PATENTSCHRIFT
Klasse
R. DAELEN in DÜSSELDORF.
Entlastetes Schachtpumpen-Ventil mit oberem Lüftungs-Ventil, bezw. ofi% letzl
Patentirt im Deutschen Reiche vom I. August 1877 ab.
Bei der zunehmenden Schachtteufe, noch mehr aber bei den in neuerer Zeit in Anwendung gekommenen,
unterirdischen Wasserhaltungsmaschinen, wobei die ganze Druckhöhe auf nur einem Druckventil lastet, sind die Uebelstände des
sonst sich am besten bewährenden mit Leder oder Kautschuk gedichteten Ventils so grofs geworden,
dafs man dieses verlassen mufste, weil der Ueberdruck, welcher von der Pumpe aus auf das
Ventil ausgeübt werden mufs, um denjenigen Druck, welcher auf das Ventil lastet, zu überwältigen,
zu grofs wurde. Die nun in Anwendung gebrachten Differentialventile und andere
Systeme haben wohl zum Theil die grofsen Kraftverluste und Stöfse vermindert, aber es sind
hierbei, wieder andere Uebelstände eingetreten, die zum Theil fast ebenso grofs sind, als die
beseitigten. Bei den Differentialventilen hat man die Dichtungsfläche, wo Metall auf Metall schlägt,
so klein als möglich gemacht; diese Flächen werden nun aber durch das harte Aufschlagen
bald zerstört.
Das hier in Fig. 1 dargestellte Ventil wird
die oben angeführten Uebel beseitigen, wie man aus Folgendem ersehen wird.
Das dargestellte Ventil ist ein gewöhnliches Tellerventil mit elastischer Dichtung und grofser
Aufschlagfläche, welche das Zerstören des Leders oder Kautschuks verhindert. Der grofse Unterschied
der Flächen über und unter dem Ventil, welcher hierdurch entsteht, wird durch die Fläche
des Kolbens A vollständig aufgehoben, denn wenn unter dem. Ventil ein nur sehr geringer
Ueberdruck entsteht, so wirkt dieser gleichzeitig auf die untere Ventilfläche und die des Kolbens A.
Diese beiden Flächen zusammen aber sind eben so grofs als diejenige über dem Ventil; beim
Heben des Ventils entsteht mithin kein Kraftverlust und daher auch kein Stofs. Der Raum B
über dem Kolben ist theils mit Luft, theils mit Wasser gefüllt und steht durch den hohlen Steg
mit dem Raum über und unter dem Ventil in Verbindung. Diese Verbindungen sind jedoch
beide mit je einem Ventil α und b geschlossen. Das Ventil α öffnet sich nur in dem Fall, wenn
beim Heben des Hauptventils der Druck in dem Raum B gröfser wird als in. C. Das Ventil b
aber öffnet sich beim Ruhestand des Hauptventils, um beim Saugen der Pumpe in dem Raum B
ein gleiches Vacuum herzustellen, wie in der Pumpe selbst. Dieses Vacuum erleichtert dann
die nächste Hebung des Hauptventils.
Die einfache, solide, zusammenhängende und dauerhafte Construction dieses Ventils ermöglicht
eine etwa nothwendig werdende Auswechslung in der kürzesten Zeit. Beide, sowohl Saug- als
Druckventil, können ganz gleich sein.
Das in Fig. 2 dargestellte Druckventil ist ein gewöhnliches Tellerventil mit Lederdichtung,
welche eine Auflage hat, die einem grofsen Druck widerstehen kann. Nehme man den Druck zu
40 Atmosphären an; die obere Fläche des Ventils ist 132,7 qcm; so steht auf dem Ventil ein
Druck von 5308 kg. Die Fläche unter dem Ventil ist nur 78,5 qcm. Wollte man nun durch
einen Ueberdruek die 5308 kg überwältigen, so würde dieser 26 Atmosphären betragen, mithin
zusammen 66 Atmosphären. Hieraus folgt, dafs solche Ventile nicht mehr angewendet werden
könnten, wenn der schädliche Ueberdruck nicht beseitigt oder compensirt würde; es geschieht
dies jedoch einfach durch den Kolben b, welcher sich in dem Cylinder E bewegt. Der Raum C
über dem Kolben, welcher theils mit Wasser, theils mit Luft gefüllt ist, steht mittelst der
Oeffnung e, welche durch das Ventil χ geschlossen
ist, mit dem Raum B unter dem Ventil a in Verbindung. Sobald die Pumpe nun anfängt
zu saugen und hier ein Vacuum entsteht, so öffnet sich das Ventil c und so wird ein gleiches
Vacuum im Raum C hergestellt. Nehme man dieses zu */2 Atmosphäre an; da.die Kolbenfläche
hier 50 qcm beträgt, macht = 25 kg, die untere Fläche des Kolbens hat 54,1 qcm; sobald der
Pumpenkolben nun zurückwirkt und der Druck 40 Atmosphären erreicht, so ist der Gesammtdruck
unter dem Kolben b und Ventil a = 5276,7s kg.
Es fehlen.. mithin nur 31,25 kg, um dem Druck
über dem Ventil gleich zu kommen. Dieser kleine Unterschied liefse sich durch Vergröfserung
des Cylinders E leicht ausgleichen, aber es ist besser, wenn dieser kleine Ueberdruck bestehen
bleibt, denn es könnte sonst leicht der umgekehrte Fall eintreten und dann eine nachtheilige
Gegenströmung entstehen.
Der grofse Ueberdruck im Verhältnifs der Fläche unter und über dem Ventil dauert nur
einen Augenblick, denn sobald das Wasser zwischen die Dichtung dringen kann, ist kein
Flächen- und Druckunterschied mehr vorhanden,
der Kolben hat mithin seine Wirkung vollendet, sobald er das Ventil nur etwas gelüftet hat;
deshalb ist ihm auch nur eine kleine Hubhöhe gegeben. Das Ventil hebt sich dann frei und
ist beim Niedergang auch nicht gehindert; zu gleicher Zeit wird der Kolben durch den Druck
der im Raum C comprimirten Luft auf die Normalstelle zurückgeführt. Bei dem Saugventil
müfste die Gonstruction etwas geändert werden; hier kann dieselbe jedoch, wie in Fig. ι dargestellt,
in der Art bestehen bleiben, dafs nur das obere, kleine Ventil bleibt und c wegfällt.
Wenn bei dem Saugventil der Druckunterschied auch nur ein kleiner ist, so wirkt der Kolben
hier doch auch noch vortheilhaft, denn ohnedem würde die Saughöhe sich um 4 m vermindern.
Hierzu ι Blatt Zeichnungen.