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Gasverdichter mittels Druckflüssigkeit. Die Erfindung bezieht sich
auf Gasverdichter mittels Flüssigkeitsdruckes und insbesondere auf selbsttätig mit
Druckwasser arbeitende Luftverdichter. .
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Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art geht die Verdichtung bis zu
dem Augenblick vor sich, in dem der Druck der verdichteten Luft gleich dem des Druckwassers
ist. Sobald sich der Druck der verdichteten Luft im Behälter senkt, steigt das Druckwasser
hoch und nimmt einen Schwimmer mit, der infolgedessen die Eintrittsöffnung einer
Leitung öffnet. Hierdurch tritt verdichtete Luft unter einen Kolben, der das Auslaßventil
des Wassers verschiebt. Hierzu bedarf es eines hohen Energieaufwandes, da das Wasser
über dem Ventil unter Druck steht.
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Des weiteren beginnt während eines Teiles der Entleerung des Gerätes
der Wasserzulauf bereits, was ziemlich erhebliche Wasserverluste hervorruft. Die
Erfindung sucht alle diese Übelstände dadurch zu vermeiden, daß sie das Wasser unter
atmosphärischen Druck setzt, ehe das Auslaßventil geöffnet wird, ohne daß dabei
Druckluft verlorengeht. Außerdem tritt der Schluß des Auslaßventils und die Öffnung
des Einlaßventils plötzlich im gleichen Augenblick ein. Zu diesem Zweck besteht
erfindungsgemäß die Steuerung der verschiedenen Ventile aus einer elastischen Membran,
die auf ihrer einen Fläche unter einem dem Wasserdruck entsprechenden Druck steht
und auf der anderen Seite unter dem Druck der Behälterluft.
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Sobald das Wasser das Gerät auffüllt und sich der Luftdruck im Behälter
gegenüber dem des Wassers senkt, biegt sich die Membran durch. Diese Durchbiegung
überträgt sich über eine Stange auf einen Gegengewichtshebel, dessen Verstellung
eine Feder so lange spannt, bis eine Nase einen Daumen an einer Platte freigibt,
an der die Feder angeschlossen ist. Die Entspannung dieser Feder schwenkt einen
Kniehebel aus, dessen einer Arm die Öffnung des Einlaßventils der zu verdichtenden
Luft bewirkt, bevor der andere Arm das Wasserauslaßventil geöffnet hat. Des weiteren
erlaubt die Bewegung dieses Kniehebels den Schluß des Wassereinlaßventils durch
den Druck dieses Wassers selbst vor der Öffnung des Wasserauslaßventils.
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Die Erfindung sieht auch ein Mittel vor, den Kniehebel und den Gegengewichtshebel
in gewollter Stellung zu erhalten, um die verschiedenen Ventile in der soeben angegebenen
Lage bis zur Wasserentleerung des Gerätes zu belassen, und zwar, obwohl die elastische
Membran ihre durchgebogene Lage verlassen hat, dadurch nämlich, daß atmosphärische
Luft zu ihrer Oberfläche Zutritt hat, die anfangs einem Luftdruck gleich dem des
Wassers unterworfen war.
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Der Schluß der geöffneten Ventile und die Öffnung des geschlossenen
Ventils wird von dem Gegengewicht gesteuert, wenn es in dem Augenblick zurückfällt,
in dem ein mit dem Wasser niedergehender Schwimmer eine genutete Stange genügend
bewegt hat, so daß die Nut in dieser Stange den Gewichtsfall zuläßt. Endlich sieht
noch die Erfindung ein Mittel vor, daß das Wasser nicht in den Behälter für verdichtete
Luft eintreten kann, wenn der Druck darin noch nicht den des Wassers erreicht hat.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Abb. i
zeigt schaubildlich im Längsschnitt die Arbeitsteile der Vorrichtung, Abb.2 ist
ein wagerechter Teilschnitt in Höhe der Drehachse des aus Abb. i ersichtlichen Gegengewichtshebels.
Dieser Schnitt entspricht der Linie II-II der Abb. 3. Diese ist ein senkrechter
Teilschnitt rechts von der Linie III-III der Abb. 2 bei der Lage der Teile nach
Abb. i. Abb. 4 ist ein Schnitt
wie Abb. 3, jedoch für eine Stellung
der Teile, die dem Hinausschaffen des Wassers entspricht.
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Der äußere Zylindermantel i des Gerätes trägt nahe bei seinem Boden
eine Seitenöffnung 2 und einen Deckel 3 dafür. In diesem sitzen die Einlaßöffnung
4 und die Auslaßöffnung 5 für das Druckwasser. Der obere Teil des Außenzylinders
i geht in eine Haube 6 über, die zwischen sich und dem Zylinder i eine elastische
Membran 7, beispielsweise aus Gummi, trägt. In dieser Membran 7 befindet sich ein
Loch für eine Stange 8, die oberhalb der Membran eine Platte 9 trägt. Der obere
Teil der Stange 8 hat eine Bohrung io für den Durchlaß der verdichteten Luft aus
dem Zylinder i in den Behälter. Die untere Öffnung der Bohrung io kann durch eine
Kugel i i abgeschlossen werden, wenn ein frei um die Stange 8 herum angeordneter
Schwimmer 12 mit dem Wasserspiegel ansteigt und das Tragstück 13 für die
Kugel i i mitnimmt. Die Stange 8 ist an ihrem unteren Teile mit einer Nut 14 versehen,
durch die ein fest am Hebel 16 sitzender Bolzen 15 tritt. An einem seiner Enden
hat der Hebel 16 ein Gegengewicht 17.
Das andere Ende 18 des Hebels 16 kann
sich in einer Nut i9 einer Stange 20 verschieben, die in einem Festteile 43 des
Gerätes beweglich angebracht ist. Die Verschiebung ist jedoch nur bei einer bestimmten
Lage dieser Stange 2o möglich, und zwar abhängig von der Stellung eines Schwimmers
41, mit dem die Stange durch den Arm 42 verbunden ist.
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Der Hebel 16 kann um eine feste Büchse 21 ausschlagen. Die durch die
Büchse tretende Achse 22 hat an einem Ende einen Bund 23 und am anderen eine Scheibe
24. An dieser sitzen ein Daumen 25 und zwei Hebel 26 und 27. Am Hebel 16 ist eine
Feder 28 angeschlossen, deren anderes Ende an dem Bunde 23 befestigt ist. Der Hebel
26 wirkt auf das Lufteinlaßventil 29 über eine Stange 30, die bei 31 an ihm angelenkt
ist. Der Hebel 27 bedient das Wasserauslaßventil 32, indem er auf die fest an der
Spindel 35 dieses Auslaßventils 32 sitzenden Stifte 33 und 34 einwirkt. Bei der
dargestellten Lage hält der Hebel 27 durch Gegenlage gegen die Stange 45 das Wassereinlaßventil
46 offen, das sich unter dem Druck des Wassers selbständig zu schließen sucht. Ein
auf einem Zapfen angebrachter Hebel 36 trägt eine Nase 38, gegen die der Daumen
25 schlagen kann. Dieser Hebel 36 trägt an seinem freien Ende einen Bolzen 39, auf
den ein vom Hebel 16 getragener Anschlag 14 treffen kann. Die Einrichtung wirkt
wie folgt. -Bei der aus der Zeichnung ersichtlichen Stellung der verschiedenen Ventile
und bei der Annahme, daß das Gerät noch nicht gearbeitet hat, steigt das durch die
Öffnung 4 eingelassene Wasser im Zylinder i an und vertreibt die Luft über ihm in
den Behälter durch die Bohrung io im oberen Teile der Stange B. Wenn das Wasser
in den oberen Teil des Zylinders i gelangt, nimmt es den Schwimmer 12 und durch
ihn den Teil 13 und somit die Kugel i i mit. Diese legt sich vor die Bohrung io,
und es wird die zwischen der Membran 7 und dem Wasserspiegel eingeschlossene Luft
immer mehr verdichtet. Hierdurch ballt sich die elastische Membran? nach oben durch
und nimmt die fest an der Stange 8 sitzende Platte 9 mit. Diese zieht durch ihren
in der Nut 14 gleitenden Bolzen 15 den Hebel 16 hoch. Da der auf der Achse 22 verkeilte
Bund 23 sich nicht drehen kann, weil der Daumen 25 der ebenfalls auf der Achse 22
verkeilten Scheibe 24 von der Nase 38 des Hebels 36 festgehalten wird, so spannt
sich die Feder 28 an. Der Hebel 16 steigt weiter, der Anschlag 4o dieses Hebels
hebt den Bolzen 39 an bis zu dem Augenblick, wo der Daumen 25 von der Nase 38 freigegeben
wird. Durch die dann eintretende Entspannung der Feder 58 drehen sich die Hebel
26 und 27 im Sinne des Pfeiles 44 und öffnen nacheinander das Lufteinlaßventil und
das Wasserauslaßv entil.
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Unter dem Einfluß des Wasserdruckes schließt sich jedoch das Wassereinlaßventil
46, wenn sich der Hebel 27, wie oben angegeben ist, verschiebt. Die Hubhöhe des
geöffneten Ventils ist derart, daß sein Schluß vor der Öffnung des Wasserauslaßventils,
aber nach der Öffnung des. Lufteinlasses eintritt. Infolge der vorangehenden Öffnung
des Lufteinlaßventils ,geht die Öffnung des Wasserauslaßventils ohne große Anstrengung
vor sich, und es genügt die Kraft der Feder 28 hierfür. Außerdem vollzieht sich
das ohne Verlust an Druckluft, da die Bewegungseinrichtung von der elastischen Membran
7 gebildet wird, die sich nach oben durchbiegt, wenn der Druck auf ihre Oberfläche
schwächer als der auf ihre Unterfläche ist. Während des Wasseraustrittes verhindert
ein nicht dargestelltes Rückschlagventil die Luft des Behälters am Übertritt in
den Zylinder i.
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Während der oben angegebenen Verschiebung des Hebels 16 bewegt sich
das Ende 18
dieses Hebels in der Nut i9 der durch ihren Arm 42 mit dem Schwimmer
41 verbundenen Stange 2o. Sobald die Oberfläche dieses Endes 18 unter die
Stange 2o tritt (s. Abb.4), dreht sich die von dem Schwimmer 41 angetriebene Stange
2o um sich und. nimmt die in der gleichen Abbildung dargestellte Lage ein. Sobald
die Außenluft in den Zylinder i eingelassen wird und die Membran wieder
zurückgeht;
kann das Gegengewicht 17 nicht mehr zurückfallen und die Hebel 26 und 27 entgegen
dem Pfeile 44 ausschwingen lassen. Die Wasserentleerung setzt sich bis zu dein Augenblick
fort, in dem der dem Wasserspiegel folgende Schwimmer 41 die Nut i9 in die dem Gegengewicht
17 den Rückgang erlaubende Stellung zurückführt, wobei durch das Gegengewicht die
verschiedenen Ventile wieder in ihre dargestellte Lage kommen. Es wiederholen sich
dann die beschriebenen Arbeitsgänge in der gleichen Reihenfolge, bis der Druck im
Behälter dem des Wassers gleich wird. In diesem Augenblick hört das Wasser zu steigen
auf.
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Tritt Verbrauch im Behälter ein, so nimmt das Wasser seinen Aufstieg
wieder auf, und es setzt sich das Gerät von selbst in Tätigkeit.
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Die Abdichtungseinrichtung beider elastischen Membran 7, bestehend
aus - der vom Schwimmer 12 über das Stück 13 angehobenen Kugel i i, bietet den weiteren
Vorteil, daß bei sehr schwach werdendem oder auf Null zurückgehendem Druck im Behälter,
beispielsweise durch Undichtheit, das Wasser diesen Behälter nicht überschwemmen
kann.
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Die beschriebene Erfindung beschränkt sich nicht nur auf den Fall
der Luftverdichtung durch Wasser. Selbstverständlich kann jedwede Druckflüssigkeit
zur Verdichtung irgendeines Gases verwendet werden. Die Wahl des Verdichtungsmittels
kann beispielsweise von den Löslichkeitsverhältnissen des zu verdichtenden Mittels
abhängen.