DE20568C - Dampfvacuumpumpe (Pulsometer) - Google Patents
Dampfvacuumpumpe (Pulsometer)Info
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
- F04F1/00—Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped
- F04F1/06—Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped the fluid medium acting on the surface of the liquid to be pumped
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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)
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.
Publications (1)
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