunden, dass durch ihre Verschiebung auf der Welle B eine Veränderung der Hublänge von einem bestimmten Höchstwerte bis auf einen verhältnismässig geringen Betrag herbeigeführt werden kann, bei dem die Umlaufanordnung in Wirksamkeit treten soll. Eine Verkleinerung der Hublänge tritt ein, wenn sich die Muffe D im Sinne des Pfeiles x verschiebt. In eine Nut d, 1 der Muffe D greift der eine Arm eines am Gehäuse A der Pumpe dlehbaren Winkelhebels E mit einem Stifte e1 eine.
Der andere Arm des Winkelhebels E ist durch ein Zwischenglied ea mit einem am Gehäuse A drehbaren, einarmigen Hebel F gelenkig verbunden. Der Hebel F steht mit einer mit einem Anschlagbunde h3 versehenen Kolbenstange H, an der ein in einem Zylinder A8 geführter Kolben H sitzt, durch Vermittlung eines an ihm angelenkten Gleitstückes. f1, das in einem Schlitze der Kolbenstange HI geführt ist, in zwangläufiger Verbindung. Jeder Stellung des Kolbens H entspricht somit eine ganz bestimmte Stellung der Muffe D und daher eine ganz bestimmte Hublänge der Pumpenkolben. Die Richtung, in der sich der Kolben H bei einer Verkleinerung der Hublänge verschiebt, ist durch den Pfeil y bezeichnet.
Die rechte Seite des Zylinders AB steht durch ein Rohr s mit dem Rohre a3 in Verbindung. Die linke Seite des Zylinders A8 ist durch ein Rohr il mit einer Flasche J verbunden, die Druckluft von einer Spannung enthält, die ungefähr dem mittleren Betriebsdrucke der Pumpe gleich ist.
Der Stutzen all, dessen zu dem Rohre a2 führender Hanptkanal mit se bezeichnet ist, besitzt einen seitlichen Ansatz a". In diesem befindet sich eine Kammer N, von der
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das freie Ende einer an einem Kolben G sitzenden Kolbenstange Gl bildet. Der Durchmesser des Ventilkörpers g= ist um einen passend gewählten Betrag kleiner als der Durchmesser der Kolbenstange G'. Der Kolben G, der in einem Zylindenaume A7 geführt ist, gehört zu der Hilfsmaschine, die dazu bestimmt ist, die durch den Kanal älss, den Ventilkörper g', die Kammer a14 und das Rohr a16 gebildete Umlaufanordnung so einzustellen, dass die
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steht dauernd durch ein Rohr a9 mit dem Rohre als in Verbindung.
Der links vom Kolben G liegende Teil des Zylinderraumes A7 steht durch ein Rohr n7 mit einem zur Anlasssteuerung der Hilfsmaschine gehörigen Ventilkasten N in Verbindung.
An dem Zylinder A8 ist ein Winkelhebel K, Kl gelagert, dessen einer Arm, K, in die Bahn des Bundes h3 der Kolbenstange hineinragt. Der andere Arm, , des Winkelhebels ist durch eine Lenkstange M mit einem an dem Ventilkasten N angeordneten doppelarmigen Hebel P verbunden. Die Lenkstange i11 ragt über den Hebel P hinaus und ist durch ein an dem Ventilkasten N sitzendes Auge nl mit so viel Spielraum hindurchgeführt, dass sich der Winkelhebel K, Kl und der Hebel P innerhalb bestimmter Grenzen ungehindert drehen können. An dem einen Arme des Hebels P greift ein im Ventilkasten N verschiebbarer Stift pl und an dem anderen Arme ein gleichfalls im Ventilkasten N verschiebbarer Stift p2 an.
Im Ventilkasten N sind zwei Doppelkammern vorgesehen, die aus je zwei
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kann von der Kammer n3, in die der Stift p2 hineinragt, durch einen unter der Wirkung einer Feder e stehenden Ventilkörper R und die Kammer n4 von der Kammer n6, in die der Stift p1 hineinragt, durch einen unter der Wirkung einer Feder ql stehenden Ventilkörper Q abgesperrt werden. Die Anordnung ist hiebei so getroffen, dass die zur Öffnung der Ventile bestimmten Stifte pl und p2, wenn beide Ventilkörper Q und R sich in ihrer Schliesslage befinden, gleichzeitig an diesen anliegen.
Ferner ist die Lage des Bundes h3 so bestimmt, dass er bei derjenigen Stellung des Kolbens H, bei der die Kolbenhublänge der Pumpe nur noch um einen ganz geringen Betrag grösser ist als die Hublänge, bei der die Umlaufanordnung in Wirksamkeit treten soll, an dem Arme K des Winkelhebels K, Kl anliegt und diesen hiebei in einer Lage hält, bei der die Stifte pl und p2 gleichzeitig an den zugehörigen Ventilkörpern anliegen. Solange der Arm K des Winkelhebels K, Kl ausser Berührung mit dem Bunde h3 der Kolbenstange HI steht, wird der Hebel P durch eine Feder ml, die auf einen am freien Ende der Stange M sitzenden Bund m2 wirkt, in einer Lage gehalten, bei der der Stift pl den Ventilkörper Q, wie in der Zeichnung dargestellt ist, entgegen der Wirkung der Feder ql in seiner Öffnungsstellung hält.
Der Stift p2 befindet sich hiebei in einem bestimmten Abstande von dem durch die Feder rl in seiner Schliessstellung gehaltenen Ventilkörper R. Die Kammern n2 und n6 sind durch einen Kanal n6 miteinander verbunden, der seinerseits mit dem Rohre n7 in Verbindung steht. Die Kammer n3 steht durch ein Rohr n8 mit dem Saugraume der Pumpe und die Kammer n4 durch ein Rohr n9 mit der rechten Seite des Zylinders A8 in Verbindung.
Beim regelrechten Betriebe der Pumpe nehmen die einzelnen Teile der beschriebenen Vorrichtung die in der Zeichnung dargestellte Lage ein. Der Kolbenschieber C2 ist hiebei derart eingestellt, dass das zur Arbeitsmaschine führende Druckrohr c6 mit den von der Pumpe kommenden Rohren a2 und a3 und das zur Abführung des Abwassers der Arbeitsmaschine dienende Rohr c7 mit dem Abflussrohre C9 in Verbirdung steht. Ferner steht der Bund h3 der Kolbenstange H'aussen Berührung mit dem Arme des Winkelhebels K, Kl, so dass der Ventilkörper Q durch die Feder ml in der Öffnungsstellung gehalten wird.
Es steht daher der links vom Kolben G liegende Teil des Zylinderraumes A7 auf dem Wege n7, M, M", M, M* mit der rechten Seite des Zylinders A8 in Verbindung, die unter der Wirkung des auf der linken Seite des Kolbens H lastenden Luftdruckes steht. Der rechts vom Kolben G liegende Teil des Zylinderraumes A7 steht auf dem Wege a', ale ebenfalls mit der rechten Seite des Zylinders A8 in Verbindung. Auf beiden Seiten des Kolbens G herrscht also der gleiche Druck. Da auf der rechten Seite des Kolben G infolge des Vorhandenseins der Kolbenstange GI der wirksame Querschnitt kleiner ist als auf der linken Seite, so überwiegt die auf die linke Seite des Kolbens wirkende Kraft.
Die beiden im Zylinderraume A7 auf den Kolben wirkenden Kräfte liefern also eine Gesamtkraft, die den Ventilkörper g5 auf seinen Sitz zu pressen sucht, und zwar ist diese Gesamtkraft dem Unterschiede der beiden wirksamen Querschnitte, d. h. dem Querschnitte der Kolbenstange G1, proportional. Da der Durchmesser des Ventilkörpers gb kleiner ist als der Durchmesser der Kolbenstange GI, so ist erst recht auch seine Druckfläche kleiner als der Querschnitt der Kolbenstange.
Da ferner der von rechts her auf den Ventilkörper g wirkende Flüssigkeitsdruck nicht grösser als der im Zylinderraume A7 auftretende Druck sein kann, so ist die Kraft, die den Ventilkörper g5 von seinem Sitze abzuheben sucht, auf jeden Fall kleiner als die oben erwähnte Gesamtkraft, die den Ventilkörper auf seinen Sitz zu pressen sucht.
Der Kanal a15 wird also, solange der Bund h3 ausser Berührung mit dem Arme K des Winkelhebels K, K1 steht, durch den Ventilkörper gó abgeschlossen, so dass die Umlaufanordnung ausser Wirksamkeit ist. Die Pumpe verhält sich also in bekannter Weise derart, dass der Steuerkolben H, solange der Verbrauch an Druckflüssigkeit nur gering ist, selbst- tätig eine entsprechend kleine Hublänge der Arbeitskolben und bei einem grösseren Verbrauch an Druckflüssigkeit eine entsprechend grössere Hublänge einstellt.
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Soll die Förderung der Pumpe unterbrochen werden, so stellt man den Kolbenschieber C2 derart ein, dass die Kanäle c4 und c5 abgeschlossen werden. Es tritt dann in den Rohren a', a2, alü und auf der rechten Seite des Kolbens H eine Drucksteigerung ein, der Kolben H verschiebt sich nach links und die Hublänge der Pumpe wird vermindert.
Bei der Verschiebung des Kolbens H trifft schliesslich der Bund à auf den Arm K des Winkelhebels K, K1. Bei der weiteren Verschiebung des Kolbens H im gleichen Sinne wird, unter weiterer Verminderung der Hublänge der Pumpe, durch Vermittlung des Winkelhebels K, der Stange M und des doppelarmigen Hebels P der Stift pl nach abwärts und der Stift p2 nach aufwärts verschoben. Hiebei setzt sich schliesslich der Ventilkörper Q unter der Wirkung der Feder ql auf seinen Sitz auf, wogegen der Ventilkörper R durch den Stift p2 von seinem Sitze abgehoben wird. Hiedurch wird der links vom Kolben G liegende Teil des Zylinderraumes A7 einerseits von der unter Druck stehenden rechten Seite des Zylinders A2 abgesperrt und andrerseits auf dem Wege n7, n6, n2, n3, n3 mit dem Saugraume der Pumpe in Verbindung gesetzt.
Infolgedessen erlangen die von rechts her auf den Kolben G einwirkenden Kräfte das Übergewicht, so dass sich dieser nach links bewegt und der Ventilkörper go, in die Öffnungsstellung gelangt. Die Pumpe beginnt nunmehr mit der geringen Kolbenhublänge, die im Augenblicke der Umsteuerung des Kolbens G besteht, durch den Kanal als, die Kammer al'und das Umlaufrohr all unmittelbar in die Saugleitung al zu fördern, Gleichzeitig sinkt der Druck in dem Rohre a', so dass sich das Rückschlagventil a4 unter der Wirkung des in den Rohren a10 und a* herrschenden, durch die Druckluftbelastung des Kolbens H erzeugten Druckes selbsttätig schliesst. Die Pumpe ist also, während sie mit Umlauf weiterarbeitet, vollkommen entlastet.
Soll die Arbeitsmaschine wieder in Gang gesetzt werden, so werden durch Verstellung
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der Wirkung des auf seiner linken Seite herrschenden Luftdruckes nach rechts. Der am Bunde h3 anliegende Arm K des Winkelhebels K, ss folgt unter der Wirkung der Feder m1 der Bewegung des Kolbens H. Hiebei senkt sich der Ventilkörper R und der Stift p1 nähert sich wieder dem Ventilkörper Q. In dem Augenblicke, in dem der Ventilkörper R in die Schliesslage gekommen ist, kommt der Stift pI zur Anlage an den Ventilkörper Q. Bei der weiteren Bewegung des Kolbens H wird nun der Ventilkörper Q angehoben, so dass der
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samkeit gesetzt wird. Damit ist wieder der Zustand erreicht, von dem bei der Beschreibung der Wirkungsweise der Pumpenanlage ausgegangen wurde.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Regelungsvorlichtung nach Patent Nr. 88742, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsmaschine (G, a13, A7) das Abschlussglied (g5) einer zur Verbindung der Druck-
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so einzustellen vermag, dass die Umlaufleitung (ales, go. ail4, alps) geöffnet und mithin die Pumpe entlastet wird.