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Explosionspumpe mit schwingendem Flüssigkeitskolben. Bei den unter
dem Namen »Explosionspulsorneter« bekannten Explosionspumpen werden die nacheinander
in den als Verbrennungsraum dienenden Zylinder eingeführten Flüssigkeitsmassen durch
die Explosion eines Brennstoffgemisches in ein Druckrohr getrieben, wobei zwischen
dein Zylinder und dem Druckrohr ein Ventil eingeschaltet ist, welches das Zurückströmen
der in das Druckrohr eingetretenen Flüssigkeit verhindert. Die in das Druckrohr
eingetretene Flüssigkeitsmasse kann also nicht mehr in den Zylinder des Pulsometers
zurückgelängen und somit kann man bei diesen Maschinen nicht eigentlich von einem
schwingenden Flüssigkeitskolben sprechen. Bei diesen bekannten Pulsometern wird
nach jeder Explosion eine. neue Gasladung in den Zylinder, und zwar oberhalb der
Verbrennungsprodukte der vorausgegangenen Explosion, vermöge der Abkühlung und der
dadurch bedingten Zusammenziehung der Verbrennungsprodukte und ferner vermöge der
durch die Explosion hervorgerufenen Abwärtsbewegung der Flüssigkeitsmasse in den
Zylinder eingesaugt, Durch die unter Druck erfolgende Zuleitung einer frischen Flüssigkeitsmasse
aus einem Reservoir werden bei diesen bekannten Pulsometern zunächst die Verbrennungsprodukte
ausgetrieben und dann die neue eingesaugte Gasladung komprimiert, wobei für den
Austritt der Verbrennungsprodukte ein. Ventil vorgesehen ist, das unter der Kontrolle
eines Schwimmers steht. Letzterer hängt in seinen Bewegungen von der in dem Zylinder
jeweilig vorhandenen Flüssigkeitsmenge ab. Uin die Abkühlung der Verbrennungsprodukte
zu unterstützen und um den Druck zu erzeugen, welcher notwendig ist, um die frische
Flüssigkeitsmasse in den Explosionszylinder einzudrücken, werden bei diesen bekannten
Pulsoinetern die Explosionszylinder unterhalb des Spiegels der in einem Reservoir
oder Behälter befindlichen, zu fördernden Flüssigkeit, und zwar innerhalb derselben,
angeordnet.
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Es sind weiterhin Explosionspumpen bekannt, bei denen die durch die
Explosion einer Gasladung in Bewegung gesetzte Flüssigkeitsmasse in der Art eines
Kolbens wirkt, so daß die in ein Ausflußrohr getriebene Flüssigkeitsmasse in diesem
so zurückschwingen kann, daß diese Flüssigkeit wieder in den Explösionszylinder
eintritt. In diesem Falle kann man von einer Explosionspumpe mit schwingendem Flüssigkeitskolben
sprechen, durch den die Förderung der Flüssigkeit in ein Steigrohr bewirkt wird.
Bei derartigen Explosionspumpen werden die Gaseinlaßventile und die Auspuffventile
durch mechanische Mittel, wie z. B. Gestänge, Hebelwerke
u.dgl.,
in Abhängigkeit voneinander gesteuert, so daß also die Bewegung dieser Ventile nicht
allein von den verschiedenen Druckverhältnissen in der Pumpe abhängig ist.
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Diesen bekannten Explosionspumpen gegenüber besitzt die vorliegende
den Vorzug größter Einfachheit und der Vermeidung von irgendwelchen mechanischen
Einrichtungen zur Steuerung der voneinander vollkommen unabhängigen Gaseinlaß- und
auslaßventile. Der Erfindung gemäß werden diese Ventile rechtzeitig unmittelbar
durch die Druckverhältnisse im Pumpen- oder Explosionszylinder und das aus dem Steigrohr
zurückflutende Wasser bewegt, und zwar in der Weise, daß während der Abwärtsbewegung
der durch die Explosion in Bewegung gesetzten Flüssigkeitsmasse eine frische Gasladung
in den Zylinder eingesaugt wird, und daß die Flüssigkeitsmasse während ihrer Aufwärtsbewegung
beim Zurückfluten der Flüssigkeit im Steigrohr in ein und demselben Arbeitsvorgang
das Austreiben der Verbrennungsprodukte aus dem Zylinder und das Abschließen der
Auspuffventile bewirkt, worauf schließlich auch noch diese Flüssigkeitsmasse die
frische Gasladung komprimiert.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt,
welche eine Pumpe im senkrechten Schnitt zeigt.
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Bei der dargestellten Ausführungsform ist ein Pumpenzylinder A vorhanden,
der sich nach unten in ein Steigrohr B öffnet und auf den ein Kopf aufgesetzt ist,
der die Gaseintrittsöffnung C enthält. An einer Stelle, in einem gewissen Abstand
vom oberen und vom unteren Ende des Zylinders, ist ein Auspuff vorgesehen, der aus
einer Reihe, beispielsweise vier, Austrittsöffnungen D besteht, von denen im Schnitt
nur zwei sichtbar sind. Die Eintrittsöffnung C ist mit einem Ventil E versehen,
das gegen inneren Druck abschließt, sich dagegen bei Ausübung einer Saugwirkung
irgendeines gewünschten Grades öffnet. An jeder Austrittsöffnung D ist ein oberes
Ventil Dl und ein unteres Ventil DZ vorgesehen, welche so eingerichtet sind, daß
bei der geschlossenen Stellung das eine den Austritt hindert, wenn der innere Druck
wesentlich über den äußeren oder Atmosphärendruck steigt, während das andere den
Eintritt unter dem Einfluß äußeren Druckes hindert, dagegen den Austritt unter innerem
Druck ermöglicht, wenn dieser den äußeren oder Atmosphärendruck zwar überschreitet,
aber sich noch in dessen Nähe hält.
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Das Steigrohr B besteht aus einem Rohr, das nach oben geführt ist,
so daß sich eine Wassersäule bilden kann. Von dem Steigrohr B ist eine Saugleitung
F abgezweigt, die unterhalb derjenigen Stelle liegt, bis zu der die Wasseroberfläche
im Zylinder am Schlusse des Abiwärtshubes vorgetrieben wird. Die Abzweigung, welche
die Saugleitung F bildet, kann so angeordnet werden, daß sie annähernd in derselben
Richtung wie das Steigrohr B liegt. Um jeden Rückfluß abzusperren, kann die Wassersaugleitung
F mit einer geeigneten Vorrichtung versehen sein, z. B. wie dargestellt, mit einem
Rückschlagventil G. Die Entzündung des Gasgemisches kann durch eine beliebige Einrichtung
bewirkt werden. Beispielsweise kann, wie in der Zeichnung angegeben, ein gebogenes
oder sonst geeignet geformtes Rohr H am oberen Ende des Zylinders vorgesehen sein,
welches so eingerichtet ist, daß es zeitweise durch den inneren Druck deformiert
wird, der während des Aufwärtshubes ausgeübt wird. Hierdurch wird das freie Ende
des Rohres H bewegt und bewegt seinerseits einen Kontaktarm Hl, der einen elektrischen
Stromkreis schließt, in den eine Zündkerze K eingeschaltet ist, die mit dem oberen
Teil des Zylinders in Verbindung steht.
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Die Wirkungsweise einer Pumpe der vorbeschriebenen Art ist folgende:
Die Druckwirkung im Zylinder während des Abwärtshubes beruht auf dem Druck, der
durch das zur Explosion gebrachte Gasgemisch erzeugt wird: Die Saugwirkung während
der Vollendung des Abwärtshubes beruht auf dem Moment des Wassers in Verbindung
mit der Druckabnahme, die infolge der Zusammenziehung der im Zylinder zurückgehaltenen
Verbrennungsprodukte beim Abkühlen eintritt. Hierdurch wird eine neue Menge von
Gasgemisch in den Kopf des Zylinder§A eingesaugt und gleichzeitig durch das dem
Wasser im Steigrohr B erteilte Moment ein Einströmen von neuem Wasser durch die
Saugleitung F verursacht. Indem der Abwärtshub von der Druckwirkung zur Saugwirkung
übergeht, werden, wenn der innere Druck sich dem Atmospärendruck nähert, die unteren
Ventile DZ der Auspufföffnungen D selbsttätig geöffnet, während die oberen Ventile
Dl geschlossen werden und so den Eintritt von Luft hindern. Während des ersten Teiles
des Aufwärtshubes bieten die oberen Ventile D'I der Auspufföffnungen D wenig Widerstand
gegen die Austreibung der Verbrennungsprodukte, und dieser Zustand bleibt erhalten,
bis das zurücktretende Wasser den Auspuff erreicht, worauf es die Öffnungen durch
seine Einwirkung auf die unteren Ventile DZ schließt. Durch den weiteren Rücktritt
des Wassers über die Auspufföffnungen D hinaus wird das in dem oberen Teil des Zylinders
eingeschlossene Gasgemisch vor seiner Entzündung komprimiert, was selbsttätig durch
die eintretende Drucksteigerung bewirkt wird.