DE172922C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 59 c. GRUPPE

(Rockland, V. St. Α.).

Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Steuerungseinrichtung für Pulsometer mit Luftzuführung. Das Neue besteht in erster Linie darin, daß am unteren Wasserstande der Pumpkammer oberhalb des Druckrohranschlusses ein ins Freie mündendes Standrohr angeschlossen ist. Infolgedessen kann die an diesem Rohre beim Ende der Druckperiode anlangende Luft unabhängig von der

ίο Flüssigkeit plötzlich ins Freie entweichen und zur rechtzeitigen Bewegung des Dampfeinlaßorganes benutzt werden.

Eine weitere Verbesserung wird auf folgende Weise erzielt: Ein Gehäuse ist durch eine Membran in zwei Hälften geteilt; von .diesen steht die eine mit der freien" Luft und mit dem Standrohr, die andere mit dem Dampfeinlaßrohr, in welches zwischen Gehäuse und Pumpkammer ein Absperrventil eingeschaltet ist, in Verbindung. Außerdem veranlaßt bei gefüllter Pumpkammer das Gewicht der Flüssigkeit in dem Standrohre die Öffnung des Absperrventiles, während andererseits bei entleerter Pumpkammer die ins Freie entweichende Luft mittels Ejektorwirkung die Flüssigkeit aus der mit dem Standrohr, in Verbindung stehenden Gehäusehälfte absaugt und so den Schluß des Absperrventiles herbeiführt; ein Zurückströmen wird hierbei durch ein Rückschlagventil verhindert.

Endlich ist in Verbindung mit der Steuerungseinrichtung eine Einrichtung zum Einlassen der Luft vorgesehen. Danach strömt die Luft durch ein in gleicher Tiefe mit dem Standrohranschluß angebrachtes und mit diesem in Verbindung stehendes Rückschlagventil ein und kommt dadurch mit Sicherheit unterhalb des eingelassenen Dampfes zu liegen.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. ι eine Seitenansicht der Pumpvorrichtung, zum Teil im Schnitt, die durch Dampf •betrieben wird,

Fig. 2 eine mittlere Schnittdarstellung einer . solchen Vorrichtung, die durch Druckluft betrieben und in die zu hebende Flüssigkeit versenkt wird,

Fig. 3 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer solchen Vorrichtung, die entweder durch Dampf oder durch Druckluft betrieben werden kann, und

Fig. 4 eine Einzelschnittdarstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Regeln der Einströmung der Kondensationsflüssigkeit in den Behälter.

Der Aufnahmebehälter 1 für die Flüssigkeit ist mit einem Flüssigkeitszuleitungsrohr oder -kanal 2 mit nach dem Behälter sich öffnendem Rückschlagventil 3 und einem Förderoder Druckrohr 4 mit vom Behälter sich öffnendem Rückschlagventil 5 versehen. Ein Rohr oder eine Leitung 6 tritt in den oberen Teil des Behälters zur Einführung von gasförmigem Drückmittel, wie Dampf oder Druckluft, behufs Austreibens der Flüssigkeit aus dem Behälter.-' Dieses Rohr 6 ist mit einem Ventil 6^a geeigneter Konstruktion ausgestattet, "das durch den Dampf- oder Luftdruck ebensogut wie durch Schwerkraft geschlossen werden kann. Das in den Zeichnungen dargestellte Ventil hat einen beweg-

lichen Ventilkörper 6^b, der auf dem Ventilsitz 6^C aufliegen kann und dessen Schaft 6 ^d auf einer in einem Rohr 8 befindlichen Stange 7 aufruht. Das Rohr 8 führt abwärts bis zu dem oder unter den unteren Teil des Behälters 1 und ist oben und unten mit gasdichten Führungen versehen. Stange 7-ruht auf oder ist verbunden mit einem Schaft 10, der durch die Stopfbuchse 11 führt und seinerseits auf einer Scheibe 12 aufruht bezw. mit ihr verbunden ist. Diese wieder legt sich auf eine Scheidewand 13, die mit ihrem Rande am Gehäuse 9 befestigt ist. Auf der Unterseite der Scheidewand ist eine geschlossene Kammer 14 durch eine hohle, an dem Gehäuse 9 befestigte Kappe 15 gebildet, wodurch ein in die Kammer gepreßtes Mittel die Scheidewand nach oben ausbaucht und so durch Stange 7 und die damit verbundenen Teile Ventil 6^b öffnet, so daß der Durchlaß durch Rohr 6 zum Behälter I freigelegt wird. Wird das Druckmittel aus der Kammer 14 abgelassen, so wird sich Ventil 6* schließen und die Dampf- oder Luftzuströmung zum Behälter ι absperren. ,

Eine geeignete Luftmenge wird zum Behälter zugeführt, um sich auf der Flüssigkeitsfläche im Behälter zu lagern und als Isolierschicht zwischen der Flüssigkeit und dem Druckmittel zu dienen. Die Ableitung dieser Luftschicht von der Fläche der Flüssigkeit, wenn die letztere einen bestimmten niedrigen Stand erreicht, dient als Mittel, um durch Membran 13 das Ventil 6^b schließen und die Zuströmung des Druckmittels zum Behälter 1 absperren zu lassen. Die hierzu verwendeten Mittel sind die folgenden: Ein Auslaßrohr oder eine Leitung 16 führt vom unteren Innenteil des Behälters 1 fort und öffnet sich nach der freien Luft, um die Ableitung von Luft von der Flüssigkeitsfläche zu ermöglichen, sobald die Flüssigkeit im Behälter ungefähr den vorher bestimmten niedrigen Stand erreicht hat. Rohr 16 ist mit der Kammer 14 durch ein Zweigrohr i6^a verbunden, wodurch die Luft, wenn sie vom Behälter 1 abgeleitet wird und durch Rohr 16 beim Zweigrohr 16 ^a vorbeiströmt, die Absaugung der Flüssigkeit von der Kammer 14 veranlaßt, so daß das Ventil 6* sich schließt. In Fig. ι ist das Rohr 16 mit einem Rückschlagventil 16*, das sich nach außen öffnet, und mit einem Hahn i6^c zur Regulierung versehen, während ein Ventil 1.7 mit Rohr 16 verbunden ist, das die Zuströmung von Luft

, in dem Behälter 1 ermöglicht und die Ausströmung von Luft verhindert. In den Behälter i, nahe seinem oberen Teile, führt ein mit Rohr 4 verbundenes Rohr 18, das mit einem Verteilungsrohre 18 ^a versehen sein, kann, wodurch der Rückdruck der Flüssigkeit vom Rohr 4 zur geeigneten Zeit die Flüssigkeit in den Behälter 1 eintreten läßt, um den Dampf darin zu kondensieren. Ein Absperrhahn 18* im Rohr 18 regelt den Flüssigkeitsstrom. Die in Fig. I dargestellte Vorrichtung wird durch Dampf unter Druck betrieben, der durch das Rohr 6 zugeführt wird, und die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist die folgende: Angenommen, der Behalter ist mit Flüssigkeit bis zu einer bestimmten Standhöhe χ ■ gefüllt und enthält über dieser Flüssigkeit Luft, so wird das Gewicht der Flüssigkeit nunmehr im Rohr 16 und der Kammer 14 die Scheidewand 13 nach oben ausbauchen und das Ventil 6" öffnen, so daß Dampf in den Behälter tritt. Der Dampfdruck preßt die Flüssigkeit von dem Behälter durch Rohr 4 und einen kleinen Teil derselben durch Rohr 16, während der Flüssigkeitsdruck weiter die Scheidewand 13 nach oben ausgebaucht hält. Erreicht der Flüssigkeitsspiegel in dem Behälter 1 die Auslaßöffnung zum Rohr 16, so strömt die Luft über dem Flüssigkeitsspiegel aus dem Behälter durch das Rohr 16 aus und treibt die in diesem befindliche Flüssigkeit aus, während sie selbst zur Außenluft abgeführt wird. Während dieser Zeit saugt die aus dem Rohr 16 ausströmende Luft die Flüssigkeit aus der Kammer 14 nach Art eines Injektors ab und veranlaßt dadurch, daß das Ventil 6^a sich schließt und die Dampfzuströmung absperrt. Da so die isolierende Luftschicht zwischen dem Dampf und der Flüssigkeit im Be-. hälter entfernt ist, kommt der Dampf mit der Flüssigkeit, die in dem Behälter verblieben, in Berührung, und es tritt Kondensation ein, worauf, da der Druck in dem Behälter abnimmt, Flüssigkeit vom Rohr 4 in diesen durch das Rohr 18 zur Vervollständigung der Kondensation des Dampfes und Bildung eines teilweisen Vakuums gedrückt wird. Infolge dieses Vakuums wird die Flüssigkeit in den Behälter gesaugt, bis der letztere bis zur Standhöhe χ gefüllt ist, worauf das Gewicht der Flüssigkeit im Rohr 16 die Membran 13 wieder nach oben ausbaucht, das Ventil 6^a öffnet und sich der gleiche Arbeitsgang wiederholt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 kann an Stelle von Dampf komprimierte Luft oder Gas zum Pumpen benutzt werden und die Vorrichtung hat im wesentlichen alle die vorher beschriebenen Teile mit Ausnahme des Kondensationsrohres 18 und der Ventile i6^a, i6^b, 17 und 18 ^b. Diese Ausführungsform der Vorrichtung wird in die zu hebende Flüssigkeit versenkt. In diesem Falle hat das Rohr 16 drei in dem Behälter 1 befindliehe Zweige, von denen das obere Ende des Zweiges los" zu einer Schale 19 führt, welche

nach der freien Luft hin offen ist und ein Überströmrohr 20 hat. Rohr 16 ist ferner mit einem. Injektor i6^d versehen, welcher neben dem Rohr i6^a liegt. Rohr 6 hat eine Verzweigungsmuffe 6^e, ein Absperrventil 6-f und ferner eine Verzweigungsmuffe 6^, welche alle zwischen dem Ventil 6^a und dem Behälter ι angeordnet sind. Von den Verzweigungsmuffen 6^e und 6 s gehen Zweigrohre 6'^! bezw. 6ⁱ aus, welche mit einem Gehäuse 21 auf entgegengesetzten Seiten einer biegsamen Scheidewand 22 verbunden sind. Das Gehäuse besteht aus zwei Mänteln 23, 24, welche Kammern 25, 26 auf entgegengesetzten Seiten der Scheidewand 22 bilden. Das Rohr 6^h führt zur Kammer 25, während das Rohr 6* zur Kammer 26 führt. Letztere hat bei 27 eine mittlere in die freie Luft führende Auslaßöffnung, die gemäß der Darstellung sich in die Schale 19 öffnet und durch die Scheidewand.22, wenn diese durch Druck in der Kammer 25 ausgebaucht wird, abgesperrt werden kann. Ein Zweck des Gehäuses 21 besteht darin, einen freien Durchlaß für Luft vom Behälter 1 durch Zweigrohr 6' zur Außenluft zu bilden, durch den die Luft vom Behälter ausgetrieben werden kann, während Flüssigkeit in ihn durch die Einlaßleitung 2 einströmt. Ein weiterer Zweck des Gehäuses besteht darin, genannten Durchlaß durch Rohr 6* und Auslaß 27 zu schließen, um ein Entweichen von Luft aus dem Behälter zu verhüten, was durch den Druck komprimierter Luft im Rohr 6, wenn sie in den Behälter gelangt, vervollständigt wird, indem die Luft durch Zweigrohr 6'¹ in der Kammer 25 auf die Scheidewand 22 einen Druck ausübt, so daß die letztere die Öffnung 27 schließt und das Entweichen komprimierter Luft verhindert, während sie durch Roh.r 6 in den Behälter 1 tritt, um zum Herausdrücken der Flüssigkeit aus dem Behälter verwendet zu werden. Bei dieser Ausführungsform der Vorrichtung ist die Wirkungsweise die folgende:

Wenn die zu fördernde Flüssigkeit in den Behälter 1 durch das Zuleitungsrohr 2 gelangt, so steigt ihre Oberfläche in dem Arm i6^rf des Rohres 16 zu derselben Höhe wie in dem Behälter, und wenn die Flüssigkeit den Spiegel χ erreicht oder die Krümmung i6^e, so strömt sie in den Arm 16/ über, füllt denselben, strömt dann nieder, und durch die untere Biegung des Rohres 16 die Abzweigund 16s aufwärts, sowie außerdem durch das Zweigrohr 16 ^a in die Kammer 14 unter die Scheidewand 13, welche alsdann durch die Belastung der so in den Zweigrohren 16/ und 16s gebildeten Flüssigkeitssäule nach oben ausgebaucht wird, so daß das Luftventil 6^b geöffnet wird und komprimierte Luft zum Behälter zwecks Austreibens der Flüssigkeit aus ihm einläßt. Ein zweites Mittel zum Öffnen des Ventiles 6 wird durch das Gehäuse 21 gebildet, welches die Luft aus dem Behälter 1 entweichen läßt, während die Flüssigkeit darin steigt und, wenn die Flüssigkeit den Behälter vollständig füllen . sollte, nachdem die Luft aus ihm ausgetrieben ist, der Luft durch die Abzweigung 6^! in die Kammer 26 folgt und austretend durch die Öffnung 27 in die Schale 19 fließt und abwärts durch die Abzweigung 160 strömt. Sie füllt alsdann beide Abzweigungen 16/ und 160 und ruft einen Druck unter der Scheidewand 13 hervor, so daß das Ventil 6^b geöffnet wird. In beiden Fällen wird, sobald das Ventil 6^Ä geöffnet wird, Druckluft zur Oberfläche der Flüssigkeit im Behälter eingelassen, während der Abfluß 27 des Gehäuses 21 durch diese Druckluft, die auf die Scheidewand 22 wirkt, geschlossen wird. Alsdann wird die Flüssigkeit von dem Behälter durch die Ableitung 4 durch den Einfluß der komprimierten Luft ausgetrieben, und' wenn die Flüssigkeitsoberfläche sich' auf die bei y angegebene Standhöhe senkt, so entweicht komprimierte Luft aus dem Behälter nach oben durch die untere öffnung des Zweigrohres i6^rf. Diese Luft preßt die Flüssigkeit aus den drei Zweigen des Rohres 16 heraus und wirkt beim Eintreten in das Zweigrohr i6^a als ein Injektor und saugt die Flüssigkeit von der Unterseite der Scheidewand 13 ab, worauf das Ventil 6* sich schließt und die weitere Zufuhr von Druckluft zum'Behälter absperrt. Ist das genannte Ventil alsdann geschlossen, so verhindert das Ventil 6/ die Luft vom Behälter daran, auf Ventil 6 ^a zu wirken, so daß der Druck in diesem Teil des Rohres 6 zwischen Zweigrohr 6^h und Ventil 6^a aufhört, wodurch infolge davon, daß die Scheidewand 22 nicht langer auf den Auslaß 27 niedergedrückt gehalten wird, die Luft frei aus dem Behälter durch den genannten Auslaß entweichen kann. Es kann danach neue Flüssigkeit in den Behälter einströmen und der gleiche Arbeitsgang sich wiederholen.

Die Vorrichtung nach Fig. 3 dient zur Benutzung entweder von Dampf oder komprimierter Luft als Mittel zum Austreiben der Flüssigkeit aus dem Behälter und ist im wesentlichen mit allen bereits in bezug auf Fig. ι und 2 beschriebenen Bestandteilen versehen, einschließlich des Absperrventil i6^b und Kondensationsrohres 18 mit seinem Hahn 18*, und hat außerdem einen Hahn 28 im Rohr 6'. Wenn bei dieser Ausführung der Hahn 28 geschlossen und der Hahn 18 ^b geöffnet ist, dann kann die Vorrichtung mit Dampf betrieben werden, während, wenn

Hahn 28 geöffnet und Hahn 18* geschlossen ist, der Betrieb mit Druckluft erfolgt. Die weiteren neuen Eigenschaften dieser Ausführungsform, die beim Betrieb mit Dampf in Betracht kommen, bestehen in der Regelung des Einlasses von Luft zum Behälter, nachdem ein bestimmtes Volumen von Flüssigkeit zuerst in diesen eingesaugt ist. Es wird alsdann ein Luftabsperrventil 29 verwendet, das in der Regel Luft zum Behälter ι zuläßt, aber ein Entweichen derselben verhindert. Auf dem Schaft des Ventiles ruht ein Schwimmer 30 auf, der sich in einer mit dem Behälter 1 durch zwei Kanäle

^X5 3!^a> 3¹^ verbundenen Kammer 31 befindet. Hierdurch hält der Schwimmer durch seine Auflage auf dem Ventil 29 dieses geschlossen, bis die Flüssigkeit in dem Behälter 1 zu einer ausreichenden Höhe steigt, um den Schwimmer zu heben. Die Luft wird zu dem Behälter nicht eher zugelassen, als bis die Flüssigkeit zu einer im wesentlichen zum Heben des Schwimmers von dem Ventil bestimmten Höhe im Behälter 1 steigt. AIsdann aber kann Luft frei zum Behälter durch Ventil 29 gelangen und in ihm den verbleibenden Raum ausfüllen. Nachdem die Flüssigkeit aus dem Behälter durch den Dampfdruck darin ausgetrieben ist und die Luft auf der Oberfläche der Flüssigkeit durch Rohr 16 abgeleitet ist und den Dampf bei Ventil 6^a abgesperrt hat, wie vorher beschrieben, wird der Dampf in dem Behälter durch den Eintritt von Wasser durch Rohr 18 niedergeschlagen und ein teilweises Vakuum gebildet. Eine neue Menge Flüssigkeit wird in den Behälter eingesaugt, und wenn sie genügend hochgestiegen ist, um den Schwimmer 30 zu heben, so läßt das Ventil 29 Luft eintreten, um das Vakuum in dem .Behälter aufzuheben und eine Isolierschicht von Luft über der Flüssigkeit" zu bilden. Das Gewicht der Flüssigkeit im Rohr 16 oder in einem seiner Zweigrohre beeinflußt die Scheidewand 13, so daß Ventil 6^a geöffnet wird. Der Dampfdruck im Behälter schließt Ventil 29, bis der Schwimmer 30 wieder gehoben wird.

Fig. 4 zeigt eine Abänderung, bei welcher der Zutritt sowohl von Luft als auch von Kondenswasser durch Rohr 18 mittels des Schwimmers 30 geregelt wird. Die Kammer 31 ist mit dem Behälter 1 in gleicherweise, wie in Fig. 3 dargestellt, in Verbindung. . 55 Der Schwimmer 30 ist mit dem Schaft des Ventiles 32 verbunden, wodurch, wenn der Schwimmer durch die Flüssigkeit nicht gehoben ist, das Ventil 32 offen ist und, wenn der Schwimmer gehoben ist, geschlossen ist.

Ein Teil des Rohres 18 ist mit einer Kammer 32 ^a des Ventiles 32 in Verbindung und der Zweig 18 ^b mit einer Leitung 32 ^b im Gehäuse des Ventiles oberhalb der Kammer 32 ^a. Diese Leitung ist ferner mit dem Absperrventil 29 in Verbindung, wodurch bei gesenktem Schwimmer Kondensationsflüssigkeit vom Rohr 18 bei ihrem Lauf durch das Kondensationsrohr i8^a einen Druck auf das Luftventil 29 erzeugt und es geschlossen hält, so daß keine Luft in den Behälter durch dieses Ventil gesaugt werden kann, während Kondensationsflüssigkeit in ihn strömt. Wenn indessen die Flüssigkeit in dem Behälter so hoch steigt, daß der Schwimmer 30 gehoben wird, so sperrt er den Zufluß von Kondensationsflüssigkeit zu dem Ventil 32 ab, wodurch der Druck vom Luftabsperrventil 29 aufgehoben wird, so daß dieses sich heben und freie Luft zulassen kann, um den verbleibenden Raum im Behälter über der Flüssigkeit zu füllen. Durch die vorgenannten Mittel wird Kondensationsflüssigkeit zum Behälter 1 zugeführt, bis der Dampf darin völlig kondensiert und der Behälter in geeigneter Weise mit Flüssigkeit gefüllt ist. Während dieser Zeit verhindert die Zu- ■ strömung von Kondensationsflüssigkeit die Luft am Eintritt zum Behälter vom Ventil 29 so lange, bis der Flüssigkeitsspiegel im Behälter die im wesentlichen bestimmte Höhe go erreicht, alsdann aber wird durch das Steigen des Schwimmers 30 Luft eingelassen und der verbleibende Raum im Behälter gefüllt.

In Fig. 2 und 3 können die Injektoren i6^d die übliche Form nach Art eines Anschluß-Stückes haben, so daß die Scheidewand 13 gehoben wird, wenn die Belastung infolge einer Flüssigkeitssäule in den Zweigen des Rohres 16 vorhanden ist, wogegen, wenn Dampf oder Luft, ohne eine Belastung auszuüben, durch den Injektor gehen, die Scheidewand sinkt und das Ventil 6^a schließt. Im Falle, daß ein kräftigerer Injektor benutzt wird/ kann er verstellbar hergestellt sein, so daß jeder bestimmte Druck in dem Behälter aufrecht erhalten werden kann, ohne Rücksicht auf irgend einen höheren ihm übertragenen Dampf- oder Luftdruck, aus dem Grunde, weil ein gasförmiger oder flüssiger Körper, sobald er durch einen Injektor ge- no trieben wird, ein teilweises Vakuum bildet, wenn ihm genügend Geschwindigkeit erteilt wird. Es wird daher jeder Überschuß von Druck in dem Behälter die Flüssigkeit von der Unterseite der Scheidewand 13 mehr oder weniger absaugen und bestrebt sein, Ventil 6^a teilweise zu schließen, so daß der Druck, an jedem gewünschten Punkt begrenzt wird.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausbildung der Vorrichtung mit oder ohne Abänderung nach Fig. 4 ist der Behälter, falls Druckluft

verwendet wird, in die zu hebende Flüssigkeit zu versenken, das Ventil 28 wird geöffnet und Ventil 18* geschlossen, und die Betriebsweise ist dann die gleiche, wie sie mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben ist.

Claims (4)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Vorrichtung zum Steuern von Pulsometern mit Luftzuführung, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Wasserstande der Pumpenkammer oberhalb des Druckrohranschlusses ein ins Freie mündendes Standrohr angeschlossen ist, so daß die an diesem Rohr beim Ende der Druckperiode anlangende Luft unabhängig von der Flüssigkeit plötzlich ins Freie entweichen und zur rechtzeitigen Bewegung des Dampfeinlaßorgans benutzt werden kann.
2. 2. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (9) durch eine Membran (13) in zwei Hälften geteilt ist, von denen die eine (14) mit der freien Luft und mit dem Standrohr, die andere mit dem Dampf einlaßrohr, in welches zwischen Gehäuse und Pumpkammer ein Absperrventil (6^a) eingeschaltet ist, in Verbindung steht, und daß einerseits bei gefüllter Pumpkammer das Gewicht der Flüssigkeit in dem Standrohre die Öffnung des Ventiles (6^a) veranlaßt, andererseits bei entleerter Pumpkammer die ins Freie entweichende Luft mittels Ejektorwirkung die Flüssigkeit aus der Gehäusehälfte (14) absaugt und so den Schluß des Ventiles (6^a) herbeiführt, wobei ein Rückschlagventil (i6^b) ein Zurückströmen verhindert.
3. 3. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Standrohr (16) ein Hahn (i6^c) vorgesehen ist, welcher die Lüftabströmung nach beendeter Förderperiode regelt.
4. 4. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher mit der Steuerungseinrichtung eine Einrichtung zum Einlassen der Luft vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß letztere durch ein in gleicher Tiefe mit dem Standrohranschlusse angebrachtes und mit diesem in Verbindung stehendes Rückschlagventil (17) einströmt und dadurch mit Sicherheit unterhalb des eingelassenen Dampfes zu liegen kommt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.