DE45602C - Umsteuerungsmechariismus für Montejus - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Fig. ι stellt ein nach dieser Neuerung gebautes Montejus dar; das Gefäfs D des Apparates ist an seinem Flüssigkeitseingang A mit einem Rückschlagventil A¹ versehen, an welches sich die Saugleitung anschliefst, und an seinem Flüssigkeitsausgang B mit einem Rückschlagventil J5¹, an welches sich die Druckleitung anschliefst; ferner ist das Gefäfs D mit einem Hauptschieber H versehen, der den Ausgang des Dampfes oder comprimirten Luft aus dem Apparat und ihren Eingang in denselben regulirt. Der Dampf oder die comprimirte Luft entweicht durch den hinter der Bildebene verlaufenden Kanal η^Λ η², welcher in Fig. 7 durch -einen zur Bildfläche der Fig. 1 senkrechten und durch die Achse des Rohres K gehenden Verticalschnitt dargestellt ist, die Muschel ρ und den ebenfalls hinter der Bildebene verlaufenden Kanal q¹ g², welcher in Fig. 6 durch einen zur Bildfläche der Fig. 1 senkrechten und durch die Achse des Rohres m gehenden Verticalschnitt dargestellt ist, und durch das Rückschlagventil i hindurch ins Freie. In der zu der gezeichneten Stellung entgegengesetzten Stellung des Schiebers H vermittelt derselbe den Eingang des Dampfes oder der comprimirten Luft durch den Stutzen K, den Durchgang N und den Kanal n² n^x ins Innere des Gefäfses-D.

Endlich ist eine Vorsteuerschieberkammer mit Vorsteuerschiebern g und h vorhanden, von welchen einer h, Fig. 2, in gröfserem Mafsstabe dargestellt ist. Diese Vorsteuerschieberkammer erhält Druck durch die Oeffnung M und giebt ihn je nach der Stellung der Vorsteuerschieber g und h durch die Kanäle 4 und 5 an die Endflächen des als Kolben arbeitenden Hauptschiebers H ab. Der Druck entweicht von diesen Endflächen durch die Kanäle 2 oder 3 in die Muschel des betreffenden Vorsteuerschiebers g oder h nach den Auspufföffnungen E und F.

Die Vorsteuerschieber g und h werden vom Deckschieber f getragen, welcher die Vorsteuerschieberkammer gegen das Innere des Gefäfses D abschliefst. Aus diesem Gefäfs D ragt der verticale Arm eines Waagbalkens α in eine Höhlung des Deckschiebers f hinein und bewegt ihn damit hin und her, je nachdem es die Wirkung der am Waagbalken α aufgehängten Schwimmer b c d e mit sich bringt.

Die Aufeinanderfolge der Bewegungen der verschiedenen Theile dieses Apparates ist folgende: In der in Fig. 1 abgebildeten Stellung hat soeben der Auspuff begonnen. Das Gefäfs D entleert sich von Dampf- oder Luftdruck durch den Kanal ra¹«², die Muschel p, den Kanal q¹ q² und das Rückschlagventil i ins Freie. Sobald der Druck entwichen ist, beginnt die Füllung, entweder weil die Flüssigkeit in der Saugleitung bei A¹ Druck genug dazu hat, in welchem Falle das Rückschlagventil i wegbleiben kann, oder weil durch eine Einspritzung im Gefäfs D mit der Brause Z Luftleere hervorgerufen worden ist, wie im Folgenden beschrieben werden wird, oder auch deshalb, weil das Gefäfs D nach erfolgtem Auspuff durch das vom Stutzen m abzweigende Rohr wi² und das Ventil O in Verbindung mit

einem luftleeren Raum gesetzt wird, wie gleichfalls beschrieben werden wird.

Das Gefäfs D füllt sich also durch die Saugleitung bei A¹ mit Flüssigkeit, und erst wenn alle vier Schwimmer b c d e sich in der Flüssig keit befinden, erfolgt, wie beschrieben werden wird, eine der gezeichneten entgegengesetzte Stellung des Waagbalkens a. Nun erhält die erste Seite des Hauptschiebers H, welche bisher Druck hatte, jetzt Auspuff, und die linke Seite erhält Druck. Der Hauptschieber H bewegt sich infolge dessen von links nach rechts, die Muschel ρ sperrt den Kanal q¹qⁱ ab, und die Verbindung des durch K eintretenden Dampfoder Luftdruckes mit dem Innern des Gefäfses D wird auf dem Wege K-N-n--n^l hergestellt. Infolge hiervon tritt der Dampf- oder Luftdruck ins Gefäfs D ein, das Saugventil A¹ schliefst sich, das Druckventil B¹ öffnet sich und die Entleerung von Flüssigkeit findet statt, weil dieselbe nun von dem Dampf- oder Luftdruck aus dem Gefäfs D hinausgedrückt wird. Dieses dauert so lange fort, bis alle vier Schwimmer b c d e sich wieder aufserhalb der Flüssigkeit befinden; alsdann nimmt der Waagbalken α und die Schieber g und h wieder die gezeichnete Stellung ein und infolge hiervon erhält der Hauptschieber H Druck rechts, Auspuff links, bewegt sich von rechts nach links in die gezeichnete Stellung, und der Dampfoder Luftdruck fängt an, aus dem Gefäfs D zu entweichen, wie zuerst beschrieben, worauf sich die beschriebenen Bewegungen wiederholen.

Wenn mit Dampf gearbeitet wird, so bringt man an der Einmündung des Kanales n² n¹ ins Innere des Gefäfses D eine Brause an, wie gezeichnet, durch welche der Dampf nur horizontal einströmen kann, nicht vertical, damit er sich möglichst wenig in der beim Beginn des Abdrückens dem Dampfeingang w¹ sehr nahen Flüssigkeit condensirt.

Der Hauptschieber H arbeitet mit seinen Endflächen als Kolben; er wird durch eine an seiner Seite befestigte Nase, die in einer im Schiebergehäuse ausgesparten Nuth 14 gleitet, daran verhindert, sich zu drehen; der Hauptschieber H kann, wie in Fig. 1 abgebildet, zwei gleich grofse Endflächen haben, er kann aber auch (s. Fig. 3) als Differentialkolben H¹ ausgebildet sein; als solcher steht er mit einem Theil U seiner Endfläche beständig unter Druck durch den Kanal F, und der untere Theil Z¹ dieser Endfläche ist durch den Kanal T in Verbindung mit der Atmosphäre. Erhält nun die zu Ζ^λ entgegengesetzte Endfläche Druck, so bewegt sich der Hauptschieber Η^χ in der Richtung U-Z¹, weil der Druck auf die Z¹ entgegengesetzte gröfsere Endfläche den Druck auf die kleinere Endfläche U überwindet; wird dagegen die Z¹ entgegengesetzte Endfläche frei von Druck, so bewirkt der auf die Fläche U beständig wirkende Druck eine Bewegung des Schiebers i/¹ von Z^x nach U.

Anstatt den ganzen Hauptschieber H oder H¹ aus einem einzigen Stück zu machen, kann man auch die zwei Enden eines Schiebers als starr mit einander verbundene Kolben ausbilden und das Zwischenstück als einen von diesen Kolben bewegten Flachschieber.

Der Hauptschieber H oder H^[ wird nach genügend weit vorgeschrittener Hin- und Herbewegung durch Prallkissen aufgehalten, indem die Auspuffkanäle 2 und 3, Fig. 1, oder 8 und T, Fig. 3, in die betreffenden. Cylinder in einiger Entfernung vom Ende derselben münden, so dafs der betreffende Kolben in seiner Bewegung über den Auspuffkanal hinweggeht und so ein Prallkissen aus dem im Cylinderende eingesperrten Dampf- oder Luftdruck bildet, wodurch ein Schlag des Kolbens gegen den Cylinderdeckel verhindert wird. Die Zuleitungskanäle 4, 5, Fig. i, oder 6 und V, Fig. 3, des Druckes zu den Endflächen des Kolbens H oder H¹ sind dagegen ganz am Ende der betreffenden Cylinder angebracht, so dafs die Rückwärtsbewegung aus dem Prallkissen heraus leicht stattfindet.

Von den zwei gleichen Schiebern g und h, welche diese Druckvertheilung bewirken, ist einer im gröfseren Mafsstabe h, Fig. 2, dargestellt; er steckt als Stempel in einem verticalen runden oder vierkantigen Loch des Deckschiebers /, ist durch Stift und Nuth 13 oder durch seine vier Kanten verhindert, sich zu drehen, wird durch eine Feder nach oben gedrückt und ist so gestaltet, dafs er bei Oeffnung des Druckkanales 10 den Auspuffkanal 11 schliefst, und dafs die Verbindung mit der Atmosphäre, nämlich der Kanal 12, durch die Muschel geschlossen wird; in der entgegengesetzten Stellung wird der Druckkanal ι ο durch den Schieber h geschlossen und der Auspuffkanal ι ι durch die Muschel mit dem Kanal 12 und dadurch mit der Atmosphäre verbunden.

Die zwei gleichen Schieber g und h sind so gestellt, dafs der eine den von ihm regulirten Druckkanal öffnet, wenn der andere den von ihm regulirten Auspuffkanal öffnet, und umgekehrt.

Der einzige Schieber g¹, Fig. 3, ist ebenso gebaut wie Schieber g, Fig. 1.

Der Deckschieber f bedeckt beständig die kleine Oeffnung der Vorsteuerschieberkammer und dichtet diese Oeffnung dadurch ab; durch diese Oeffnung ragt der verticale Arm des Waagbalkens α in eine Höhlung des Deckschiebers f herein, um demselben seine Bewegung mitzutheilen, je nachdem das Gefäfs D voll oder leer geworden ist.

Die am Waagbalken α aufgehängten Schwimmer bede bestehen aus homogenen, nicht hohlen Körpern von verschiedenem specifischen

Gewicht und sind so bemessen, dafs b = c und d =■ e ist, ferner so bemessen, dafs aufserhalb der Flüssigkeit, welche periodisch den Körper C füllt oder leer läfst, b und c ungefähr um so viel schwerer als d und e sind, als sie in der Flüssigkeit leichter sind.

Dieses Verhältnifs der Gewichte von b und d kann nach folgendem Beispiel gefunden werden: Die Flüssigkeit sei Wasser von specifischem Gewicht i, und die kleine Veränderung des Gewichtes der Körper b und d im Dampf oder in Luft von höherer oder niederer Spannung werde vernachlässigt. Das specifische Gewicht von b sei 3, das von d sei 9 und das Gewicht von b in der Luft sei 1000 g; dann wiegt b in der Flüssigkeit ²/₃ von 1000 g, ungefähr 666 bis 667 g; das Gewicht von d in der Luft sei xg, so wiegt d in der Flüssigkeit ⁸/₉ χ g

8 χ Man verlangt nun, dafs 1000 — χ =

— ²/₈ 1000 sein soll, oder 9000 — 9 χ = 8 χ

— oooo, somit x=

5°°O

r 1 , · ι

, ungefähr gleich

882,353 g; es wiegt also d in der Luft oder in Dampf ungefähr 882,353 g und somit in

der Flüssigkeit = 784,314, ungefähr 784,314 g-, und in der That ist nun in der Luft das Gewicht von b schwerer als das Gewicht von d um 1000 — 882,353 = 117,647, ungefähr 117,647 g, und in der Flüssigkeit leichter um 784,314 — 666,667 ⁼ ■ 17,64.7, ungefähr 117,647 g, also, wie verlangt, b aufserhalb der Flüssigkeit um so viel schwerer als d, als es in der Flüssigkeit leichter ist. Wie schon oben erwähnt, sind die zwei Körper b und c gleich, ebenso Körper d und e.

Das Verhältnifs der Gewichte b c d e kann auch durch Probiren festgestellt werden. In allen Fällen mufs die Gewichtsdifferenz durch verhältnifsmäfsiges Vermehren der Gewichte b c d e so grofs gemacht werden, dafs sie mit Sicherheit den der Bewegung entgegenstehenden Widerstand des Mechanismus überwindet, wie im Folgenden erläutert wird.

Durch diese Einrichtung wird es erreicht, dafs, wenn alle Körper bcde sich aufserhalb der Flüssigkeit befinden,- beide b und c schwerer als d und e sind; der Waagbalken α nimmt alsdann die gezeichnete Stellung ein; sind dagegen die unteren Körper c und e in der Flüssigkeit, die oberen b und d nicht, so ist b um so viel schwerer als d, als c leichter als e ist; der Waagbalken behält alsdann seine vorherige Stellung, weil er durch den einer Bewegung entgegenstehenden Widerstand des Mechanismus noch in seiner Stellung festgehalten wird. Befinden sich endlich alle Körper £ c aie in der Flüssigkeit, so sind beide b und c um so viel leichter als d und e, als sie vorhin schwerer waren; der Waagbalken a nimmt alsdann die von der gezeichneten Stellung entgegengesetzte Stellung ein und bewirkt dadurch die Umsteuerung des Hauptschiebers H oder H\

Anstatt der homogenen vollen Körper b und c können auch noch oben offene Gefäfse zur Anwendung kommen, welche nach der Entleerung des Gefäfses D mit Flüssigkeit voll bleiben, oder überhaupt gefüllte Hohlkörper.

Das Gewicht der Körper d und e kann auch durch Federkraft ersetzt werden, auch können diese Körper in einen einzigen vereinigt, beliebig hoch oder tief aufgehängt werden, weil bei ihrer relativ gröfseren specifischen Schwere der Unterschied ihres Gewichtes innerhalb und aufserhalb der Flüssigkeit meistens zu klein ist, um den der Bewegung entgegenstehenden Widerstand des Mechanismus zu überwinden, somit ihr Gewicht als constant betrachtet werden kann, und nur der Umstand ausschlaggebend ist, ob b . und c sich innerhalb oder aufserhalb der Flüssigkeit befinden.

Endlich können auch die beiden Körper b und c durch zwei an der Stange festgemachte, überall geschlossene Hohlkörper ersetzt werden und auch durch einen einzigen schwimmenden Hohlkörper, welcher an der Stange auf- und abgleitet und durch seinen Auftrieb die Umsteuerung bewirkt.

Der Waagbalken α wird so eingerichtet, dafs, wenn die beiden Aufhängepunkte in einer horizontalen Linie liegen, der Drehpunkt um eine Kleinigkeit unter derselben liegt. Diese Einrichtung hat den Zweck, den Ausschlag des Waagbalkens nach der einen oder anderen Seite hin vollständig erfolgen zu lassen, sobald der Reibungswiderstand des Mechanismus überwunden ist und eine Bewegung des Waagbalkens begonnen hat, und so die Umsteuerung möglichst schnell und vollständig zu veranlassen, sobald das Gefäfs D bis zu einem bestimmten Punkte voll oder leer geworden ist.

Die beiden Arme des Waagbalkens λ können auch ungleich lang sein, wenn die daran aufgehängten Gewichte entsprechend geändert werden.

Da die Zuleitung M, Fig. 1, und M¹, Fig. 3, des Druckes zur Vorsteuerschieberkammer und die Ableitung EF oder E¹F¹ des Druckes von den Endflächen des Hauptschiebers H oder H^] gesondert ist von der Zu- und Ableitung des Druckes zum Gefäfs D, so kann in allen Fällen die Vorsteuerschieberkammer mit einer anderen Druckquelle in Verbindung stehen als das Gefäfs D, z. B. die erstere mit Wasserdruck, die letztere mit Dampfdruck.

Der Hauptschieber H kann erstens dazu dienen, den Zu- und Abflufs von Gas oder Dampf an dem Gefäfs D zu reguliren, wodurch Flüssigkeit abwechselnd aus- und durch ihren

eigenen Druck oder durch Luftleere ins Gefäfs D eingetrieben wird. Ist das Gefäfs D mit Saug- und Druckventil ^4¹B¹ versehen, wie in Fig. ι dargestellt ist, so kann der Apparat zum Heben und Messen von Flüssigkeit und zum Messen von Gas oder Dampf dienen.

Will man nach erfolgtem Auspuff den im Gefäfs D zurückgebliebenen Dampf mit Hülfe der abgedrückten Flüssigkeit condensiren, um die neu eintretende Flüssigkeit anzusaugen, so leitet man vom Druckrohr bei B¹ durch ein Rohr W Flüssigkeit nach einer Brause Z, um damit eine Einspritzung im Druckgefä'fs zu bewirken. Um das Quantum der Flüssigkeit zu begrenzen, das auf diese Weise nach dem Gefäfs D zurückfliefst, kann ein zweites Gefäfs R angebracht werden in Form eines Cylinders R mit Kolben P; an diesem Kolben können zwei Ventilkegel t und u sitzen. Beim Abdrücken der Flüssigkeit aus dem Gefäfs D füllt sich durch die Brause Z der Cylinder R mit Flüssigkeit, bis der Kolben P am Ende seines Hubes oder der Ventilkegel t auf seinen Sitz kommt und so den Ausgang nach W verschliefst; nach erfolgtem Auspuff drückt die Flüssigkeit im Druckrohr bei B¹ durch das Rohr W zurück auf den Kolben P und der Cylinder entleert sich mit Einspritzung durch die Brause Z₁ bis der Kolben P, am Ende seines Hubes oder Ventilkegel u auf seinen Sitz kommt und die Einspritzung damit ein Ende hat.

Der Cylinder R mit seinem Kolben P kann auch mit Kolbenstange u und Stopfbüchse versehen sein, wie in Fig. ι abgebildet, und als Kataraktsteuerung dienen, um am Schlufs , der Einspritzung oder einer einfachen Entleerung des Cylinders R in das Gefäfs D mit der Kolbenstange u¹ ein Ventil ο oder einen Schieber zu öffnen, die sich durch Druck des Dampfes, einer Feder oder durch ihr Gewicht wieder von selbst schliefsen, wenn die Kolbenstange M¹ zurückgeht; dieses Ventil ο stellt die Verbindung zwischen einer Abzweigung m² des Auspuffrohres m mit einer bestehenden Luftleere her.

Der Auspuff kann auch, wie bei Dampfpumpen häufig geschieht, in die Saugleitung geleitet werden.

Der Hauptschieber H, Fig. i, oderü"¹, Fig. 3, kann aber zweitens auch den Zu- und Abflufs von Flüssigkeit an dem Gefäfs D reguliren, um darin Luft oder Dampf zu comprimiren oder zu evacuiren.

Zu diesem Zweck wird ein Apparat D", Fig. 4, fast ganz wie der Fig. 1 abgebildete gebaut. Nur werden die Schwimmer vertauscht, so dafs b und c am rechten Arm des Waagbalkens hängen, statt wie in Fig. 1 am linken, und umgekehrt; ferner wird, wie in Fig. 1 punktirt und in Fig. 4 voll gezeichnet ist, anstatt der Brause bei n¹ ein Rohr η³ als Forsetzung des Kanales n² n^l nach dem Boden des Gefäfses geleitet. Durch die Vertauschung der Schwimmer wird erreicht, dafs bei leerem Gefäfs D", Fig. 4, der Hauptschieber die entgegengesetzte Stellung einnimmt von der in Fig. 1 abgebildeten, und umgekehrt. Die Saug- und Druckventile A¹ und J3¹, Fig. i, werden in Fig. 4 durch die Ventile L L' für Luft ersetzt und oben am Gefäfs angebracht. Die Einspritzung R und das Rückschlagventil i fallen weg.

Die Flüssigkeit wird durch den Stutzen K zugeleitet und gelangt bei leerem Gefäfs D" durch das Rohr rfi in dasselbe. Die im Gefäfs D" enthaltene Luft oder Dampf werden durch die Flüssigkeit verdrängt und comprimirt und entweichen durch das Druckventil L'. Ist das Gefäfs D" mit Flüssigkeit voll, so erfolgt die Umsteuerung, und die Flüssigkeit wird aus dem Gefäfs D" durch das Rohr η ³ den Stutzen m und das als Heber wirkende Rohr P abgeleitet, wodurch Luft oder Dampf durch das Saugventil L angesogen wird, bis das Gefäfs von Flüssigkeit leer ist und nach der dadurch hervorgerufenen Umsteuerung wieder die schon beschriebenen Bewegungen eintreten. Dieser Apparat kann zum Evacuiren und zum Comprimiren von Dampf oder Luft dienen.

Um einen beständigen Strom im Saug- oder im Druckrohr zu haben, kann man auch zwei Apparate, z. B. D'" und D^IV , Fig. 5, die im übrigen ganz wie der in Fig. 1 abgebildete gebaut sind, so an einander anschliefsen, dafs das Saugventil A", Fig. 5, des einen Apparates D'" zugleich das Druckventil des anderen Apparates D^IV ist. Je nach der Regulirung und dem Gefall der Flüssigkeit aus dem Apparat D^lv in den Apparat D'" wird nun der erste D^lv den zweiten D'" nie von Flüssigkeit leer werden lassen, wodurch ein constanter Strom von Flüssigkeit im Druckrohr bei B" entsteht, oder der zweite Apparat D'" wird den ersten D^lv nie von Flüssigkeit voll werden lassen, wodurch ein constanter Strom von Flüssigkeit im Saugrohr bei A' entsteht.

Auf ähnliche Weise können auch zwei Apparate, wie einer in Fig. 4 abgebildet ist, an einander angeschlossen werden, um einen constanten Strom von Dampf oder Luft im Saugrohr oder im Druckrohr zu erzeugen.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Ein Umsteuerungsmechanismus für Montejus, bestehend aus den Schiebern H und f, welcher letztere durch die Schwimmerbcde bewegt wird und den von M kommenden Druck durch Schieber g und h in der Weise auf Kolben H überträgt, dafs durch H bei mit Flüssigkeit gefülltem Gefäfs D

   der Eingang K für Luft oder Dampf geöffnet und der Ausgang m für dieselben geschlossen wird, und umgekehrt bei von Flüssigkeit entleertem GefäfsZ) der Eingängig für Luft oder Dampf geschlossen und der Ausgang m für dieselben geöffnet wird.
   An dem unter ι. angegebenen Umsteuerungsmechanismus die Abänderung, dafs der Kolben H als Differentialkolben H¹ ausgebildet ist und mit einem einzigen Schieber g^l gesteuert wird.

   In Verbindung mit dem unter 1. und 2. angegebenen Umsteuerungsmechanismus eine Condensirvorrichtung, bestehend aus Brause Z und Zuleitung W vom Druckrohr B\ zwischen welche zur Begrenzung des Quantums der Einspritzung ein Cylinder R mit Kolben P eingeschaltet ist, der mittels der Kolbenstange u¹ ein Ventil 0 öffnen kann, wenn nach erfolgter Einspritzung das Gefäfs D in Verbindung mit einer vorhandenen Luftleere gebracht werden soll.

   In Verbindung mit dem unter 1. und 2. angegebenen Umsteuerungsmechanismus eine Vorrichtung zum Pumpen von Luft und Gas, Fig. 4, mit der Abänderung, dafs bei mit Flüssigkeit gefülltem Gefäfs D" der Eingang K für Flüssigkeit geschlossen und der Ausgang m für dieselbe geöffnet ist, und umgekehrt bei von Flüssigkeit entleertem Gefäfs der Eingang K für Flüssigkeit offen und der Ausgang m für dieselbe geschlossen ist.

   In Verbindung mit dem unter 1. und 2. angegebenen Umsteuerungsmechanismus, um bei Montejus einen beständigen Strom im Saugrohr oder im Druckrohr zu haben, eine Vorrichtung, Fig. 5, welche darin besteht, dafs zwei Gefäfse D"' und D^lv so mit einander verbunden und so gegen einander regulirt sind, dafs das eine D'" das andere D^IV nie voll werden läfst, oder das eine D^IV das andere D'" nie leer werden läfst.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.