DE23243C - Entlastete Kolben für rotirende Maschinen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE Ig^f Pumpen

Die Erfindung hat den Zweck, den bei Rotationspumpen wie bei Maschinen mit rotirenden Kolben überhaupt auftretenden einseitigen Druck der Kolben gegen die Wandung und der Kolben-, welle gegen ihre Lager aufzuheben. Dies erreichen wir dadurch, dafs wir auf der Kolbenwelle sogenannte Compensationskolben anbringen, in denen das arbeitende oder bewegte Fluidum stets einen Druck erzeugt, der den einseitigen Druck auf den Arbeitskolben aufhebt.

Die beiliegenden zwei Blatt Zeichnungen stellen einen Fall der Anwendung dieser entlasteten Kolben dar, und zwar zeigt:

Fig. ι eine direct wirkende Dampfpumpe im Längenschnitt,

Fig. 2 einen Querschnitt des Dampfcylinders dieser Pumpe nach der Linie 1-2, Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt des Pumpencylinders nach der Linie 3-4, Fig. 1;

, Fig. 4 ist ein Querschnitt nach der Linie 5-6,

Kg· ι, ■

Fig. S ein Querschnitt nach der Linie 7-8,

Fig. ι;

Fig. 6 stellt eine Endansicht dar.

In dem vorliegenden Fall drehen sich zwei halbcylindrische Kolben d und e, deren Wellen b und c durch die Zahntriebe// im Eingriff stehen, innerhalb des Gehäuses a so gegen einander, dafs die kreisförmige Peripherie eines Kolbens stets mit der kreisförmigen Centralhülse g des anderen Kolbens in Berührung bleibt. Der durch i einströmende Dampf tritt durch die Kanäle/ und k zu den beiden Kolben d und e.

Um nun den einseitigen Druck auf die Wellen b und c aufzuheben, versehen wir die rotirenden Arbeitskolben mit den Compensations- oder Entlastungskolben n. Dieses sind kleinere Kolben, die entweder mit den Arbeitskolben gleich zusammengegossen oder an diesen befestigt sind. Während der Umdrehung macht sich der schädliche Druck auf die Arbeitskolben in der Richtung der Achse in kleinerem oder gröfserem Mäfse geltend, je nachdem die bewegende Substanz in Motoren oder die unter Druck bewegte Substanz in Pumpen und ähnlichen Maschinen auf eine kleinere oder gröfsere Fläche der Arbeitskolben in der Richtung der Achse wirkt, was von der Stellung des Arbeitskolbens abhängig und somit veränderlich ist. Dieser schädliche Druck ist gleich oder weniger wie die Kolbenfläche multiplicirt mit dem Druck der auf derselben lastenden Substanz. Um nun diesen je nach der Stellung der Arbeitskolben veränderlichen und schädlichen Druck aufzuheben, machen wir die Entlastungskolben η und n ungefähr gleich dem halben Durchmesser der Arbeitskolben und die Breite ungefähr anderthalbmal so grofs wie ihre Durchmesser oder etwas weniger. Auf jeder Seite des Arbeitskolbens wird ein Entlastungskolben angebracht. Diese Entlastungskolben η und η werden abgedreht, so dafs sie genau in die cylindrischen Oeffnungen der Cylinderdeckel, welche die Entlastungscylinder bilden, hineinpassen und sich darin drehen können. Fig. 4 zeigt sodann deutlicher, wie die Peripherie dieser Entlastungskolben in passender Weise ausgeschnitten wird, und zwar so, dafs, sobald der auf dem Arbeitskolben in der Richtung der Achse lastende schädliche Druck wirkt, derselbe sofort auch auf die Entlastungskolben, aber in entgegengesetzter Richtung einwirkt. Diese Ausschnitte in den Entlastungskolben sollen zusammen auf beiden Seiten ungefähr die nämliche Fläche haben wie die Fläche des Arbeitskolbens auf

der entgegengesetzten Seite, auf die der schädliche Druck in der Richtung der Achse wirkt. Kanäle p p, welche in den Cylinderdeckeln angebracht werden, stellen die nöthigen Verbindungen her, um den Druck, der auf dem Arbeitskolben lastet, auf die entgegengesetzte Seite der Entlastungskolben zu bringen. Diese Kanäle verbinden also den Einlauf in Motoren oder die Druck- oder Ablieferungsseite in Pumpen und ähnlichen Maschinen mit der entgegengesetzten Seite der Entlastungscylinder. Aehnliche Kanäle r r in den Cylinderdeckeln stellen die nöthigen Verbindungen her, um diejenige Seite der Entlastungskolben, auf denen kein Druck lasten soll, mit dem Auslauf in Motoren oder mit der Saugseite in Pumpen und ähnlichen Maschinen zu verbinden, so dafs der Arbeitskolben wie die Entlastungskolben auf einer, und zwar entgegengesetzten Seite dem gleichen Druck ausgesetzt sind und auf der anderen Seite in ganz gleicher Weise entlastet werden. Kleine Kanäle werden ebenfalls in passender Weise in die Entlastungskolben η und η eingeschnitten, welche zusammen mit den oben berührten Kanälen und den Ausschnitten in den Entlastungskolben den Druck auf letztere derart automatisch reguliren, dafs derselbe während der ganzen Umdrehung möglichst gleichmäfsig sowohl auf den Arbeitskolben wie auf die Entlastungskolben drückt, so dafs der schädliche Druck, der in der Richtung der Achse auf den Arbeitskolben wirkt, so vollständig wie möglich aufgehoben wird durch den gleichen Druck, der zu gleicher Zeit und in gleicher Weise nur in entgegengesetzter Richtung auf nahezu die gleiche Fläche der Entlastungskolben drückt. Sich selbst regulirende Streifen und Ringe können angewendet werden, um die Entlastungs- und Arbeitskolben in passender Weise abzudichten. Die auf den Entlastungskolben ausgeschnittenen Flächen müssen mit denjenigen Flächen der Arbeitskolben, auf denen der schädliche Druck in der Richtung der Achse lastet, correspondiren und denselben so nahezu wie möglich gleichkommen, und da der schädliche Druck auf den Arbeitskolben je nach der Stellung desselben veränderlich ist, so sind auch die Entlastungskolben dementsprechend in ungleicher Weise ausgeschnitten.

In der vorliegenden Construction der Dampfpumpe ist die speciellere Einrichtung an den Compensationskolben folgende:

In Fig. 4 sind ί die gröfseren und t die kleineren ausgeschnittenen Flächen des Entlastungskolbens, wie sie auch im Längenschnitt, Fig. ι, in der Richtung von A aus aussehen. Die Abdichtung zwischen diesen beiden Ausschnitten findet von ζ bis z'" und von z' bis z" statt, und - können zu besserer Abdichtung Metallstreifen u mit Federn dahinter eingelegt werden. Die Abdichtung nach dem Hauptcylinder und gegen die Welle hin geschieht durch die vollkommen cylindrisch runden Theile der Entlastungskolben und kann durch Einlage von elastischen Ringen verbessert werden, wie in Fig. ι gegen den Hauptcylinder hin angedeutet ist. ν ist ein kleiner Kanal, der in eingezeichneter Weise in der Mitte des ausgeschnittenen Theiles des Entlastungskolbens auf dem Umkreise eingehauen ist, um den Dampf zur richtigen Zeit vom Kanals zum ausgeschnittenen Theil ί zu leiten; y ist ein stehengelassener, d. h. nicht ausgeschnittener Streifen im inneren Theil von s, der die Verbindung von s mit dem Abzugskanal r abschiefst, sobald der Kanal υ die Verbindung zwischen s und dem Einlauf kanal p öffnet ρ w ist ein kleiner Kanal am inneren Theil des Entlastungskolbens, der den Dampf aus t in die Abzugskanäle r entweichen läfst, sobald der ganze Druck auf die Fläche s wirken soll. In Fig. ι sind die Ausschnitte t, die Streifeny und die Kanäle w mit punktirten Linien eingezeichnet, als im Hintergrund befindlich und in der Ansicht nicht sichtbar.

In Fig. 5 sind s die gröfseren und t die kleineren ausgeschnittenen Flächen des Entlastungskolbens, und. ist t im Längsschnitt ersichtlich, von B aus gesehen. Die Abdichtung zwischen diesen beiden Ausschnitten findet von ζ bis z'" und von z' bis z" statt. Die elastischen Abdichtungen sind hier weggelassen, da solche bei Flüssigkeiten und mäfsigem Druck überflüssig sind, indem die cylindrischen Theile der Entlastungskolben selbst genügend abdichten. t ist hier etwas gröfser wie in Fig. 4, weil der Dampf auf der entgegengesetzten Seite von t auf eine kleinere Fläche des Dampfarbeitskolbens drückt, wie auf den Pumpenarbeitskolben, χ ist ein Kanal, um die Flüssigkeit in t sofort in den Abgangskanal r entweichen zu lassen, sobald | die Verbindung zwischen dem Einlaufkanal p und dem Ausschnitt s hergestellt ist, so dafs keine Stagnation eintritt und die Entlastung vollständig wird. Die Kanäle χ sind im Pumpencylinder, Fig. 1, an der inwendigen Seite der Ausschnitte t gezeigt. Der Streifen y und Kanal w fällt bei Pumpen und ähnlichen Maschinen weg.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   An Rotationspumpen und Maschinen mit rotirenden Kolben die entlasteten Kolben n, die mit dem Arbeitskolben verbunden sind, durch geeignete Ausschnitte auf ihrem Umfang und durch Kanäle / r aber stets von dem bewegenden oder bewegten Fluidum einen solchen Druck empfangen, dafs er den im Augenblick auf den Arbeitskolben wirkenden Druck aufhebt, so dafs der Arbeitskolben entlastet wird.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen. BERLIN. GEDRUCKT IN DER REICHSDRUCKEREI.