DE1241C - Rotirende Maschine bezw. Pumpe - Google Patents

Description

1877.

Klasse 14.

J. SIMMONS & J. WHITLEY in NEW-CROSS bezw.

Rotirende Maschine bezw. Pumpe. il/r

Patentirt im Deutschen Reiche vom 19. December 1877 ab.

Diese Erfindung hat verbesserte Rotations-Maschinen und Pumpen zum Gegenstand und bezieht sich auf die Anwendung trommeiförmiger Kolben, welche excentrisch in einem Cylinder an einer Welle befestigt sind. Diese Kolben rotiren in Ringen oder Umhüllungen, welche mit einem Punkt ihrer äufseren Fläche an schwingenden Stücken oder Blöcken befestigt sind, die sich in kreisförmigen, auf der Kante von Gleitstücken hergestellten Nuthen bewegen. Diese Gleitstücke werden durch die Rotation des Kolbens innerhalb der erwähnten Ringe veranlafst, in ihren Vertiefungen auf- und niederzugehen, welche im Cylinder angebracht sind und an demselben entlang laufen.

Die Gröfse der den Kolben gegebenen Excentricität ist derartig, dafs der äufsere Durchmesser der Ringe mit dem inneren Durchmesser des Cylinders in Berührung tritt; eine Scheidewand theilt den Cylinder in zwei Theile, einen für jeden Kolben, oder es können zwei Cylinder mit einer Scheidewand dazwischen zusammengefügt werden, indem der Abnutzung sowohl an den Kolben, Ringen und auch an den Enden aller sich bewegenden Theile, in der in den Zeichnungen dargestellten oder auch in anderer Weise Rechnung getragen wird.

Bei Anwendung dieses Apparates als Dampfmaschinen können wir Danipf ohne Anwendung eines Expansionsventils in folgender Weise sparen: Wir lassen Dampf durch die Nuthen oder Vertiefungen, in welchen die Gleitstücke arbeiten und mittelst Oeffnungen durch die Gleitstücke und die Schwingestücke, welche letztere als Ventile dienen; die Oeffnungen liegen so zu einander, dafs, wenn der höchste Punkt eines Kolbens das Gleitstück passirt, die demselben entsprechende Oeffnung frei wird, um Dampf zuzulassen. Wenn der Kolben eine Viertelumdrehung gemacht hat, so ist die Oeffnung αμΓοη die Bewegung des Schwingestückes um seine Axe. Wenn der Kolben eine halbe Umdrehung oder einen anderen vorher bestimmten Theil derselben gemacht hat, so wird der Dampf durch dieselbe Bewegung des Schwingestückes abgeschnitten und der übrige Theil der Umdrehung wird durch Dampfexpansion bewirkt. Wir können auch mit dieser Einrichtung versehene Maschinen in umgekehrter Richtung laufen lassen, indem bewegliche Stücke eingeschaltet werden, um die relative Lage der nothwendigen Oeffnungen zu verändern.

Wir wenden auch (wenn gröfsere Expansionslängen, als die durch das Schwingestück gebotenen erforderlich sind) ein Expansionsventil in Verbindung mit dem Schwingestück. an, wodurch eine Expansion geschaffen wird, welche beliebig geändert werden kann.

Der Auslafs geschieht durch Oeffnungen an dem dem eintretenden Dampf entgegengesetzten Ende der Gleitstücke,^; und zwar entweder in die Luft oder in einen- Condensator, je nach der Art der gewünschten Maschine.

Anstatt Ringe über die ganze Länge der Kolben anzubringfeii, wenden wir zuweilen auch schmale Ringe anijjfedem. Ende der excentrisch angebrachten Korbeig^an^diese schmalen Ringe -werden alsdann an.Tjieilen^der Schwingestücke _von der Breite der ßiijgeybefestigt, welche/von -dem Haupttheil der ^.ch'\w%igestücke getrennt -hergestellt sind, aber ri|T}enp<jenselben in kreis- -förmigen Kanälen laufen, ''die an den Gleitstücken angebracht sind, "sipbei die Haupt-Mittelstücke jedes Kolbens mieder Innenfläche des Cylinders sich in Contact '"befinden und an den Contactpunkten Verpackungsstücke erhalten.

In einzelnen Fällen wenden wir den Dampfdruck allein an, um die gekrümmte Fläche der Gleitstücke mit der äufseren Oberfläche der Kolben in Contact zu erhalten, während die Schwingestücke in der kreisförmigen Nuth der Gleitstücke (wie in den anderen Fällen) oscilliren, so dafs sie sich den wechselnden Flächen der Kolben anpassen; in diesem Falle werden die Ringe nicht angewendet.
/JBei einem anderen Arrangement bringen wir zwei Cylinder nebeneinander an, so dafs die beiden Axen einander parallel sind und von Mitte zu Mitte sich in geeigneter Entfernung befinden. Der Cylinder ist mit einer Mittelwelle versehen, die einen excentrisch befestigten kreis- oder trommelförmigen Kolben, wie oben beschrieben, trägt. 7

Wir stellen die Vertiefung für den Gleitblock für beide Cylinder gemeinschaftlich her und bilden ein zusammengesetztes Gleitstück, welches aus zwei Theilen besteht. Jedes Ende dieses Gleitstückes ist mit einem Schwingestücke versehen;' welches sich der Oberfläche des Kolbens, gegen welchen es anliegt, anschliefst; das

Gleitstück wird daher in dieser Einrichtung durch die combinirte Bewegung der Kolben selbst in seiner Lage gehalten; die Schwingestücke dienen, wie in den übrigen Einrichtungen, als Ventile.

Auf den beiden Wellen bringen wir ein Paar gleiche Stirnräder an, um sie miteinander zu verbinden, wodurch die Kolben in ihrer richtigen Lage zu einander gehalten werden. (Auch erfüllen andere Einrichtungen denselben Zweck, z. B. ein Paar Kurbeln mit Koppel.) Wenn diese Einrichtung zum Betrieb von Pumpen angewendet wird, ziehen wir es vor, einen Maschinen- und einen Pumpenkolben an derselben Welle anzubringen, oder ihre Wellen durch Verkupplungen zu verbinden. Hierbei dient ein Paar Stirnräder, welche an den Wellen angebracht sind, zur Sicherung und Controle der Lage des Maschinen- wie Pumpenkolbens.

Zur Ausgleichung der Abnutzung können _ Federn oder andere Vorrichtungen zwischen den beiden Theilen des Gleitstückes angebracht werden, dieselben dienen alsdann auch zum Ausgleich der geringen Veränderungen in der Oberfläche des Kolbens, welche durch ihren relativen Wechsel der Lage bei der Rotation veranlafst werden.

'Für einzelne Fälle schlagen wir vor, die gewöhnlichen D-Schieberventile zum Zuführen von Dampf anzuwenden und zwar in Verbindung mit Coulissen zum Zweck der Umkehrung der Bewegung, wozu alsdann Vorwärts- und Rückwärts-Excenters angewendet werden. ~

Es ist klar, dafs in allen beschriebenen Einrichtungen ein, zwei oder mehr Kolben, Gleitstücke, Schwingestücke und Ringe angewendet werden können, je nach Erfordernifs; im allgemeinen wenden wir jedoch zwei Kolben, Gleitstücke, Schwingestücke und Ringe an jeder Maschine und Pumpe an.

~~ Wenn der Apparat der obigen Beschreibung gemäfs als Pumpe angewendet wird und der -•Mittelwelle, welche die excentrisch befestigten, trommeiförmigen Kolben führt, Bewegung ertheilt wird, so wird ein partielles Vacuum an derjenigen Seite des Gleitstückes gebildet, an welcher der Raum zunimmt, der dann die Einlafs- oder Saug-Seite ist; die zu pumpende Flüssigkeit wird so durch eine geeignete proportionale Oefrhung in jener Seite des Gleitstückes hereingezogen und wenn der Kolben jenseits der Oeffnung tritt, welche die Auslafs-Oeffnung an der entgegengesetzten Seite des Gleitstückes bildet, so wird der Raum, welcher die in den Cylinder gezogene Flüssigkeit enthält, mit der genannten Auslafs-Oeffnung in Verbindung gesetzt, und da jeder Kolben seine Bewegung fortsetzt, so treibt er, während auf der. Saug-Seite des Gleitstückes Flüssigkeit hereingesogen wird, die durch die vorige Umdrehung eingesogene Flüssigkeit durch die Auslafs-Oeffnung heraus.

Da die Lieferung von Flüssigkeit continuirlich ist, so bedürfen wir, wenn wir unsern Apparat als Pumpe anwenden, der Ventile in der Regel nicht, wir wenden sie jedoch an, wo sie zweckmäfsig sind.

Nach unserer Erfindung werden auch zusammengesetzte Maschinen hergestellt, in welchem Falle wir Hochdruck-Dampf in einem Cylinder anwenden und wir können demselben in den übrigen jede Expansion geben.

Es ist klar, dafs auch nach unserer Erfindung construirte Apparate zum Pumpen von Gas oder zu anderen Zwecken dienen können, auch bilden sie eine wirksame Wasserkraft-Maschine.

Bei ihrer Anwendung als Pumpe zu chemischen und gewissen anderen Zwecken wenden wir Vulcanit, Porzellan, Glas etc. zu den Cylindern und einzelnen anderen Theilen an, wir überziehen auch in einzelnen Fällen die Kolben mit Leder oder anderer biegsamer Masse. J) 7
X^ Fig. ι ist eine Längsansicht, theilweise auch Längsschnitt einer nach dieser Erfindung construirten Maschine, und Fig. 2 ist ein Querschnitt durch eine der Kammern in : Fig. 1. A ist der Cylinder, welcher, wie oben angegeben, aus einem Stück gegossen, wie die Zeichnung zeigt, oder aus zwei Cylindern hergestellt werden kann, welche, durch eine Scheidewand getrennt, aneinander befestigt sind; B sind die excentrisch auf einer Welle befestigten Kolben, C die Ringe auf den Kolben, D die Gleitstücke, welche sich in den Vertiefungen D' bewegen, welche in dem Cylinder hergestellt sind; E die Schwingestücke, welche zwischen den -Gleitstücken und den- Ringen der Kolben eingeschaltet und an den letzteren sieher befestigt -sind und in den kreisförmigen Nuth.en der Gleitstücke schwingen bezw. sich drehen. Die Cylinder-Deckel F bilden gleichzeitig Lager für die Welle (nur bei gröfseren Maschinen wenden wir aufserhalb liegende Lager an). G ist die Scheidewand, welche den Cylinder in zwei Kammern theilt; H ist die Mittelwelle, / die Expansions-Ventil-Welle, L der Expansions-Ventil-Kasten, X¹ der Excenter nebst Stange und Platte, M die Ventilspindel, P Dampf- Oeffhungen, R Verpackungsplatten für Kolben und Gleitstücke, S Dampfrohr, T Auslafsrohr. Man wird sehen, dafs die Ringe an den Kolben nicht rotiren können, indem sie an den Schwingestücken befestigt sind; die Kolben rotiren in den Ringen und halten ihre äufsere Oberfläche mit dem Cylinder in Contact; die Bewegung der Ringe am Cylinder ist eine schwingende und theilweise wälzende.

Fig. 3 stellt den Querschnitt einer Pumpe dar. A ist der Cylinder (wie oben), B die Kolben, C die Ringe, D die Gleitstücke, D' die Vertiefungen, E die Schwingestücke, Fdie.Deckel G die Scheidewand, H die Mittelwelle, N die Saug-Oeffnung, O die Auslafs-Oeffnung.

Claims (7)

1. Patent-An SP rüche:

   i. Eine Rotations-Maschine oder ,Pumpe, in welcher sich in einem Cylinder trommel-

   förmige Kolben befinden, die excentrisch auf einer concentrisch durch den Cylinder gehenden Welle befestigt sind; in Verbindung mit genanntem Cylinder und Kolben befinden sich Ringe, welche an Schwingestücken befestigt sind, die sich in. kreisförmigen, in Gleitstücken angebrachten Nuthen bewegen. Diese Geitstücke bewegen sich in Vertiefungen hin und her, die in dem Cylinder hergestellt sind, im wesentlichen, wie oben beschrieben und durch die Fig. i, 2 und 3 der beiliegenden Zeichnungen erläutert.
2. 2. Die Herstellung der Gleitstücke und Schwingestücke in einer Maschine des unter 1 erwähnten Charakters mit Oeffnungen behufs Zuführung von Flüssigkeit, in den Cylinder und die Einrichtung der Schwingestücke in der Art, dafs sie als Ventile behufs Zulassung von Flüssigkeit in den Cylinder dienen, wie oben beschrieben und in Fig. 1 und 2 der beiliegenden Zeichnung erläutert.
3. 3. Ein derartiges Arrangement, dafs schmale . Ringe am Ende der Kolben angebracht werden, um sie mit den Gleitstücken durch Einschaltung besonderer getrennter Theile der Schwingestücke zu verbinden; diese getrennten Theile werden an den besagten schmalen Ringen befestigt oder mit denselben aus einem Stück hergestellt, während der Haupt-Mitteltheil jedes Kolbens direct die innere Fläche des Cylinders berührt, wie oben beschrieben.
4. 4. Das Arrangement der Theile in der Weise, dafs die Richtung der Bewegung der Maschine durch Anbringen beweglichen Theile behufs Veränderung der relativen Lage der nothwendigen Oeffnungen gewechselt werden kann, wie oben beschrieben.
5. 5. Das Arrangement der Theile in der Weise, dafs zwei Cylinder nebeneinander mit ihren Axen parallel angebracht werden, mit einem zusammengesetzten, beiden Kolben gemeinschaftlichen Gleitstück und zwei Axen, welche durch Stirnräder oder sonstwie verbunden sind, wie oben beschrieben.
6. 6. Das Arrangement der Theile in der Weise, dafs ein gewöhnliches D-Ventil und eine Steuerung angewendet wird, um den Dampf zuzulassen und die Bewegung der Maschine in der beschriebenen Weise umzukehren (nur in Bezug auf die Formen der als unsere Erfindung dargestellten Rotations-Maschine).
7. 7. Das Arrangement der Theile in der Weise, dafs eine zusammengesetzte Rotations-Maschine nach obiger Beschieibung gebildet wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.