DE102106C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung der sogenannten Duplexpumpen und ist dazu bestimmt, mit Expansion zu arbeiten, so dafs also der Dampfzulafs zu den Dampfcylindern beträchtlich früher abgeschnitten wird, ehe die Kolben ihren jeweiligen Hub vollendet haben. Um dies ermöglichen zu können, wird vorliegender Erfindung entsprechend für den Wasserraum jeder Pumpe ein Hülfskolben angeordnet, welcher durch den Kolben des anderen Cylinders so bewegt wird, dafs letzterer während der Expansionsperiode entlastet wird. Dieses Entlasten kann entweder dadurch geschehen, dafs der Hülfskolben Wasser hinter den Pumpenkolben prefst, oder aber vor dem Pumpenkolben absaugt.

Es liegt somit hinter jedem Pumpencvlinder I bezw. II eine besondere Kammer (Hülfskammer) α³ bezw. b^a, in welche ein Hülfskolben oder ein Plunger α² bezw. b'² -eingedichtet ist, der an dem Ende des zugehörigen Pumpenkolbens befestigt ist und durch passende Packringe λ* der Hülfskammer hindurchgeht. Die Hülfskammer a³ der einen Pumpe I ist durch einen Kanal α⁵ in Verbindung mit dem hinteren Ende b der anderen Pumpe II, während die Hülfskammer b³ der Pumpe II durch einen Kanal b⁵ mit dem entgegengesetzten Cylinderende a¹ des Cylinders I in Verbindung steht. Dabei sind keine besonderen Steuerungsorgane oder Ventile nothwendig und die einzelnen in Betracht kommenden Theile sind die bei allen Pumpen gebräuchlichen.

Bei der Arbeit der Pumpen gelangt zunächst der Dampf in den Dampfcylinder der ersten Pumpe, treibt dort den ersten Kolben und die Kolbenstange und bethätigt dabei auch den Plungerkolben in der Pumpe I. Der Dampf kann abgeschnitten werden an einem passenden variablen oder voraus zu bestimmenden Punkte des Kolbenhubes, beispielsweise auf zwei Drittel seiner Hublänge. Bei den gewöhnlichen Constructionen mufs die Bewegung des Pumpenkolbens A sofort gehemmt werden, sowie der Dampf in dem zugehörenden Dampfcylinder abgesperrt ist, da der effective Dampfdruck nicht ausreicht, um den Wasserdruck in der Pumpe zu überwinden. Bei vorliegender Erfindung dagegen tritt in diesem Augenblicke das Entlasten des Hauptkolbens durch den Hülfskolben (oder Plunger) des anderen Cylinders ein.

Der Hauptplunger B wird nämlich nun durch seinen Dampfkolben angetrieben und beginnt seinen Rückwärtsgang in dem Pumpencylinder (Fig. 1). Hierbei mufs der Druck hinter dem Hülfskolben a² verringert werden. Wenn der Dampf, welcher auf den Kolben B wirkt, abgeschnitten wird und der mitwirkende Hauptplunger seinen Hub zu zwei Drittel des Gesammtweges vollendet hat, so wird der Weitergang des Kolbens dadurch erreicht, dafs der Hauptplunger A, der nunmehr seinen

Rückwärtsgang unter dem Einflufs seines eigenen Dampfkolbens beginnt, den Druck des Wassers an seinem vorderen Ende auf die Hülfskammer b³ und den Hülfskolben b'² überträgt, der in gleicher Weise an dem hinteren Ende des zweiten Hauptplungers B angeordnet ist. Hierdurch wird jener Plunger in der Vollendung seines Hubes unterstützt, und dieser Kreisgang der Operationen wiederholt sich in der beschriebenen Weise und stellt somit eine Ausgleichvorrichtung dar, durch welche der Ueberschufs von Druck bei Beginn des Hubes des einen Dampfkolbens durch die zusammenwirkenden Plunger dazu benutzt wird, um den Mangel an Dampfspannung auszugleichen, , der gegen das Ende des Hubes des anderen Dampfkolbens vorhanden ist, und umgekehrt.

Obgleich hier nur angenommen ist, dafs man den Dampf auf zwei Drittel der Hublänge absperren kann, so kann der Absperrungspunkt und damit die Expansion des Dampfes verändert werden.

In der Beschreibung ist angenommen, dafs die Hülfskammern hinter den Hauptplungern und Hauptpumpen angeordnet sind, sie können jedoch in anderer relativer Stellung zu einander angeordnet sein, wie es der besondere Umstand gerade wünschenswerth erscheinen läfst. Die besonderen, die Verlängerung bildenden Pumpenplunger müssen in Uebereinstimmung mit dem Wechsel der Stellung ihrer Kammern angeordnet sein.

Fig. 3 der Zeichnung zeigt eine Abänderung vorliegender Erfindung insofern, als die Hülfscylinder doppelt wirkend ausgebildet sind. Die einzelnen Kolben a² und b'² wirken somit in doppelter Weise entlastend auf die Hauptpumpenkolben insofern, als sie auf der einen Seite saugend und auf der anderen druckend wirken.

Fig. 4 veranschaulicht die Wirkungsweise der neuen Pumpe nach Fig. ι und 2 durch Diagramme.

Bezüglich der Kolbendurchmesser sei erwähnt, dafs bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Beispiel' die Gröfse der Kolben a² und b- so bemessen ist, dafs sie etwa ein Drittel der Fläche der Hauptkolben A und B beträgt.

In dem Diagramm nach Fig. 4 ist L das Dampfdiagramm des ersten Cylinders und M das Dampfdiagramm des zweiten Cylinders. P stellt dann jedesmal die vom letzten Theil des rechteckigen Pumpendiagramms abzuziehende Fläche dar.

Angenommen, der Dampfcylinder der ersten Pumpe finge bei e an, mit Volldruck den Kolben bis zum Punkte/ zu pressen, so wird er auch während dieser Zeil mit vollem Druck das Wasser pumpen. Dieser Vorgang wird sich noch infolge des Trägheitsmomentes der Massen bis g fortsetzen. Dieser Punkt g entspricht der in Fig. 1 dargestellten Stellung der Kolben, d. h. dem Moment, in welchem der Hauptkolben der Pumpe II seinen Rückgang beginnt und somit durch die Wirkung des Plungers b² von der vorderen Seite des Cylinders I Wasser absaugt, so dafs die Arbeit der Pumpe während des letzten Drittels um die Fläche P verringert wird.

Der Dampf des zweiten Dampfcylinders wird bei h abgesperrt und die volle Pumparbeit kann noch infolge des Momentes der Kolben bis i wirken, während in diesem Augenblick die Entlastung durch den Rückwärtsgang des ersten Cylinderkolbens eintritt. Diese Entlastung des zweiten Kolbens durch den Rückwärtsgang des ersten wird dadurch erreicht, dafs der Kolben A das Wasser durch den Kanal b⁵ in die Kammer b³ prefst. In dem Punkt k bleibt der zweite Dampfkolben stehen und beginnt seinen Weg erst wieder in dem Punkte m, also nach 120⁰, während welcher Zeit der Dampf in dem ersten Cylinder theils mit Volldruck, theils unter Mitwirkung der Massen die volle Pumparbeit leistet, worauf wieder in m eine Entlastung durch die Bewegung der Kolben im zweiten Cylinder eintritt.

Es sei noch erwähnt, dafs man bereits Ausgleichvorrichtungen für Duplexpumpen hatte, welche dadurch wirkten, dafs besondere Hülfskolben Luft comprimirten, deren Arbeitsfähigkeit dann nach dem Dampfabschlufs nutzbar gemacht wurden.

Diese Pumpen haben nach Ansicht des Erfinders den Uebelstand, dafs die Comprimirarbeit und die Nutzbarmachung derselben ganz unabhängig von der von der Pumpe geleisteten Arbeit war, so dafs also auch beim Leergang oder beim Fallen eines nennenswerthen Wassergegendruckes diese zusätzliche Arbeit eben so grofs war, als bei der maximalen Druckhöhe des Wassers. Als Folge hiervon soll unter Umständen ein heftiges Schlagen der Kolben, sogar ein Zerbrechen der Cylinder eintreten.

Die vorliegende Ausgleichvorrichtung unterscheidet sich den erwähnten gegenüber principiell dadurch, dafs das Wasser als Ausgleichmedium benutzt wird, so dafs also die Arbeitsentlastung der Pumpkolben immer proportional der Wasserdruckhöhe bleibt und einzig und allein abhängig ist von den Constanten der Pumpen, nämlich dem Druckmesser der Hajptkolben und Hülfskolben und der Dauer, der Expansion.

Es sei noch erwähnt, dafs man an Stelle der Hülfskolben auch Membranen verwenden kann.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:
   Eine Druckausgleichvorrichtung für Pumpen, gekennzeichnet durch die Anordnung von Hilfskolben (et¹ und b²) in solcher Weise, dafs diese in besonderen Wasserkammern oder Cylindern arbeiten, welche mit dem Arbeitscylinder der Pumpe verbunden sind, so dafs nach Eintritt des Darnpfabschlusses die in Rechnung zu setzende Fläche der Pumpkolben dadurch verringert wird, dafs der entsprechende Hülfskolben von der Arbeitsseite Wasser absaugt oder auf die andere Seite Wasser drückt, wobei die Hülfskolben vortheilhaft direct mit dem Hauptkolben verbunden sind.
   
2. 2. Eine Pumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dafs die Hülfskammer (a^z) des einen Cylinders (I) mit,- dem hinteren Ende (b) des anderen Cylinders (II) und die Hülfskammer (b^%) des Cylinders (II) mit dem vorderen Ende (a^l) des Pumpencylinders (I) verbunden ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.