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Explosionspumpe mit frei schwingenden Wassen. Gegenstand der Erfindung
ist eine Explosionspumpe mit frei schwingenden Massen. Die Erfindung besteht darin,
daß der Rückschwung der Masse durch den Druck von der Förderseite her dadurch eingeleitet
und der Masse die für den Rückhub erforderliche Energie dadurch erteilt wird, daß
das Druckförderventil erst eine gewisse Zeit nach Beginn der Rückschwingung zum
Abschluß kommt. Es kann also der Druck von der Förderseite her auf. die schwingende
Masse genügend lange einwirken, um ihr die für den Rückhub nötige Energie beizubringen.
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Wie die Erfindung im einzelnen ausgeführt sein kann, geht aus der
nachstehenden Beschreibung und aus der Zeichnung hervor, auf der die Erfindung in
mehreren Beispielen veranschaulicht ist: In Fig. x bezeichnet i den Verbrennungsraum
der Explosionspumpe, und 2 das Schwingungsrohr für die Flüssigkeitssäule. Die Einlaßventile
für die Flüssigkeit heißen 3, und q. ist das Druckförderventil mit Schwimmer 5,
der sich auf der Stange des Ventils q. führt. 6 ist das Flüssigkeitseinlaßrohr,
und 7 die Flüssigkeitsförderleitung, die von dem am Ende des Schwingungsrohres 2
befindlichen Windkessel 8 abzweigt.
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Arbeitet die Pumpe im Zweitakt, dann wird nach Zündung der verdichteten
Ladung in i die auswärts schwingende Flüssigkeitssäule das Ventil q. öffnen und
im Windkessel 8 ein Steigen des Flüssigkeitsspiegels veranlassen, so daß .der Schwimmer
5 in die Höhe geht. Kommt die nach auswärts schwingende Flüssigkeitssäule im Rohr
2 zur Ruhe, dann bleibt das Ventil q, durch den gehobenen Schwimmer 5 noch so lange
geöffnet, bis der Flüssigkeitsspiegel im Windkessel B. wieder zur ursprünglichen
Höhe gesunken-- ist. Währenddem fließt aus dem Windkessel 8 und aus der Förderleitung
7 unter dem Einfluß des Druckes von der Förderseite her Flüssigkeit in das Rohr
2 zurück, leitet dadurch den Rückschwung der Flüssigkeitssäule ein und erteilt ihr
die für den Rückhub nötige Energie, die nach dem Schließen des Ventils q. anhält.
Die verbrannten Gase können inzwischen ganz oder teilweise aus x ausgestoßen und
durch frische Ladung ersetzt sein, die dann durch die rückschwingende, die Saugventile
3 öffnende Flüssigkeit. verdichtet wird. Wenn die neue Ladung in i verdichtet .
ist und die einwärts schwingende Flüssigkeit in Rohr 2 zur Ruhe kommt, schließen
die Ventile 3, und alles ist fertig für den Beginn eines neuen Arbeitsganges.
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Wenn die Pumpe im Viertakt arbeiten soll, wird der erste Auswärtshub
der Flüssigkeitssäule durch die Explosionsenergie in i verursacht. Der erste Einwärtshub
wird durch die Flüssigkeit eingeleitet bzw. bewirkt, die wie vorher aus dem Windkessel
8 in das Rohr 2 zurückfließt, ehe Ventil q. schließt. Der zweite Auswärtshub wird
durch die Expansion eines elastischen Kissens erzeugt,- das im Verbrennungsraum
i beim ersten Einwärtshub verdichtet wurde, während der zweite Einwärtshub
wieder
durch die Flüssigkeit eingeleitet wird, die von dem Windkessel 8 vor dem Schließen
des Ventils 4 in das Rohr 2 zurückfließt. Während des ersten Einwärtshubes werden
die Abgase aus z ausgetrieben und frische Flüssigkeit durch die Ventile 3 eingesaugt,
während beim zweiten Auswärtshub frische Ladung in den Raum i gesaugt wird, deren
Verdichtung beim zweiten Rückhub erfolgt.
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Das zyklische Steigen und Fallen des Flüssigkeitsspiegels im Windkessel
8 hängt zum Teil von der Flüssigkeitsmenge ab, die durch das Rohr 7 gefördert wird.
Änderungen sind möglich, je nachdem man der Flüssigkeit im Rohr 7 ein größeres oder
kleineres Trägheitsmoment gibt. Wird das Trägheitsmoment vergrößert, dann ist die
Geschwindigkeit der Flüssigkeit durch das Rohr 7 konstanter.
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In Fig. 2 nimmt ein schwimmerartiges Kugelventil 13 die Stelle des
mit dem Schwimmer. 5 kombinierten Ventils 4 der Fig. i ein. Dieses Schwimmerventil
13 ist von einem Zylinder =4 umgeben, dessen Überlaufhöhe durch Höher- oder Niedrigerstellen
geregelt werden kann. Auf diese Weise kann man den Senkhub des Schwimmers 13 regeln.
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Beim Auswärtshub wird das Schwimmerventil 13 von seinem Sitz 15 abgehoben,
so daß Flüssigkeit über die Überlaufkante des Zylinders 14 abfließt. Führungen 16
leiten den Schwimmer 13 so, daß er, wenn die ausschwingende Flüssigkeit im Rohr
2 zur Ruhe kommt, mit der Flüssigkeit im Zylinder =4 fällt und erst schließt, wenn
der Rückschwung schon im Gange ist. Das Volumen der Flüssigkeit unter Druck, die
nach dem Rohre 2 sich bewegt, entspricht im wesentlichen der Menge, die durch das
Fallen des Schwimmers 13 aus seiner oberen Stellung in die Auflage auf dem Sitz
15 bis zur Unterbrechung- Verbindung mit dem Rohr 2 verdrängt wird. Dieses Volumen
hat eine bestimmte Größe und der durchschnittliche Druck im Windkessel 8 ist ebenfalls
bestimmt. Es ist also die Energiemenge, welche in der beschriebenen Weise zur Erzeugung
eines Rückwärtshubes verbraucht wird, bekannt, von bestimmter Größe und unabhängig
von dem zyklischen Wechsel des Flüssigkeitsspiegels in dem Windkessel 8 außerhalb
des Zylinders 14, vorausgesetzt, daß der äußere Spiegel nicht über die obere Kante
des Zylinders 14 steigt.
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Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der Flüssigkeit unter Druck
in einen kegeligen Wasserbehälter 22 abgegeben wird und ein Windkessel 23 mit dem
Schwingungsrohr 2 vor dessen Übergang in den Behälter 22 in Verbindung steht. Das
Druckförderventil 4 ist in diesem Falle als Kolben ausgebildet, der in einem nach
der Förderleitung 7 bzw: dem Behälter 22 überleitenden Zylinder =4a hin und her
läuft und .durch eine Stange 24 mit einem im Zylinder 26 gleitenden Dämpfungskolben
25 verbunden ist, der den Rückhub des Kolbens 4 bis zur Einleitung der Massenrückschwingung
zu verzögern hat.
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Unter der Annahme des Zweitaktes ist die Wirkungsweise folgende: BeimAuswärtsschwingen
der Flüssigkeitssäule wird zunächst das elastische Kissen in 23- verdichtet, bis
der Druck so groß ist, daß das Kolbenventil 4 nach rechts gedrückt und die Verbindung
zwischen dem Rohr 2 und dem Wasserbehälter 22 geöffnet wird. Es wird dann in das
Rohr 7 gefördert, bis die ausschwingende Flüssigkeitssäule zur Ruhe kommt. Der Rückschwung
der Flüssigkeit aus 22 nach dem Rohr 2 unter dem Druck von der Förderseite her wird
eingeleitet, weil der Kolben 4 durch den Dämpfer 25 noch eine Weile offengehalten
wird. Das elastische Kissen in 23 expandiert, bis sich die Ventile 3 öffnen und
der letzte Teil des Rückhubes das Einsaugen neuer Flüssigkeit durch die Ventile
3 verursacht. Das Luftkissen in 23 läßt die Flüssigkeit im Rohr 3 eine gewisse Geschwindigkeit
erreichen, bevor Flüssigkeit durch das Ventil 4 nach außen abgegeben wird und ermöglicht
daher einen größeren Hub oder größeren Druck, als dies mit der Vorrichtung nach
Fig. i erreichbar ist.
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Selbstverständlich kann der Dämpfer des Ventils 4 der Fig. 3 eine
beliebige oder bekannte Form haben und regelbar sein. Z. B. können am Dämpfungszylinder
26 Hähne 27, 28 o. dgl. vorgesehen sein, durch die sich das Luftvolumen auf der
einen oder anderen Seite des Dampferkolbens 25 verändern läßt.