DE103831C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Die Erfindung betrifft Pumpenanlagen für Druckwasser- und Druckluftsysteme, bei welchen der gewöhnliche geringfügige Druckverlust, wie ein solcher z. B. durch Lecken entsteht, von einer Hülfspumpe ersetzt wird, während die Hauptpumpe nur in Wirkung tritt, wenn das System für die beträchtlichere, aber seltenere Nutzleistung in Anspruch genommen wird. Bisher hat man Anlagen dieser und ähnlicher Art so eingerichtet, dafs der Druck im System nicht nur den Gang der Hülfspumpe beeinflufste, sondern auch bei einer gewissen Steigerung die Hauptpumpe in Gang setzte, beides mittels federbelasteter Kolben oder Membranen. Regulatoren mit Kolben oder Membranen und Federn lassen sich aber bekanntlich nur schwierig in dauernd gutem Gang erhalten, weshalb die vorliegende Erfindung wenigstens die Ingangsetzung der Hauptpumpe auf andere Weise vorsieht. Die Hauptpumpe tritt selbstthätig in Betrieb, indem statt des veränderlichen Druckes im System der veränderliche Zustand der Hülfspumpe oder eines ihrer Nebenapparate auf die Kraftquelle der Hauptpumpe einwirkt, z. B. das Dampfzulafsventil öffnet, wenn es sich um eine Dampfpumpe handelt, oder den Stromkreis schliefst, wenn die Pumpe elektrisch angetrieben wird. Am einfachsten gestaltet sich eine derartige Regelung der Thätigkeit der Hauptpumpe durch die Hülfspumpe, wenn man die Geschwindigkeit der Hülfspumpe als diejenige Gröfse wählt, von welcher der Kraftzuflufs zur Hauptpumpe abhängt. Als das gebräuchlichste Mittel für diesen Zweck bietet sich ein von der Hülfspumpe angetriebener Centrifugal- oder sonstiger Geschwindigkeits-Regulator dar, der im Falle einer Hauptpumpe mit Dampfantrieb auf das Dampfzulafsventil dieser Pumpe einwirkt.

Die Hülfspumpe wird zweckmäfsig noch mit einer Einrichtung ausgestattet, um auch den Kraftzuflufs zur Hülfspumpe ihrer jeweilig erforderlich werdenden Leistung anzupassen, so dafs die Hülfspumpe nicht ununterbrochen oder mit gleichmäfsiger Geschwindigkeit läuft, sondern absatzweise oder mit wechselnder Geschwindigkeit, wobei dann die Leistung der Hülfspumpe genau dem Bedarf entspricht, so lange dieser noch nicht diejenige Gröfse erreicht, bei welcher sich die Hauptpumpe in Thätigkeit setzt. Eine derartige Regelung der Leistung der Hülfspumpe erreicht man, im Falle diese Pumpe mit Dampf betrieben wird, am einfachsten durch Anwendung eines Dampfaccumulators, z. B. nach D. R. P. Nr. 79437, der zugleich einen gleichmäfsigen Druck in dem System aufrecht erhält und dadurch den sanften Gang der Pumpenanlage sichert. Ein solcher Accumulator bietet nun zugleich ein Beispiel für einen Zubehörapparat der Hülfspumpe, dessen Zustandsänderung der Aenderung des Ganges der Hülfspumpe genau entspricht. Man kann daher den Grundgedanken der Erfindung auch so zur Ausführung bringen, dafs man unter Fortlassung des Geschwindigkeitsregulators die Vorrichtung, durch welche der Kraftzuflufs zur Hauptpumpe geregelt wird, vom Kolben des Accumulators aus bethätigt.

Für die Regelung des Kraftzuflusses zur Hauptpumpe durch die Hülfspumpe wird die Einrichtung am besten so getroffen, dafs dieser Kraftzuflufs bestehen bleibt und die Haupt-

pumpe also weiter arbeitet, nachdem sie einmal durch die Hülfspumpe angelassen worden ist, bis der Kraftzuflufs wieder von Hand oder durch andere von der Hülfspumpe unabhängige Mittel abgesperrt wird. Doch kann die Einrichtung auch derart sein, dafs die Hauptpumpe von der Hülfspumpe sowohl angelassen, als auch wieder abgestellt wird.

Die Erfindung eignet sich besonders zur Anwendung bei Druckwassersystemen, welche als selbsttätige .Feuerlöscheinrichtungen ausgebildet sind. Die Hülfspumpe dient in solchem Falle zum Ersatz des Leckwassers, während die Hauptpumpe angelassen wird, sobald eine der selbstthätigen Feuerlöschvorrichtungen in Thä'tigkeit tritt.

Ein derartiges Feuerlöschsystem ist auch in dem gezeichneten Ausführungsbeispiel der neuen Pumpenanlage vorausgesetzt worden.

Fig. ι zeigt in einem schematischen Aufrifs eine Pumpenanlage, bei welcher die Stellung des Dampfzulafsventils der Hauptpumpe .unmittelbar von der Geschwindigkeit der Hülfspumpe derart abhängig ist, dafs dieses Ventil geöffnet wird, wenn infolge aufsergewöhnlichen Wasserverlustes die Geschwindigkeit der Hülfspumpe ein Höchstmafs erreicht.

Fig. 2 ist ebenfalls eine schematische Ansicht einer Pumpenanlage, bei welcher das Dampfzulafsventil der Hauptpumpe in derselben Weise mit der Hülfspumpe verbunden ist, während aufserdem ein Dampfaccumulator den Dampfzuflufs zur Hülfspumpe regelt.

Fig. 3 zeigt eine Pumpenanlage, welche sich von der in Fig. 2 dargestellten nur dadurch unterscheidet, dafs der Accumulatorkolben das Dampfzulafsventil der Hauptpumpe öffnet und schliefst, während der bei den Anlagen nach Fig. ι und 2 vorhandene Geschwindigkeitsregulator in Fortfall kommt.

Fig. 4 giebt in gröfserem Mafsstabe einen Grundrifs der Hülfspumpe und der Accumulatoranordnung nach Fig. 3.

Fig. 5 ist ein Längsschnitt durch den Accumulator.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Anlage sind, wie ersichtlich, die mit A bezeichneten Cylinder die Dampfcylinder der Hauptpumpe, während deren Wassercylinder mit A¹ bezeichnet sind. In das Saugrohr B ist eine Siebeinrichtung X eingeschaltet, und das Druckrohr C ist als mit einer selbstthätigen Feuerlöscheinrichtung in Verbindung stehend gedacht. Bei der Hülfspumpe sind ebenfalls die Dampfcylinder α und die Wassercylinder a¹, sowie das Saugrohr b und das Druckrohr c zu unterscheiden. Das Saugrohr b ist bei dem gezeichneten Beispiel mit den Wassercylindern der Hauptpumpe durch kleine Kammern 10 verbunden, deren Anschlufs an die Cylinder zu beiden Seiten der Scheidewand durch die Kanäle 1 bewirkt wird. In diese Kanäle sind Rückschlagventile 2 eingeschaltet, welche sich nach der Hülfspumpe hin öffnen. Das Druckrohr c der Hülfspumpe mündet durch das Rohr d in das Druckrohr C der Hauptpumpe, welches letztere unmittelbar mit dem Druckwassersystem in Verbindung steht. Die beschriebene Verbindung der Hülfspumpe mit den Wassercylindern der Hauptpumpe ist der Verbindung mit dem Saugrohr B der letzteren Pumpe deshalb vorzuziehen, weil sich auf diese Weise die Cylinder der Hauptpumpe von Luft freihalten, welche sonst die Pumpwirkung beim Anlassen der Hauptpumpe verzögern würde. Zugleich kommen dabei die sonst gebräuchlichen Füllrohre für die Wassercylinder der Hauptpumpe in Wegfall. Die Ventile 2 haben den Zweck, die durch die Kammer 10 und die Kanäle 1 dargebotene Verbindung zwischen den beiden Enden eines jeden Wassercylinders der Hauptpumpe abzusperren , wenn diese Pumpe im Betriebe ist.

Die Dampfcylinder A der Hauptpumpe werden aus der Leitung D gespeist. Beim gewöhnlichen Betriebe der Anlage erhalten dieselben ihren Dampf durch ein Nebenrohr E. Zu diesem gehört in der Kammer F ein den Durchgang des Dampfes regelndes Ventil 11, in der Zeichnung als ein entlastetes Kolbenventil dargestellt. Das Dampfzuleitungsrohr D ist zwischen den Enden des Nebenrohres E mit einem Absperrorgan 12 ausgestattet, so dafs der Hauptpumpe bei geöffnetem Absperrorgan 12 unabhängig von dem Ventil 11 der Nebenleitung Dampf zugeführt werden kann. Ferner findet auch bei geschlossenem Ventil 11 eine ganz geringe, z. B. durch Undichtheit dieses Ventils vermittelte Dampfzufuhr durch das Nebenrohr zu dem Zwecke statt, die Dampfcylinder in einem zum sofortigen Angehen geeigneten Zustande zu erhalten. Das Ventil 11 ist gewöhnlich geschlossen, die Hauptpumpe also aufser Betrieb, während die Hülfspumpe den geringen Bedarf des Systems deckt. Der Dampfcylinder der Hülfspumpe empfängt seinen Dampf entweder aus der Leitung D oder, wie gezeichnet, durch ein Rohr e, welches vor der Ventilkammer F von dem Nebenrohr E sich abzweigt. . Das Dampfrohr e ist mit einem selbstthätigen Regelventil 20 ausgestattet. Die Rohre 17 dienen zur Entwässerung der Dampfcylinder A der Hauptpumpe und des Hauptdampfrohres D.

Das Ventil 11 wird von der Hülfspumpe geöffnet, wenn diese ihre höchste Geschwindigkeit erreicht, zu welchem Zweck ein Geschwindigkeitsregulator/¹, z. B., wie in der Zeichnung dargestellt, ein Pumpenregulator nach Mason, mit der Hülfspumpe in Verbindung steht, indem sein Treibhebel durch einen Lenker 13 an einem sich bewegenden Theil der Hülfs-

pumpe angeschlossen ist, während sein belasteter Winkelhebel 14 durch einen Lenker 15 und den im Kopf der Ventilkammer F und im Arm 3 geführten Schieber 16 mit dem Ventil 11 in Verbindung steht. Ist, wie dargestellt, die Saugleitung der Hülfspumpe mit den Cylindern der Hauptpumpe verbunden, so wird die Geschwindigkeit der Hülfspumpe während des Betriebes der Hauptpumpe ungefähr erhalten bleiben. Damit das Ventil 11 indessen auch bei abnehmender Geschwindigkeit der Hülfspumpe nicht wieder geschlossen wird, ist ein geschlitztes Verbindungsstück 4 zwischen dem Ende des Winkelhebels 14 und des Lenkers 15 angebracht. Wenn dagegen die Saugwirkung der Hülfspumpe ohne Unterstützung durch die Druckwirkung der Hauptpumpe vor sich geht, so ist der soeben beschriebene todte Gang unerläfslich, wenn man nicht etwa das Ventil 11 durch die Verlangsamung der Hülfspumpe schliefseri will, nachdem der Druck in dem System durch die Hauptpumpe wieder hochgebracht ist. Damit das einmal geöffnete Ventil 11 sich nicht zufällig wieder schliefst, kann man eine federbelastete, auf dem Arm 3 angebrachte Klinke 5 in einen gezahnten Theil des Schiebers 16 eingreifen lassen.

Die Siebeinrichtung X, durch welche hindurch sowohl die Haupt- als auch die Hülfspumpe saugen, besteht, wie aus Fig. 1 ersichtlich, aus einem das Sieb enthaltenden, am besten cylindrischen Gehäuse mit Eintritts- und Austrittsstutzen 21, 22 zur Einschaltung in die Rohrleitung und einem abnehmbaren Deckel 23.

Die Wirkungsweise der Pumpenanordnung nach Fig. 1 ist folgende. Wenn eine der vorausgesetzten selbsttätigen Feuerlöschvorrichtungen sich in Gang setzt, so sinkt der Druck, zu dessen Aufrechterhaltung die Hülfspumpe bis dahin hinreichte, sehr schnell, so dafs der Gang der Hülfspumpe entsprechend beschleunigt wird. Infolge dessen wirft der Geschwindigkeitsregulator/den Winkelhebel 14 nach rechts (in Fig. 1), indem die dargestellte Belastung seines waagrechten Armes überwunden wird. Dieser Winkelhebel verstellt durch den Lenker 15 und den Schieber 16 das Ventil 11 nach rechts, so dafs durch das Nebenrohr E und die Ventilkammer F Dampf zur Hauptpumpe zugelassen wird. Das Ventil 11 wird alsdann durch den Eingriff der Klinke 5 in eine der Einkerbungen des Schiebers 16 offen gehalten, so dafs die Hauptpumpe im Betriebe bleibt, bis sie von Hand oder auf sonstige Weise wieder abgestellt wird.

Fig. 2 betrifft eine Pumpenanordnung, bei welcher die Dampfzuführung zur Hülfspumpe nicht mehr gleichmäfsig ist, sondern ein Dampfdruckaccumulator mit der Hülfspumpe in Verbindung steht, welcher den Dampfzuflufs zu letzterer regelt, so dafs ihr Gang stets im richtigen Verhältnifs steht zur Menge des durch Lecken oder aus anderen Ursachen verloren gegangenen und wieder zu ersetzenden Wassers. Der angewendete Dampfdruckaccumulator (D. R. P. Nr. 79437) ist bekannt als Worthington -Dampfaccumulator und erfordert daher nur noch eine kurze Erläuterung.

Wie aus Fig. 4 und 5 ersichtlich, theilt der Kolben i den Accumulator in eine Wasserkammer g und eine Dampfkammer h, von welchen die erstere mit dem Druckrohr c der Hülfspumpe durch ein Rohr e¹ verbunden ist. Das Dampfzuführungsrohr e mündet direct in die Dampfkammer h, aus welcher der Dampf durch Oeffnungen 6 in die hohle Kolbenstange 18 und aus dieser wiederum durch Oeffnungen 7 in eine Kammer 8 gelangt. Mit dieser Kammer steht ein Rohr e¹ in Verbindung, welches den Dampf zur Ventilkammer der Hülfspumpe überführt. Auf diese Weise wird die Dampfzufuhr zur Hülfspumpe gesteigert, sobald der Kolben i sich nach dem Austrittsende der Wasserkammer g hinbewegt, indem alsdann die Anzahl der Oeffnungen 6, durch welche der Dampf in die Stange 18 übertreten kann, sich vermehrt, weil diese Oeffnungen bei dem Durchtritt durch den Kopf der Kammer h blofsgelegt werden. Andererseits vermindert sich die Dampfzufuhr zur Hülfspumpe, wenn der Kolben i die entgegengesetzte Richtung einschlägt, indem sich alsdann etliche der Oeffnungen 6 in oder hinter den Kopf der Kammer h zurückziehen.

Die Wirkungsweise dieser Pumpenanlage unterscheidet sich also von derjenigen der vorhergehenden Anlage in der Hauptsache dadurch , dafs der Accumulatorkolben i die Dampfzufuhr zur Hülfspumpe derart regelt, dafs diese Dampfzufuhr bei der Bewegung des Kolbens nach dem Austrittsende der Wasserkammer g hin, also wenn mehr Wasser entnommen, als von der Hülfspumpe eingespeist wird, vermehrt wird, im umgekehrten Falle aber vermindert. Der Accumulator kann so angeordnet werden, dafs er den Dampf vollständig von der Hülfspumpe absperrt, oder aber, dafs er stets noch so viel Dampf derselben zufliefsen läfst, dafs sie sich in ganz langsamem Gang erhält, je nachdem ein Lecken oder eine sonstige geringe, aber stetige Wasserentnahme vorhanden ist oder nicht. Wird mehr Wasser verbraucht, als die Hülfspumpe zu leisten vermag, so sinkt der Druck in dem System, während gleichzeitig die Geschwindigkeit der Hülfspumpe zunimmt und das Ventil 11 infolge dieser Beschleunigung des Ganges der Pumpe unter Vermittelung des Regulators/ geöffnet wird, wie bereits mit Bezug auf die Pumpenanlage nach Fig. 1 beschrieben worden ist.

Bei der Anordnung nach Fig. 2 kann man, wie eingangs erwähnt, den Geschwindigkeitsregulator f aber auch fortlassen, wenn man das Ventil 1 1 unmittelbar durch den Kolben i des zur Hülfspumpe gehörigen Accumulators verstellt. Diese in Fig. 3 bis 5 durch ein Ausführungsbeispiel erläuterte Anordnung setzt eine Verlängerung der Kolbenstange 18 des Kolbens i durch den Kopf der Kammer h hindurch und ihre Verbindung mit dem Schieber 16 des Ventils 11 voraus. Wie ersichtlich, ist der Accumulatorkolben mit dem Ventil 11 so verbunden, dafs er dasselbe nach beiden Richtungen in Bewegung setzt, doch läfst sich auch ein biegsames oder geschlitztes Verbindungsstück angebracht denken, welches zur Folge haben würde, dafs der Accumulatorkolben das Ventil zwar öffnet, aber nicht schliefst. Die Hülfspumpe arbeitet gegen den Druck des Systems, wenn die Hauptpumpe im Betriebe ist, so dafs der Gang der Hülfspumpe sich verlangsamt in dem Mafse, als die Hauptpumpe den Druck im System wieder in die Höhe bringt.

Die Wirkungsweise des Accumulators ist dieselbe wie bei der Anordnung nach Fig. 2, nur dafs der Kolben i gewöhnlich einigen Abstand von dem Austrittsende der Wasserkammer b besitzt, wie in Fig. 5 dargestellt, und sich aus dieser Stellung erst dann weiter nach dem Austrittsende hinbewegt, um das Ventil 11 zu öffnen, wenn die Ingangsetzung der Hauptpumpe erforderlich geworden ist. Ist eine solche Bewegung des Kolbens i in dem erforderlichen Mafse erfolgt, so hat sich das Ventil 1 1 geöffnet und die Hauptpumpe in Gang gebracht. Beim Wiederaufhören der aufsergewöhnlichen Wasserentnahme steigt der Druck in dem System schnell, so dafs der Kolben i sich rückwärts bewegt, bis das Ventil 11 wieder geschlossen und die Hauptpumpe aufser Thä'tigkeit gesetzt ist. Ist aber ein biegsames Stück zwischen den Accumulatorkolben und das Ventil 11 eingeschaltet oder in der Verbindung beider Theile ein todter Gang angeordnet, so bleibt das Ventil 11 offen, bis es von Hand oder vermöge sonstiger Einrichtungen geschlossen wird, wie bezüglich der früheren Anordnungen erläutert.

Ist das Saugrohr b der Hülfspumpe mit der Saugleitung der Hauptpumpe verbunden, wie in Fig. 3, so kann man auch statt des Accumulatorkolbens den Geschwindigkeitsregulator der Pumpenanlagen nach Fig. 1 und 2 derart mit dem Ventil 1 1 in Verbindung setzen, dafs er dieses Ventil sowohl öffnet, als auch schliefst, wobei dann die Einrichtung zum Offenhalten dieses Ventils in Fortfall kommt.

Wie für selbstthätige Feuerlöscheinrichtungen, bei welchen nach der bisherigen Annahme das gesammte Röhrennetz mit Wasser gefüllt ist, läfst sich die neue Pumpenanlage auch für solche 'Feuerlöschsystem'e verwenden, welche man als trockene bezeichnet, nämlich bei denen die Rohrleitung im normalen Zustande mit Druckluft gefüllt ist, bis beim selbsttätigen Oeffnen einer der Löschvorrichtungen die Luft entweicht, worauf alsdann das nachfolgende Wasser zum Austritt kommt. Bei einem solchen Trockensystem würde die Hülfspumpe als Luftpumpe benutzt werden, welche den Druck in der Leitung aufrecht erhalt, ohne dafs an ihrem Verhältnifs zur Hauptpumpe etwas geändert würde. Die Hülfspumpe könnte aber auch Wasser- und Luftpumpe zugleich sein, um die Verluste durch Lecken sowohl an Luft als an Wasser in dem Gesammtsystem zu ersetzen.

Im Rahmen der Erfindung lassen sich bezüglich der allgemeinen Anordnung der Hauptpumpe und der Hülfspumpe, sowie der Vorrichtungen, um von der Hülfspumpe oder einem ihrer Nebenapparate aus den Betrieb der Hauptpumpe zu regeln, mannigfache Abänderungen vornehmen. So sind z. B. die Pumpen zwar als Zwillingsdampfpumpen dargestellt, doch kann selbstverständlich irgend ein anderes ersetzt werden, indem z.B. bei elektrischem Antriebe die Anlafsvorrichtung für die Hauptpumpe statt auf ein Dampfzulafsventil auf eine entsprechende Einschaltvorrichtung wirken würde. Der Dampfaccumulator läfst sich im letzteren Falle allerdings nicht anwenden, es müfste denn die Hülfspumpe mit Dampf, die Hauptpumpe aber elektrisch angetrieben werden. Werden beide Pumpen elektrisch betrieben, so wird man wieder die Einschaltvorrichtung der Hauptpumpe durch einen von der Hülfspumpe abhängigen Geschwindigkeitsregulator bedienen lassen.

Claims (2)

Pa tent-Ansp küche:

1. Eine Pumpenanlage für Druckwasser- und Druckluftsysteme mit Ersatz des gewöhnlichen geringfügigen Verbrauchs durch eine Hülfspumpe, dadurch gekennzeichnet, dafs die für die eigentliche Nutzleistung des Systems bestimmte Hauptpumpe anstatt durch einen von dem nachlassenden Druck im System beeinflufsten Kolben - oder Membranfederregulator von der Hülfspumpe oder von einem Nebenapparate der Hülfspumpe aus vermöge des durch den gesteigerten Verbrauch beschleunigten Ganges dieser Pumpe bezw. des entsprechend geänderten Zustandes des betreffenden Nebenapparates in Gang gesetzt wird.

2. Eine Ausführungsform der im Anspruch 1 gekennzeichneten Pumpenanlage, bei welcher die bei nachlassendem Druck' im System sich steigernde Geschwindigkeit der

Hülfspumpe durch Vermittelung eines Geschwindigkeitsregulators ffJ die Anlafsvorrichtung der Hauptpumpe beeinflufst, so ,dafs die Hauptpumpe in Thätigkeit tritt, 'sobald die Geschwindigkeit der Hülfspumpe ein bestimmtes Höchstmafs erreicht hat (Fig. ι und 2).

Eine Ausführungsform der im Anspruch 1 gekennzeichneten Pumpenanlage, bei welcher die Hülfspumpe mit einem an das System angeschlossenen, an sich bekannten Druckaccumulator zur Regelung der Zufuhr ihrer Betriebskraft ausgestattet ist, dessen Kolben (i) zugleich mit der Anlafsvorrichtung der Hauptpumpe derart gekuppelt ist, dafs die Hauptpumpe in Thätigkeit tritt, sobald die Stellung des Accumulatorkolbens der Höchstleistung der Hülfspumpe entspricht.

Eine Ausführungsform der im Anspruch 1 gekennzeichneten Pumpenanlage, bei welcher vermöge todten Ganges (Schlitz 4) in dem Anlafsgestänge die einmal in Thätigkeit getretene Hauptpumpe durch die Hülfspumpe bezw. deren Nebenapparat nicht wieder abgestellt wird, wobei ein Gesperre (5) vorgesehen werden kann, um das Anlafsventil oder die sonstige Anlafsvorrichtung der Hauptpumpe in der dem Betriebe dieser Pumpe entsprechenden Stellung zu erhalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.