DE132152C

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Publication number: DE132152C
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Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

in PARIS.in Paris.

Bei der Speisung von Dampfkesseln mit lebhaftem Wasserumlauf, bei der Anwendung von gewissen Dampferzeugern, bei der Zuführung von Flüssigkeit für manche chemischen Betriebe und bei vielfachen anderen Gelegenheiten benutzt man Pumpen, welche eine constante oder eine nach einem bestimmten Gesetz sich verändernde Flüssigkeitsmenge fördern, und welche durch einen Motor von veränderlicher Geschwindigkeit angetrieben werden, Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf einen Regler, welcher in der Weise den Hub einer Kolbenpumpe verändert, dafs die Fördermenge unabhängig- von den Geschwindigkeitsänderungen des Motors coi> stant bleibt oder sich nach einem im Voraus bestimmten Gesetz ändert. Zur Erzielung einer constanten Fördermenge rnufs der Hub des Pumpenkolbens umgekehrt proportional der Geschwindigkeit des Motors sein. Für eine nach einem bestimmten Gesetz sich ändernde Fördermenge mufs der Hub sich nach einer Function dieses Gesetzes ändern.When feeding steam boilers with active water circulation, when using from certain steam generators, in the supply of liquid for some chemical plants and on many other occasions one uses pumps which have a constant or a changing amount of liquid according to a certain law promote, and which are driven by a variable speed motor The present invention now relates to a controller which is used in the Way changes the stroke of a piston pump so that the delivery rate is independent of the Changes in speed of the motor coi> remains constant or changes according to a law determined in advance. To achieve the stroke of the pump piston is inversely proportional to a constant delivery rate the speed of the motor. For one according to a certain law himself changing delivery rate, the stroke must change according to a function of this law.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist auf den beiliegenden Zeichnungen dargestellt.'An embodiment of the invention is shown in the accompanying drawings.

Auf der Motorwelle 1 (Fig. 1, 2 und 3) sitzt ein Schraubenrad 2, welches den Regulator antreibt. Eine an der Motorwelle befestigte Kurbel 3 treibt mittelst einer Pleuelstange 4 die Pumpe an. Zu diesem Zwecke trägt die Pleuelstange 4 an ihrem Ende eine Rolle 5, welche in einer um die Achse 7 schwingenden kreisbogenförmigen Kulisse 6 gleitet. Diese Kulisse ist über die Achse 7 hinaus zu einem gabelförmigen Hebel 8 verlängert Die Arme dieses gegabelten Hebels liegen an den Seiten des Pumpenkörpers 9 (Fig. 4). Im Punkte 10 ist der Hebel 8 mit zwei Zugstangen 11 und n" drehbar verbunden, welche durch den Bolzen 12 mit dem im Pumpenkörper 9 laufenden Kolben 13 verbunden sind.On the motor shaft 1 (Fig. 1, 2 and 3) sits a helical gear 2, which drives the regulator. A crank 3 attached to the motor shaft drives the pump by means of a connecting rod 4. For this purpose, the connecting rod 4 carries at its end a roller 5 which slides in a circular-arc-shaped link 6 oscillating about the axis 7. This setting is extended beyond the axis 7 to form a fork-shaped lever 8. The arms of this forked lever lie on the sides of the pump body 9 (FIG. 4). At point 10, the lever 8 is rotatably connected to two tie rods 11 and n ″, which are connected by the bolt 12 to the piston 13 running in the pump body 9.

Das Ansaugen-geschieht durch das Rohr 14, während 15 das Druckrohr ist. Jeder Stellung der Rolle 5 in der Kulisse 6 entspricht ein anderer Hub der beiden Zugstangen 11 und \ ["■ und infolge dessen auch des Pumpenkolbens τ3. Die Rolle 5 kann in 'der Kulisse durch eine Stange 16 verschoben werden, welche bei 17 mit der Rolle 5 verbunden ist und deren anderes Ende 18 an einer mit Muttergewinde versehenen Hülse 19 befestigt ist. Die Verschiebung der Hülse 19 erfolgt durch eine Schraubenspindel 20, welche durch die Zahnräder 22 und 23 angetrieben wird.The suction takes place through the pipe 14, while 15 is the pressure pipe. Each position of the roller 5 in the link 6 corresponds to a different stroke of the two tie rods 11 and \ ["■ and as a result of this also of the pump piston τ3. The roller 5 can be moved in 'the gate by a rod 16, which at 17 with the The roller 5 is connected and the other end 18 of which is fastened to a sleeve 19 provided with a nut thread.

Das Schraubenrad 2 treibt ein zweites Schraubenrad 24, welches auf der verticalen Achse 25 sitzt, die von ihm angetrieben wird. Diese Achse. 25 besteht aus zwei Stücken, von denen das obere an seinem unteren Ende, das untere an seinem oberen Ende mit je einem horizontalen Arm 26 und 26" verbunden ist, welch' letztere wiederum durch die seitlichen Stücke 27 und 27" unter einander verbunden sind. Die Theile 27 und 27" dienen als Lager für eine Achse 28, um welche je zwei Gewichtsmassen . 29, 30 frei schwingen können, welche je zu zweien mit Bezug auf die ver-The helical gear 2 drives a second helical gear 24, which is on the vertical Axis 25 is seated, which is driven by it. This axis. 25 consists of two pieces, of the upper one at its lower end, the lower one at its upper end with one each horizontal arm 26 and 26 "is connected, the latter in turn by the lateral Pieces 27 and 27 "are connected to one another. Pieces 27 and 27" serve as bearings for an axis 28, around which two weights. 29, 30 can swing freely, which each in twos with reference to the

ticale Ebene χ ν symmetrisch zu einander liegen. Am Ende der Nahen dieser Gewichte sitzt je ein Zahnrad 31 und 32. Das Zahnrad 31 greift in eine Zahnstange 33 ein (Fig. 2), welche zwischen einem oberen, horizontalen Arm 35 und einem unteren horizontalen Arm 37 befestigt ist. Letzterer sitzt oben an der cylindrischen Hülse 38. Das Zahnrad 32 steht mit der Zahnstange 34 in Eingriff, welche in gleicher Weise gegenüber der Zahnstange 33 zwischen dem horizontalen Arme 35 und 37 befestigt ist. Die Hülsen 36 und 38 (Fig. 3) können auf der Achse 25 vertical frei gleiten, und es kann sich jede Hülse mit der Achse 25 drehen, je nachdem das Zahnrad 31 mit der Zahnstange 33 oder das Zahnrad 32 mit der Zahnstange 34 zusammenarbeitet. Oben um die Hülse 36 sitzt ein Ring 39, welcher sich ebenfalls frei um sie drehen kann und durch die Mutter 40 in seiner Lage gehalten wird. Der Ring 39 ist mit zwei Zapfen 41 versehen, auf welchen die Enden eines Gabelhebels 42 sitzen, welcher um die Achse 43 schwingt und an seinem Ende 44 eine Spiralfeder trägt, deren Spannung durch eine Schraubenspindel mit Hülfe der Mutter 46 geregelt werden kann. Die Hülse 38 ist an ihrem unteren Ende mit einer Nase 47 (Fig. 2) versehen, welche . entsprechend ihrem Auf- und Niedergange entweder dem Sperrkranz 48 oder dem unteren Sperrkranz 49 die rotirende Bewegung der Hülse 38 mittheilt.tical plane χ ν are symmetrical to each other. At the end of the proximity of these weights there is a gear wheel 31 and 32. The gear wheel 31 engages in a toothed rack 33 (FIG. 2) which is fastened between an upper, horizontal arm 35 and a lower, horizontal arm 37. The latter sits on top of the cylindrical sleeve 38. The gear wheel 32 is in engagement with the rack 34, which is fastened in the same way opposite the rack 33 between the horizontal arms 35 and 37. The sleeves 36 and 38 (Fig. 3) can slide vertically freely on the axis 25, and each sleeve can rotate with the axis 25, depending on whether the gear 31 cooperates with the rack 33 or the gear 32 with the rack 34. At the top around the sleeve 36 there is a ring 39, which can also rotate freely around it and is held in its position by the nut 40. The ring 39 is provided with two pins 41 on which the ends of a fork lever 42 sit, which swings about the axis 43 and at its end 44 carries a spiral spring, the tension of which can be regulated by a screw spindle with the aid of the nut 46. The sleeve 38 is provided at its lower end with a nose 47 (FIG. 2) which. The rotating movement of the sleeve 38 is communicated to either the locking ring 48 or the lower locking ring 49 in accordance with its up and down movement.

Um die Hülse 38 (Fig. 2 und 3), welche durch die Lagerhülse 50 am Gestell in ihrer Lage gehalten wird, sitzt ein Zahnrad 51; ein gleiches Zahnrad 52 rotirt um die Achse 25 und wird durch das Lager 53 des Gestelles gehalten. Ein drittes Zahnrad 54 (Fig. 3), welches auf der in der Hülse 56 laufenden horizontalen Achse 55 aufgekeilt ist, ist mit den Rädern 51 und 52 im Eingriff. Die Naben 57 und 58 dieser Räder 51 und 52 sind verlängert, so dafs die Sperrkränze 48 und 49 auf ihnen auf- und abgehen und sich mit den Zahnrädern 51 bezw. 52 durch Vermittelung der Nasen 59 bezw. 60 drehen können.To the sleeve 38 (Fig. 2 and 3), which by the bearing sleeve 50 on the frame in their Is held position, sits a gear 51; an identical gear 52 rotates about axis 25 and is held by the bearing 53 of the rack. A third gear 54 (Fig. 3), which is keyed on the horizontal axis 55 running in the sleeve 56 is with the wheels 51 and 52 engaged. The hubs 57 and 58 of these wheels 51 and 52 are extended so that the locking rings 48 and 49 go up and down on them and with the Gears 51 respectively. 52 through mediation the noses 59 respectively. 60 can turn.

Am Ende der Achse 55 (Fig. 3 und 4) ist ein Stirnrad 22 aufgekeilt, welches das Stirnrad 23, das auf der Schraubenspindel 20 sitzt, antreibt und durch dieses auch das Stirnrad 61, welches wiederum das Stirnrad 62 und durch dieses die konischen Räder 63 und 64 antreibt, welche im beliebigen Sinne die verticale Spindel 65 in Drehung versetzen können. Auf dieser Spindel sitzt eine mit Muttergewinde versehene Hülse 66, welche vermittelst zweier um die Sperrkranzkörper liegenden .Halsringe 67 und 68 starr mit den Sperrkränzen 48 und 49 verbunden ist (Fig. 2).At the end of the axle 55 (Fig. 3 and 4) a spur gear 22 is keyed, which drives the spur gear 23, which sits on the screw spindle 20, and through this also the spur gear 61, which in turn drives the spur gear 62 and through this the conical gears 63 and 64 drives, which can set the vertical spindle 65 in rotation in any sense. A sleeve 66 provided with a nut thread sits on this spindle and is rigidly connected to the locking rings 48 and 49 by means of two.

Entsprechend dem der Schraubenspindel 65 mitgetheilten Drehsinn läfst die Hülse 66 die .Sperrkränze 48 und 49 aufsteigen oder heruntergehen. According to the direction of rotation communicated by the screw spindle 65, the sleeve 66 runs the .Raising or descending locking rings 48 and 49.

Die ganze beschriebene Vorrichtung ist in ein metallisches Gehäuse 70 eingeschlossen, welches an seinem oberen Theile zu einem halbkugelförmigen Raum ausgebildet ist, in welchem sich der Regler dreht.The entire device described is enclosed in a metallic housing 70, which at its upper part is formed into a hemispherical space, in which the controller turns.

Die- ganze in ihren einzelnen Theilen eben beschriebene Vorrichtung hat den Zweck, den Weg des Kolbens 13 der Pumpe selbstthätig zu verändern, wenn die Geschwindigkeit der Antriebswelle 1 sich verändert. Die Welle 1 setzt mit Hülfe der Kurbel 3, der Pleuelstange 4 und der Rolle 5 die Kulisse 6 in Bewegung, welche um die Achse 7 auf- und niederschwingt. Diese Bewegung wird dem Kolben 13 durch die Gabelhebel 8 und die doppelte Zugstange 11, 11" mitgetheilt. Der Weg des Kolbens 13 ist also proportional dem Verhältnifs der Hebelarme 5 bis 7 und 7 bis 10. Jc nachdem sich die Rolle 5 von der Achse 7 weg nach dem Ende der Kulisse 6 zu entfernt, wird der Kolbenweg kürzer, der Regulator mufs also, wenn die Geschwindigkeit des Motors zunimmt, eine Verschiebung der Rolle 5 nach dem Ende der Kulisse zu bewirken, damit die Fördermenge der Pumpe constant bleibt; nimmt die Geschwindigkeit .ab, so mufs sich der Punkt 5 dem Drehpunkt 7 nähern.The whole device just described in its individual parts has the purpose of Path of the piston 13 of the pump to change automatically when the speed of the Drive shaft 1 changes. The shaft 1 is set with the help of the crank 3, the connecting rod 4 and the roller 5, the gate 6 in motion, which swings up and down about the axis 7. This movement becomes the Piston 13 communicated by the fork lever 8 and the double pull rod 11, 11 ". The The path of the piston 13 is therefore proportional to the ratio of the lever arms 5 to 7 and 7 to 10. Jc after the roller 5 moves away from the axis 7 towards the end of the link 6, the piston travel becomes shorter, so the regulator must, if the speed of the Motor increases to cause a shift of the roller 5 after the end of the backdrop, so that the delivery rate of the pump remains constant; takes the speed .ab, point 5 must approach pivot point 7.

Die Bewegung des Motors wird mit Hülfe der Räder 2, 24, der Achse 25, der Traversen 27,27" und der Achse 2S, den Gewichtsmassen 29 und 30 des Regulators mitgetheilt. Wenn, wie vorausgesetzt werden soll, der Motor normal läuft und die Gewichtsmassen sich in ihrer Gleichgewichtslage befinden, dreht sich die Nase 47 in einer Zwischemstellung zwischen dem Sperrkranz 48 und dem Sperrkranz 49, während zwischen der sich in den Gewichtsmassen 29 und 30 äuiseniden Centrifugalkraft, dem Gewicht der Zahnstangen 33, 34, der Muffen 36 und 38 und der horizontalen Arme 35, 37 und der Spannung der Feder 45 Gleichgewicht herrscht.The motor is moved with the aid of the wheels 2, 24, the axle 25, the crossbars 27.27 "and the axis 2S, the weights 29 and 30 of the regulator. If, as should be assumed, the engine runs normally and the weights are in their equilibrium position, the nose 47 rotates in an intermediate position between the locking collar 48 and the locking collar 49, while between the masses 29 and 30 are external Centrifugal force, the weight of the racks 33, 34, the sleeves 36 and 38 and the horizontal arms 35, 37 and the tension of the spring 45 equilibrium prevails.

Nimmt die Geschwindigkeit des Motors zu, so wird auch die durch die Rotation erzeugte Centrifugalkraft der Gewichtmassen gröfser, diese gehen aus ihrer Gleichgewichtslage und stellen sich nach der Horizontalen zu ein, und die Hülsen 36 und 38 steigen infolge dessen mit Hülfe der Zahnräder 31,32 und der Zahnstangen 33 und 34 auf der Achse 25 empor und mit ihnen auch die Nase 47. Diese letztere greift in den Sperrkranz 48 ein, welcher so von ihr mitgenommen wird und mit Hülfe der Nase 59 das Zahnrad 51 in Drehung versetzt, welches wiederum das Zahnrad 54 antreibt. Letzteres theilt vermittelst der Theile 55, 22, 23 der Spindel 20 die BewegungIf the speed of the motor increases, so will that generated by the rotation Centrifugal force of the masses greater, these go out of their equilibrium and adjust to the horizontal, and the sleeves 36 and 38 rise as a result with the aid of the gears 31, 32 and the racks 33 and 34 on the axis 25 up and with them also the nose 47. This latter engages in the locking ring 48, which so is taken by her and with the help of the nose 59 the gear 51 in rotation offset, which in turn drives the gear 54. The latter divides through the Parts 55, 22, 23 of the spindle 20 control the movement

mit, auf welcher sich sodann die Mutter 19 I Vierschiebt, wodurch wiederum durch den Arm 16 die Rolle 5 in der Kulisse 6 verschoben wird. Mit Hülfe des Pumpengestänges wird die Bewegung auf den Pumpenkolben übertragen, so dafs auf diese Weise erreicht wird, dafs der Hub der Pumpe sich verkleinert.with, on which then the mother 19 I four pushes, which in turn by the Arm 16, the role 5 in the gate 6 is moved. With the help of the sucker rod the movement is transmitted to the pump piston, so that in this way it is achieved that the stroke of the pump shrinks.

Würde nun die Nase 47 mit dem Sperrkranz 48 fortgesetzt in Eingriff bleiben, so würde sich die Rolle 5 auch noch weiter verschieben, wenn die Geschwindigkeit des Motors wieder geringer geworden wäre, und die ganze A^orrichtung käme zum Stillstand. Es mufs also, wenn der Motor wieder langsamer läuft, die Rolle 5 in der Kulisse 6 zum Stillstand gebracht werden. Diesem Zwecke dient die Achse 55, deren Bewegung durch die Zahnräder 22 und 23, die Spindel 20, die Zahnräder 61 und 62 und die konischen Räder 63, 64 auf die verticale Spindel 65 übertragen wird. Die auf dieser Spindel 65 sitzende, mit Gewinde versehene Hülse 66 steigt infolge dessen mit den an ihr befestigten Hülsen 67 und 63 empor. Die Sperrkranzringe 48 und 49 gehen dann gleichfalls hoch und der Sperrkranz des Ringes 48 kommt aufser Eingriff mit der Nase 47.If the nose 47 were to remain in engagement with the locking collar 48, so the roller 5 would move even further if the speed of the The motor would have decreased again and the whole device would come to a standstill. So it must, when the engine is running slower again, the roller 5 in the backdrop 6 to Can be brought to a standstill. This is the purpose of the axis 55, whose movement through the gears 22 and 23, the spindle 20, the gears 61 and 62 and the conical gears 63, 64 is transferred to the vertical spindle 65. The seated on this spindle 65, with As a result, the threaded sleeve 66 rises with the sleeves 67 attached to it and 63 up. The locking collar rings 48 and 49 then also go up and the locking collar of the ring 48 comes out of engagement with the nose 47.

; So lange die Geschwindigkeit des Motors wächst, geht die Nase 47 hoch, und der gleichfalls aufsteigende Sperrkranz 48 bleibt mit ihr im Eingriff. Sobald die Geschwindigkeit des Motors aufhört zu wachsen, hört auch die Aufwärtsbewegung der Nase 47 auf; sie dreht sich horizontal in der Höhe, in welcher sie sich gerade befindet. Der Sperrkranz 48 steigt jedoch weiter empor und kommt so aufser Eingriff mit der Nase. .Sofort hört auch jede Bewegung des Rades 51 auf und infolge dessen auch die Verschiebung der Rolle 5 in der Kulisse 6, so dafs das gewünschte Ergebnifs erreicht wird, d. h. dafs der Hub der Pumpe constant bleibt.; As long as the speed of the motor increases, nose 47 goes up, and so does that rising ratchet 48 remains in engagement with her. Once the speed of the Motor stops growing, so does the upward movement of nose 47; she turns horizontally at the height at which it is currently located. The ratchet 48 rises but further upwards and so comes out of the engagement with the nose. Everyone hears immediately Movement of the wheel 51 and, as a result, the displacement of the roller 5 in the backdrop 6 so that the desired result is achieved, d. H. that the stroke of the Pump remains constant.

In gleicher Weise arbeitet der Regler, wenn die Geschwindigkeit des Motors kleiner wird, als die normale Geschwindigkeit betragen soll. Die Centrifugalkraft der Gewichtsmassen 29 und 30 wird dann kleiner, und sie nähern sich ihrer Gleichgewichtslage, so dafs die Nase 47 herunter geht und mit dem Sperrkranz des Ringes 49 in Eingriff kommt. Dadurch wird das Zahnrad 54 in umgekehrtem Sinne angetrieben. Diese umgekehrte Bewegung . theilt sich der Rolle 5 mit, so dafs sich diese dem Drehpunkte nähert und infolge dessen den Hub des Pumpenkolbens vergröfsert.The controller works in the same way when the speed of the motor decreases, than the normal speed should be. The centrifugal force of the weights 29 and 30 then becomes smaller, and they approach their position of equilibrium, so that the nose 47 goes down and comes into engagement with the locking collar of the ring 49. This will the gear 54 is driven in the opposite direction. This reverse movement. divides the roller 5 with, so that this approaches the pivot point and consequently the The stroke of the pump piston is increased.

So lange der Sperrkranz 49 mit der Nase 47 in Eingriff bleibt, geht die Hülse 66 auf der Spindel 65 herab und hat das Bestreben, die Nase 47 mit dem Sperrkranz 49 aufser Eingriff zu bringen. So lange die Geschwindigkeit des Motors kleiner wird, bleibt der Eingriff dieser beiden Theile bestehen; wird jedoch die Geschwindigkeit des Motors wieder normal, so hört die Abwärtsbewegung der Nase 47 auf, sie dreht sich in ihrer Stellung" weiter, und der noch weiter herabgehende Sperrkranz 49 kommt mit ihr aufser Eingriff. Hierdurch bleibt auch das Rad 52 stehen, und die Verschiebung der Rolle 5 nach dem Drehpunkte 7 hin hört auf.As long as the locking ring 49 remains in engagement with the nose 47, the sleeve 66 goes on the Spindle 65 down and has the tendency to engage the nose 47 with the locking ring 49 bring to. As long as the speed of the motor decreases, the intervention remains these two parts exist; however, the speed of the motor will return normal, then the downward movement of the nose 47 stops, it rotates in its position " further, and the still further descending locking ring 49 comes out of engagement with her. As a result, the wheel 52 also stops, and the displacement of the roller 5 after the pivot point 7 ends.

Selbstverständlich müssen die Abmessungen der einzelnen Theile und die Beziehungen der ¹ verschiedenen Bewegungen zu einander so gewählt sein, dafs innerhalb der Grenzen der möglichen Geschwindigkeitsänderungen des Motors der Hub des Pumpenkolbens beständig umgekehrt proportional der Geschwindigkeit des Motors, d. h. der Tourenzahl der Motorwelle i, bleibt.Of course, the dimensions of the individual parts, and the relationships of ¹ various movements must be elected to each other so, that within the limits of the possible speed variations of the motor, the stroke of the pump piston resistant inversely proportional to the speed of the engine, ie the number of revolutions of the motor shaft i remains.

Claims

Patent-An saying:

Automatic control device for piston pumps, which mediates the stroke of the Piston and thus the delivery rate of the pump with the variable speed of the drive motor can be changed, characterized in that a flyweight controller on a differential gear (51, 52, 54) acts in such a way that it takes place in one sense or another Movement changes the effective length of the lever (6) and thus the stroke of the piston while at normal speed of the motor this effect of the controller by means of a screw spindle (65) and one on the same slidably seated, through locking rings (48 and 49) the differential gear (51,52,54) in one sense or the other on rotation influencing nut (66) is canceled.

1 sheet of drawings.