DE122013C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bei den bekannten kolbenlosen Pumpen mit Druckluftbetrieb wird die Umsteuerung der Druckluft nur von der Entleerung der einen Kammer oder von der Füllung der anderen Kammer bewirkt. Es kommt aber vor, dais die eine Kammer sich nicht so schnell füllt, wie die andere sich entleert, und dafs daher die Umsteuerung eintritt, bevor die eine Kammer vollständig gefüllt oder bevor die andere Kammer vollständig entleert ist.

Um diesem Uebelstande vorzubeugen, besteht die neue kolbenlose Pumpe in einer Construction, bei welcher die Umsteuerung der Druckluft nur dann erfolgen kann, wenn sowohl die eine Kammer vollständig entleert als auch die andere vollständig gefüllt ist. Die Umsteuerung ist also von beiden Kammern gemeinschaftlich abhängig und nicht nur von einer. Eine Pumpe, welche derart arbeitet, ist zwar auch schon durch die deutsche Patentschrift 53419 bekannt geworden. Bei dieser erfolgt aber die Umsteuerung des Hauptschiebers durch Klinkenpaare, welche ein sicheres Arbeiten nicht gewährleisten. Demgegenüber besteht die vorliegende Erfindung darin, die Umsteuerung mittelst Entleerung der einen und Füllung der anderen Kammer mit Hülfe der Druckluft selbst unter Anwendung von Hülfsschiebern zu erzielen.

Die beiliegenden Zeichnungen zeigen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. ι ist ein senkrechter Mittelschnitt durch die Pumpe in ihrer Längsrichtung,

Fig. 2 ein Schnitt durch den Schieberkasten in gröfserem Mafsstabe,

Fig. 3 der Hauptdruckluftschieber aus Fig. 2 in anderer Stellung.

Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig._2.

Fig. 5 ist eine Oberansicht eines Theiles aus Fig. 2 und 4,

Fig. 6 ein vergröfserter Schnitt nach der Linie 11-11 in Fig. 2,

Fig. 7 ein Schnitt nach der Linie 13-13 in Fig. 8,

Fig. 8 ein Schnitt nach der Linie 14-14 in Fig. 6,

Fig. 9 ein Schnitt nach der Linie 15-15 in Fig. 8, ■■ ■ .

Fig. 10 ein Aufriis der. Regulirventilvorrichtung.

Fig. 11 zeigt einige Rohranschlüsse.

In den Zeichnungen bezeichnet 20 ein cylindrisches Gefäfs, welches durch die Wand 23 in zwei Kammern 21 und 22 getheilt ist. Jede dieser Kammern besitzt Einströmungsöffnungen 24 mit in der Zeichnung nicht ersichtlichen Saugventilen.

Auf jeder der beiden Kammern 21 und 22 ist ein Druckventilkasten 36 angeordnet, von welchem sich Rohre 35 bis dicht über den Boden der Kammern abwärts in deren Inneres erstrecken (s. Fig. 1). Die Druckventilkästen sitzen auf Platten 37, welche eine Anzahl von Druckventilen 38 tragen. Von jedem der Druckventilkästen 36 führt ein Rohr 39 aufwärts.

Auf dem cylindrischen Pumpenkörper 20 ist ferner ein Gufsstück 42 befestigt. In diesem befinden sich zwei Kanäle 43, die je mit einer

der Kammern 21 und 22 in Verbindung stehen, und abwechselnd als Einströmung und Ausströmung für die Druckluft dienen. Zwischen ihnen ist in dem Guisstück 42 ein Ausström'ungskanal 44 vorgesehen, der zur Abführung der verbrauchten Luft abwechselnd mit je einem der Kanäle 43 in Verbindung tritt. In dem Gufsstück 42 sind aufserdem zwei Nuthen 45 vorgesehen (Fig. 5) zur Auf name von Luftröhren. Es trägt ferner den Hauptschieberkasten 46 (Fig. I, 2 und 4) und unter diesem den Schieberspiegel 47. In dem Schieberkasten 46 gleitet ein Kolbenschieber 48, dessen mittlerer Theil zwei Rippen 49 besitzt (Fig. 2 und 4). Diese Rippen fassen unten mit Vorsprüngen 41 um den Muschelschieber .50 herum, der die Kanäle 43 und 44, welche durch die Platte 47 fortgesetzt sind, beherrscht. Der Raum zwischen den Vorsprängen 41 ist so lang, dafs der Schieber 50 etwas Spielraum und daher einen geringeren Hub als der Kolben 48 hat. Jede Seite des Schieberkastens 46 steht mit einem der Kanäle 43 durch einen Hülfskanal 51 (Fig. 2 und 5) in Verbindung, in welchem ein kleines, zweckmäfsig aus einer Gummikugel bestehendes Ventil 52 angebracht ist. Dieses schliefst in gehobener Stellung den verengten Durchlafs 53 zwischen dem Schieberkasten und den Hülfskanälen 51.

Der Schieber 50 mufs, wie Fig. 3 zeigt, so construirt sein, dafs er denjenigen Kanal 43, der mit der Frischluft in Verbindung stand, abschliefst, bevor der andere Kanal 43 geschlossen wird. Dies kann dadurch bewirkt werden, dafs seine Höhlung 54 solche Länge erhält, dafs nach dem Abschlufs eines der Kanäle 43 noch eine Oeffnung 55 zwischen dem anderen Kanal 43 und der Ausströmung 44 übrig bleibt. Die Druckluft wird dem mittleren Theile des Schieberkastens 40 durch die Einströmungsöffnung 56 (siehe Fig. 2 und 4) zugeführt; sie kommt durch das Rohr 56^ (Fig. 11) aus dem Druckluftb ehälter.

Die Länge des Kolbenschiebers 48 mufs so grofs sein, dais er in seiner Mittelstellung die beiden engen Durchlässe 53 ^zu den Kanälen 51 überdeckt, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Die Enden des Schieberkastens 46 sind zweckmäfsig mit Cylindern 57 aus Bronze, Rothgufs oder anderem wasserbeständigen Material ausgestattet und durch Deckel 58 abgeschlossen. In jedem der Kanäle 43 sind, zweckmäisig ein wenig über der höchsten Stelle des Pumpenkörpers 20, Ventilsitze 62 eingegossen (Fig. 1 und 2). In diese passen kegelförmige Ventilkörper aus Gummi oder dergl., die von je einem Schwimmer 64 getragen werden, der zweckmäfsig aus hohlem Metall besteht. Die Schwimmer 64 sind in ihrer Bewegung durch Stangen 65 auf- und abwärts geführt. Diese Stangen 65 müssen bis nahe an den Boden des Pumpenkörpers 20 hinabreichen, um die Ventile 63 so weit von ihren Sitzen herabsinken zu lassen, dafs sie beim Ausströmen der Luft von dieser nicht gefaist werden können. Die Ventile 63 haben den Zweck, das Wasser am Eindringen in das Luftausströmungsrohr durch die Kanäle 43 zu verhindern, für den Fall, dafs die Kammer, aus welcher die Luft ausströmt, vor Entleerung der anderen Kammer gefüllt sein sollte. . .

Auf dem Pumpenkörper 20 sitzen ferner zwei Hülfsschieber 6j, von denen der eine mit der Kammer 21, der andere mit der Kam-, met 22 in Verbindung steht. Die Hülfsschieber 67 bestehen aus je einem Kasten 68 (Fig. 2, 6 und 8) mit einem Cylinder 69. Aus dem Cylinder 69 des Hülfsschiebers 67, der mit der Kammer 21 verbunden ist, führt ein Rohr 70 (s. auch Fig. 1,4 und 10) nach dem entgegengesetzten Ende des Hauptschieberkastens 46, und umgekehrt führt von dem Cylinder 69 des anderen Hülfsschiebers 67 ein entsprechendes Rohr 71 zum anderen Ende des Schieberkastens 46. Diese Rohre 70 und 71 liegen in den oben erwähnten Nuthen 45 in der Platte 42 (Fig. 4 und 5). An jedem der Cylinder 69 ist eine Ausströmungsöffnung 74 (Fig. 6) und eine Einströmungsöffnung 75 vorgesehen. Jede dieser Oeffnungen 74 und 75 kann abwechselnd mit einem der Rohre 70 oder 71 in Verbindung treten durch die Bewegung des Kolbens 72. Ein Druckluftrohr 76 (Fig. 10) steht mittelst zweier seitlicher Arme mit den Kanälen 75 in Verbindung. Die Ausströmungsöffnungen 74 sind zweckmäisig mit einem Ausströmungsrohre j6^A zu verbinden. Das äufsere Ende des Cylinders 69 ist durch eine geeignete Leitung J¹J mit dem Kasten 68 verbunden (Fig. 2), zu dem Zwecke, den Kolben 72 so ins Gleichgewicht zu bringen, dafs der Druck aus den Kammern 21 bezw. 22 seine Bewegung nicht beeinflussen kann. Die Kolben 72 sind durch ein Glied 80 mit dem einen Ende eines schwingenden Winkelhebels 81 verbunden (Fig. 1,2, 6 und 8), welcher von unten in den Kasten 68 hineinragt. Dieser Winkelhebel 81 ist mittelst eines Bolzens 82 (Fig. 8 und 9) zwischen zwei nach unten vorgestreckten Armen 83 des Kastens 68 drehbar befestigt. Das untere Ende desselben trägt zwei Zapfen oder Bolzen 84 und 85 (Fig. 7). Der Zapfen 84 greift in den Schlitz 86 in dem oberen Theile der Stange 87, deren unteres Ende den Hebel 88 trägt (Fig. 1). Dieser Hebel 88 ruht mit seinem einen Ende drehbar auf einer Stütze 89 und besitzt an seinem anderen Ende einen Schwimmer 90. Der an-

dere Zapfen 85 ist so angeordnet, dafs er von dem Hebel 91 gefafst werden kann, dessen eines Ende sich leicht auf der Nabe 92 des -Kniehebels 81 bewegen kann, während das andere einen Schwimmer 93 trägt. Anschläge 94 am oberen Theile des Pumpenkörpers beschränken das Niedersinken der Schwimmer 93, ebenso die Anschläge 95 an dessen Boden das Aufsteigen der Schwimmer 90. Zur Raumersparnifs werden zweckmäisig domartige Erweiterungen 100 vorgesehen, welche die Schwimmer 93 in ihrer höchsten Lage aufnehmen. Durch die Anwendung dieser Erweiterungen 100 wird die vollkommene Füllung der Kammern 21 und 22 ermöglicht, wodurch der Verlust an Prefsluft vermieden wird, die zum Füllen des Luftraumes mit Druckluft aufgewendet werden müfste. Um das Entweichen der Luft aus diesen Erweiterungen 100 möglich zu machen, nachdem sie durch Wasser von dem Ausströmungskanal abgeschlossen sind, sind geeignete Ventile 101 an ihnen vorgesehen.

Die Hülfsschieber 67 werden selbstthätig durch die Schwimmer 93 und 90 gesteuert, wie weiter unten besprochen werden wird. Zuweilen ist es indessen wünschenswerth, sie auch von Hand einstellen zu können. Hierzu dient folgende Vorrichtung: An einer Seite des Gehäuses oder Kastens 68 der Primärventile ist ein Schraubstück 110 (Fig. 6 und 8) eingesetzt, durch welches eine Welle in geht. Das innere Ende dieser Welle in trägt eine scheibenförmige Erweiterung 112, die mit zwei Armen 113 ausgestattet ist. Diese umfassen einen Zapfen 114 an den schwingenden Winkelhebeln 81; dabei sind die Arme 113 so weit von einander entfernt, dais der Winkelhebel 81 seinen gewöhnlichen Weg beschreiben kann, ohne dafs der Zapfen 114 mit ihnen in Berührung kommt. An dem äufseren Ende der Welle 111 greift ein anderer Winkelhebel 115 an. Die beiden entsprechenden Arme dieser Winkelhebel 115 sind durch eine Stange 116 (Fig. 10) verbunden und ihre äufseren Arme können durch geeignete Drähte oder Stangen 117 von Hand bewegt werden. ' In Fig. 11. ist 12p der Druckluftbehälter, aus welchem die Luft zum Betriebe der Pumpe entnommen wird. Das Rohr ζ6^Α, das zu dem Hauptschieberkasten 46 führt, ist von dem Rohr 56^s, das mit dem Behälter 120 in Verbindung steht, durch ein Drosselventil 121 getrennt, welches die Luftzufuhr zur Pumpe zu vermindern oder abzusperren gestattet. An dem Rohrstück 56^s, also vor dem Ventil 121, ist das Rohr 76 angeschlossen, welches zu dem Hülfsschieber 67 führt, so dafs die Luftzufuhr zu den letzteren von der Stellung des Ventils 121 unabhängig ist. Das Ventil 121 beeinflufst also nur die Schnelligkeit der Ausströmung des Wassers aus der Pumpe, da durch Vergröfserung seiner Oeffnurtg der Druck in dem Rohre 56^ gesteigert wird, und folglich auch die Schnelligkeit des ausströmenden Druckwassers. Der Druck in dem Rohre 76 wird demnach etwas höher sein, als der in 56^. Dies ist, wie sich im Folgenden zeigen wird, für ■ die Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung ein sehr wichtiger Punkt.

Die so beschriebene Pumpe arbeitet in folgender Weise:

Wenn sich die Maschine in dem in Fig. 1 dargestellten Zustande befindet, also die Kammer 21 mit Wasser gefüllt und die Kammer 22 leer ist, so tritt die Druckluft aus dem Rohre ζ6^Α durch den Schieberkasten 46 und den Kanal 43 in die Kammer 21 und drückt dabei das Schwimmerventil 63 abwärts. Dadurch wird das Wasser in dieser Kammer gezwungen, durch das Rohr 35, die Ventile 38 und Verbindungsrohr 39 in das Druckrohr 40 emporzusteigen. Gleichzeitig ist der Kanal 43, welcher mit der Kammer 22 in Verbindung" steht, durch den Schieber 50 nach dem Ausströmungskanal 44 hin geöffnet; also wird die in Kammer 22 enthaltene Luft ausströmen und dem die Pumpe umgebenden Wasser Raum geben, durch die Saugventile und die Oeffnungen 24 einzudringen. Mit dem Wasser in der Kammer 21 wird auch der Schwimmer 93 so weit sinken, als der Anschlag 94 es gestattet. Da der Zapfen 85 des Winkelhebels 81. über den Hebel 91 des Schwimmers 93 angeordnet ist, so kann das Sinken dieses Schwimmers 93 jenen Winkelhebel nicht beeinflussen. Ebenso wird der Schwimmer 90 mit dem Wasser in der Kammer 22 steigen, so weit es der Anschlag 95 zuläfst. Der Schlitz 86 im oberen Theile der Stange 87 läfst den Schwimmer 90 steigen, ohne den Winkelhebel 81 des Hülfsschiebers 6y zu beeinflussen.

Wenn das Wasser in der Kammer 21 bis nahe an das Ende des Rohres 35 gesunken ist, so wird der Schwimmer 90 auch sinken und durch die Stange 87 das Ende des Winkelhebels 81 abwärts ziehen und dadurch den Kolben 72 des Hülfsschiebers 67 nach auf sen bewegen. Dadurch wird das Rohr 70 mit dem Luftzuführungsrohre 76 verbunden. Die Druckluft wird also aus dem Zuführungsrohr 76' durch Rohr 70 in die rechte Seite des Hauptschieberkastens 46 eindringen. Die linke Seite desselben communicirt aber durch die Kanäle 51 und 43 mit der Kammer 21, die unter dem Arbeitsdrucke steht, welcher, wie oben gezeigt, niedriger ist, als der im Rohre 76. Infolge dessen wird der Kolben 48 nach dem linken Ende des Ventilkastens 46 geschoben, bis der linke Kanal 43 geschlossen wird. Gleichzeitig schliefst sich durch den Kolben 48

der linke Kanal 51 und schliefst die Verbindung zwischen dem linken Ende des Schieberkastens 46 mit der Kammer 21 ab. Daher wird der Druck auf dieser Seite des Schieberkastens sogleich bis auf die Höhe des Druckes auf der anderen Seite steigen, da jetzt beide mit dem Luftzuführungsrohre 76 verbunden sind. Der Kolben 48 und der Schieber 50 werden daher in ihrer Stellung bleiben, bis sich die Kammer 22 vollständig gefüllt hat; dabei steht der Schieber 50 entgegengesetzt zu der in Fig. 3 gezeigten Stellung, so dafs der rechte Kanal 43 noch nach der Ausströmung 44 hin geöffnet ist. Sobald die Kammer 22 vollständig gefüllt ist, steigt der Schwimmer 93 auf jener Seite bis in die Höhlung 100 und hebt durch den Zapfen 85 das Ende des schwingenden Winkelhebels 81. Dadurch zieht er den Kolben 72 des Ventils 67 nach innen und stellt eine Verbindung zwischen Rohr 71 und dem Auspuff y6^A her; die Druckluft aus dem linken Ende des Schieberkastens 46 kann also entweichen. Infolge dessen wird der Kolben 48 weiter nach links vorrücken, bis der rechte Kanal 51 nach dem Schieberkasten 46 hin geöffnet wird. Die Druckluft dringt nun durch den Kanal 51 in den Kanal 43 ein und steigert den Druck hier allmählich bis auf den Arbeitsdruck der Pumpe, ohne, dank der Drosselung bei 53, Stöfse hervorzurufen. Da die Oeffnung 53 indessen gröfser ist, als die Einströmungsöffnung von 70, so wird der Schieber 48 in seiner Stellung verharren, bis der Druck im Kanal 43 auf die zum Pumpen erforderliche Höhe gestiegen ist. Dann schiebt sich der Kolben 48 ganz nach links und öffnet so die Lufteinströmung nach dem Kanal 43 auf der rechten und die Ausströmung nach dem auf der linken Seite; dann vollzieht sich derselbe Vorgang in umgekehrter Weise. Das Wasser wird aus der Kammer 22 herausgedrückt und füllt andererseits die Kammer 21.

Aus Fig. 2 ist leicht zu ersehen, dafs diese Wirkung nicht in der beschriebenen Weise erreicht werden würde, wenn zwischen dem Kolben 48 und dem Schieber 50 kein Spielraum wäre; wenn nämlich der Schieber 50 starr mit dem Kolben verbunden wäre, so würden die Kanäle 43 und 51 etwa zur gleichen Zeit geöffnet werden. Dabei können selbstverständlich die Theile der Pumpe niemals die in Fig. 2 gezeichnete Lage einnehmen, denn, wenn der Kolben 48 so steht, wie in Fig. 2, mufs der Schieber 50 entweder in der in Fig. 3 gezeigten oder der entgegengesetzten Lage sein; wenn andererseits der Schieber so steht, wie in Fig. 2, so muis der Kolben eine der Oeffnungen 51 freigeben.

Wenn bei diesem Vorgange die Kammer 22 sich früher mit Wasser gefüllt hätte, bevor die Kammer 21 leer geworden wäre, so würde der Vorgang ebenso verlaufen sein, nur würde der Kolben 48 auf seinem Wege nicht zwei Mal, sondern ein Mal Halt gemacht haben; denn, wenn nach ihrer Füllung der Schwimmer 93 die Verbindung· zwischen der linken Seite des Schieberkastens 46 und der Ausströmung hergestellt haben würde, so würde doch keine Bewegung des Kolbens 48 eintreten, da das rechte Ende des Schieberkastens ebenfalls geöffnet sein würde, so dafs nach Entleerung der Kammer 21 und Verbindung der rechten Seite des Schieberkastens 46 mit der Luftzuführung der Kolben so \veit nach links gehen würde, bis er den Kanal 51 auf der rechten Seite freigäbe und die Druckluft zu diesem zuliefse. In diesem Falle würde das Ventil 52 in dem Kanal 51 auf der linken Seite in Thätigkeit treten; es würde gegen die Oeffnungen 53, die in den Schieberkasten 46 führen, gedrückt werden, diese abschliefsen und verhindern, dais der Druck auf dieser Seite auf den Arbeitsdruck steigt. Sollte dies doch eintreten, so würde die Bewegung der Pumpe so lange gehemmt sein, bis genügend Luft aus der Kammer 21 ausgeströmt wäre, um den Druck erheblich unter den Arbeitsdruck zu vermindern.

Wenn sich der Kolben 48 nach einer Zeit des Stillstehens verstopft haben sollte, so könnte der Fall eintreten, dafs die Pumpe beim Zulassen von Prefsluft nicht arbeitet. In diesem Falle muis man die Luft aus dem Rohr 56^ durch Schliefseil des Drosselventils 121 zunächst vollständig absperren. Dadurch wird, wie oben beschrieben, der Luftzustrom durch das Rohr 76 zu den Primärventilen 67 nicht beeinfluist. Diese Ventile können nun durch abwechselndes Ziehen an den Drähten 117 bewegt werden. Dadurch wirkt der Luftdruck abwechselnd auf die eine und auf die andere Seite des Kolbens 48, bis dieser sich löst. Dann kann die Luftzufuhr durch das Rohr 56^ wieder geöffnet werden, und die Pumpe wird wieder selbstthätig arbeiten.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :
   Kolbenlose Pumpe mit Druckluftbetrieb, bei welcher die Umsteuerung der Druckluft dadurch erfolgt, dafs sowohl die eine Kammer vollständig entleert als auch die andere Kammer vollständig mit Wasser gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dafs in jeder der beiden Kammern (21, 22) ein oberer und ein unterer Schwimmer (93 bezw. 90) angeordnet sind, welche mit den Hauptsteuerungsschieber (48) steuernden Hülfsscbiebern (67) sowie unter einander derart verbunden sind, dafs durch das Sinken des Wasserstandes in dem gefüllten Behälter bei der Entleerung und durch das Steigen des Wasserstandes in dem leeren Be-

   hälter bei der Füllung in ersterem zunächst der obere und im letzteren zunächst der untere Schwimmer infolge eines Schlitzes die Hülfsschieber (67) nicht bewegen, worauf in dem sich entleerenden Behälter beim tiefsten Wasserstande der untere Schwimmer sinkt, und dadurch mittelst des einen Hülfsschiebers die Druckluft auf die eine Seite des Steuerungsschiebers tritt, welche denselben jedoch erst dann in die die Druckluft in den Kammern (21 und-22) umsteuernde Stellung bewegen kann, wenn durch die Füllung des zweiten Behälters (22) der obere Schwimmer in dieser den zweiten Hülfsschieber (67) so bewegt, dais auf der anderen Seite' des Steuerungsschiebers (48) die Druckluft entweicht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.