DE10528C - Hydropneumatischer Kraft - Regenerator für Wasserhaltungsmaschinen - Google Patents

Description

1879.

Klasse

AUGUST BOCHKOLTZ in FRANKFURT a. M. Hydropneumatischer Kraftregenerator für Wasserhaltungsmaschinen.

Patentirt.im Deutschen Reiche vom 4. September 1879 ^afc·

Der ZwecK des Kraft-Regenerators ist, die nicht unerhebliche Ueberlast, welche das Pumpengestänge der Wasserhaltungsmaschinen zur selbstthätigen Hebung der Pumpendruckventile haben mufs, entbehrlich zu machen und diese Ueberlast durch eine mittelst des Kraft-Regenerators auf das Pumpengestänge zeitweilig hervorgebrachte Supplementarkraft zu ersetzen, welche im Augenblicke der Ventilhebung das erforderliche Maximum besitzt, dann allmälig so abnimmt, dafs sie in der Mitte der Schubbewegung sich auf Null reducirt und hierauf in eine entgegengesetzt wirkende übergeht, welche, allmälig zunehmend, am Ende der Schubbewegung dieselbe Maximalintensität wieder erreicht, die sie zu Anfang der Schubbewegung hatte. Bei der alsdann in entgegengesetzter Richtung folgenden Schubbewegung wirkt demnach die bereits vorher in dieselbe Richtung übergegangene Supplementarkraft wieder ganz in derselben Weise, wie bei der vorhergegangenen Schubbewegung u. s. f.

Infolge dieser alternirenden Umgestaltung der anfänglich positiv (in der Schubrichtung) und schliefslich negativ (der Schubrichtung entgegen) wirkenden Supplementarkraft erzeugt der Kraft - Regenerator während der ersten Schubhälfte eine positive und während der zweiten Schubhälfte eine negative Arbeit, die sich gegenseitig am Ende jeder Schubbewegung vollständig wieder aufheben.

Während nun die solchergestalt durch den Kraft-Regenerator wirksam gemachte Supplementarkraft einerseits zunächst die selbstthätige Hebung der Pumpenventile bewirkt, und es ermöglicht, die bisher dazu bestimmt gewesene Ueberlast des Pumpengestänges durch ein Gegengewicht auszugleichen, daher eine nicht unerhebliche Ersparnifs an Betriebsdampf eintreten "zu lassen, bringt sie andererseits bei jeder auf- oder niedergehenden Schubbewegung eine bis zur Mitte derselben regelmäfsig zunehmende Beschleunigung und dann eine bis zum Ende derselben ebenso regelmäfsig zunehmende Verzögerung der Geschwindigkeiten hervor, welche die Maschine befähigen, unbeschadet der Kataraktpausen und des ruhigen Ganges, dagegen bei erheblich gesteigerter Gangsicherheit, mehr Spiele als früher zu machen. Die Leistungsfähigkeit bezüglich der geförderten Wassermenge und somit der effective Werth der ganzen Wasserhaltungsanlage, einschliefslich der Schachtpumpen und ihres Gestänges, wird also in demselben Verhältnisse erhöht.

Eine weitere Consequenz der während des Gestängenaufganges bis zu dessen Mitte progressiv sich steigernden Geschwindigkeit ist die, dafs schon während der Admissionsperiode des Dampfes, wie Indicatorversuche es nachgewiesen haben, eine theilweise sogenannte gemischte Expansion desselben entsteht, welche auch ihrerseits eine Verminderung des Dampfverbrauches bewirkt, daher die bereits erwähnte, durch den Wegfall der Gestängeüberlast hervorgebrachte Dampfersparnifs noch ziemlich erheblich vermehrt.

Die Einrichtung des hydropneumatischen Kraft-Regenerators ist folgende:

Der genau ausgebohrte Cylinder abcd steht nach unten durch das kastenförmige Bodenstück CC mit einem oder mehreren, oben mittelst der Deekel e e geschlossenen cylindrischen Luftbehältern A A und nach oben durch den Kasten D D mit den ebenfalls oben mittelst der Deckel// geschlossenen cylindrischen Luftbehältern BB in directer Verbindung. Im Cylinder abcd bewegt sich der entsprechend geliderte Kolben K, dessen Kolbenstange nach unten und nach oben durch die Stopfbüchsen S und S¹ hervortritt und mit dem Pumpengestänge mittelbar oder unmittelbar verbunden ist, daher, diesem entsprechend sich auf- und niederbewegt. Der Kasten C C ist behufs gehöriger Verankerung mit entsprechend verstärkten Lappen versehen.

Sowohl die beiden Kasten C C und D D, als auch der Cylinder abcd sind mit Wasser oder einer anderen geeigneten Flüssigkeit ganz angefüllt, welches überdies bis in die Luftbehälter A bezw. B so weit hineinreicht, dafs beim höchsten Hubstande des Kolbens der untere Wasserspiegel in den Luftbehältern A, deren Fläntschenverbindung um circa 10 cm überragend, noch bis m' reicht, und dafs beim tiefsten Hubstande des Kolbens der obere Wasserspiegel in den Luftbehältern B, deren Flantschenverbindung ebenfalls um 10 cm überragend, noch bis n" reicht.

Will man in speciellen Fällen die Kolbenstange nur nach unten hervortreten lassen, so

kann bei dem Wegfall der oberen Stopfbuchse S¹ die Construction insofern vereinfacht werden, dafs man statt mehrerer Luftbehälter B deren nur einen von gleichem Rauminhalte in der Axlinie des Cylinders, und zwar unter Weglassung des dann überflüssigen Kastens D D, direct über dem Cylinder anbringt.

Der Rauminhalt der Luftbehälter AA und BB ist in allen Fällen so zu bemessen, dafs er nicht nur das aus dem Cylinder durch einen vollen Schub des Kolbens K in dieselben hinübergedrängte Wasser aufzunehmen vermag, sondern aufserdem noch genügenden Raum darbietet, damit nach Mafsgabe der in minimo auf das Pumpengestänge hervorzubringenden Supplementarkraft die Luft sich darin bis zu der entsprechenden Minimal - Compressionsspannung comprimiren könne.

Die Höhe der bezw. Luftbehälter kann unter Berücksichtigung der constructiven Gesammtanordnung beliebig gewählt werden, doch empfiehlt es sich, sie so grofs wie möglich zu nehmen.

Zum Zweck der Regulirung und bezw. Controlirung des hydropneumatischen Kraft-Regenerators dienen folgende kleinere Nebenbestandtheile, welche, weil bekannter Art, auf der beiliegenden Zeichnung nicht speciell abgebildet sind und nur kurzer Erwähnung bedürfen.

Die Lufträume der unteren Gruppe von Luftbehältern A A werden an einem möglichst hoch zu wählenden Punkte derselben, etwa am oberen Abschlufshalse, durch eine etwa 3 cm weite Röhre unter sich in Verbindung gesetzt, damit in jedem derselben die Luftspannung stets gleichmäfsig variire und deshalb der Wasserspiegel darin sich ebenmäfsig heben und senken könne. In gleicher Weise werden die Luftbehälter BB unter sich verbunden.

Zur steten und bequemen Beobachtung der jeweiligen Aenderungen bezw. des Maximums und Minimums der Luftspannungen in den Luftbehältern steht jeder der beiden Gruppen A und B mit je einem in der Nähe des Standortes des Maschinenwärters angebrachten Federmanometer durch eine kleine etwa 15 mm weite und mit Absperrhahn versehene Röhre in Verbindung.

Auf dem oberen Verschlufsdeckel e und / der Luftbehälter A und B befinden sich kleine, gut schliefsende Sicherheitsventile, deren Belastung so bemessen ist, dafs sie sich öffnen, wenn die innere Luftspannimg die ihr angewiesene Maximalgrenze aus irgend einem Grunde übersteigen sollte.

In der Regel kann in den Luftbehältern die Minimalspannung der Luft nach vollständig erfolgter Expansion gleich derjenigen der äufseren Atmosphäre sein. Um diesen normalen Zustand in selbsttätiger Weise zu erhalten, werden auf dem oberen Verschlufsdeckel e und / neben den Sicherheitsventilen auch noch kleine Saugventil chen ,angebracht, welche je nach Bedarf äufsere Lvift eintreten lassen.

Will man dagegen eine geringere Minimalspannung in Anwendung bringen, so können entweder derartige entsprechend entlastete selbstthätige Saugventilchen oder kleine Lufthähne dazu dienen, im Bedarfsfalle äufsere Luft einzuführen.

Soll die Maximalspannung der Luft in den Luftbehältern behufs Aenderung der vom Kraft-Regenerator hervorzubringenden Supplementarkraft vermehrt oder vermindert werden, so genügt es, die betreffenden Lufträume zu verkleinern oder bezw. zu vergröfsern, und zwar dadurch, dafs man in die Luftbehälter noch mehr Wasser einführt oder bezw. Wasser daraus entleert. Beides geschieht vermittelst eines in den Wasserraum einer jeden Gruppe A und B bezw. in die Kasten C und D einmündenden Dreiweghahnes von etwa 2 bis 3 cm lichter Weite, dessen eine äufsere Mündung nach abwärts gerichtet und zum Abzapfen bestimmt ist, während die andere äufsere Mündung nach aufwärts gerichtet und mit einer längs des betreffenden Luftbehälters bis nahe an dessen oberes Ende hinlaufende verticale, oben mit einem Trichter, versehene Röhre verbunden ist. Das Einfüllen von Wasser geschieht selbstredend in dem Augenblicke, wo die Spannung in den betreffenden Luftbehältern ihr Minimum erreicht hat bezw. höchstens gleich derjenigen der äufseren Atmosphäre ist.

In manchen Fällen kann man durch locale Umstände oder aus constructiven Rücksichten veranlafst sein, statt eines einzelnen hydropneumatischen Kraft-Regenerators deren zwei symmetrisch zu beiden Seiten des Pumpengestänges oder des Maschinencylinders anzuordnen und die Kolbenstangen derselben mittelst einer querhauptartigen Verbindung an das Pumpengestänge anzuschliefsen. Damit in solchen Fällen etwa möglichen ungleichen Kraftwirkungen der beiderseitigen Kraft-Regeneratoren und daraus entstehenden gefährlichen seitlichen Durchbiegungen vorgebeugt werde, ist es erforderlich, die beiderseits correspondirenden Luftbehälter sowohl im Lufträume, als auch im Wasserraume durch entsprechend weite Röhren mit einander zu verbinden, wodurch dann sowohl die Wasserstände, als auch die· Luftspannungen beiderseits stets ganz gleichmäfsig variiren, und die Kraftwirkungen der beiden Kraft-Regeneratoren, welche übrigens, wie natürlich, gleiche Dimensionen zu erhalten haben, einander immer ganz gleich bleiben.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   An dem beschriebenen und gezeichneten Kraft-Regenerator der unter Wasser arbeitende Kolben k, dessen Cylinder abcd oben und unten mit den Luftkesseln A und A und B und B zu dem angegebenen Zwecke verbunden ist.

   Hierzu I Blatt Zeichnungen.