DE269487C - - Google Patents

Description

Ritten *<£$emplot

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

■- M 269487 KLASSE 59c. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. Juni 1911 ab.

auf Grund der Anmeldung in England vom 1. Juli 1910 anerkannt.

die Priorität

Die Erfindung bezieht sich auf Pumpen mit innerer Verbrennung, in denen eine Flüssigkeitssäule zunächst durch die Expansion eines entzündeten brennbaren Gemisches aus der Verbrennungskammer ausgetrieben wird und danach wieder in die Verbrennungskammer zurückströmt und eine neue Füllung eines brennbaren Gemisches komprimiert.

Es sind Pumpen dieser Art bekannt, bei denen am entfernten Ende des Rohres, in dem die Flüssigkeit hin und her schwingt, die nach außen getriebene Flüssigkeit in einen Windkessel eintritt, daraus einen Teil des darin enthaltenen Gases oder der Luft austreibt und den Rest verdichtet. Ein Teil der durch diese Verdichtung aufgespeicherten Energie wird dazu benutzt, die Flüssigkeit nach der Verbrennungskammer zurückzutreiben.

Es sind ferner Pumpen der in Rede stehenden Art bekannt, bei denen ein mit Ventilen ausgestatteter Behälter als Pumpe zur Einführung von Luft oder Gas oder brennbarem Gemisch in die Verbrennungskammer dient. Ein Teil der nach außen getriebenen Flüssigkeit tritt in diesen Behälter ein und verdrängt die darin enthaltene Luft oder das Gasgemisch in die Verbrennungskammer. Im weiteren'Verlauf des Verfahrens verläßt die Flüssigkeit wieder den Behälter und saugt frische Luft oder frisches brennbares Gemisch in den Behälter.

Es würde keine Schwierigkeiten bieten, eine Pumpe zu konstruieren, in der diese beiden Behälter bekannter Art als getrennte Gefäße angeordnet werden. Demgegenüber besteht die vorliegende Erfindung darin, daß ein einziger Windkessel beiden Zwecken dient, wodurch nicht nur die Anlage vereinfacht, sondern auch die Arbeitsweise stetiger wird. Zu. diesem Zwecke wird die Auswärtsbewe gung der Flüssigkeit zur Verdichtung eines Gases, im allgemeinen eines brennbaren Gemisches oder eines Bestandteiles eines solchen, benutzt, von dem man einen Teil unter Druck auf das der Verbrennungskammer zugekehrte Ende der Flüssigkeitssäule und einen anderen Teil auf das entgegengesetzte Ende der Flüssigkeitssäule einwirken läßt.

Auf diese Weise kann ein Teil des verdichteten Gases aufgespeichert und in der Folge in die Verbrennungskammer eingelassen werden, während man den Rest, nachdem die Auswärtsbewegung der Flüssigkeitssäule und die Nutzförderung von Flüssigkeiten oder Gasen

aufgehört hat, expandieren läßt, um so die Einwärtsbewegung der Flüssigkeitssäule hervorzurufen.

Durch dieses Verfahren wird die Wirkung stetiger, was nicht der Fall ist, wenn man zwei verschiedene Windkessel anwendet; denn die Vereinigung dieser beiden Windkessel zu einem einzigen ruft die neue Wirkung hervor, daß mit Hilfe der Verbrennungsenergie bei

ίο jedem Arbeitsgang eine fest bestimmte, gleichmäßige Menge brennbaren Gemisches eingeführt wird, dessen Druck nur von dem Förderdruck der unelastischen oder elastischen Flüssigkeit abhängt, nicht aber von dem Explo5ionsdruck oder dem mittleren Expansionsdruck in der Verbrennungskammer. Die Einführung der erforderlichen Menge verdichteten brennbaren Gemisches verursacht den Verbrauch des ersten Teiles der der Flüssigkeitssäule erteilten Energie, und nur der hierzu nicht erforderliche Überschuß wird zur Förderung von Flüssigkeit oder Gasen unter Druck ausgenutzt.

Die Zeichnung veranschaulicht verschiedene Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes, und zwar zeigt Fig. τ eine Pumpe für Flüssigkeiten mit zwei Verbrennungskammern, Fig. 2 eine Ausführungsform der Steuerung der Ventile für die Pumpe nach Fig. τ, Fig. 3 die Ventilanordnung und Steuerung bei einer Pumpe mit einer Verbrennungskammer und Fig. 4 eine andere Ausführungsform der Windkesselanordnung bei einer Pumpe für Luft oder Gase.

Die Pumpe nach Fig. 1 besitzt zwei Verbrennungskammern ι und 2. Die' Flüssigkeit strömt von einem Sammelbehälter 3 durch Saugventile 4 zu. Sie wird durch Druckventile 5 gefördert, auf denen die Flüssigkeitssäule oder der Druck ruht, dem entgegen die Flüssigkeit gefördert werden soll. Die durch die Expansion der Verbrennungsgase bewegte Flüssigkeitssäule befindet sich in einer Leitung 7. Diese steht mit einem Windkessel 8 in Verbindung, der im vorliegenden Falle ein Gemisch von Gas und Luft enthalten soll. Ferner steht sie durch die Druckventile 5 mit einem zweiten Windkessel 9 in Verbindung. Der Fassungsraum des letzteren muß so groß sein, daß die Flüssigkeitsbewegung durch das Druckrohr 6 möglichst gleichmäßig ist.

Auf dem.Verdichtungsgefäß 8 sitzt ein Einströmventil 10, das im allgemeinen durch eine leichte Feder 11 geschlossen gehalten wird, sich aber durch Unterdruck in dem Behälter 8 öffnet. Ferner enthält der letztere ein Ventil 12, welches sich durch sein eigenes Gewicht öffnen kann und durch den Stoß der emporsteigenden Flüssigkeit geschlossen wird. In einem Rohr 14 befindet sich zwischen dem Ventil 12 und einem Behälter 15 ein Rückschlagventil 13. Am unteren Ende eines oben mit Schlitzen 18 ausgerüsteten und in eine Kammer 19 ragenden Rohres 17 befindet sich ein Ventil 16, das sich durch sein eigenes Gewicht öffnet und durch den Stoß oder Druck der Flüssigkeit geschlossen werden kann. Die Tiefe, bis zu der das Rohr 17 in den Behälter 8 hineinragt, läßt sich mittels eines. Handrades 20,· einer Schraubenspindel 21 und des Muttergewindes 22 verändern. Der Kammer 19 werden Gas und Luft durch Öffnungen 23 und 24 zugeführt. Der Behälter 15, der zur Aufnahme des komprimierten brennbaren Ge ■ misches dient, steht vorzugsweise durch einen Dreiwegehahn 28 mit einem Rohr 26 in Verbindung, durch das ihm Flüssigkeit zugeführt werden kann, und mit einem Rohr 27, durch das ihm Flüssigkeit entzogen werden kann. Man kann also durch Veränderung des Flüssigkeitsinhaltes des Behälters 15 den zum Aufspeichern des brennbaren Gemisches zur Verfügung stehenden Raum verändern. Von dem Behälter 15 wird das brennbare Gemisch durch Rohre den Einlaßventilen 29 und 30 zugeführt, die auf den beiden Verbrennungskammern ι und 2 der Pumpe, sitzen. Diese ■ sind außerdem mit den üblichen Auspufrventilen 31 und 32 ausgerüstet, die sich unter ihrem eigenen Gewicht öffnen und durch den Stoß der Flüssigkeit geschlossen werden.

Der Behälter 15 enthalte eine Füllung eines brennbaren Gemisches, das auf die Spannung komprimiert ist, unter der die Flüssigkeit gefördert werden soll. Im oberen Teil der Kammer 2 befinde sich eine brennbare Füllung unter Druck. In der Kammer 1 reiche die Flüssigkeit bis kurz unter den obersten Punkt, wo ein elastisches Kissen gebildet ist. Die Ventile 29, 30, 31, 32 und 4 seien sämtlich geschlossen. Dann beginnt der Arbeitsgang durch Zündung der Füllung in der Kammer 2. Die Verbrennung und die Expansion treten ein, und die Flüssigkeit wird hier nach außen in das Rohr 7 getrieben.

Durch die Ausdehnung der Gase in der Kammer 2 sinkt die Spannung in beiden Kammern, da die Flüssigkeit aus der Kammer 1 von der ausschwingenden Wassersäule mit abgesaugt wird. Es wird dann ein Augenblick eintreten, in dem die Spannung in der Kammer ι derjenigen des komprimierten Gemisches im Behälter 15 gleich ist. In diesem Augenblick öffnet sich das \^rentil 29, durch das die Verbindung zwischen der Kammer 1 und dem Behälter 15 hergestellt wird. Wäh-, rend der Fortsetzung der Expansion in der Kammer 2 strömt ein brennbares Gemisch in die Kammer 1 und drängt die in dieser Kammer befindliche Flüssigkeit nach unten. . Es

unterstützt also die Auswärtsbewegung der Flüssigkeitssäule in der Leitung 7. ■ Im allgemeinen ist es wünschenswert, das Ventil 29 zu schließen, ehe die Expansion in der Kammer 2 beendigt ist und ehe ' die Spannung in dem Verdichtungsbehälter 8 so hoch ist, daß sich das Ventil 13 öffnet. Wenn beispielsweise das Ventil 29 sich bei zwei Atmosphären schließt, so tritt der letzte Teil der Expansion

ίο in der Kammer 2 ein, nachdem die Verbindung mit dem Behälter 15 abgeschnitten ist, und die Spannung in den beiden Kammern 1 und 2 fällt hinreichend tief, um ein Einströmen von neuer Flüssigkeit durch die Ventile 4

und ein Öffnen des Auspuffventiles 32 unter seinem Gewicht zu ermöglichen.

Zu Beginn der Auswärtsbewegung der Flüssigkeitssäule stand die Flüssigkeit in dem Verdichtungsbehälter 8 in der Höhe a-a. Während hier der Flüssigkeitsspiegel sich so weit hebt, bis daß die Flüssigkeit das Einlaßventil 16 schließt, wird die auf die Flüssigkeitssäule ausgeübte Energie nur in Bewegung umgesetzt ; denn die steigende Flüssigkeit findet praktisch keinen Widerstand, wenn sie brennbares Gemisch durch das Ventil 16, das Rohr 17, die Schlitze 18 und die Öffnungen 23 und 24 in die Entnahmestellen der brennbaren Bestandteile (Gas und Luft) zurückdrückt. Sobald aber das \^rentil 16 geschlossen ist, steigt die Spannung in dem Behälter 8 so weit, daß das Ventil 13 sich öffnet und ein brennbares Gemisch durch das Rohr 14 in den Behälter 15 getrieben wird. Diese Förderung setzt sich fort, bis der zum öffnen der Ventile 5 erforderliche Druck erreicht ist. Von nun an strömt die Flüssigkeit in den Windkessel 9. Die übrigbleibende Bewegungsenergie der Flüssigkeitssäule wird also vollkommen dazu aufgebraucht, Flüssigkeit in den Windkessel 9 und weiterhin in die Förderleitung 6 zu drücken, bis die Flüssigkeitssäule schließlich zum Stillstand kommt. Die Flüssigkeit soll im Verdichtungsbehälter 8 nicht so weit steigen, daß das Ventil 12 sich schließt. Das letztere bildet vielmehr nur eine Sicherheitsvorrichtung, durch die ein Kissen von elastischen Gasen im oberen Teil des Gefäßes 8 erhalten bleibt.

Der Arbeitsgang ist nun bis zu dem Punkte vorgeschritten, in dem sich in der Kammer 1 ein brennbares Gemisch und in der Kammer 2 Verbrennungsprodukt^ befinden, das Auspuffventil 32 offen ist und die Spannung in beiden Verbrennungskammern nahezu gleich einer Atmosphäre, ist. Im oberen Teil des Behälters 8 bleibt ein brennbares Gemisch, welches auf die Spannung komprimiert ist,, bei der Flüssigkeit gefördert wird. Infolgedessen wirkt von dem Gefäß 8 aus ein höherer Druck auf die Flüssigkeitssäule im Rohr 7 als von den Kammern 1 und 2 aus. Demnach wird die Flüssigkeitssäule aus der Leitung 7 in die Verbrennungskammern zurückgetrieben.

Durch das Zurückströmen der Flüssigkeitssäule nimmt die Spannung im Verdichtungs behälter 8 ab. Indessen verhindert das Ventil 13 ein Zurückströmen von brennbarem Gemisch aus dem Behälter 15, und die Ventile 5 verhindern ein Zurückströmen von Flüssigkeit aus dem Windkessel 9. Wenn der Druck nahezu auf atmosphärische Spannung gefallen ist, öffnet sich das Ventil 10 entgegen der Spannung seiner schwachen Federn, und Gas und Luft werden in dem Maße in den Behälter 8 gesaugt, wie die Flüssigkeit ausströmt. Auch das Ventil 16 öffnet sich, und wenn es von der Flüssigkeit freigelegt ist, so kann ein Teil des Gemisches durch dieses Ventil strömen. Inzwischen steigt die aus der Leitung 7 kommende Flüssigkeit zunächst in der Kammer 2, verdrängt die Verbrennungsprodukte aus dieser, bis sie das Auspuffventil 32 erreicht und schließt, und steigt schließlich in der Kammer 1. Hier komprimiert sie die Brennstoffüllung, bis die Energie der Flüssigkeitssäule aufgebraucht ist. Nun kann ein ' neuer Arbeitsgang durch die Zündung der komprimierten Füllung in der Kammer 1 beginnen, wobei jedoch die Funktionen der Kammern 1 und 2 umgekehrt sind.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel für die Ventilsteueru'ng dargestellt, durch die die Einlaß- und die Auslaßventile, der Verbrennungskammern ι und 2 derart gesteuert \verden, daß ihre Bewegung dem beschriebenen Arbeitsgang entspricht. Das komprimierte brennbare Gemisch wird durch das Rohr 14 zwei Abzweigungen 33 und 34 und durch diese den Einlaßventilen 29 und 30 zugeführt. Auf der Spindel' des Ventiles 29 sitzen ein verschiebbarer Ring 35 und drei feste Ringe 36, 37 und 38, und auf der Spindel des Ventiles 30 sitzen vier entsprechende Ringe 39, 40, 41 und 42. Auf der Spindel des Auspuffventiles 31 sitzt ein fester Ring 43 und auf der Spindel des Auspuffventiles 32 ein fester Ring 44. Die Ringe 43, 37, 41 und 44 können sämtlich durch einen Schieber 45 gesperrt werden, während die Ringe 38 und 42 durch einen Schieber 46 gesperrt werden können. Wenn der Schieber 45 in die gezeichnete Stellung nach links bewegt ist, so legt er sich unter die Ringe 43 und 41 und sperrt diese, während die Ringe 37 und 44 durch Öffnungen des Schiebers hindurchtreten können, wenn die Ventile 29 und 32 geöffnet werden. Wenn der Schieber 45 nach rechts bewegt wird, so werden die Ringe 43 und 41 freigegeben und die Ringe 37 und 44 gesperrt. Wenn andererseits

der Schieber 46 nach links in die gezeichnete Stellung bewegt, ist, kann der Ring 38 durch eine öffnung des Schiebers hindurchtreten, während der Ring 42 gesperrt ist. Wenn der Schieber 46 nach rechts bewegt wird, so wird \ der Ring 38 gesperrt und der Ring 42 freigegeben. Wenn alle Teile sich in der in Fig. 2 ■ dargestellten Lage befinden, ist das \^entil 31: gesperrt, das Ventil 29 kann sich öffnen, da es weder durch den Schieber 45 noch durch den Schieber 46 gesperrt ist; das Ventil 30 wird durch beide Schieber 45 und 46 gesperrt, und das Ventil 32 kann sich öffnen, da es durch den Schieber 4¹^ nicht gesperrt wird.

Die Bewegung der Schieber wird durch die Druckveränderungen in den Verbrennungskammern herbeigeführt, welche durch ein Rohr 47 auf einen kleinen Zylinder 48 am Pumpengehäuse übertragen werden. In dem Zylinder 4.8 bewegt sich ein Kolben 49, dessen Kolbenstange 50 durch eine Stopfbüchse im Boden des Zylinders hindurchragt und an ein Querhaupt 51 eines viereckigen Rahmens angeschlossen ist. Eine Feder 52 sucht den KoI-ben 49. in seiner untersten Lage zu halten. Aber zu gewissen Zeiten des Arbeitsganges genügt der durch das Rohr 47 geleitete und auf den Kolben 49 einwirkende Druck der Gase, um den Kolben in die gezeichnete Stellung zu heben. Der feststehende Zylinder 48 hat einen Ansatz 53. Tn diesem sind Schaltscheiben 54 und 55 auf Zapfen 56 und 57 drehbar gelagert, und die Bewegung dieser Scheiben wird durch Lenker 58 und 59 auf die Schieber 46 und 45 übertragen. Auf dem oberen Teil 59" des viereckigen Rahmens hängt eine Druckstange 60 drehbar, welche im allgemeinen durch zwei Federn 61 und 62 von gleicher Spannkraft in der Senkrechten gehalten wird. Sie kann sich in eine der beiden Aussparungen 63 und 64 der Scheibe 54 legen, je nach der Lage, welche die letztere bei der Abwärtsbewegung der Druckstange und des sie tragenden viereckigen Rahmens einnimmt.

So gerät die Druckstange 60 in der in der Zeichnung dargestellten Lage bei der nun folgenden Abwärtsbewegung in die Aussparung 63. Hierdurch wird die Scheibe 54 so gedreht, daß sich der Schieber 46 nach rechts bewegt. Die Scheibe 54 bleibt dann in der entgegengesetzten Lage stehen, so daß die Druckstange 60 sich bei der folgenden Abwärtsbewgung in die Aussparung 64 legt, die Scheibe 54 wieder in die gezeichnete Stellung dreht und den Schieber 46 nach links bewegt. Jedesmal, wenn die Druckstange 60 sich von der Scheibe 54 zurückbewegt, λνπ-d sie durch ihre Federn 61 und 62 in die Mittelstellung gebracht. In ähnlicher Weise ist am Kolben 49 eine Druckstange 65 angelenkt, die unter der Einwirkung von Federn 66 und 67 steht. In der gezeichneten Stellung ist die Feder 67 zusammengedrückt, und das obere Ende der Stange 65 legt sich in die Aussparung 68 der Scheibe 55.

Der Rahmen und die Druckstangen 60, 65 werden durch den Druck angehoben, der von der Kammer 2 auf den Kolben'49 übertragen wird, und sie werden durch die Feder 52 und ihr eigenes Gewicht gesenkt, wenn die Spannung in der Kammer 2 fällt. Eine Aufwärts bewegung des Rahmens schiebt den Schieber 45 nach links, während, die nächste ihn nach rechts schiebt, und ebenso schiebt eine Abwärtsbewegung den Schieber 46 nach rechts, während die nächste ihn nach links bewegt. Die Bewegungen der Scheibe 54 treten ein, wenn der Druck im Steuerzylinder 48 geringer als der zum Schließen der Ventile 29 und 30 erforderliche Druck ist und noch weiter fällt. Die Bewegungen der Scheibe 55 treten ein, wenn jener Druck größer als derjenige ist, bei dem sich die Ventile 29 und 30 öffnen, und noch weiter steigt.

Das Steuerungsgestänge für die Einlaßventile 29 und 30 ist in beiden Fällen in derselben Weise ausgeführt. Auf der Ventilspindel sitzt eine Feder 69, welche den losen Ring 35 gegen den festen Ring 36 zu drücken und hierdurch das Ventil mit genügender Kraft anzuheben sucht, um es geschlossen zu halten., wenn auf seiner Oberseite ein dem gewünschten kleinsten Druck im Behälter 15 gleicher Druck und auf seiner Unterseite der geringste in der Verbrennungskammer erreichte Druck herrscht. Die Einwirkung der Feder auf das Ventil kann indessen unterbrochen werden, indem sie durch einen auf einen Stift des Ringes 35 einwirkenden Hebel 70 niedergedrückt wird. Der Hebel wird durch den durch einen Kanal 71 auf einen Zylinder 72 übertragenen Druck der A^erbrennungskammer .bewegt. In dem Zylinder befindet sich ein an dem Hebel angelenkter Kolben 73. Wenn also die Spannung in der Verbrennungskammer einen gewissen Betrag übersteigt, wird der Kolben 73 angehoben; er bewegt hierdurch den Hebel 70 in die gezeichnete Stellung, drückt die Feder 69 zusammen und entfernt den verschiebbaren Ring 35 von dem festen Ring 36. Auf dem Pumpengehäuse befinden sich die Ansätze 74, 75, 76 und γ¹/, in deren Führungsschlitzen die Schieber 45 und 46 gleiten und die den Druck aufnehmen, welcher auf die letzteren durch die von ihnen verriegelten Ventile ausgeübt wird. In senkrechten zylindrischen Bohrungen dieser Ansätze sind die zylindrischen Ringe der verschiedenen Ventilspindeln geführt.

Zu Beginn eines Spieles, wenn die Zündung

einer in der Kammer 2 komprimierten brenn- j baren Füllung stattfindet, befinden sich alle j Teile in der in Fig·. 2 gezeichneten Lage. Zu- j nächst steigt die Spannung der Gase nach der j

Zündung, und darauf tritt mit der Auswärtsbewegung der Flüssigkeit aus der Verbrennungskammer 2 hier die Expansion ein, bis der Druck in der Kammer 1 denjenigen des j vorher komprimierten Gemisches im Behälter 15 erreicht. Dieser auf den Kolben 7$ wirkende Druck genügt zum Zusammendrücken der Feder 69, so daß das Ventil 29 sich öffnet und komprimiertes Gemisch in die Kammer 1 strömen läßt. Dieses strömt so lange aus dem Behälter 15 durch die Leitungen 14, 33 in die Kammer 1, bis die Feder 69 den Druck auf den Kolben 73 überwiegt, den Ring 35 gegen den festen Ring 36 hebt und hierdurch das Ventil 29 schließt. Der Druck in der Kammer 2 fällt weiter ab, und der Kolben 49, der in seine tiefste Stellung fällt, bewegt mittels der Druckstange.60 die Scheibe 54 und den Schieber 46/ so daß das Ventil 29 in seiner Verschlußstellung gesperrt und der bisher das Ventil 30 sperrende Ring 42 freigegeben wird. Wenn die Expansion bis ungefähr auf Atmosphärendruck fortgeschritten ist, öffnet sich das Ventil 32 durch sein Gewicht, während der Schieber 45 das Ventil 31 noch sperrt. Die Auswärtsbewegung der Flüssigkeitssäule, durch die eine neue Füllung eines brennbaren Gemisches in dem Behälter 15 komprimiert wurde, hört nun auf, und ihre Einwärtsbewegung beginnt. Die Verbrennungsprodukte werden aus der Kammer 2 ausgetrieben, bis das Ventil 32 durch die steigende Flüssigkeit geschlossen wird und die weiter steigende Flüssigkeitssäule die Füllung in der Kammer ι komprimiert. Sämtliche Ventile sind nun geschlossen, und die Drucksteigerung in der Kammer 2 hebt den Kolben 49 in die durch den Anschlag 78 an seiner Stange bestimmte Lage und drückt die Druckstange 65 in die Aussparung 79 der Scheibe 55. Hierdurch wird der Schieber 45 nach rechts bewegt, so daß er die Ringe 43 und 41 freigibt und die Ringe 37 und 44 sperrt. Demnach kann nun ein neuer Arbeitsgang durch die Zündung der in der Kammer 1 komprimierten Füllung eingeleitet werden. Zu Beginn dieses neuen Arbeitsganges sind die A'entile 30 und 31 frei, während die Ventile 29 und 30 verriegelt sind. Hierdurch können die Kammern 1 und 2 abwechselnd in Funktion treten.

Bisher wurde angenommen, daß das Ventil 29 geschlossen wird, ehe der Druck in dem Verdichtungsbehälter 8 (Fig. l) ausreicht, um das Ventil 13 entgegen dem verringerten Druck im Behälter 15 zu öffnen. Wenn dies jedoch nicht der Fall ist, so muß das Ventil 12 mit einer Einrichtung versehen werden, durch die es geschlossen wird, sobald die gewünschte Kompression im Behälter 15 erreicht ist, und durch die es in der geschlossenen Lage gesperrt wird, bis es durch das Schließen des Ventilqs 29 (oder 30) freigegeben wird. Eine solche Einrichtung besteht beispielsweise aus einem kleinen Zylinder, dessen Kolben an der Spindel des Ventiles 12 befestigt ist und durch den Druck im Behälter 15 und eine diesem entgegenwirkende Feder bewegt wird. Die Feder wird so eingestellt, daß sie das Ventil 12 offen häjt, bis der gewünschte Druck erreicht ist. Danach überwiegt dieser Druck denjenigen der Feder und schließt das Ventil. Das Ventil kann durch eine Sperrklinke verriegelt werden, welche sich unter einen Ring auf der Spindel des Ventiles 12 legt und beim Schließen des Ventiles 29 oder 30 durch Steuerstangen freigegeben wird. Nun kann kein Gemisch aus dem Behälter 8 in den Behälter 15 überströmen, solange die Ventile 29 und 30 offen sind. Mit Rücksicht auf die Einfachheit der Anordnung ist eine zeichnerische Darstellung dieser Steuereinrichtung nicht gegeben worden.

Da der Behälter 15 einen bestimmten Fassungsraum besitzt und seine Spannung beim Füllen der Kammern 1 oder 2 von einer bestimmten höchsten auf eine bestimmte niedrigste Spannung fällt, so ist die Menge des den beiden Kammern während jedes Arbeitshubes zuströmenden Gemisches konstant, es sei denn, daß der Fassungsraum des Behälters 15 durch Vermehren oder Verminderung seines Flüssigkeitsinhaltes geändert wird.

Wenn · der Erfindungsgegenstand in einer Pumpvorrichtung mit einer einzigen Verbrennungskammer ausgeführt wird, so kann die letztere mit dem Rohr 7 und den Behältern 8 und 9 in derselben Weise wie in Fig. 1 verbunden werden. Indessen sind gewisse Änderungen erforderlich. Fig. 3 zeigt den oberen Teil einer Verbrennungskammer 80. Das Rohr 14 und der Behälter 15 sind in derselben Weise bezeichnet wie in Fig. 1. Wenn das Spiel durch die Zündung einer in der Kammer 80 komprimierten Füllung beginnt, so wird die Flüssigkeitssäule aus der Verbrennungskammer nach außen getrieben, und die Expansion beginnt, bis der Druck in der Kammer 80 ungefähr den der Atmosphäre erreicht und das Auspuffventil 81 sich öffnet. Durch die Auswärtsbewegung der Flüssigkeitssäule wird der Behälter 15 mit einem brennbaren Gemisch gefüllt, und außerdem wird die für den Rückwärtshub der Flüssigkeitssäule erforderliche Energie in dem Behälter 8 aufgespeichert. Durch den Rückhub der Flüssigkeitssäule werden die Verbrennungsprodukte ausgetrieben

und dann das Auspuffventil 81 geschlossen. Darauf wird durch Öffnen des Einlaßventiles 82 der Behälter 15 mit der Kammer 80 verbunden, und eine komprimierte Füllung strömt bis zum erreichten Druckausgleich in die Kammer. Darauf wird die Verbindung zwischen dieser und dem Behälter 15 wieder unterbrochen, die Füllung in der Kammer 80 wird komprimiert und ein neues Spiel durch Zündung des komprimierten Gemisches eingeleitet.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Anordnung der X^entile und ihrer Steuerung bei dem beschriebenen Arbeitsgang. Das Auslaßventil 81 kann durch den Stoß der in die Kammer steigenden Flüssigkeitssäule und durch den in der Kammer entstehenden Druck geschlossen werden. Auf seiner Spindel sitzt ein entlastetes Ventil, das aus zwei Teilen .84 und 85 besteht. Diese legen sich auf ihre Sitze, wenn sich das Ventil 81 öffnet, und schließen hierdurch die Verbindung zwischen dem Rohr 14 und einem zum Einlaßventil 82 führenden Rohr 100. Am oberen Ende der Spindel des Ventiles 81 sitzt ein Stift, der in einen Schlitz eines zweiarmigen Hebels 86 hineinragt. Der andere Arm des letzteren ist durch einen Lenker mit einer Sperrklinke 87 verbunden. Wenn das Ventil 81 sich schließt, so wird die Klinke 87 aus ihrer Stellung unterhalb eines auf der Spindel des Ventiles 82 angebrachten Ringes 88 herausgezogen. Unter den Ring 88 kann sich eine zweite Klinke 89 legen, die durch ihren Arm 90 und einen kleinen Kolben 91 in einem Zylinder 92 gesteuert wird. Der letztere erhält Druck aus der Kammer 80 durch einen Hahn 93. Die Bewegung der Klinke 89 geht wie folgt von statten : Eine an dem Kolben 91 angebrachte Stange 94 ragt durch eine Führung 95 und wird durch eine Feder 96 nach oben gedrängt, welche zwischen einem auf der Stange sitzenden Ring und der Oberseite des Zylinders sitzt. Eine auf der Stange 94 verschiebbare Büchse 97 legt sich von unten gegen den Arm 90 der Klinke 89, und eine Feder 98 sucht die Büchse 97 in einem gewissen Abstände von dem festen Stangenring 99 zu halten. Die Spannung der Feder 96 ist derart bemessen, daß die Stange 94 angehoben gehalten wird, bis sich unter dem Kolben 91 ein geringes Vakuum gebildet hat. Da nun das Auslaßventil 81 durch sein Gewicht kurz vor dem Erreichen des Atmosphäi endruckes in der Kammer 80 zu fallen sucht, so öffnet es sich, bevor die Stange 94 heruntergezogen wird. Infolgedessen wird die Klinke 87 unter den Ring 88 gebracht, kurz bevor die Klinke 89 von dem Ring 88 zurückgezogen wird. Das Ventil 82 wird also durch die Klinke 87 gesperrt, bevor es von der Klinke 89 freigegeben wird. Das Ventil 82 kann sich folglich nur dann öffnen, wenn das Auspuffventil 81 sich geschlossen hat.

Wenn sich alle Teile in der in Fig. 3 dargestellten Lage befinden und die Zündung stattgefunden hat, so expandieren die Verbrennungsgase. Die hierdurch herbeigeführte Auswärtsbewegung der Flüssigkeitssäule hat die Kompression eines frischen brennbaren Gemisches im Behälter 15 und in den Rohren 14 und 100 zur Folge. Die Expansion setzt sich nun weiter fort, und der Druck in der Kammer 80 fällt ab, bis das Ventil 81 sich durch sein Gewicht öffnet. Hierdurch werden die entlasteten Ventile 84 und 85 auf ihren Sitz gebracht, und die Verbindung zwischen den Rohren 14 und 100 wird unterbrochen. Hiernach ruft die weitere Bewegung der Flüssigkeitssäule einen weiteren Druckabfall hervor, und der Kolben 91 sinkt. Er gibt also den Ring 88 von der Klinke 89 frei, welcher nun ausschließlich durch die Klinke 87 gesperrt gehalten wird. Die Bewegung" der Flüssigkeitssäule saugt nun Spülluft durch das Ventil 83, welches sich entgegen einer leichten Feder 101 öffnet, bis schließlich die Flüssigkeitssäule zum augenblicklichen Stillstand kommt und die Feder 101 das Ventil 83 schließt. Nun beginnt die Rückbewegung der Flüssigkeitssäule, und die in der Kammer 80 steigende Flüssigkeit schließt das Auslaßventil 81. Hierdurch wird das entlastete Ventil 84, 85 geöffnet und die Verbindung zwischen dem Behälter 15 und dem Rohr 100 wieder hergestellt. Das Ventil 82 öffnet sich sofort, da es nun auch von der Klinke 87 freigegeben ist. Infolgedessen strömt brennbares Gemisch, in die Kammer 80, bis der Druck auf beiden Seiten des Ventiles 82 ausgeglichen ist. Nun schließt die Feder 102 das Ventil 82 wieder. Inzwisehen war durch den Druck in der Kammer 80 der Kolben 91 angehoben und mithin die Feder 98 zusammengedrückt, so daß die Klinke 89 in ihre Stellung unterhalb des Ringes 88 gelangt, sobald das \^entil 82 sich schließt. Die Einwärtsbewegung der Flüssigkeitssäule wird nun durch die Kompression der Füllung im oberen Teil der Kammer 80 zum Stillstand gebracht, und die Zündung der komprimierten Füllung leitet einen neuen Arbeitsgang ein. Der Hahn 93 wird so eingestellt, daß die Wirkung des Kolbens 91 etwas verzögert wird, so daß die Klinke 89 erst dann unter den Ring 88 tritt, wenn das Auslaßventil 81 geschlossen ist, und in der Tat kann bei Drosselstellung des Hahnes 93 die Spannung der Feder 96 so bemessen sein, daß sie ein Fallen des Kolbens 91 ermöglicht, ehe im Zylinder 92 ein Vakuum erreicht ist, wobei trotzdem die zur Durchführung des Arbeitsganges erforderlichen Bewe-

guiigen ausgeführt werden. In Fig. ι sind Spülluftventile nicht dargestellt. Indessen können auch hier die Kammern ι und 2 mit solchen A^entilen versehen werden.

In Fig. 4 ist die Anwendung des Erfindungsgedankens auf eine andere Ausführungsform der Pumpvorrichtung erläutert. In der Zeichnung ist die Antriebsseite der Einrichtung fortgeblieben. Die die schwingende

ίο Flüssigkeitssäule in sich aufnehmende . Leitung 7 steht nicht nur mit dem Verdichtungsbehälter 8 in Verbindung, wie in Fig. ι angenommen ist, sondern noch mit einer Kompressionskammer 103 für Luft oder irgendein Gas. Dieselbe hat ebenfalls ein Rohr 104 zum Auslassen eines Teiles der angesaugten Luft, dessen Höhenlage verändert werden kann und welches an seinem unteren Ende ein Ventil 105 besitzt, das durch die steigende Flüssigkeit geschlossen werden kann. Die Kammer 103 ist ferner mit einem Einlaßventil 106 für Luft oder Gas und mit Auslaßventilen 107 und 108 ausgerüstet, welche alle in bekannter Weise arbeiten. Der tiefste Wasserstand in den Kammern 8 und 103 sei der in Fig. 4 eingezeichnete. Wenn die Zündung auf der Antriebsseite stattfindet und die Flüssigkeitssäule in der Leitung 7 nach rechts getrieben wird, so steigt der Flüssigkeitsspiegel in den Kammern 8 und 103 gleichzeitig, brennbares Gemisch wird aus dem Behälter 8 zurückge- : schoben, bis das Ventil 16 geschlossen wird. und ebenso wird Luft oder Gas aus der Kammer 103 wieder ausgetrieben, bis das Ventil ^I05 geschlossen wird. Nun tritt Kompression ein, und aus der Kammer 8 wird komprimiertes .Gemisch in den in Fig. 1 dargestellten Behälter 15 gefördert, während komprimierte , Luft aus der Kammer 103 durch die Ventile 107 und 108 ausströmt.

Wenn die Flüssigkeitssäule zum Stillstand kommt, so befindet sich im Behälter 8 und in der Kammer 103 komprimierte, elastische Flüssigkeit, welche durch ihre Expansion die zum Zurücktreiben der Flüssigkeitssäule im Rohr 7 erforderliche Energie abgibt. Wenn der Druck, unter dem die Luft oder das Gas aus der Kammer 103 ausströmen muß, geringer ist als der Druck, Unter dem das brennbare Gemisch in dem Behälter 15 aufgespeichert wird, so kann zunächst die Flüssigkeit in dem Gefäß 8 nicht bis zur Höhe des Ventiles 12 steigen, da die Flüssigkeit vorher ,.vorwiegend in die Kammer 103 strömt, aus der Luft verdrängt wird. Wenn die emporsteigende Flüssigkeit das Ventil 107 schließt und danach der Druck infolge der weiteren Auswärtsschwingung der Flüssigkeitssäule zunimmt, so tritt ^: eine Drucksteigerung in den Behältern 8 und 103 ein. Infolgedessen wird eine größere Menge des brennbaren Gemisches aus dem Gefäß 8 durch die Ventile 12 und 13 gefördert, so daß der Druck im Behälter steigt.

Wenn der Druck, mit dem die Luft aus der Kammer 103 ausströmt, größer sein soll als derjenige, auf den das brennbare Gemisch im Behälter 15 komprimiert wird, so kann man den Höhenunterschied der Ventile 12 und 16 so bemessen, daß beim Schließen des Ventiles 16 durch die Flüssigkeit und beim Emporsteigen der Flüssigkeit im Behälter 8 brennbares Gemisch dem Behälter 15 bis zu dem Augenblick unter dem gewünschten Druck zugeführt wird, wo das Ventil 12 durch die auf dasselbe auftreffende Flüssigkeit geschlossen wird. Die weitere Bewegung der Flüssigkeitssäule im Rohr 7 dient dann zur Kompression der Luft in der Kammer 103 auf den Ausströmdruck, der nun größer sein kann als derjenige zur Zeit des Schließens des A^entiles 12. Die Druckverhältnisse in den beiden Behältern 8 und 103 können durch die Ventilbelastungen und durch die Höheneinstellung der Tauchrohre für die Ventile 16 und 105 geändert werden.

Wie schon weiter oben angegeben ist, können die Ventile, die die Zuströmung des brennbaren Gemisches zu den Verbrennungskammern regeln, durch die Druckveränderungen im Innern der Vorrichtung durch Vermittlung von Druckluft, elektrischem Strom oder einer anderen äußeren Kraftquelle gesteuert werden. Wenn man beispielsweise zur Bewegung der Ventile Druckluft verwendet, können auf den Spindeln der Einlaßventile KoI-ben angeordnet werden, deren Zylindern die Druckluft zugeführt wird. Man kann sich schwingender Scheiben bedienen, die den Scheiben 54 und 55 nach Fig. 2 ähnlich sind und die zur Bewegung von Zweiwegehähnen dienen, durch deren Betätigung die zum öffnen der Ventile erforderliche Druckluft in dem richtigen Augenblick zugeführt wird. Die Scheiben können auch einen Zweiwegehahn steuern, mittels dessen das komprimierte brennbare Gemisch dem einen oder dem anderen der Einlaßventile 29 und 30 der Verbrennungskammern ι und 2 zugeführt wird. An dem Kolben 49 (Fig. 2) kann ein Ventil angebracht werden, dessen Stellung durch den in jedem Augenblick in der Vorrichtung vorhandenen Druck bestimmt wird. Dieses Ventil kann zur Herstellung der Verbindung der Druckluftzuleitung mit den auf den Einlaßventilen angebrachten Kolben dienen oder zur Herstellung der Verbindung der auf der Oberseite der Kolben wirkenden komprimierten Luft mit ihrem Auslaß. Das Schließen der Einlaßventile kann zum Teil durch Federn herbeigeführt werden und zum Teil durch den

der Pumpvorrichtung entnommenen Druck, welcher in diesem Falle auf die untere Seite der Kolben der Einlaßventile wirkt. Derartige Konstruktionsmittel sind bekannt.
Wenn im Falle der Fig- 4 neben dem Behälter 8 noch derjenige 9 mit den Ventilen 5 gemäß der Fig. 1 in Verbindung mit der Kornpresporkammer 103 verwendet werden, so kann man offenbar das brennbare Gemisch in der Kammer 8 und im Behälter 15 komprimieren, Druckflüssigkeit der Kammer 9 zuführen und Gas in der Kammer 103 komprimieren und aus ihr fördern.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. Explosionspumpe mit schwingender Flüssigkeitssäule zum Heben oder Fördern von Flüssigkeit oder zum Komprimieren von Gasen, dadurch gekennzeichnet, daß

' 20 ein Teil der durch die Auswärtsbewegung der Flüssigkeitssäule komprimierten Luft oder des Gases auf das der Verbrennungskammer zugewendete Ende der Flüssigkeitssäule und ein Teil auf das entgegengesetzte Ende der Flüssigkeitssäule zur Wirkung gelangt.

2. Explosionspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekernzeichnet, daß die Luft oder das Gas durch die Auswärtsbewegung der Flüssigkeit in einem Windkessel (8) bis auf die Spannung verdichtet wird, die in der Förderleitung (6) und in einer der Leitung zur Verbrennungskammer angehörenden Luft- oder Gasaufspeicherungskammer (15) herrscht, wobei der die Rückbewegung der Flüssigkeit einleitende Druck des Verdichtungsbehälters (8) und der Druck der der Verbrennungskammer - frisch zugeführten Ladung ohne Rücksicht auf die Veränderungen der Explosionsstärke in der Verbrennungskammer konstant bleiben.

3. Explosionspumpe mit zwei Verbrennungskammern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Auslaßventile der Verbrennungskammern durch zwei Schieber (45,46) gesteuert werden, derart, daß die Stellung eines Schiebers sich ändert, wenn der Druck in einer Verbrennungskammer größer wird als derjenige, bei dem sich die Einlaßventile öffnen, und noch fernerhin steigt, während die Stellung des anderen Schiebers ₁sich verändert, wenn der Druck geringer ist als derjenige, bei dem sich die Einlaßventile schließen, und noch weiter fällt.

4. Explosionspumpe mit einer ' Verbrennungskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßventil (81) der Verbrennungskammer mit einem entlasteten Ventil (84,85) ausgerüstet ist, welches sich bei einem Öffnen des Auslaßventiles (81) schließt und hierdurch die Zufuhr von gespanntem Gas zur Verbrennungskammer abschließt, und umgekehrt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.