DE27578C - Dampfwasserheber - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 59: Pumpen.

Diese Erfindung bezieht sich auf Neuerungen in der Construction jener Art Dampfwasserheber, die unter dem Namen Dampfvacuumpumpen bekannt sind.

Fig. ι ist eine Ansicht, Fig. 2 ein Verticalschnitt meines Dampfwasserhebers in der von mir für am geeignetsten befundenen Gestalt.

Fig. 3 ist ein Verticalschnitt, meine Erfindung in ihrer einfachsten Form darstellend. Fig. 4 und 5 sind ähnliche Ansichten zweier Modificationen meiner Erfindung.

Fig. 6 ist der Verticalschnitt eines zweisitzigen Ventils, welches als Controlventil für das Speiserohr verwendet werden kann.

Meine Erfindung läfst sich in zwei Formen darstellen: a) mit der Dampfpumpe oder dem Arbeitsraum und dem Wasserraum von einander getrennt und nur durch geeignete Dampf- und Wasserröhren verbunden, wie in Fig. 2, 4 und 5 gezeigt, oder b) mit einem Pumpen- oder Arbeitsraum, der vollständig von dem Wasserraum umschlossen wird und damit in freier Verbindung steht, wie in Fig. 3 dargestellt.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Construction besteht der Raum A aus einem cylindrischen Gefäfs mit Wänden aus nicht leitendem Material, das oben geschlossen und unten offen ist. Dieses Gefäfs wird innerhalb eines äufseren cylindrischen Wasserraufnes B, der ebenfalls oben geschlossen ist und dessen unteres Ende auf einen Dampfgenerator C aufgesetzt wird, angebracht. Der Dampfgenerator wird vorzugsweise aus Metallblech in konischer Form hergestellt, mit einem äufserst engen Raum zwischen den oberen und unteren Platten, um eine möglichst grofse Fläche bei geringstem Rauminhalt zu bieten. Ein nicht leitendes Futter oder ein Luftraum J kann zwischen dem Dampfgenerator und dem Boden des Arbeitsraumes eingeschaltet werden, um die Erhitzung des letzteren zu vermeiden. Ein Speiserohr D¹ mit Regulirventil D verbindet den unteren Theil des konischen Dampferzeugers C mit dem oberen Theil des Arbeitsraumes A, so dafs das Wasser von der oberen erhitzten Wasserschicht aus dem Arbeitsraum dem Generator zugeführt werden kann. Ein offenes Rohr E ragt von der Spitze des Generators nach oben in den Arbeitsraum A bis nahe an die Decke desselben, ein offenes Exhaustrohr F ragt von einem Punkt nahe dem oberen Ende des Arbeitsraumes bis in den Wasserraum und endet ungefähr in der Mitte dieses Raumes. Das Exhaustrohr F ist gebogen, um einen Wasserabschlufs zu bilden, welcher beinahe bis zum Boden des Arbeitsraumes reicht, wie in der Zeichnung, Fig. 3, dargestellt; oder man kann einen Wasserverschlufs dadurch bilden, dafs der eine Schenkel in ein concentrisches Rohr eintaucht, welches, wie in Fig. 5 dargestellt, unten geschlossen ist. Eine Kappe O wird über dem oberen Ende des Rohres F angebracht, um den entweichenden Dampf zu vertheilen, dem kalten Wasser in kleinen Quantitäten um die Kante der Platte oder durch kleine Durchlochungen derselben zuzuführen und mit bedeutend weniger Geräusch, als wenn das Rohr unbedeckt gelassen wäre, eine schnelle Condensation des Dampfes zu bewirken. Die Länge des Speiserohres D¹ ist mit Bezug auf das mit Wasserverschlufs versehene Rohr F so eingerichtet, dafs die Wasserzufuhr nach dem Generator fast aufhört, wenn das Niveau des Wassers tiefer als

das obere Ende des Rohres steht, und zwar unmittelbar vor der Dampfcondensation im Apparat. '

Um einen möglichen Stillstand der Bewegung der Pumpe unter Verhältnissen, bei welchen die Wasserzufuhr durch das obere Ende des Rohres D^x sich nicht genügend erweisen sollte, zu verhindern, können ein oder mehrere kleine Löcher m m im Speiserohr £>' nahe dem Boden des Raumes B angebracht werden.

Dieser einfache Pumpapparat wird vollendet durch das Anordnen eines Saugrohres H an dem oberen Ende des Wasserraumes B und eines Druckrohres J zum Weiterbefördern des Wassers. Diese Röhren sind mit geeigneten Ventilen versehen, um einen Rückflufs des Wassers zu vermeiden.

Der Apparat wird zum Gebrauch fertig gemacht, indem man eine Gas- oder Kohlenfeuerung unter dem Dampferzeuger C anbringt.

Beim Betrieb des Apparates wird das Ventil Ό so weit geöffnet, dafs der Dampferzeuger C mit Wasser aus dem Raum B gespeist wird. Das Wasser breitet sich in einer sehr dünnen Schicht zwischen den Wänden des Generators aus, wird dabei einer verhältnifsmäfsig grofsen Heizfläche ausgesetzt und sehr schnell in Dampf verwandelt. Der so erzeugte Dampf strömt durch das Rohr E nach dem oberen Theil des Arbeitsraumes A, drückt mit voller Kraft auf die Oberfläche des Wassers im Raum A, drängt das Wasser nach unten aus dem Raum A in den Raum B und verursacht ein Ausfliefsen des im Raum B vorhandenen Wassers durch das Druckrohr^/! Beim Austreiben des Wassers aus dem Arbeitsraum A wird dasselbe gleichzeitig aus "dem Rohr F bis an den Punkt k der Biegung ausgetrieben, wodurch der Wasserverschlufs aufgehoben ist. Hierdurch wird ein Auslafs geschaffen für den sich unter Druck in dem Arbeitsraum befindenden Dampf, welcher Dampf sofort entweicht, in den Wasserraum B tritt und in Berührung mit dem Wasser condensirt wird. Das schnelle Entweichen des Dampfes durch das Exhaustrohr erzeugt ein Vacuum im Arbeitsraum. Um dieses Vacuum auszufüllen, strömt das Wasser aus dem Wasserraum in den Arbeitsraum hinein, erzeugt dadurch einen luftleeren Raum im Wasserraum und auch das Einströmen von frischem Wasser aus dem Saugrohr.

Es ist ersichtlich, dafs ein grofser Theil des aus dem Arbeitsraum getriebenen Wassers zurückgesaugt wird, während das frische Wasser aus dem Saugrohr zum Druckrohr getrieben wird, ohne in den Arbeitsraum einzutreten. Das Volumen des am Boden des Arbeitsraumes ein- und ausgetriebenen Wassers wird erhitzt und dient als nicht leitender flüssiger Kolben zwischen dem Dampf und dem durch die Pumpe fliefsenden frischen Wasser. Es ist ersichtlich, dafs eine geringe Condensation im Arbeitsraum stattfindet, dafs der Dampf jedoch durch einen kräftigen Zug durch das Exhaustrohr herausgesogen wird, sobald der Verschlufs desselben aufgehoben wird. Diese Condensation tritt infolge der am äufseren Ende des Rohres eintretenden Condensation und des Druckes der Säule des am Boden des Arbeitsraumes eindringenden Wassers ein.

Dieses Einströmen von Wasser in den Arbeitsraum rührt davon her, dafs ein momentaner Unterschied im Wasserniveau zwischen dem Arbeitsraum und dem Wasserraum stattfindet. Ist der ganze Dampf im Apparat condensirt und das Exhaustrohr wieder mit Wasser gefüllt, so dafs der Verschlufs hergestellt wird, ist der Apparat im ursprünglichen Zustande; die Operation der Dampferzeugung und Wasserverdrängung wird wiederholt, bis der Condensationspunkt wieder erreicht ist.

Bei dem in Fig. ι und 2 gezeigten Apparat ist der Arbeitsraum in Form eines aufrechtstehenden Cylinders hergestellt, der oben geschlossen und unten durch ein grofses Rohr oder einen Kanal N mit dem Boden eines besonderen Wasserraumes B in freier Verbindung steht. Ein Exhaustrohr F, das gebogen ist, um einen Wasserverschlufs G in der Höhe der Linie k etwas unter der Mitte des Arbeitsraumes zu bilden, verbindet den oberen Theil des Raumes A mit dem oberen Theil des Wasserraumes B. Das obere Ende des Rohres F endigt unter einer Kappe O und kann durch ein geeignetes Ventil regulirt werden, obgleich dies nicht unbedingt erforderlich ist. Der Wasserraum B und Arbeitsraum A werden auf einem geeigneten Unterbau R angebracht, der einge^: richtet ist, um den Dampfgenerator zu enthalten bezw. zu umgeben. Der Dampferzeiiger kann, wie in der Zeichnung, Fig. 2, dargestellt, durch eine Gasfeuerung geheizt werden und aus einem Schlangenrohr S, Fig. 4, oder vorzugsweise aus einem Behälter C, Fig. 2, mit doppelten concentrischen Wandungen, welche dicht über einander angeordnet sind, bestehen, und wird in dem Untergestell Ji des Apparates mit der convexen Seite nach unten angebracht. Am untersten Punkt dieses napfartigen Generators befindet sich ein Sack b und ein offenes Wasserspeiserohr Z>². Dieses Rohr ragt von dem Boden des Sackes bis in das Exhaustrohr F oberhalb des Wasserverschlusses und ist mit Hahn oder Ventil D so versehen, dafs der Zuflufs des Wassers nach Belieben adjustirt werden kann.

Beim Betrieb des Apparates drückt der vom Generator aus hochsteigende Dampf das Wasser aus dem Raum A bis an die Linie k bezw. an den Wasserverschlufs des Exhaustrohres F, hebt den Verschlufs auf und entweicht durch das Rohr. Dieser kräftige Dampfstrom strömt über die Mündung des Speiserohres D² hin und ent-

wickelt nach dem Princip eines Injectors eine starke Saugkraft im Rohr D², so dafs alles Wasser aus dem Generator in das Rohr D² gesogen und auf diese Weise die Dampferzeugung aus Mangel an Wasser selbstthätig während der Exhäustperiode im Arbeitsraum angehalten wird. Sobald der Wasserverschlufs durch das frisch einströmende Wasser wieder hergestellt und das Exhaustrohri'¹ verschlossen wird, sinkt das Wasser im Speiserohr D² in den Generator zurück, wird schnell in Dampf verwandelt und der Druck im Arbeitsraum wieder hergestellt. Angesichts der Function des Speiserohres und anderer Umstände, welche einen unregelmäfsigen Betrieb hervorrufen könnten, halte ich es für nothwendig, ein einfaches Ventil L am oberen Ende des Dampfrohres E anzubringen, um ein Zuströmen von Wasser durch dieses Rohr nach dem Generator zu verhindern. Die Belastung des Ventils kann so eingerichtet werden, dafs ein bestimmter constanter Dampfdruck im Generator erhalten bleibt, so dafs ein Ausströmen des Wassers mit dem Dampf verhindert wird. Das Dampfablafsrohr E geht vom oberen Ende des Generators nach dem oberen Theil des Arbeitsraumes durch eine Hülse f, Fig. 2 und 4, welche das Dampfrohr gegen Ausstrahlung und Berührung mit dem kalten Wasser schützt. Das in Fig. 4 gezeigte Rohr ist mit Ventil P versehen , um die Gröfse des Auslasses zu controliren. Durch Adjustiren der Gröfse des Auslasses für den Dampf aus dem Generator kann die Wasserspeisung für den Generator so geregelt werden, dafs das correcte Quantum Wasser, um das erforderliche Volumen Dampf für den Betrieb der Pumpe zu erzeugen, selbstthätig zugeführt wird. Durch das Schliefsen des Ventils, wodurch das Ausströmen des Dampfes beschränkt wird, wird der Druck im Generator erhöht, der Dampf wird schneller erzeugt, als er entweichen kann, drückt das Wasser in das Speiserohr zurück, hebt die Wasserspeisung und durch Mangel an Wasser ebenfalls die Dampferzeugung auf, bis der Druck so weit reducirt ist, dafs derselbe noch schwächer ist als der der Wassersäule, worauf eine neue Wasserspeisung eintritt. Auf diese Weise bestimmt die Pumpe selbst die Wasserspeisung nach dem Generator.

Fig. 4 zeigt die Verwendung einer Schlange S als Dampfgenerator, welcher durch ein besonderes Rohr D^z, das durch einen Hahn c verengt wird und bis in den Raum A reicht, mit Wasser gesp"eist wird. Das Dampfspeiserohr E kann durch das zweisitzige Ventil X, Fig. 6, statt der Ventile P oder L regulirt werden. Wird dieses Ventil X angewendet, so ist es nicht nothwendig, das Speiserohr D^s mit dem Dämpfexhaustrohr zu verbinden, um das Wasser aus dem Generator zu saugen, weil das Schliefsen des Ventils X gegen seinen oberen Sitz im Moment des Vacuums den Dampf im Generator einschliefst und denselben zwingt, das Wasser durch das Rohr D³ herauszudrücken und den Generator hierdurch zu entleeren.

Bei der in Fig. 5 gezeigten Modification wird das Untergestell R als fester Rahmen nach oben geführt. Derselbe schliefst den Arbeitsraum ein und trägt eine Metallplatte T, durch welche die anderen Theile gehalten werden. Die Doppelwandungen des Dampfgenerators C sind im wesentlichen so hergestellt, wie in Fig. 2 gezeigt, umgeben nach oben in cylindrischer Form den Arbeitsraum, der mit einer starken Wandung nicht leitenden Materials versehen ist, deren äufsere Fläche die innere Fläche des Dampfgenerators bildet. Die äufsere Wandung des Generators ist dampfdicht mit der Platte T verbunden. Der Arbeitsraum A wird durch Stellschrauben « an der Platte T so aufgehängt, dafs die ringförmige Oeffnung zwischen dem oberen Theil des Raumes und der Platte T, welche die Verbindung mit dem oberen Ende des Generators herstellt, adjustirt werden kann. Der Wasserraum B wird in der Mitte auf der Platte T angebracht. Das Verbindungsrohr N des Wasserraumes B reicht durch die Platte T nach unten bis fast an den Boden des Arbeitsraumes. Das Wasserspeiserohr D¹ für den Generator führt von dem Wasserverschlufs des Exhaustrohres nach dem Sack b am Boden des Generators. Ein concentrisches Gefäfs W aus dünnem Metall wird in den Dampfgenerator eingeführt und dient als Scheidewand darin. Dasselbe reicht vom Boden des Generators bis beinahe an den oberen Theil desselben, um das eventuell mit dem hochsteigenden Dampf mitgerissene Wasser zurückzuführen, während der wasserfreie Dampf durch die äufsere Abtheilung nach dem Arbeitsraum strömt. Durchlochte Platten U U können horizontal in dem Wasserraum B bei sämmtlichen Constructionen angebracht werden, um die Circulation zu hemmen und eine Mengung des kalten einströmenden mit dem warmen Wasser zu vermeiden, weil letzteres nicht bei jedem Hube ausgetrieben wird und sich als heifser, flüssiger Kolben zwischen dem Dampf und dem einströmenden Wasser auf- und abbewegt, während das kalte Wasser in gleichem Niveau durch das Auslafsrohr J austritt.

Claims (1)

1. P ATEN T-AN SPRÜCHE:

   i. Ein in der beschriebenen Weise wirkender Dampfwasserheber, Fig. 1 und 2, im wesentlichen bestehend aus einem Arbeitsraum A, einem Dampferzeuger C, einer Dampfrohrverbindung E zwischen dem Dampferzeuger C und dem oberen Theil des Arbeitsraumes A, einem über dem Arbeitsraum gelegenen Behälter B mit Verbindungsrohr N nach dem

   unteren Theil desselben, Saug- und Druckrohren H und J und deren Ventilen an dem oberen Theil des Behälters B, einem unten U-förmig gebogenen Auspuffrohr F als Verbindung des oberen Theiles des Arbeitsraumes A mit dem oberen Theil des Be hälters B, und schliefslich einem regulirbaren Speiserohr Z>² von dem Auspuffrohr F nach dem Dampferzeuger.

   Die unter i. gekennzeichnete Construction des Apparates in den in Fig. 3, 4, 5 und 6 gezeigten und beschriebenen Modificationen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.