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Kolbenloser Luftdruckakkumulator. Man unterscheidet Kolbenltiftd'rucleal,#kumulatoren
und kolbenlose, nach Art eines Windkessels wirkende Lü.ftdrucl<:akkumulatoren.
Da die Akkumulatoren der ersteren Bauart mit einem sichtbaren Kolben arbeiten, kann
jederzeit ohne weiteres die Wassermenge, die der Akkumulator noch abgeben kann,
festgestellt werden. Diese Feststellung ist bei kolbenlosen Luftdruckakk:umulatoren
nicht ohne weiteres möglich, da sich das in dem Akktmmlator aufgespeicherte Druckwasser
in einer geschlossenen Flasche auf und ab bewegt. Es müssen also besondere Einrichtungen
geschaffen-werden, die die Bewegung des Druckwasserspiegels nach außen hin sichtbar
übertragen. Diesen Einrichtungen fällt außerdem noch die Aufgabe zu, die das Preßwasser
fördernde @-Pxeßpumpe bei ; höchstem Wasserstand abzustellen und nach dem Sinken
des Wasserstandes um ein bestimantes Maß wieder .anzustellen; ferner noch die Aufgabe,
in der tiefsten Lage des Wasserspiegels eine in der Verbrauchsrohrleitung des Akkumulators
angeordnete Absperrsteuerung zu betätigen, die den Austritt des letzten Druckwasserrestes
und der Druckluft verhindern soll. Zu diesem Zweck hat man bei den bisher bekannt
gewordenen kolbenlosen Luftdruckakkumulatoren eine Schwimmervorrichtung angebracht,
die aus einem mit dem Wasserspiegel auf und ab gehendem Schwimmer und einem die
Bewegung des Schwimmers nach außen hin übertragenden Gestänge o: dgl. besteht. Diese
Schwimmervorrichtung hat den ihr zugedachten Zweck jedoch -nicht erfüllt, weil der
Schwimmer in
seiner Wirkung nicht so stark ausgeführt werden kann,
wie es zur Betätigung der oben angeführten Sicherheitsvorrichtungen erforderlich
ist. Die Folge davon war, daß die Schwimmervorrichtung und die durch diese angetriebenen
Sicherheitsvorrichtungen versagten und der Akkumulator nicht mehr benutzt werden
konnte.
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Bei dem Luftdruckakkumulator nach diesein Patent erfolgt die 1`Tbertragung
der Wasserbe-,vegung nach außen so, daß die erwähnten Sicherheitsvorrichtungen so
zuverlässig wie bei einem Kolbenakkumulator betätigt werden. Es geschieht dies,
nicht wie bisher durch eine Schwimmervorrichtung, sondern durch die Gewichtszu-
bzw. -abnahlne des im Akkumulator aufgespeicherten Druckwassers. Das Gewicht der
gesamten oder eines Teiles der Wassermenge wird also dazu benutzt, die Sicherheitsvorrichtungen
anzutreiben. Da dieses Gewicht in allen Fällen sehr viel größer ist als der Kraftbedarf
der Sicherheitsvorrichtungen, ist ein Versagen dieser Vorrichtungen ausgeschlossen.
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In den Abb. i und z der Zeichnung ist der neue Akkumulator dargestellt.
Es ist a der Zylinder, in dem das Druckwasser hufgespeichert wird. Zur Vergrößerung
des Luftraumes sind in bekannter Weise mehrere Luftflaschen b vorgesehen, deren
Größe sich nach dem Spannungsabfall richtet, den man in jedem einzelnen Falle zulassen
will. Uni nun den Gewichtsunterschied der im Akkumalator aufgespeicherten Wassermenge
für den Antrieb der Sicherheitsvorrichtungen nutzbar machen zu können, wird das
Druckwasser nicht unmittelbar vom Zylinder a, sondern ` von einem im diesem angeordneten
Behälter c aufgenommen, der an seinem unteren Ende geschlossen und in der Längsachse
des Zylinders beweglich ist. Das Druckwasser kommt also mit dem Zylinder a nicht
in Berührung. Der Raum zwischen dem Zylinder a und dem Behälter c ist mit Preßluft
angefüllt.
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Der Zylinder ca wird jedoch zweckmäßig so weit mit Wasser gefüllt,
daß die Dichtung der Verbindungsstelle zwischen dem Zylinder a und seinem Untersatz
unter Wasserverschluß liegt. Der Behälter c ist mit seinem unteren Teil an einen
Hebel d angekuppelt, welcher auf eine nach außen führende und. durch eine Stopfbüchse
abgedichtete Welle f aufgekeilt ist. Am äußeren freien Ende dieser Welle f sitzt
das die Sicherheitsvorrichtungen antreibende Gestänge. In dem Ausführungsbeispiel
der Abb. z_ ist g ein die Wasserstandsanzeigevorrichtung h antreibender Hebel. Durch
das Gestänge i wird eine Absperrsteuerung k beeinflußt, die den Zweck hat, den Austritt
des letzten Wasserrestes und der Luft aus dem Akkumulator zu verhindern. Das Gestänge
l dient zur Betätigung einer An- und Abstelivorrichtung m für die zur Erzeugung
des Preßwassers dienende Preßpumpe. Der Hebel g ist durch ein Gewicht ra so belastet,
daß der Behälter c mit der dem . tiefsten Wasserstand entsprechenden Wassermenge
in seiner höchsten Lage gehalten wird, d. h. das Moment des Gewichtes n überwiegt
um geringes das des Behälters c. Wird nun durch die in. der Zeichnung. nicht dargestellte
Preßpumpe durch die Rohrleitungen o, p, p und das Esntauchrohr q Preßwasser in den
Behälter c gepumpt, so steigt der Wasserspiegel allmählich von der tiefsten Lage
I bis zur Lage II. Im gleichen Maße steigt aber auch das auf den Hebel d wirkende
Gewicht, und das Drehmoment des Behälters c überwiegt das des Gewichtes n, so daß
der Behälter c mit der darin befindlichen Wassermenge eine Abwärtsbewegung ausführt.
Diese Abwärtsbewegung wird dadurch begrenzt, daß das Gewicht n an das Gewicht r
anstößt und dieses den Gleichgewichtszustand wieder herstellt. Beim weiteren Einpumpen
von Wasser setzt der Behälter seine Abwärtsbewegung in gleicher Weise fort, bis
das Gewicht r an das Gewicht r, anstößt. Dieses Spiel wiederholt sich, bis der Wasserspiegel
die Lage II erreicht hat und auf den Hebel g sämtliche Gewichte n, r, r" r:" usw.
wirken und der Behälter c nahezu seine tiefste Lage erreicht hat. Bei dieser Bewegung
des Behälters c ist durch das Gestänge i die Absperrsteuerung h geöffnet, so daß
von dem Akkumulator durch die Rohrleitung q, p, p, s den hydraulischen Pressen
oder anderen hydraulischen Maschinen Preßwasser zugeführt werden kann. Wird dem
Akkumulator weniger Wasser entnommen, als die Preßpumpe in den Akkumulator fördert,
so steigt der Wasserspiegel im Akkumulator über II hinaus bis zur Stellung III.
Durch die hierdurch bedingte weitere Gewichtszunahme des Behälters c bewegt sich
dieser, die Wirkung der Gewichte n, r, r; usw. überwindend, weiter abwärts und verstellt
durch das Gestänge d, f, L die An- und Abstellvorrichtung in. derart, daß
die Förderung der Preßpumpe aufhört. Ist nun dem Akkumulator wieder Preßwasser entnommen,
so daß der Wasserspiegel wieder bis Stellung II gesunken ist, so wird die An- und
Abstellvorrichtung m wieder so umgestellt, daß die Preßpumpe wieder Wasser in den
Akkumulator fördert. Bei starker Wasserentnahme sinkt der Wasserspiegel im Akkumulator
weiter bis im äußersten Falle zur Stellung I. Hierbei verringert sich das, Gewicht
des Behälters 'c um die ausgetretene Wassermenge immer mehr, und das durch die Gewichten,
r, r,. usw. ausgeübte orehmolnent überwiegt das des Behälters c
und
die Gewichte y9, y8 usw. setzen sich nacheinander wieder auf ihre Unterstützungen
auf. Hierbei bewegt sich der Behälter c wieder schrittweise in seine höchste Lage.
Kurz vor Erreichung dieser Höchstlage bzw. vor Erreichung des tiefsten Wasserstandes
I wird durch das Gestänge d, f, i, die Absperrsteuerung k geschlossen, so
.d@aß eine weitere Druckwasserentnahme und ein Austreten von Preßluft unmöglich
ist. An der Stange t, welche die Gewichten, r, r,. usw. nacheinander mitnimmt,
ist ein Zeiger 2c angebracht, der an einer Skala den jeweiligen Wasserstand des
Akkumulators anzeigt. Diese Einrichtung ermöglicht also jederzeit die Feststellung
des Wasserstandes durch einfaches Ablesen. .
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Die Übertragung der Bewegung des Behälters c nach außen hin kann,
statt in der durch die Abb. i und 2 angegebenen Weise, auch in jeder beliebigen.
anderen Weise erfolgen. So ist z. B. auch die in Abh. 3 dargestellte Übertragungsart
möglich; hier erfolgt die Übertragung auf das Gestänge d, g, i
durch eine
am Boden des Behälters c befestigte und durch den Boden des Untersatzes hindurchgehende
Stange v.
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In dem in den A'bh. i und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel geschieht
die Hemmung der Bewegung des Behälters c zum Zwecke der Wasseratandsanzeige usw.
durch eine Anzahl nacheinander zur Wirkung kommende Gewichte. Diese Gewichte können
auch, wie Abb. q. zeigt, durch eine oder mehrere Federn w ersetzt werden. Diese
Einrichtung hat gegenüber der :in Abb. i und 2 angegebenen den Vorteil, daß die
Wasserstandsanzeige nicht schrittweise, sondern in gleichförmiger Bewegung erfolgt.
Das Gewicht n; welches das Gewicht des Behälters c ausgleicht bzw. überwiegt, wird
jedoch zweckinäßig auch bei der Einrichtung nach Abb. q. beibehalten.
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In Abb. i ist als Absperrsteuerung ein ein-Faches durch .das Gestänge
i betätigtes Rückschlagventil angegeben. Zu diesem Zweck kann auch jede andere geeignete
Steuerung gewählt werden, z. B. ein Steuerventil oder Steuerschieber beliebiger
Bauart.
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Auch die Konstruktion .der An- und Abstellvorrichtung_m für die Pumpe
ist gleichgültig. In Abb. i ist eine durch Druckwasser wirkende An- und Abstellvorrichtung
gezeichnet. Auch jede andere geeignete Abstellvorrichtung kann angewendet werden,
z. B. ein durch Kipphebel wirkendes Umlaufventil, eine die Saugventile der Preßpumpe
anhebende Gewichtshebelvorrichtung usw. j Die Neuerung kann auch angewendet werden
bei solchen Akkumulatoren, bei denen zur Erreichung des geforderten Inhaltes zwei
oder mehr Wasserzylinder angeordnet werden müssen. In einem, solchen Falle genügt
die Ausrüstung eines dieser Wasserzylinder mit dem Behälter c und seinen Nebeneinrichtungen.
Abb. 5 zeigt einen solchen Akkumulator in schematischer Darstellung. Hier sind zwei
\Vasserb,ehälter rx und aal vorgesehen. Nur der Zylinder a ist mit dem Behälter
c ausgestattet, der zur Anzeige des Wasserstandes und zum Antriebe der anderen Sicherheitsvorrichtungen
dient. Die Lufträume sowie die Wasserräume beider Zylinder a und cal sind miteinander
verbunden, so daß durch die Einrichtung des Zylinders a gleichzeitig auch der Wasserstand
des Zylinders a, angezeigt wird. Die Verbindung der Wasserräume beider Zylinder
kann, wie Abb-:5 zeigt, unter Zuhilfenahme eines Eintauchrohres x erfolgen. Das
Verbindungsrohr kann aber auch unmittelbar an dem unteren Ende des Zylinders cal
angeschlossen und an irgendeiner Stelle mit dem Rohre p verbunden werden.