DE234652C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

■-. M 234652 KLASSE 59 c. GRUPPE

Vorrichtung zum Heben oder Treiben von Flüssigkeiten.

Patentiert im Deutschen Reiciie vom I.August 1908 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Heben oder Fortbewegen" von Flüssigkeiten, bei welchem eine Flüssigkeitsmenge durch die Entzündung eines brennbaren Gemisches aus einer Kammer ausgetrieben wird und eine nach der Kammer zurückkehrende Flüssigkeitsmenge die neue brennbare Ladung verdichtet. Die Erfindung besteht darin, daß zwei oder mehr Verbrennungskammern vorgesehen sind, deren Funktionen bei jedem zweiten Arbeitsgang, vertauscht werden.

Angenommen, es seien zwei Verbrennungskammern an ein. gemeinsames Förderrohr angeschlossen und in einer Kämmer befinde sich verdichtetes brennbares Gemisch, während aus der änderen die Verbrennungsrückstände ganz oder teilweise entfernt sind. Wenn in der ersten Kammer die Zündung erfolgt, so wird aus dieser Kammer Flüssigkeit in das Förderrohr getrieben. Wenn der Druck der sich ausdehnenden Gase infolge der Auswärtsströmung der Flüssigkeit im Förderrphr so weit gesunken ist, daß die Flüssigkeit in der zweiten Kammer nicht mehr im Gleichgewicht gehalten wird, so sinkt diese Flüssigkeit und zieht neues Gemisch in die zweite Kammer. Jetzt kehrt die Flüssigkeit im Förderrohr zurück, treibt die Verbrennungsrückstände aus der ersten Kammer aus und preßt das neue Gemisch in die zweite Kammer. Beide Kammern sind jetzt bis zu einer gewissen Höhe mit Flüssigkeit gefüllt. Nun wird in der zweiten Kammer das Gemisch entzündet, und der Arbeitsgang wiederholt sich, mit dem einzigen Unterschied, daß jetzt die Kammern ihre Rollen vertauschen. Auf den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele zur Ausführung des Verfahrens dienender Pumpen dargestellt.

Fig. i ist eine Zusammenstellung der Pumpe. Fig. 2, 3 und 4 sind verschiedene Steuerungen. Fig. 5 zeigt die Anordnung einer Verbrennungskammer in der anderen. Fig. 6 zeigt eine Anordnung, bei welcher die aus einer Kammer austretende Flüssigkeit auf die in der anderen Kammer ejektorartig wirkt..

In Fig. ι sind 1 und 2 die Verbrennungskammern, die unten mit dem Zuführrohr 3 und dem Förderrohr 4 in Verbindung stehen. Durch ein Ventil 32 kann Flüssigkeit aus Behälter 31 in das Rohr 3 eintreten. 5 und 6 sind die Einlaß-, 7 und 8 die Auspuffventile. Unter den Einlaßventilen 5 und 6 liegen Schutzventile 9,10, welche verhindern, daß Flüssigkeit an die Einlaßventile gelangt. Diese Ventile 9 und 10 sind nicht unbedingt erforderlich, aber zweckmäßig.

Die Auspuffventile 7, 8 öffnen sich durch ihr eigenes Gewicht gegen leichte Federn. Ihre Stifte tragen Bunde 13, 14, unter welche die Klinken 15,16 einfallen können. Klinke 15 ist durch Stange 28 mit Winkelhebel 24 und Klinke 16 durch Stange 27 mit Winkelhebel 23 verbunden. Die Winkelhebel greifen durch Stifte 43 und 44 die Schäfte der Ventile 5,6 an.

Angenommen, es befinde sich in Kammer 2 eine verdichtete Ladung und in Kammer 1 ein durch die Flüssigkeit gepreßter Luftpuffer. Wird jetzt durch Zündstift 29 in Kammer 2 die Zündung bewirkt (das Ventil 10 ist offen), so sinkt zunächst die Flüssigkeit in Kammer 2 und steigt in Kammer 1, wo sie den Luftpuffer noch weiter preßt, und strömt gleichzeitig in

(2. Auflage, ausgegeben am sj. Januar

das· Förderrohr 4. Während die Dehnung"_iij Kammer 2 fortdauert, wird schließlich der Druck in· Rohr 3 so gering, daß Flüssigkeit aus ; Behälter 31 durch Ventil 32 in das Steigrohr 4 nachströmt. Auch ■. in ' Kammer 1 sinkt die Flüssigkeit. .,Das Auspuffve.ntil 7 ist durch Klinke 15 gesperrt und bleibt geschlossen, dagegen öffnet jetzt der Unterdruck in Kammer I die Ventile 9 und 5, und eine frische Ladung

wird in Kammer 1 gesogen. Das Öffnen des Ventils 5 löst durch. Hebel 23 und Stange 27 das Auspiiffventil .8 .aus, welches äich öffnet, sobald der Druck in Kammer 2 genügend gesunken ist_: Jnfolgedessen bleibt das Ventil- 6 bei diesem Hub geschlossen. Die Flüssigkeit

■ kehrt jetzt in Rohr 4 zurück, das Flüssigkeitseinlaßventil 32 schließt sich, und die Flüssigkeit beginnt in den beiden Kammern zu steigen; da in Kammer 2 das Auspuffventil offen steht, steigt die Flüssigkeit dort schneller als in Kammer 1, wo sie die neue Ladung pressen muß. Die Folge ist, daß während in der Kärri-

. mer ι die Flüssigkeit noch steigt, in Kammer 2 die Flüssigkeit bereits die Ventile 8 und 10 geschlossen und die abgesperrten Rückstände gepreßt hat, welche sich sofort wieder ausdehnen und die Flüssigkeit aus Kammer 2 etwas zurücktreiben, bis Gleichgewicht herrscht. Ventil 8 wird durch seine Klinke 16 sofort gesperrt.

Indessen preßt in Kammer 1 die steigende Flüssigkeit die neue Ladung zusammen, erreicht aber Ventil 9 nicht, welches also offen bleibt. Wenn jetzt der Stift 30 in Kammer 1 zündet, wiederholt sich der beschriebene Vorgang, nur daß jetzt in Kammer 2 Ventil 8gesperrt bleibt und Ventile 6. und 10 aufgesogen werden, was durch Hebel 24 und Stange 28. eine solche Bewegung der Klinke 15 hervorruft, daß diese das Ventil 7 der Kammer 1 freigibt. Die Zündung wird durch Anschläge 61 und 62 des Schalters 60, welche durch Stangen 27, 28 gedreht werden, ' abwechselnd in beiden Kammern eingeleitet.
Bei der Steuerung nach Fig. 2 sind außer den beschriebenen Teilen noch Klinken 41, 42 für die Einlaßventile 5 und 6 vorgesehen, welche durch Stange 34, Winkelhebel 35, Stange 38, Stange 59 von Flüssigkeitventil 32 aus gesteuert werden. Außerdem haben die Ventile 5,6 noch je eine Klinke_o 51,52, die durch Stange 53 gekuppelt sind und von~den Stangen 27, 28 aus mittels federnder Anschläge 47, 50, die gegen Anschläge 55, 56 der Stange" 53 schlagen, gesteuert werden können. Die Stange 53 ist so bemessen, ■ daß jeweils nur eine' der Klinken 51,52 unter dem Bund 21 oder 22 des zugehörigen Einlaßventils 5 oder 6 greifen kann. Eine Feder 54 hält die Stange 53 in der Stellung, die sie gerade einnimmt, indem sie die Stange in ihre tiefste Lage zu ziehen strebt.. .

Die Wirkungsweise der Steuerung ist ■ f<ügende: '

In Kammer 2 befinde sich.gepreiite Ladung', in Kammer 1 «in Luftpuffer. Wenn in Kammer 2 die Ladung gezündet wird, treten in .beiden Kammern die schon beschriebenen Vorgänge ein. Wenn das Flüssigkeitsventil 32 sich öffnet, so werden Klinken 41 und 42 unter den Bunden 21,22 der Ventile 5,6 weggezogen. Ventil 6 kann sich jedoch noch nicht öffnen, ' da es durch Klinke 52 gesperrt ist, dagegen öffnet sich infolge der Saugwirkung in Kammer ι Ventil 5. und eine neue Ladung wird in Kammer 1 gesogen. Ventil 5 löst durch Stift 43, Hebel 23 und Stange 27 die Klinke 16 des Äuspuffventils 8 der Kammer 2 aus. Das Ventil 8 öffnet sich, sobald der Druck in Kammer 2 genügend gesunken ist. Beim Verschieben der Stange 27 nach links stößt.der federnde Anschlag 50 an Stift 56 der Stange .53, welcher Klinke 52 unter Bund 22 des Ventils 6 hervorzuziehen sucht. Das kann aber vorläufig nicht geschehen, weil Klinke 51 sich. gegen den Bund 21 des geöffneten Ventils 5 legt und dadurch die Stange 53 verhindert, sich nach links zu verschieben. Die Bewegung der Stange 27 nach links, hat also nur zur Folge, daß Feder 49 gespannt wird., Die Feder 49 bleibt auch gespannt, wenn Ventil 5 sich ■geschlossen hat, da Ventil 8 dann noch offen ist, die Klinke 16 sich gegen den Bund !4 anlegt und Stange 27 in ihrer Lage hält. Inzwischen kehrt die Flüssigkeit im Förderrohr zurück und steigt in den beiden Kammern auf. Ventil 5 und Flüssigkeitseinlaßventil 32 schließen sich und Ventil 5 wird sofort durch Klinken 41 und 51 gesperrt. Die Stange 38 ist da, wo sie an Winkelhebel 35 greift,' geschlitzt, damit sich das Ventil 32 auch dann schließen ioo. kann, wenn Ventil 5 noch offen bleiben sollte.

..Die Klinke 41 wird also durch das Schließen ■ des Ventils" 32 nur freigegeben, und Feder 43 führt sie unter den Bund 21 zurück. Ventil 6 wird jetzt zwar von Klinke 52 freigegeben/.105 aber die Klinke 41 zieht mittels Stange 59 die Klinke 42 unter den Bund 22;, so daß Ventil 6 vorläufig gesperrt bleibt. Die Flüssig- " keit preßt jetzt das Gemisch¹ in Kammer 1, schließt Ventile 10 und 8 in Kammer 2 und preßt im Kopf der Kammer 2 den Luftpuffer. Dann erfolgt in Kammer 1 Zündung, Flüssigkeitseinlaßventil 32 öffnet sich nach einiger Zeit und zieht die Klinke 42 unter dem Bund 22 des Ventils 6 heraus, so daß dieses sich öffnen kann, wenn der Druck in Kammer 2 genügend gesunken ist. Dabei wird durch-Stift 44 Hebel. 24 und Stange 28 die Klinke des Äuspuffventils 7 ausgelöst und gleichzeitig stößt Bund 47 gegen Stift 55 und legt dadurch "die Klinke 52 gegen'Bund 22 des Ventils'6 an, so daß dieses .gesperrt wird, wenn es sich wieder schließt.

Es ist zuweilen empfehlenswert, an den Kammern Sicherheitsventile vorzusehen, welche bei zu hohem Druck abblasen. Wenn die Zündung in einer Kammer erfolgt ist und die Flüssigkeit in der anderen Kammer steigt und j den Luftpuffer· dort noch weiter preßt, so können durch das Arbeitsvermögen der beschleunigten Flüssigkeitssäule gefährliche Drücke in der anderen Kammer hervorgerufen werden.

ίο Das aus dem Sicherheitsventil der einen Kammer entweichende Gas kann der anderen Kammer zugeführt werden.

Um zu verhindern, daß in der Kammer, in welcher der Luftpuffer sich ausdehnt, das Brennstoffventil sich öffnet, bevor in der anderen Kammer die Zündung erfolgt ist, dient eine Einrichtung, welche unabhängig vom Ventil 32 arbeitet. Zu .diesem Zwecke sind nach Fig. 3 in die Kammerdeckel zwei zwischen zwei Ventilsitzen spielende Kolbenventile 73, 74 eingebaut. Diese Ventile sind durch Stifte 75,76 um feste Achsen 79,80 schwingbare Winkelhebel· 77, 78 und Lenker 81/82 an die Klinken 84 und 83 angeschlossen. Das Gewicht der bewegten Teile ist derart ausgeglichen, daß, wenn der Druck in der Kammer t oder 2 den atmosphärischen Druck' um einen geringen Betrag übersteigt, die' Kolbenventile 73 bzw. 74 die dargestellte obere Lage einnehmen. Sinkt die Spannung in der Kammer 1 oder 2 annähernd auf eine Atmosphäre, so bewegt sich das zugehörige Ventil 73 bzw. 74 in die unterste Stellung und löst die Klinke 84 bzw. 83 aus. Die Klinken greifen unter Bunde 22, 21 der Brennstoffeinlaßventile. Das Brennstoffeinlaßventil der Kammer 1 kann sich demnach nicht öffnen, wenn der Druck in der Kammer 2 so hoch ist, daß er das Ventil 74 in der oberen Stellung hält, ;es kann daher erst am Ende des Arbeitshubes in der Kammer 2 Brennstoff durch Ventil 5 angesaugt werden. · Das Brennstoffeinläßventil der Kammer 1 ist in analoger Weise durch das Kolbenventil 73 der Kammer 2 beeinflußt. Die dargestellte Einrichtung kann auch bei den anderen Steuerungen zur Anwendung kommen und tritt an Stelle derjenigen' Teile, die das Öffnen der Brennstoffeinlaßventile' für gewöhnlich verhindern und nur dann zulassen, wenn gleichzeitig eine Saugwirkung auf das betreffende Ventil ausgeübt wird und ein geringer Flüssigkeitsdruck in den Kammern herrscht.

Bei der Steuerung nach Fig. 4 steuern das Einlaß- und das Auspuffventil sich gegenseitig.

Es empfiehlt sich, die Klinken'85 und 86 .der Ventile 5, 6 durch eine Stange 93 zu kuppeln. Diese Klinken greifen unter Bunde 21, 22 der Brennstoffeinlaßventile 5, 6. Beim Ingangsetzen der Pumpe muß darauf geachtet werden, daß die Klinken die richtige. Ausgangsstellung einnehmen, die davon abhängt, in welcher Kammer der erste Arbeitshub stattfinden soll; die weitere Arbeitsweise ist jedoch ganz selbsttätig. Ohne Lenker 93 würde die Wirkungsws ise der ^ Ventilsteuerung der Kammer 1 folgende sein: Ventil 5 öffnet sich unter der Saugwirkung der Flüssigkeit in der Kammer und schließt sich unter der Wirkung einer Feder. Beim Schließen des Ventils 5 wird das Auspuffventil 7 ausgelöst, so daß es sich öffnen kann, wenn der Druck in der Verbrennungskammer auf einen entsprechenden Betrag gesunken ist. Das" Auspuff ventil 7 wird durch die gegen dasselbe prallende Flüssigkeit geschlossen und löst hierbei das Ventil 5 aus. Jedes der beiden Ventile wird beim Schließen durch eine Klinke verriegelt. Die Ventilanordnung der Kammer 2 arbeitet in analoger Weise.

Der Hauptzweck der Anordnung der die Klinken 85 und 86 verbindenden Lenkstange 93 ist der, das Öffnen nur eines der beiden Einlaßventile zu einer gewissen Zeit zuzulassen. Infolge der genannten Kupplung kann die Sperrklinke des Einlaßventils der einen Kammer nur dann unter den zugehörigen Bund greifen, wenn die Sperrklinke des Auspuffventils der zweiten Kammer unter den zugehörigen Bund greift, .d. h. wenn das Auspuffventil der zweiten Kammer geschlossen ist. Um zu verhindern, daß das eine oder andere Brennstoffeinlaßventil sich öffne, wenn die Expansion des elastischen Kissens stattfindet, sind zwei weitere Sperrklinken 41,42 angeordnet, welche unter die Bunde der Ventile 5 und 6 greifen und durch den Lenker 59 die mit Schlitz versehene Stange 38, Winkelhebel ■ 35 und Stange 34 in derselben Weise, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1, von dem Flüssigkeitseinlaßventil 32 aus beherrscht werden. Es kann auch die in Fig. 5 dargestellte zusätzliche Einrichtung hier Anwendung finden.

Wie bei den früheren Ausführungsformen ist auch hier die Anwendung der Zündstromkreise derart zu treffen, daß der Zünder 29 nur bei Vorhandensein einer Ladung in der Kammer 2, dagegen Zünder 30 nur bei Vorhandensein einer solchen Ladung in Kammer 1 zur' Wirkung gebracht werden kann. Zu diesem Zweck ist der ^; Lenker 93. mit einem Ansatz 94 versehen, welcher, je nachdem der Lenker nach links oder no rechts bewegt worden ist, Kontakt zwischen dem mittleren Kontaktstreifen 88 und Kontakt 87 bzw. 89 herstellt. In der dargestellten Lage schließt der Ansatz 94 den Kontakt zwischen 88 und 89. Die elektrischen Stromkreise enthalten eine Batterie 90 und zwei Induktionsspulen 91· und 92, von denen die erstere mit dem Zünder 30 und die letztere mit dem Zünder 29 gekuppelt ist. Die beschriebene Einrichtung bewirkt, daß beim Einführen einer brennbaren Ladung in eine bestimmte Kammer die Zündvorrichtung dieser

Kammer eingeschaltet, dagegen die Zündvorrichtung der anderen Kammer ausgeschaltet ist. Anstatt die beiden Verbrennungskammern nebeneinander anzuordnen, kann man, wie Fig. 5 zeigt, eine Kammer innerhalb der an-: deren unterbringen. Die Kammer 2 ist hier die innere Kammer, während die Kammer 1 durch den ringförmigen Raum um Kammer 2 gebildet wird. Die Einlaß- und Druckleitüngen körinen entweder, wie durch volle Linien dargestellt, in derselben Weise wie in Fig. 2 angeordnet sein, oder sie körinen, wie durch gestrichelte Linien angedeutet, auf derselben Seite der Pumpe sich befinden.

Die Verbindung zwischen Rohr 3, den Kammern i, 2 und Rohr 4 läßt sich in mannigfacher Weise abändern. Fig. 6 gibt hierfür ein Beispiel. Die Kammern 1,2 stehen hier in einer zur Mittellinie der Rohre 3 und 4 senkrechten Ebene und sind mit Rohr 3 durch Rohre 3^a, 3* und mit Rohr 4 durch Rohre 4«₍ 4* verbunden.

Die Verbindung kann so ausgebildet werden, daß das aus Rohr 4* austretende Wasser ejektorartig auf das auf Rohr. 4" austretende wirkt und umgekehrt. Dadurch wird die Saugwirkung in der Kammer verstärkt, die eine neue Ladung aufnehmen soll.

Claims (7)

Patent-Ansprüche:

1. Vorrichtung zum Heben oder Treiben von Flüssigkeit, bei- welcher eine Flüssigkeitssäule durch die Expansion einer brennbaren Ladung nach auswärts, von der Verbrennungskammer weg, getrieben wird und eine zur Kammer zurückströmende Flüssigkeitssäule eine neue brennbare Ladung verdichtet, dadurch gekennzeichnet, daß die einwärtsströmende Flüssigkeitssäule die Verbrennungsrückstände aus einer Verbrennungskammer austreibt und die neue brennbare Ladung in einer zweiten Verbrennungskammer verdichtet, und daß eine neue Ladung in die eine Kammer eintritt, wähiend die entzündeten Gase in der anderen Kammer sich ausdehnen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßventil (5) oder'(6) einer Kammer (1) oder (2) das Auspüffventil (7) oder (8) der anderen Kammer auslösen kann, so daß das Auspuffventil (7) oder (8) einer Kammer gesperrt bleibt, während das Einlaßventil (5) oder (6) derselben Kammer sich öffnen kann, so daß durch das Ausströmen der Flüssigkeit infolge der Ausdehnung des Luftpuffers in einer Kammer neue Ladung in diese Kärntner gesogen werden kann (Fig. 1).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Öffnung des Flüssigkeitseinlaßventils die Klinken (41, 42) sich bewegen und dasjenige Einlaßventil (5) oder (6) freigeben, weiches nicht durch eine Klinke (51) bzw. (52) gesperrt ist, und daß, wenn Ventil (5) oder (6) sich öffnet, eine der Klinken (15) oder (16) bewegt wird, wodurch Ventil. (7) oder (8) freigegeben wird und außerdem eine der Klinken (51) oder (52) das andere Ventil (5) oder (6) freigibt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Kolbenventil (73, 74) in jeder Kammer (1, 2), welches durch einen Hebel (77·, 78) und ein Glied (81, 82)' mit einer Sperrvorrichtung (83,84) verbunden ist, die das Einlaßventil (5) bzw. (6) der anderen Kammer (1) bzw. (2) sperrt, so daß, wenn in einer der Kammern der Druck über einen gewissen Wert steigt, das Einlaßventil der anderen Kammer gesperrt wird (Fig-3)·

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinken der Auspuffventile (7, 8) derart gekuppelt sind, daß diese Ventile sich nicht zu derselben Zeit öffnen können (Fig. 4).

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Kammern (1) oder (2) in der anderen angeordnet ist (Fig. 5).

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von jeder Kammer (1, 2) ein Auslaßrohr (4^Λ, 4*) ausgeht, welche beiden Rohre sich zu einem einzigen Auslaßrohr (4) derart vereinigen, daß die aus einer Kammer austretende Flüssigkeit auf die Flüssigkeit in der anderen Kammer injektorartig wirkt (Fig. 6).

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.