DE143210C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

-M 143210 KLASSE 59«.

in LONDON.

Bei den bisher bekannten Pumpen mit hin- und hergehendem, mit Ventilen versehenen Schöpfkolben machen es die praktischen Bauerfordernisse unmöglich, eine in Form und Größe den Abmessungen des Pumpenstiefels annähernd gleiche Ventilöffnung anzuordnen; daher muß die Flüssigkeit durch eine plötzlich verengte Öffnung gedrückt werden, was, wie aus der Hydraulik bekannt ist, die Nutzleistung der Pumpe beeinträchtigt.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue Bauart des Schöpfkolbens und des Ventils, welche eine Verringerung der durch die Flüssigkeitsreibung" erzeugten Verluste, sowie der Anzahl der arbeitenden Teile ermöglicht, so daß die Pumpe mit einer größeren Anzahl von Hüben in der Minute und mit wesentlich vermehrter Förderung getrieben werden kann.

Die Hauptmerkmale der Erfindung bestehen in der Anordnung eines verlängerten Schöpfkolbens, der in seinem mittleren Teile zur Aufnahme eines oder "mehrerer frei beweglicher Ventile erweitert und zweckmäßig symmetrisch um eine Längsachse angeordnet ist, während die Ventile und die Ventilkammer so gestaltet sind, daß bei geöffneten Ventilen für die Flüssigkeit ein Durchlaß vorhanden ist, dessen Gesamtgröße in einem gewollten Verhältnis zu der Weite des Einlaß- oder des Auslaßrohres steht; wobei der Durchlaß so geformt ist, daß die Geschwindigkeit und Größe der Ablenkung der Flüssigkeit von und nach der axialen

Durchflußrichtung, sowie der Reibungswiderstand auf das Mindestmaß beschränkt sind.

In beiliegenden Zeichnungen ist Fig. 1 ein Längsschnitt durch eine Pumpe mit Einzelventil, in welcher bei voll geöffnetem Ventil der freie Querschnitt in der ganzen Länge des Schöpfkörpers praktisch gleich ist,

Fig. 2 ein Längsschnitt einer Differentialpumpe, die neben dem Ventil im Schöpfkolben noch ein Saugventil besitzt und bei welcher die Durchflußweite des Einlaßendes des Schöpfkolbens zweckmäßig doppelt so groß als die des Auslaßendes ist, .

Fig. 3 ein Längsschnitt einer doppelt wirkenden Pumpe mit zwei wechselseitig hin- und hergehenden Kolben und zwei Ventilen;

Fig. 4 ist ein Querschnitt einer Ventilkammer mit innen geführtem Ventil, das innen etwas von dem in Fig. 1 dargestellten abweichend geformt ist;

Fig. 5 und 6 sind ein Längs- und ein Querschnitt eines Vielfachventils, das dazu bestimmt ist, einen größeren freien Querschnitt für einen gegebenen Hub zu bieten und den Widerstand gegen den Durchfluß der Flüssigkeit zu verringern.

Der Schöpfkolben oder hin- und hergehende Teil ι ist in seinem mittleren Teile erweitert, um eine Ventilkammer 9 zur Aufnahme eines frei beweglichen Ventils 6 oder auch mehrerer Ventile zu bilden, das sich mit dem Dichtungsringe 18 (Fig. 1) auf die Wandung der Ventil-

kammer 9 aufsetzen kann. Der Kolben 1 besteht zweckmäßig aus zwei oder mehreren Abschnitten mit Flanschen 26, 27, die unter Einschaltung eines Kupplungsstückes 10 in geeigneter Weise durch Bolzen verbunden werden. Dieser Teil 10 besitzt Arme 19, mit denen ein als Führung und Anschlag für das Ventil dienender Teil 7 verbunden ist. Der Schöpfkolben ι kann oberhalb und unterhalb der Ventilkammer 9 in den Einlaß- und Auslaßstutzen 2 und 3 gleiten, die sich ihrerseits an die Einlaß- und Auslaßrohre 4 und 5 anschließen.

Die Hin- und Herbewegung des Schöpfkolbens kann z. B. in der Weise erzeugt werden, daß der Teil 10 der Ventilkammer 9 mit dem Querhaupt einer Antriebsmaschine verbunden wird.

Um den Widerstand gegen den Flüssigkeitsdurchfluß durch die Pumpe auf das Mindestmaß zu beschränken, werden die Ventile 6 und das Innere des Schöpfkörpers 1 von einem Ende zum anderen, einschließlich der Ventilkammer 9, so ausgebildet, daß die Längsprofile der Oberfläche der Durcliflußkanäle aus schlanken Kurven oder geraden Linien bestehen, die durch schlanke Kurven verbunden sind, so daß kein Teil der inneren Wandung normal zu der Bewegungsrichtung der Flüssigkeit sich befindet, und die Wandungen der Kanäle sind an

den Verbindungsstellen mit den Haupteinlaß- und Auslaßströmen, soweit dies die praktische Ausführung möglich macht, parallel zu der Stromrichtung an diesen Punkten angeordnet. Die Flüssigkeit tritt längs der Innenwandung

20 des Einlaßendes des Schöpfkolbens 1 ein und strömt zwischen der gekrümmten Wandung 29 der Ventilkammer 9 und der Außenfläche 8 des Ventilkörpers 6 hindurch, um in den Raum 21 des Ausflußendes des Schöpfkolbens zu gelangen.

Das Ventil 6 ist nach Fig. 2 und 3 an jedem Ende spitz zulaufend ausgebildet und so eingesetzt, daß die Spitzen nach dem Ein- bezw. Auslaßrohr gerichtet sind. Das in Fig. 1 und 4 dargestellte Ventil ist an dem dem Auslaß zunächst liegenden Ende abgestumpft, während der Teil 7 der Ventilführung so ausgebildet ist, daß er, wenn das Ventil sich am oberen Ende seines Hubes befindet, die Fortsetzung der das Wasser führenden Ventilfläche 8 bildet. Der Ventilsitz 7 ist mit seiner Spitze gegen den Auslaß gerichtet und trägt an der Basis einen Zapfen 22, der in das Ventil 6 hineinragt, so daß sich dasselbe auf ihm frei drehen und in Längsrichtung zwischen seinem Sitz in der Ventilkammer 9 und dem die Hubhöhe begrenzenden Anschlag 7 verschieben kann.

Eine andere Ausführungsform ist in den

Fig. 2 und 3 dargestellt, bei welcher das Ventil 6 mit zwei oder mehreren Führungsflügeln oder -Armen 15 ausgestattet ist, die in eine entsprechende Anzahl von Längsschlitzen oder Nuten in dem Einpaßstück 10 greifen, wodurch das Ventil geführt wird, während es sich frei bis zu einer bestimmten Entfernung von dem Sitz heben kann.

Die zylindrische Führung 22 des in der Mitte geführten Ventils (Fig. 1 und 4) wird zuweilen mit einem durchgehenden Loch 23 versehen, wie in Fig. 1 dargestellt ist, um zu verhindern, daß eine Verschiebung der Führung die Erzeugung eines Druckes innerhalb des Ventils herbeiführt, welcher der hebenden Bewegung des Ventils entgegen wirken würde oder das Ventil wird mit einer inneren Kammer 17 (Fig. 4) versehen, die mit der Führung 22 kommuniziert und im Verhältnis zur Führung so groß ist, daß der Druck in derselben nur sehr wenig durch die Bewegung des Ventils beeinflußt wird.

Das Verhältnis der wirksamen Querschnitte der Ein- und Auslaßseiten des in der Mitte geführten Ventils kann dadurch geändert werden, daß der äußere Durchmesser der Führung 22 geändert wird, und indem auf diese Weise der wirksame Querschnitt der Auslaßseite des Ventils gegenüber dem wirksamen Querschnitt auf der Einlaßseite vermindert wird, kann die zum Abheben des Ventils von seinem Sitz erforderliche Kraft vermindert und auf diese Weise an Kraft gespart werden.

Fig. 5 und 6 veranschaulichen eine Ausführungsweise eines Vielfachventils nach der Erfindung und zeigen auch eine Anordnung zur Führung des Ventils in einem aus zwei ohne Einfügung eines Zwischenstückes zusammengesetzten Längsteilen bestehenden Schöpfkörper. Wie in Fig. 6 veranschaulicht, tragen die radialen Arme 19 ein Mittelstück mit Längsansatz 22 von geringerem Durchmesser, der das äußere Ventil 36 führt und dessen Inneres mit Nuten versehen ist, um die Führungsflügel 15 des inneren Ventils 6 aufzunehmen. Wenn das Ventil geschlossen ist, setzt sich das äußere Ventil 36 mit seiner Außenfläche 38 auf die Wand der Veiitilkammer 9 auf, während das innere Ventil 6 auf der inneren Wandung 39 des äußeren Ventils 36 ruht.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, kann der Hub des mit Flügeln 15 ausgestatteten, außen geführten Ventiltypus mittels der Schrauben 25 begrenzt werden, die durch den Flansch 26 des Schöpfkörpers hindurch geschraubt sind und gegen die Seitenflügel 15 des Ventils treffen.

Zuweilen empfiehlt es sich, den Einlaßkanal 20 des Schöpfkörpers gegen das Ventil 6 hin zu verengen, und zwar zu dem Zwecke, die Geschwindigkeit der eintretenden Flüssigkeit nach dem Ventil hin zu steigern und dadurch die Kraft zum Öffnen des Ventils und zum Einpressen der Flüssigkeit in das Auslaßrohr zu erhöhen.

Es kann auch ein dem Ventil 6 ähnliches Saugventil 16 (Fig. 2) vorgesehen werden, um zu verhindern, daß Flüssigkeit durch den stärkeren Druck der Auslaßsäule in das Saugrohr zurückgedrückt wird.

Die in Fig. 3 dargestellte doppelt wirkende Pumpe besitzt zwei verlängerte Schöpfkörper, von denen jeder mit einem Ventil 6 ausgestattet ist und im übrigen der vorbeschriebenen Einrichtung entspricht; diese Schöpfkörper bewegen sich wechselseitig auf und nieder in entgegengesetzten Richtungen gegen die Einlaß- und Auslaßstützen 2 bezw. 3.

Die Arbeitsweise der Pumpe nach Fig. 1 ist folgende:

Wenn der Schöpfkolben 1 seinen Aufwärtshub beginnt, wird das Ventil 6 durch den Druck der über ihm stehenden Flüssigkeit auf seinen Sitz in der Ventilkammer 9 niedergedrückt. Geht der Schöpfkolben nieder, so trifft das Ventil auf die einströmende Saugesäule, die infolge ihrer kinetischen Energie einen Druck auf das Ventil ausübt, der unter gewissen Bedingungen hinsichtlich des Auslaßdruckes und des Kraftmomentes der Saugesäule hinreicht, das Ventil zu heben und den Eintritt einer gewissen Flüssigkeitsmenge in das Auslaßrohr zu erzwingen.

Die Arbeitsweise der doppelt wirkenden Pumpe (Fig. 3) wird aus vorstehendem leicht verständlich, wenn man dabei in Betracht zieht, daß die beiden Schöpfkörper in entgegengesetzten Richtungen mit gleichen Hublängen durch eine geeignete Vorrichtung auf- und ab-, bewegt werden. Die vorstehend in ihrer Anwendung bei Pumpen beschriebenen Ventile usw. können natürlich auch in Verbindung mit anderen Vorrichtungen verwendet werden, wo es sich um den Durchfluß von Flüssigkeiten

handelt.

Claims (3)

1. Pate nt-Ansprüche:

   i. Pumpe mit hin- und hergehendem Schöpfkolben, dadurch gekennzeichnet, daß der Schöpf kolben (1) eine Ausbauchung (9) besitzt, in der ein Ventil (6) lose beweglich ist, und zwar so, daß die Oberflächen (29 bezw. 8) der Ausbauchung bezw. des Ventilkörpers zwischen sich den Durchlaß für den Flüssigkeitsstrom bilden, wobei die Wandungsprofile aus schlanken Kurven oder aus durch schlanke Kurven verbundenen Geraden bestehen, so daß kein Teil der Wandung normal zur Richtung des Flüssigkeitsstromes gerichtet ist, während die Wände an den Vereinigungsstellen mit den Einlaß- und Auslaßströmen so genau als möglich den Stromrichtungen parallel sind.
2. 2. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (6) durch einen mit einem Einsatzstück (10) durch Arme (19) verbundenen Anschlag (7), dessen konischer Mantel die Fortsetzung der äußeren Ventilfläche bildet, mittels eines Zapfens (22) geführt und in seinem Hube begrenzt wird.
3. 3. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (6) mit einer inneren Kammer (17) versehen ist, die mit dem Zapfen (22) des Ventilanschlages (7) in Verbindung steht, so daß der Druck in derselben nur sehr wenig durch die Bewegung des Ventils beeinflußt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

   Berlin, gedruckt in der reichsdrucke^ei.