DE20568C - Dampfvacuumpumpe (Pulsometer) - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE B9: Pumpen.

RICHARD VOGEL in BOCHUM. Dampfvacuum-Pumpe (Pulsometer).

Patentirt im Deutschen Reiche vom 12. Mai 1882 ab.

Bei mittelst Damp'fvacuum saugenden Pumpen bildet sich mit Beginn der Saugperiode ein nahezu druckfreier Raum über den Saugventilen. Der Mangel an Belastung giebt nun dem Saugventil eine äufserst rapide Aufgangsbewegung, bildet die Sjöfse bei Hubbegrenzung zu grofser Heftigkeit aus und begünstigt Erscheinungen, wie sie unter dem Stofsventil des hydraulischen Widders auftreten. Das in geschlossener Säule aufsteigende Saugwasser stürzt nämlich nach erfolgter Hubbegrenzung in geschlossener Säule in die Saugleitung zurück und während sich dieses Spiel öfters wiederholt, kann sich die Pumpkammer für die kommende Druckperiode nicht mit Wasser füllen. Hierauf begründet sich der eigenthümliche Erfolg, welchen die Einführung atmosphärischer Luft in die Pumpkammern der Pulsometer hat. Die eingeführte Luft vermehrt den Druck in der Pumpkammer und indem sie den Contrast zwischen Vacuum in der Pumpkammer und dem Ueberdruck in der Saugleitimg herabmindert, mildert sie die unvermeidlichen Stöfse des Saugventils bis zur Unschädlichkeit. Hierbei beansprucht jedoch die eingeführte Luft zu viel Platz für sich und wirkt dadurch höchst nachtheilig auf Dampfverbrauch, Saugkraft und Betriebssicherheit des Apparates.

Alle diese Nachtheile können vermieden werden, wenn man die frühere Lufteinführung durch einen künstlich erzeugten hydraulischen Druck ersetzt.

Fig. ι zeigt in linksseitiger Pumpkammer ein im Aufgehen begriffenes Saugventil, über dessen Sitzöffnung ein häubenförmiger Körper α befestigt ist, welcher dem ebenfalls haubenförmigen Ventildeckel d als Führung dient und der mit seinen Füfsen einen Dichtungsring e auf die Ventilsitzfiäche drückt. Die Decke des Körpers a hat Durchbrechungen b b, und oberhalb des Säugventils sondert eine Scheidewand eine Saugventilkammer (Druckkammer) von der übrigen Pumpkammer ab. Die so gebildete Kammer communicirt mit dem darüber KegendenPumpkammerraum durch die Oeffhungen/y, deren gesammte Durchgangsgröfse geringer sein mufs, als die freie Durchgangsöffnung des Saugventils bei höchster Aufgangsstellüng. Die Anordnung des Körpers a hat den Zweck, einen erheblichen Theil des Saugwassers von der Einwirkung auf Hebung des Ventildeckels d auszuschliefsen und dadurch die Aufgangsgeschwindigkeit des letzteren zu reduciren, denn nur das durch die verhältnifsrnäfsig kleinen Oeffhungen b b und durch den Spielraum zwischen dem Ventildeckel d und seiner Führung α dringende Wasser kommt für Hebung des Ventildeckels zur Verwendung, der . bei weitem gröfsere Theil wird durch α seitlich abgelenkt und dringt durch die mit der Hebung von d entstehende Oeffhung aus dem» Ventil heraus. Da nun die Summe der Oeffnungen// geringer ist, als die gröfste freie Durchgangsöffnung des Saugventils, so mufs mit dem Heben des Saugventils die Ausströmung aus letzterem gröfser werden, als die aus der Druckkammer, und es mufs ein zunehmender hydraulischer Druck in der Druckkammer entstehen, welcher sich als Rückdruck auf den Saugventildeckel d und das das Saugventil passirende Saugwasser äufsert. Erhält schliefslich die Pressung in der Druckkammer eine Gröfse, welche den Saugventildeckel in Gleichgewichtslage bringt, so bleibt der Saugventildeckel, ohne von der Hubbegren-

zimg angehalten zu werden, in bestimmter Höhe stehen. Es wird eine Hubbegrenzung ohne Stofs geschaffen und die Ausströmungsfähigkeit des Saugwassers aus dem Ventil durch nichts gestört. Würde der. Körper α nicht einen erheblichen Theil des Saugwassers von der auftreibenden Wirkung auf den Saugventildeckel abhalten, so würde das Saugwasser auch in geschlossener Säule aufsteigen und die Hemmung trotz der Anordnung einer Druckkammer zu rapide erfolgen.

Die rechtsseitige Pumpkammer der Fig. ι zeigt eine andere Lösung. Nur die Anordnung einer Scheidewand mit den Oeffnungen //, welche letzteren von der freien Durchgangsöffnung des Saugventils an Gröfse übertroffen werden, stimmt in der rechtsseitigen Pumpkammer mit der Anordnung in der linksseitigen überein. Hier besteht der in höchster Aufgangsstellung gezeichnete Ventildeckel aus einer einfachen Klappen. Dieser Saugventildeckel gelangt während seiner Anfgangsbewegung zu einer Hubstellung, durch welche die Ausströmung aus der Saugventilsitzöffnung gröfser wird, als der gesammte Durchgang der Oeffnungen //. Dadurch entsteht der Rückdruck wie im ersten Falle, und der Ventildeckel nähert sich der Hubbegrenzung mit genügend sanftem Bewegungsübergang. Eines Schutzes gegen übermächtige Einwirkung des Saugwassers, wie ihn im vorstehend beschriebenen Falle der Körper a dem Ventildeckel d leistet, bedarf die Klappe χ nicht, denn sie entzieht durch ihren ausweichenden Bewegungsgang dem aufdringenden Saugwasser immer mehr Angriffspunkte für ihre Hebung und nimmt gegen Ende des Hubes eine 'Stellung ein, welche den gröfsten Theil des aufsteigenden Saugwassers ohne Brechung des Strahles vorbeiläfst und dem verschwindenden Reste sehr günstige Einfallwinkel gewährt. Bedingung ist nur, dafs die Klappe χ nicht durch eine feste Hubbegrenzung in ihrer aufgehenden Bewegung gehemmt wird, bevor sich ein ausreichender Druck in der Ventilkammer gebildet hat.

Selbstverständlich müssen die Druckkammern. immer ganz mit Wasser gefüllt sein und sich daher in genügender Tiefe der Pumpkammer befinden. .

Fig. 2 zeigt eine Construction, wie sie für Druckventile der Dampfvacuum-Pumpen benutzt werden soll. Der Ventildeckel besteht hier aus einem cylindrischen Körper g, welcher sich in einer oberen Führung h bewegt und eine lose untergelegte Dichtungsscheibe k besitzt, welche nur durch den herabgehenden Zapfen i des Ventildeckels gegen seitliche Verschiebung gesichert ist. Die Dichtungsscheiben der bekannten Ventile sind nämlich gegen Kraftbeeinflussungen nach allen Richtungen hin fest mit ihren Ventildeckeln verbunden, meistens jedoch ohne Grund, denn beim Arbeiten des Ventils wird ja die Dichtungsscheibe durch die unter dem Ventildeckel befindliche Wassersäule gegen den Ventildeckel geprefst, bezw. in ihrer Höhenlage erhalten. Die hier beschriebene Anordnung hat Billigkeit in der Herstellung, Leichtigkeit der Bedienung bei Auswechselung der Dichtungsscheiben und Beschränkung dieser Reparatur auf möglichst kurze Dauer zum Zweck.

Für eine mit vollständiger Wasserfüllung arbeitende Pumpkammer steht aber zu befürchten, dafs das aufsteigende Saugwasser das Dampfsteuerventil durch heftigen Anprall vorzeitig zum Umsteuern bringt und so die Betriebssicherheit des Apparates gefährdet. Um dies zu verhüten, haben die in Fig. 3 und 4 besonders dargestellten und zur gegenseitigen Unterstützung ihrer Functionen an einem Balken aufgehängten Ventilkörper der Dampfventilsteüerung in Ansätze /, welche in die Pumpkammer P hineinragen und in verjüngter Form nach unten hin verlaufen. Sie gleichen einem aus zwei zusammengesetzten Cylindern geschnittenen Keile, an welchem die vom Mantel des unteren gröfseren Cylinders übrig gebliebenen Flächen dem Ventilkörper als Führung dienen. Der Ventilkörper bietet jetzt bei erster Berührung dem aufwärts getriebenen Wasserspiegel eine sehr geringe Angriffsfläche für die Stofswirkung, und beim weiteren Aufsteigen des Wassers vertheilt sich die Stofswirkung in auf einander folgenden Zeiträumen ebenfalls nur auf sehr kleine Flächen, so dafs eine Gesammtwirkung des Stofses auf den Ventilkörper ausgeschlossen bleibt.

Eine weitere Verbesserung besteht in der Anordnung eines Absperrhahnes w bekannter Construction mit einseitiger Querbohrung η des Gehäuses, welcher dem Kopfe der Dampfvacuum-Pumpe direct aufzusetzen, oder je nach Bedürfnifs weiter davon entfernt in das Dampfzuleitungsrohr einzuschalten ist. Er soll bei Abstellung der Dampfzuleitung Luft durch die seitliche Bohrung des Gehäuses einlassen, damit nicht während der Ruhezeit Wasser durch das geöffnete der Dampfsteuerventile in den Steuerungsraum gesaugt wird, welches durch Beisatz von Unreinlichkeiten den Steuerungsmechanismus beschädigen kann. Die Verbindung des Lufteinlasses mit der Dampfabsperrbewegung sichert gegen die Schäden, welche anderenfalls durch Nachlässigkeit des Wärters entstehen könnten.

Aufserdem soll die Dampfvacuum-Pumpe noch mit einem Regulator in Verbindung gebracht werden, welcher das Tempo ihres Ganges nach Bedürfnifs regelt. Das Kücken des Dampfabsperrhahnes w trägt deshalb einen Doppelhebel o, von dessen Armen einer durch angehängten Schwimmer /, der andere durch Gegengewicht belastet ist. Der Schwimmer wird von dem zu fördernden Wasser getragen und verengt

durch seine Einwirkung auf den Hebel die Dampfzuströmung bei sinkendem Wasserspiegel, bei steigendem kommt das Gegengewicht zur Geltung und wird dadurch die Dampfzuströmung verstärkt, so dafs der Apparat rascher arbeitet. Der Doppelhebel kann natürlich auch mit jeder anderen Dampfabsperrvorrichtung' in Verbindung gebracht werden, welche durch Drehbewegung schliefst, z. B. mit einem Durchlaufventil.

Dieser Regulator macht die Dampfvacuum-Pumpe besonders zur Wasserhaltung für veränderliche Zuflüsse geeignet. Soll dagegen aus einer überreichlichen Wassermenge, z. B. aus einem See oder einem Flufs, nur ein bestimmtes Wasserquantum pro Zeiteinheit entnommen werden , so umgiebt man das Saugrohr nebst Schwimmer nach Darstellung der Zeichnung mit einem Kasten q, welchem durch einen besonders gestellten Schützen r nur das erforderliche Wasserquantum zufliefst.

Die Regulirung kann nach demselben Princip auch vom bereits geförderten Wasser aus erfolgen. Man braucht dabei das geförderte Wasser nur in einen Kasten ausströmen zu lassen, aus welchem das verlangte Förderquantum constant abfiiefst. Hierbei mufs die Disposition so getroffen werden, dafs der Hebel mit steigendem Wasserspiegel die Dampfzuströmung drosselt und mit sinkendem verstärkt. Es ist dabei angenommen, dafs sich die Dampfabsperrvorrichtung in entsprechender Höhe über die Ausströmung des Steigrohres befindet.

Die in Fig. 5 dargestellte Construction soll schliefslich die Dampfvacuum-Pumpe zum automatischen Dampfkessel-Speiseapparat ausbilden. Der in Seitenansicht gezeichnete Apparat nimmt dort eine erhöhte Stellung auf dem zu speisenden Dampfkessel D ein und empfängt zu seinem Betriebe den Dampf aus dem an den Regulirhahn s anschliefsenden Rohre t, welches durch die obere Wandung des Dampfkessels bis zum Wasserstand herabgeführt ist. Bei mangelndem Wasser wird der Dampf durch das Rohr t in die Steuerkammer treten und den Apparat behufs Kesselspeisung in Thätigkeit setzen, bei ausreichendem Wasservorrath füllt sich die Pumpe nebst Rohr t mit Wasser und stellt durch die Schwere der Wassersäule in t ein Gleichgewicht her, welches den Apparat zum Stillstand bringt. Das Dampfrohr t ist für seine untere Oeffhung schräg abgeschnitten, um die mit dem Sinken des Wasserspiegels wachsende Dampfzuströmung in mäfsigeren Grenzen zu halten, als dies eine horizontale Begrenzung vermag. ■ Indem sich das Bedürfhifs langsamer befriedigt, gelingt es, die Zuführung kälterer Wasserpartien in den Kessel behufs gleichmäfsigerer Vertheilung auf einen gröfseren Zeitraum auszudehnen. Diese Anordnung bietet durch Einfachheit und Unabhängigkeit von Bewegungsmechanismen die beste Gewähr für die Sicherheit automatischer Functionen.

Claims (6)

Patent-AnSprüche: Eine Dampfvacuum-Pumpe (Pulsometer) charakterisirt durch:

1. die Anordnung eines Körpers, α über der Sitzöffnung des Saugventils und im Innern des Ventildeckels d, zu dem Zweck, einen Theil des Saugwassers von der Einwirkung auf Hebung des Saugventildeckels auszuschliefsen und dadurch die Aufgangsgeschwindigkeit des Saugventildeckels zu reduciren;

2. die Absonderung des Saugventils durch eine Druckkammer, deren mit der oberen Pumpkammer commnnicirenden Oeffnungen ff geringeren Durchgang haben, als die Oeffnung des Saugventils bei höchster Hubstellung, zu dem Zweck, einen hydraulischen Druck zu erzeugen, welcher die Stöfse des Ventildeckels bei Hubbegrenzung abschwächt;

3. die Anordnung von Ansätzen / an den gesteuerten Körpern der Dampfventilsteuerung m, welche sich an der der Pumpkammer P zugekehrten Seite ,befinden und eine sich nach unten verjüngende Gestalt besitzen;

4. die Anordnung eines Dreiweghahnes w, dessen Gehäuse neben den Dampfeintrittsöffnungen noch eine Oeffhung η besitzt, zu dem Zweck, beim Abstellen der Pumpe Luft in letztere einlassen zu können;

5. die Anordnung eines Hubgeschwindigkeits-" regulators, welcher aus einem auf die Dampfeinströmungsregulirung mittelst Hebels 0 einwirkenden Schwimmer p besteht;

6. die Umgebung des auf die Dampfzuströmung einwirkenden Schwimmers/ mit einem Behälter q, welchem entweder ein bestimmtes Wasserquantum zufliefst oder abläuft.

Hierzu I Blatt Zeichnungen.