DE24507C - Dampfwasserheber - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE §9: Pumpen.

FRITZ BODE in WIEN. Dampfwasserheber.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 7. September 1882 ab.

Diese Dampfwasserheber sind, gleich den bekannten Pulsometern, kolbenlose Dampfpumpen, mittelst welcher Flüssigkeiten aus geschlossenen Behältern, auch Kammern genannt, direct durch Wasserdampf gehoben, weitergedrückt oder geworfen werden.

Diese Apparate können sowohl mit einer als auch mit zwei oder mehreren Kammern, die im letzteren Falle alternirend arbeiten, ferner mit und ohne Condensation des Dampfes functioniren. Der wesentlichste Unterschied zwischen einem Pulsometer und diesen neuen Apparaten besteht aber darin, dafs bei letzteren an jeder Kammer aufser der Dampfeinströmungsöffnung sich auch noch eine zweite für die Ausströmung des Dampfes befindet, welche beide durch geeignete Absperrvorrichtungen abwechselnd geöffnet und geschlossen werden. Diese Eigenschaft ermöglicht es, dafs der Dampf, nachdem sein Eintritt in die Kammer unterbrochen wurde, innerhalb derselben noch durch Expansion Arbeit leisten kann. -

Die weiter unten beschriebenen und durch die Zeichnungen dargestellten selbsttätigen Steuerungsmethoden sind Gegenstand der Erfindung. Diese bezweckt und erzielt gegenüber dem Pulsometer oder ähnlichen Pumpen eine ökonomischere Ausnutzung der motorischen Kraft des verwendeten Wasserdampfes, und zwar aus folgenden Gründen:

Erstens wird während der Function der Apparate die Dampfeinströmung stets früher unterbrochen, bevor noch eine Reduction des Dampfdruckes im Innern der Kammer eintritt. Es kann daher nicht nutzlos dann noch Dampf in dieselbe gelangen, wenn er darin keine Arbeit zu leisten vermag, wie dies beim Pulsometer der Fall ist. Zweitens braucht bei diesen Apparaten nicht der ganze Inhalt der Kammer während eines Spieles aus ihnen verdrängt zu werden, da sowohl der Dampf wie auch in die Kammern eingedrungene Luft aus ihr durch die Atisströmungsöffhung nach aufsen entweichen kann, was beim Pulsometerbetrieb ausgeschlossen ist. Infolge dessen bleibt immer eine und dieselbe Flüssigkeit von hoher Temperatur in der Kammer zurück, so dafs nie der heifse Dampf beim nächsten Spiel mit der kälteren Neufüllung in Contact kommt.

Der gröfste Nutzen jedoch, welcher aus' dieser Einrichtung entspringt, resultirt drittens aus dem Umstände, dafs man, wie 'bereits erwähnt, nach dem Abschlufs der Einströmungsöffnung den in der Kammer eingeschlossenen Dampf noch durch Expansion arbeiten lassen kann, bevor man seine Wirkung durch das Oeffnen des Austrittskanals aufhebt. Hierdurch wird nicht nur die additionelle Arbeit der Expansion gewonnen, sondern es wird auch diejenige Wärme, welche unvermeidlicherweise während der Volldruckperiode noch an die Oberfläche der Flüssigkeit übergeht, in der Expansionsperiode in nützliche Arbeit verwandelt.

Wenn der Dampf bei diesen Apparaten ohne Condensation arbeitet, wenn er daher nach vollbrachter Druckarbeit direct in die Atmosphäre ausbläfst, dann müssen die Kammern so tief placirt werden, dafs sie sich durch einfachen hydrostatischen Druck wieder füllen können. Ferner wird der Dampf selbstverständlich nur dann mit Expansion arbeiten können, wenn

beim Abschlufs der Dampfeinströmung das Ausblaseventil noch geschlossen bleibt und sein anfänglicher Druck gröfser ist als der ihm entgegenwirkende, welchen die Flüssigkeitssäule im Steigrohr ausübt.

Wie man nun auch immer einen solchen Apparat functioniren läfst, ob mit oder ohne Expansion, ob mit oder ohne Condensation, ob mit einer oder mehreren Kammern, immer wird die Erzielung eines höchstmöglichen Nutzeffects abhängig sein von dem rechtzeitigen und präcisen Spiel der beiden Dampfventile. Die Umsteuerung dieser beiden Dampfventile oder sonstigen Absperrvorrichtungen bedingt nun stets einen gröfseren oder kleineren Kraftaufwand, da die hierbei zu überwindenden Widerstände nicht allein von der Reibung dieser Theüe in ihren Führungen, sondern auch oft von einem einseitigen Gegendruck auf dieselben abhängig ist. Aus diesem Grunde ist das von anderen Constructeuren ähnlicher Apparate öfters schon angewendete Mittel, die Umsteuerung dieser Mechanismen durch Schwimmer, d. h. durch das absolute Gewicht der durch sie verdrängten Flüssigkeit direct zu veranlassen, ungeeignet für unsere Apparate.

AVir verwenden zu diesem Zweck als motorische Kraft den bei derartigen Apparaten zur Disposition stehenden Dampf- oder Wasserdruck oder auch die gespannte Luft eines Windkessels, indem wir diesen Druck durch enge, absperrbare Kanäle oder Röhren leiten und abwechselnd auf diese Ventile einwirken lassen und dann diese Einwirkung wieder, aufheben. Hierbei wird das Oefrhen und Schliefsen dieser Kanäle oder Röhren durch leicht bewegliche Absperrvorrichtungen bewerkstelligt, welche zu ihrer Umsteuerung nur minimale und zudem leicht berechenbare Kräfte beanspruchen, die entweder von Schwimmern ausgeübt oder auch durch Volumveränderungen von flüssigen oder gasförmigen Körpern hervorgerufen werden, welche den Temperaturdifferenzen ausgesetzt sind, die im Innern der Kammern während eines Spieles auftreten.

Bei den durch beiliegende Zeichnungen dargestellten Construction en derartiger Apparate sind gleiche oder gleichwirkende Theile in sämmtlichen Figuren auch gleich bezeichnet. Mit K wurde jede Kammer bezeichnet, bei a¹ tritt der Kesseldampf in den Apparat ein, bei d strömt er aus demselben, α ist das Eintrittsventil, b sein Führungscylinder, c sein Sitz. Das Dampfaustrittsventil ist mit e, und mit ι sind die Kanäle oder Röhren bezeichnet, welche den Dampf-, Wasser- oder Luftdruck nach dem Einlafsventil α leiten, deren Absperrvorrichtung mit 2 bezeichnet ist, während 3 eine Leitung kennzeichnet, die denselben Druck so dirigirt, dafs er das Oeffnen des Austrittsventils e, eventuell auch das des Ventils α veranlafst.

Bei dem durch Fig. 1 dargestellten Obertheil eines einkammerigen Apparates wird das Dampfeinlafsventil von einem Kolben α gebildet, welcher in dem Führungscylinder b möglichst dampfdicht doch leicht beweglich eingepafst ist, so dafs der Dampf, das Ventil α hoch haltend, in die Kammer k einströmen und die Flüssigkeit aus derselben verdrängen kann. Hierbei sinkt der Schwimmer S, bis er an den Ansatz g der Stange 11 gelangt und sie so mit herabzieht. Diese Stange ist mit ihrem oberen Ende mit dem aufserhalb der Kammer placirten kleinen kolbenförmigen Absperrschieber 2 auch ohne Stopfbüchse in dampfdichter Verbindung, so dafs nun auch dieser Schieber mit nach abwärts gleitet und hierdurch die Verbindung des Kesseldampfes durch die Leitung 1 mit der oberen Stirnfläche des Ventils α herstellt, wodurch dasselbe auf seinen Sitz gedrückt, mithin die Einströmung des Dampfes in die Kammer aufgehoben wird. Gleichzeitig wird aber auch das an α befestigte Ausströmungsventil e (s. Fig. ia, welche einen Schnitt nach A-B der Fig. 1 darstellt) herabgeschoben, so dafs nun der Dampf aus der Kammer durch d ins Freie oder ia einen Condensator ausströmt, und die Neufüllung der Kammer beginnt. Bei Vollendung dieser Neufüllung hebt der aufsteigende Schwim-. mer, indem er sich an den Ansatz g^l der Stange tt anlegt, diese letztere, und mit ihr das Ventil 2, wodurch in dem Raum über dem Kolben α infolge der seitlichen Bohrung 0 atmosphärische Spannung eintritt. Sofort hebt sich das Ventil a, da es seinen Sitz c überragt, der Dampf daher an seine untere, frei liegende Ringfläche gelangen kann, nachdem auf diese Weise der Gegendruck von oben aufgehört hat. Der Dampf bahnt sich so selbst den Weg in die Kammer, und das Spiel beginnt aufs neue.

Die seitliche Abkröpfung des oberen Endes der Stange 11 kann vermieden werden, wenn man die Schieber 2 central über den Schwimmern placirt, was nach der Construction der Fig. ib für diesen Schieber die Form eines 'hohlen Cylinders bedingt, während nach Fig. ic dieses Ventil innerhalb einer Bohrung des Dampfventils α spielt. Uebrigens kann diese Absperrvorrichtung auch hahnartig drehbar construirt sein.

Eine etwas wesentlichere Abweichung von der Fig. 1 bedingt es, wenn man als Agens zur Umsteuerung der Schieber 2 anstatt Schwimmer, die schon eingangs erwähnte Volumveränderung von flüssigen oder gasförmigen Körpern benutzen will, die den Temperaturdifferenzen ausgesetzt sind, welche während eines Spieles innerhalb der Kammern auftreten. In diesem Falle kann man den Schieber 2 so placiren und seine Umsteuerung in der Weise bewerk-

stelligen, wie es durch die Fig. 3, deren genaue Beschreibung weiter unten folgt, veranschaulicht ist. .

Soll ein solcher Volldruckapparat, wie Fig. 1 zeigt, mit zwei alternirend arbeitenden Kammern functioniren, so ist es nur nöthig, die Räume über den Ventilen α einer jeden Kammer durch ein Rohr mit den Kanälen / jeder anderen Kammer zu verbinden und die Ventile α nicht über ihre Sitze c vorspringen zu lassen. Bei einer solchen Anordnung wird, wenn sich das eine Ventil α auf seinen Sitz legt, das andere infolge des unter seinen oberen ringförmigen Ansatz durch ρ eindringenden Dampfes sich heben. Es ist dann noch Sorge zu tragen, dafs sich die Kammern rascher füllen als entleeren. Auch dürfte es sich von selbst verstehen, dafs nun beide Kammern ein gemeinschaftliches Druck- und eventuell auch Saugrohr erhalten.

Der wesentlichste Theil der beschriebenen Steuerungsmethode bildet demnach nächst der Construction des Ventils α die mittelst des 'Schieberventils 2 absperrbare Leitung 1 und ihre Fortsetzung 3, weil durch ihre Anwendung ein unter allen Umständen genügender Druck in dem Augenblick auf die Dampfventile einwirkt, wenn dieselben umsteuern sollen. Genügend ist dieser Druck selbst dann, wenn man einen specifisch minderen Druck als jenen, welcher der Dampfspannung entspricht, z. B. denjenigen, welchen die Wassersäule im Steigrohr oder die geprefste Luft eines Windkessels ausübt, zu ihrer Umsteuerung verwendet, weil man in diesem Falle den notwendigen absoluten Druck durch Vergrößerung ihrer oberen Stirnflächen immer erlangen kann. Es tritt daher infolge dieser Einrichtung eine verhältnifsmäfsig bedeutende motorische Kraft zur Umsteuerung der Dampfventile in Action, trotzdem die veranlassende Ursache, das ist die Umsteuerung des Ventils 2, nur eine ganz minimale Kraftäufserung bedingt, deren Werth sich wie folgt berechnen läfst.

Der kolbenförmige, in seiner Führung leicht bewegliche Schieber 2 erleidet seitlich einen Druck, welcher abhängig ist von dem Querschnitt der Leitung 1 und dem specifischen Drucke, der durch letztere auf den Kolben a Übertragen wird. Der aus diesem seitlichen Druck resultirende Reibungswiderstand ist es dann ausschliefslich, der bei seiner Umsteuerung zu überwinden ist, da sein Eigengewicht und jenes der Stange t i durch einen kleinen Schwimmer χ oder eine analoge Einrichtung aufgehoben werden kann. Das letztere ist jedoch nur dann nothwendig, wenn eben dieser Reibungswiderstand geringer ist als das Eigengewicht dieser Theile.

Arbeitet nun beispielsweise ein Apparat mit 5 Atmosphären Druck, und es betrage der Querschnitt der Leitung 1 = 0,02 qcm, so ist in diesem Fall der seitliche Druck = 0,1 kg. Wird dieserDruck mit dem Reibungscoefficienten, der hier = 0,2 angenommen werden kann, multiplicirt, so ergiebt sich ein Reibungswiderstand = 0,02 kg, dem Gewicht von ca. 20 cbcm Wasser entsprechend. -

Der seitliche Druck auf den Schieber 2 läfst sich nach der Anordnung der Fig. ib durch die Gröfse der Durchbrechung m und bei Fig. ic durch die Gröfse seiner seitlichen Kerbe, welche auch den Druck oberhalb und unterhalb ausgleicht, beliebig modificiren.

Wir kommen nun zur Beschreibung der durch Fig. 2 dargestellten Variante. Der wesentlichste Unterschied dieser Construction gegenüber jener der Fig. 1 besteht darin, dafs hier das Ventil e nicht fest mit dem Dampfeinlafsventil α verbunden ist, sondern unabhängig von demselben functionirt, indem es sich lediglich unter dem Einflüsse des Druckes nach abwärts öffnet, welcher mittelst der Leitung 3 zeitweise auf die obere Stirnseite seines Führungskolbens q übertragen wird. Aufserdem weicht diese Construction noch dadurch von der früheren ab, dafs hier die Leitung 1 nur aus einer Bohrung des Ventils α besteht, als deren Absperrvorrichtung eine von dem oberen Theil der Stange t gebildetes Ventilchen 2 functionirt. Man ersieht hieraus, dafs der Dampf, welcher das Ventil α bei seiner Umsteuerung auf seinen Sitz drückt, nicht der Dampfleitung, sondern der Kammer entnommen wird. Diese letztere Methode ist von keinem besonderen Belang, vielmehr könnte auch bei diesem Apparat die Leitung 1 und ihre Steuerung so beschaffen sein, wie sie in Fig. 1 dargestellt und früher beschrieben wurde.

Nach dem Vorausgeschickten wird die Function des Apparates nun leicht verständlich sein. Während die Kammer sich vollständig mit der zu fördernden Flüssigkeit anfüllt, hebt der Schwimmer S die Stange t und verschliefst hiermit nicht allein den Kanal 1, sondern hebt auch das Ventil α von seinem Sitz, welches hier nicht vor demselben vorspringen darf. Alsbald strömt der Dampf in die Kammer und verdrängt die Flüssigkeit aus derselben, hält aber gleichzeitig, trotzdem der Schwimmer schon mit der Flüssigkeit sinkt, nicht allein das Ventil α offen, sondern auch das Ventilchen 2 so lange noch geschlossen, bis der Schwimmer den unteren Ansatz g der Stange t erreicht und das letztere von seinem Sitz abzieht. Der hierdurch geöffnete Kanal 1 läfst nun den Dampf aus der Kammer über das Ventil α und von hier aus durch die Leitung 3 über den Kolben q gelangen. Das Dampfventil α fällt daher auf seinen Sitz und das Ventil e öffnet sich. Der Dampf strömt nun aus der Kammer ins Freie oder in einen Condensator und ihre

Nachfüllung beginnt, bei deren Vollendung sich das Spiel wiederholt, nachdem zuvor der aufs neue in die Kammer einströmende Dampf das Ausblaseventil e zugedrückt hatte, wenn dies nicht' schon früher durch die Wirkung einer Feder, analog der Einrichtung nach Fig. 4, geschah.

Bei dieser Construction ist es nicht nothwendig, das Gewicht der Stange t durch einen Schwimmer auszubalanciren, da der einseitige Dampfdruck auf das Ventil 2 dieses ohnehin geschlossen erhält.

Dieser Apparat arbeitet selbstverständlich ohne Expansion des Dampfes, da beide Dampfventile α und e gleichzeitig functioniren. Anders wird dies, wenn man bei ihm die Leitung 1 und ihre Absperrvorrichtung so herstellt, wie wir dies bei Beschreibung der Fig. 1 bereits kennen gelernt haben, und wenn man aufserdem den Durchmesser des Druckkolbens q kleiner macht als jenen des dazugehörigen Ventils e. In diesem Falle wird das letztere Ventil sich nach Abschlufs der Dampfeinströmung so lange nicht öffnen können, bis nicht die Spannung des nun in der Kammer eingeschlossenen Dampfes sich durch Expansion so weit vermindert hat, dafs sein Druck auf das Ventil e von dem Gegendruck auf dessen Führungskolben q überwunden wird.

Die Construction nach Fig. 3 veranschaulicht eine Variante, bei der das Dampfauslafsventil e ebenfalls unabhängig von jenem des Dampfeinlafsventils α functionirt, und da der Querschnitt seines Druckkolbens überdies kleiner als sein eigener ist, so arbeitet dieser Apparat aus obigem Grunde mit Expansion. Abweichend von den bis jetzt beschriebenen Methoden wird bei diesem Apparat der Steuerschieber 2, welcher an die die Kapsel h hermetisch verschliefsende Membran 4 befestigt ist, von letzterer umgesteuert.

Diese Membran giebt einem einseitigen Druck auf ihre Oberfläche nach, so dafs sich dieselbe nach aufsen ausbaucht, wenn der innere, in der Kapsel h befindliche Druck gröfser als der atmosphärische von aufsen ist. Im entgegengesetzten Falle wird sie in die Kapsel hineingebogen. Der an ihr befestigte Schieber 2 wird demnach im ersten Falle von rechts nach links verschoben, wodurch die Leitung 1 geöffnet wird. In entgegengesetzter Richtung bewegt sich dieser Schieber und sperrt die Leitung 1 wieder ab, wenn der gröfsere, einseitige Druck auf die Innenseite aufgehört und der atmosphärische Druck die Membran wieder nach einwärts biegt. Dieser zur Umsteuerung des Schiebers 2 nothwendige einseitige Druck auf die Membran wird durch die Volumveränderung einer tropfbaren oder gasförmigen Flüssigkeit hervorgerufen, \velche während eines Spieles abwechselnd einmal der Temperatur des arbeitenden Dampfes und dann wieder jener der zu fördernden Flüssigkeit ausgesetzt ist.

Zu diesem Ende befindet sich innerhalb der Kammer, in der Höhe, bis zu welcher die Flüssigkeit während der Dampfeinströmung verdrängt werden soll, ein hermetisch geschlossener, metallener, hier ringförmiger Hohlkörper S^x, der durch das Rohr t^x mit der Kapsel h communicirt. Sind nun die Innenräume des Hohlkörpers S^x, des Verbindungsrohres t^x und der Kapsel h ganz mit der erwähnten Flüssigkeit, welche auch aus atmosphärischer Luft bestehen kann, angefüllt, dann wird der Apparat wie folgt arbeiten.

Bei gefüllter Kammer ist das Ventil e geschlossen; hierdurch ist eine Dampfleitung f, welche eventuell von der Leitung 1 abzweigen kann, infolge einer Bohrung 5 im Kolben q in Verbindung mit dem Kanal i. Bei geschlossenem Ausblaseventil e dringt daher Dampf in den ringförmigen, von einer zweiten Abstufung des Kolbens α gebildeten Raum o^l und hebt so das Ventil a, welches nicht vor seinem Sitz vorspringt. Alsbald strömt der Kesseldampf in die Kammer und drückt die Flüssigkeit durch das Druckrohr ihrer Bestimmung zu. Ist nun die Oberfläche der Flüssigkeit in der Kammer so weit gesunken, dafs der Dampf mit dem Hohlkörper S^x in Berührung kommt, dann erhitzt sich dessen Inhalt und dehnt sich aus, wodurch ein Druck auf die Membran ausgeübt, mithin der Schieber 2 nach links verschoben wird. Der nun über den Druckkolben α aus der Leitung 1 und von hier aus auch über q durch den Kanal 3 gelangende Druck bewirkt den sofortigen Abschlufs der Dampfeinströmungsöffnung, er kann aber noch nicht das Ausblaseventil öffnen, weil der Gegendruck des in der Kammer eingeschlossenen Dampfes auf dasselbe gröfser ist. Der letztere wird daher noch so lange Flüssigkeit aus der Kammer verdrängen, bis sich durch seinen verminderten Druck das Ventil e öffnen kann. Die Neufüllung der Kammer beginnt nun, und sobald das in ihr aufsteigende Wasser den Hohlkörper S^x erreicht, kühlt sich dessen Inhalt ab, wodurch der Druck auf die innere Seite der Membran verschwindet, so dafs nun der atmosphärische Druck auf ihre äufsere Fläche befähigt wird, sie wieder in ihre Kapsel h hineinzudrücken und damit den Schieber 2 nach rechts zu ziehen.

Obgleich nunmehr der Druck auf α und q aufhört, kann sich das Ventil α doch erst dann wieder öffnen, wenn bei vollendeter Neufüllung das Ventil e infolge Reaction des aufsteigenden Wassers sich schliefst und hierdurch der Dampf von/ durch den Kanal 5 nach i und o¹ gelangen kann.

Soll ein, solcher Apparat mit zwei Kammern arbeiten, so werden die Bohrungen 5 in dem Kolben q so vorgenommen, dafs die Verbindungen von / nach i nur dann stattfinden, wenn die betreffenden Ventile e offen sind, dafs dies aber nicht der Fall ist, wenn diese Ventile geschlossen sind. Aufserdem werden die Kanäle i alsdann nicht mit dem Raum o¹, welcher der eigenen Kammer, sondern je mit jenem Räume o¹, welcher der anderen Kammer angehört, verbunden. Bei einer solchen Anordnung beginnt die Einströmung des Dampfes in die eine Kammer, wenn in der zweiten die Ausströmung ihren Anfang nimmt, und umgekehrt.

Es wurde schon früher erwähnt, dafs der Dampf in diesen Apparaten nur dann durch Expansion Arbeit leisten kann, wenn sein anfänglicher Druck gröfser ist als jener, welchen die Flüssigkeitssäule im Druckrohr ausübt. Unter dieser Voraussetzung vollzieht sich die Function eines Expansionsapparates in der Weise, dafs bei Beginn der Dampfeinströmung die Flüssigkeit mit stets steigender Geschwindigkeit durch das Druckrohr geprefst wird.

Nach erfolgter Absperrung der Dampfeinströmung wird diese Geschwindigkeil noch so lange wachsen, bis der Druck des Dampfes dem hydrostatischen gleichwerthig geworden ist; alsdann nimmt dieselbe so lange stetig ab, bis das Ausströmungsventil sich öffnet. Würde in diesem Augenblick die Geschwindigkeit noch mehr oder weniger bedeutend sein, dann würde ihre lebendige Kraft bei einkammerigen Apparaten nicht allein verloren gehen, sondern sie würde sich auch durch einen Wasserstofs nachtheilig für die Construction des Apparates äufsern. Würde dagegen diese Geschwindigkeit bereits erschöpft sein, bevor noch das Ausblaseventil sich öffnen konnte, dann käme die Function des Apparates ganz ins Stocken, da alsdann der in der Kammer eingeschlossene Dampf einerseits zu schwach wäre, um noch ferner Flüssigkeit aus ihr zu verdrängen, und doch andererseits ihre Neufüllung verhindern würde.

Diesen beiden Uebelständen wird durch die Construction der Variante, Fig. 4, abgeholfen, da bei derselben das Oeffnen des Ausblaseventils e mit dem Zeitpunkt zusammenfällt, in welchem die Flüssigkeit im Druckrohr zur Ruhe gelangt. Die Construction und die, Function dieses Apparates weicht dem Wesen nach dadurch von den früher beschriebenen ab, dafs hier die Verbindung der Leitung 3 mit dem Raum über dem Kolben q durch eine beliebig construirte Absperrvorrichtung η so lange unterbrochen ist, bis die im Druckrohr D zur Ruhe gelangende Flüssigkeit selbst sie öffnet, indem das in diesem Augenblick auf seinen Sitz sich legende Ventil υ diese Bewegung mittelst des Winkelhebels 6 auf den Schieber η fortpflanzt. Hierdurch wird der zu dieser Zeit über dem Ventil α befindliche Druck nun auch auf den Kolben q, welcher hier mittelst des Domes e¹ mit dem Ventil e verbunden ist, übertragen und das letztere öffnen. Der Dampf strömt nun aus der Kammer und ihre Neufüllung erfolgt; alsdann sperrt der Schwimmer S die Leitung 1 in bekannter Weise ab und beide Ventile heben sich; das Dampfventil a unter dem Einflufs des Dampfdruckes, da es seinen Sitz c überragt, und das Ventil e durch die Wirkung der unter seinem Druckkolben q befindlichen Feder. Der Dampf strömt nunmehr in die Kammer und verdrängt deren Inhalt durch das Druckrohr, wodurch das Ventil ν gehoben, mithin der Schieber η umgesteuert, daher die Verbindung von α nach q unterbrochen wird. Die in diesem letzteren Moment stattfindende Stellung der beweglichen Steuerungstheile sind durch Fig. 4 dargestellt.

Die Construction dieses Apparates läfst mancherlei Modificationen zu. Eine derselben zeigt Fig. 4a. (Fig. 4b ist ein Schnitt nach A-B der ersteren Figur.) Die Abweichung von der Fig. 4 besteht darin, dafs hier der Schaft n¹ des Druckventils ν den die Leitung 3 unterbrechenden Schieber η der Fig. 4 selbst bildet, so dafs hierdurch auch der Winkelhebel 6 der Fig. 4 entfällt. Uebrigens kann die Steuerung des Schiebers η anstatt durch das Spiel des Ventils ν auch durch eine federnde oder belastete Platte oder Scheibe, welche der Reactionswirkung der Flüssigkeit im Druckrohr ausgesetzt ist, veranlafst werden.

Es dürfte sich von selbst verstehen, dafs ein solcher Apparat nur mit einer Kammer arbeiten kann, da seine Wirkungsweise darauf basirt, dafs die Flüssigkeit im Druckrohr während jeden Spieles von der Ruhe zur Bewegung und von der Bewegung wieder zur Ruhe übergeht. Dagegen gestattet dieser Apparat die Anwendung einer sehr hochgradigen Expansion.

Soll im Gegensatz zu obigem Apparat die Förderung der Flüssigkeit ununterbrochen, mit möglichst gleichförmiger Geschwindigkeit im Druckrohr trotz Anwenduug hochgradiger Expansion erfolgen, dann ist die Anwendung eines vielkammerigen Apparates angezeigt.

Die Kammern derartiger Apparate werden in der Weise gesteuert, dafs die Hälfte derselben stets activ ist, während sich die andere Hälfte passiv verhält. Das will sagen, in der einen Hälfte der Kammern arbeitet der Dampf, indem er die Flüssigkeit aus derselben verdrängt, während die andere Hälfte in der Füllungsperiode sich befindet. Von den activen Kammern arbeitet immer eine bei geöffnetem Dampfeinlafsventil, während die anderen in mehr oder weniger- vorgeschrittenen Stadien der Expansion begriffen sind.

Welcher Art auch sonst die Steuerung sei, so wird doch diesen Bedingungen entsprochen, wenn die Leitungen 3 so geführt werden, dafs, wenn in einer Kammer der Schlufs des Ventils α erfolgt, daher in ihr die Expansionsperiode beginnt, in einer anderen Kammer die Dampfeinströmung ihren Anfang, die Ausströmung aber ihr Ende nimmt, während in einer dritten Kammer die Ausströmung beginnt. Bei allen übrigen Kammern soll in diesem Augenblick keine Aenderung stattfinden, sie befinden sich zur Hälfte in verschiedenen Stadien der Expansion, zur anderen Hälfte in verschiedenen Perioden der Füllung. Bei einer derartig angeordneten Steuerung bleibt der resultirende Dampfmitteldruck aller activen Kammern zu allen Perioden der Function ein nahezu ganz gleicher. Wenn daher die in den Druckrohren der einzelnen activen Kammern mit verschiedenen Geschwindigkeiten bewegten Flüssigkeiten derart in ein gemeinschaftliches Druckrohr übergeleitet werden, dafs ihre Geschwindigkeit, sich gegenseitig ergänzend, eine gleiche gemeinschaftliche wird, dann mufs dieselbe auch eine gleichförmige, dem Dampfmitteldruck entsprechende werden.

Zu diesem Zweck werden zunächst die Druckrohre je zweier Kammern, welche ein Kammerpaar bilden, vereinigt, alsdann diese gemeinschaftlichen Druckrohre aller Kammerpaare in ein einziges gemeinschaftliches Hauptdruckrohr übergeleitet.

Fig. 5a zeigt den Schnitt eines Kammerpaares nach x-y des sechskammerigen Apparates, Fig. 5. Jedes Kammerpaar besitzt ein gemeinschaftliche's Druckventilgehäuse G, in welchem die beiden verbundenen, auf dem Führungsdorn / verschiebbaren Druckventile ν v^x in der Weise spielen, dafs abwechselnd eines auf seinem Sitz liegt, wenn das andere offen ist, An jedes dieser Gehäuse schliefst sich das gemeinschaftliche Druckrohr d¹ d² d^% je eines Kammerpaares an und diese drei Druckrohre münden in das Hauptdruckrohr D in der Weise, dafs, noch bevor sich die in ihnen bewegten Flüssigkeiten berühren, sie schon eine gemeinschaftliche, parallele Strömungsrichtung angenommen haben.

Die drei Kammerpaare I und II, III und IV, V und VI der sechs gleich bezeichneten Kammern sind hier symmetrisch um das Hauptdruckrohr D angeordnet, die Leitungen 3 von den Räumen über den Dampfventilen a, an der Deckplatte h beginnend, führen sowohl nach dem Raum o^x einer anderen zweiten, als auch über q einer dritten Kammer. Der Beginn der Expansion in einer Kammer hat demnach den Beginn des Dampfeintrittes in einer zweiten und den Austritt in einer dritten zur Folge.

Bezeichnen wir den Anschlufs der einzelnen Rohre 3 an die Deckplatte h mit I³, II^s, III³, IV³, V³ und VI³, die Verbindungsstellen mit den Räumen o^l der betreffenden Kammern mit P¹, IP¹, IIP¹, IV⁰¹, V⁰¹ und VP¹, endlich jene mit den Räumen über q mit P-, IP, IIP, IV¹I, Vi und VP, dann müssen die sechs Rohre wie folgt geführt werden:

von I³ nach IIP¹ und nach TVi,

- III³ - V⁰¹ - - VP,

- V³ - IP¹ - - P,
ferner:

- II³ - IV⁰¹ - - IIP,

- IV^s - VP¹ - - Vi,

- Vi³ - p¹ - - ip!

Würde dagegen ein Apparat fünf Kammerpaare besitzen, so müfsten diese Leitungen nach derselben Regel wie folgt geführt werden: von I³ nach IIP¹ und nach IVi,

- III³ - V⁰¹ - - VP,

- V³ - VIP¹ - - VHP,

- VII³ - IX⁰¹ - - Xi,

- IX³ - IP¹ - - P,

ferner:

- II³ - IV^o1 - - IIP,

- IV³ - VP¹ - - Vi,

- VI³ - VHP¹ - - VIP,
-VIII³ - X⁰¹ - - IX<J,
-■ X^s - P¹ - - IP.

Die Führung dieser Rohre bei mehr oder weniger Kammerpaaren ergiebt sich hieraus von selbst. Wenn bei Beginn der Function der Dampf in die Kammer I eingelassen wird und die Flüssigkeit aus derselben zu verdrängen beginnt, bis die Umsteuerung dieser Kammer erfolgt, dann wird auch gleichzeitig mit dieser Umsteuerung das Ventil α der Kammer III gehoben und das Ausblaseventil e der Kammer IV geöffnet. Während also nun der Dampf in I mit Expansion arbeitet, geschieht dies in III mit Volldruck, doch strömt für das erstemal noch kein Dampf aus IV.

Sobald hierauf III umsteuert, beginnt die Einströmung nach V, und in I und III findet Expansion statt, bis auch V umsteuert und hier die Expansion beginnt, während die Kammer II zum erstenmal in Action tritt. Gleichzeitig strömt aber auch der Dampf aus I, bei welcher seine Arbeit begonnen hatte, ins Freie oder in einen Condensator, und die Neufüllung dieser Kammer nimmt ihren Anfang. Als zu derselben Zeit die Kammer II zum erstenmal in Thätigkeit trat, wurde ihr Druckventil ν von der ausströmenden Flüssigkeit geöffnet und dadurch jenes von I geschlossen. Wenn nun noch II umsteuert, dadurch IV in Function setzt und III zur Neufüllimg veranlafst,. hierauf IV umsteuert und VI zum erstenmal in Thätigkeit kommt, während in V die Neufüllung anhebt, ist der Kreislauf vollendet, denn sobald

auch VI umsteuert, beginnt die Thätigkeit der Kammer I zum zweitenmal, und der ganze Vorgang wiederholt sich fort und fort.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. Bei ein- und mehrkammerigen Dampfwasserhebern die Anordnung der Dampfein- und Ausströmungsöffnungen a¹ und d, des in den Cylindern b beweglichen, zugleich als Dampfventil functionirenden Druckkolbens α in Verbindung mit den absperrbaren Leitungen i, dem durch Schwimmer oder durch den Druck auf eine Membran bewegten Schieber 2 und dem Ausblaseventil e. .

2. Bei den in Fig. 2, 3, 4 und 5 a dargestellten Varianten die Anordnung des Dampfauslafsventils e, welches vermittelst des Kolbens q, der Leitung 3 und des Ventils 2 unabhängig von dem Dampfzulafsventil α arbeitet.

3. Bei den durch die Fig. 4, 4a und 4b dargestellten Varianten die Anordnung der Leitung 3, welche durch eine Absperrvorrichtung η abwechselnd automatisch in und aufser Communication mit dem Raum über dem Kolben q durch den Einflufs der im Druckrohr D zur Ruhe oder in Bewegung kommenden Flüssigkeit gebracht wird.

4. Die beschriebene und durch die Fig. 5 und 5 a dargestellte Anordnung, mittelst welcher ein alternirendes Spiel der einzelnen Kammern mehrkammeriger Apparate durch ihre wechselseitigen Verbindungen mittelst der Leitungen 3 erzielt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.