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Einrichtung zur Regelung der Fördermenge bei Pumpen Den Gegenstand
der vorliegenden Erfindung bildet eine Einrichtung zur Regelung der Fördermenge
bei Pumpen, bei der beim Überschreiten eines bestimmten Förderdruckes eine Membrane
entgegen des auf ihr lastenden Druckes einer Feder eine Bewegung einleitet, die
zum Öffnen einer Umlaufleitung führt und dadurch trotz des Weiterarbeitens der Pumpe
Störungen vermeidet. Gemäß der Erfindung wirkt der Druck dieser Feder beim Sinken
des auf die Membrane wirkenden Flüssigkeitsdruckes in den Bereich der zulässigen
Betriebsdrucke derart, daß über ein Gestänge die Abschließung der Umlaufleitung
durch Schließen eines Ventils erfolgt. Da der Druck der geförderten Flüssigkeit
bestrebt ist, das Ventil in der Umlaufleitung zu öffnen, wird zweckmäßig eine Einrichtung
getroffen, welche den Flüssigkeitsdruck auf dieses Ventil vermindert oder ausgleicht.
Zu diesem Zweck wird das Ventil auf beiden Seiten mit einem Schaft versehen, von
denen der eine durch eine Packung geführt ist und die auf die Membranen wirkende
Vorspannung überträgt, während der andere, welcher mit einem Kolben oder einer Ledermanschette
ausgerüstet ist, in einen zylinderförmigen Ansatz des Zweigkanals hineinreicht,
welcher konzentrisch mit dem Ventilsitz angeordnet ist. Es empfiehlt sich, die wirksame
Fläche der Ledermanschette oder des Kolbens größer zu machen als diejenige des Ventils,
wodurch erreicht wird, daß die größte Öffnungsweite des Ventils auch nach dem Öffnungsvorgang
aufrechterhalten wird und die Vorspannung auf die Membrane kleiner gehalten werden
kann, als es ohne diese Einrichtung erforderlich sein würde.
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Auf den beiliegenden Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der
neuen Einrichtung dargestellt: Abb. i zeigt das erste Ausführungsbeispiel im senkrechten
Mittelschnitt.
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Abb. 2 zeigt die Einrichtung gemäß Abb. i in einer Seitenansicht.
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Abb. 3 zeigt einen Schnitt durch eine Einzelheit einer anderen beispielsweisen
Ausführungsform.
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Bei dem ersten Ausführungsbeispiel besteht der Hauptteil aus einem
gabelförmigen Kanal, bestehend aus dem Hauptkanal 3 und den beiden Zweigkanälen
q. und 5. Das von der Pumpe geförderte Gut tritt durch die Öffnung 7 in den Hauptkanal
3 sowie in den Nebenkanal q., welcher bei 6 mit dem Saugrohr der Pumpe in Verbindung
steht, also gewissermaßen eine Umaaufleitung bildet. Dieser Zweigkanal q. enthält
ein Durchgangsventil 8, vorzugsweise in der Form eines Kugelrückschlagventiles,
welches
jedoch auch durch ein Tellerventil ersetzt werden kann.
Das Ventil 8 wird in der Normalstellung geschlossen gehalten, um die Verbindung
des Hauptkanals 3 mit dem Saugrohr der Pumpe bei 6 durch die Stange 9 zu unterbrechen,
welche durch die Stopfbüchse io an dem Zweigkanal 4 hindurchgeführt ist.
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In dem Hauptkanal 3 befindet sich das Ventil ii zwecks Regelung des
Flüssigkeitsdurchtrittes von dem Hauptkanal 3 in den Zweigkanal 5, der an seinem
Ende durch die Membrane 12 abgeschlossen wird. Dieser Zweigkanal 5 zwischen der
Membrane 12 und dem Ventil ii steht mit der Förderstelle der Pumpe durch ein Druckrohr,
welches bei 13 an den Windkessel 14 angeschraubt ist, in Verbindung. Letzterer ist
mit Luft gefüllt, um die Pumpenstöße auszugleichen.
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Die Öffnungsbewegung des Ventiles ii wird durch einen Anschlag begrenzt,
der bei der dargestellten Ausführung ein Querstück 15 in der Austrittsöffnung der
Kanäle 3 oder 5 ist. Das Querstück 15 wird in seiner Lage durch den Flansch 16 des
Windkessels 14 gehalten.
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Die Membrane 12 ist zwischen dem Ende des Kanals 5 und der Grundfläche
eines Zylinders 17 eingespannt, in welchem eine Druckfeder 18 Aufnahme findet. An
dem einen Ende dieses Zylindersi7 befindet sich eine Einstellschraubei9, mitHilfe
derer derDruckeingestelltwerdenkann, mit welchem die Feder 18 mittels des Zwischenstückes
2o auf die Membrane i2 wirkt. Die Einrichtung ist so getroffen, daß die Membrane
12 und die Feder 18 in gleicher Achsrichtung mit der Stange 9 und dem Nebenventil
8 liegen. Ein Gabelstück 21 verbindet die Stange 9 mit dem Zwischenstück 2o und
überträgt so den Druck der Feder 18 auf das Ventil B. Das Gabelstück 2i tritt durch
Schlitze in das Zylindergehäuse 17 und führt um den Kanal 5 mit der Membrane 12
herum, wie aus Abb. 2 ersichtlich ist.
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Zweckmäßig wird an dem Hauptkanal 3 oder dem Nebenkanal 4 ein Sicherheitsventil
22 beliebiger Bauart angeordnet. Wie aus Abb. i ersichtlich, sind die Teile so eingerichtet,
daß der volle Federdruck 18 auf das Ventil 8 wirkt, falls auf die Membrane 12 kein
Flüssigkeitsdruck einwirkt.
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Im Betrieb sind der Hauptkanal 3 sowie die beiden Zweigkanäle 4 und
5 des Hauptkörpers mit der von der Pumpe geförderten Flüssigkeit gefüllt, wobei
das Ventil 8 gewöhnlich von der Feder i8 entgegen dem von dem geförderten Gut ausgeübten
Druck geschlossen ist. Das geförderte Gut gelangt durch das Ventil ii in den Windkessel
14 und von dort durch das bei 13 angeordnete Rohr an seinen Bestimmungsort. Die
Vorspannung der Feder 18 ist so eingerichtet, daß das Ventil 8 in der Lage ist,
dem von dem Pumpwerk in den Zweigkanälen 4 und 5 erzeugten Höchstdruck zu widerstehen.
Wenn jedoch an der Verbrauchsstelle kein Bedarf an gefördertem Gut ist und der Auslaß
geschlossen oder gedrosselt ist, während das Pumpwerk weiterarbeitet, so wird der
Förderdruck, welcher auf die Membrane 12 wirkt, allmählich ansteigen. Wenn dieser
Druelc das obenerwähnte Höchstmaß überschreitet, so wird die Membrane i2 nach oben
geführt und dadurch der Stab 9 aufwärts bewegt, welcher das Öffnen des Ventils 8
dadurch ermöglicht. Die Pumpe wird dann im Leerlauf die Flüssigkeit durch den Zweigkanal
4 und die Umlaufleitung 6 in das Ansaugrohr fördern. Gleichzeitig schließt sich
das Ventil ii und verhütet das Absinken des Druckes auf die Membrane. i2, welche
die auf das Ventil 8 ausgeübte Vorspannung ausgleicht. Außerdem wird dadurch der
Druck im Windkessel aufrechterhalten, um bei Bedarf das Fördergut an dem Bestimmungsort
sofort auf der erforderlichen Druckhöhe zu haben.
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Wie aus den Abbildungen ersichtlich, ist der Druck des von der Pumpe
in den Zweigkanal 4 geförderten Gutes bestrebt, das Ventil 8 zu öffnen. Sobald sich
dieses Ventil öffnet, sinkt also der Druck von dem Pumpenförderdruck, welcher die
Öffnung des Ventils 8 verursacht, ab, so daß dieses Ventil seine größte Öffnung
am Anfang kurz nach dem Öffnen hat. Darauf führt das Ventil wieder bis zu einem
gewissen Grade eine Schließbewegung aus unter der Einwirkung.. der Spannung der
Feder 18. Um diesem Ubelstand abzuhelfen und die Öffnung eines Ventils zu vergrößern,
kann die Einrichtung so getroffen werden, daß der Flüssigkeitsdruck, welcher direkt
auf das Ventil einwirkt und es zu öffnen sucht, verkleinert oder ausgeglichen wird.
Abb. 3 zeigt eine solche Bauart. Gemäß dieser hat der Ventilteller des Ventils 8
die bekannte T-Form. Sein Führungsstück 9 geht durch die Packung io. jenseits der
Packung ist er mit dem Gabelstück 2i verbunden, von dem er die Bewegung der Membrane
12 auf -das Ventil 8 überträgt. Auf der unteren Seite trägt der Ventilteller einen
Vorsprung 23, welcher bis in einen zylindrischen Ansatz 24 des Zweigkanals 4 hineinreicht,
der konzentrisch zu der Ventilöffnung 8 liegt. Diese Verlängerung 23 -des Ventils
8 ist mit einem Kolben oder einer Ledermanschette 25 versehen, so daß der Druck
bzw. die Flüssigkeit aus dem Kanal 4 nicht entweichen kann. Die Größe der Fläche
der Ledermanschette 25 kann genau so groß gehalten sein wie diejenige des Ventils
8, so daß sich das letztere im Gleichgewicht befindet, sie kann jedoch auch größer
oder kleiner sein als diejenige des Ventils. Vorzugsweise wird man jedoch die Gegenfläche
der Ledermanschette größer machen, und in diesem Falle wird der Flüssigkeitsdruck
bestrebt sein, das Ventil 8 zu schließen, also einen Zusatzdruck
auf
das Ventil 8 ausüben; so daß die Vorspannung der Feder 18 entsprechend kleiner gewählt
werden kann.
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Durch diese Ausgleichung des Flüssigkeitsdruckes, der das Ventil 8
zu öffnen bestrebt ist, wird also kein Abfall der öffnenden Kräfte nach dem Öffnen
des Ventils 8 eintreten; im Gegenteil wird sich der Öffnungshub vergrößern und nach
dem Abfallen einen desto freieren Durchgang in die Umlaufleitung 6 schaffen. Wenn
ferner der Gegenkolben 25 eine größere Druckfläche aufweist als das Ventil 8, so
wird die Kraft, welche das Ventil zu öffnen bestrebt ist, sobald einmal die Öffnung
erfolgt ist, verstärkt werden, und zwar dadurch, daß die von dem Gegenkolben 25
auf das Ventil 8 ausgeübte Kraft, welche ursprünglich das Ventil 8 geschlossen hatte,
beim Abfall des Druckes in stärkerem Maße abnimmt als die eine Öffnung des Ventils
herbeiführende direkte Gegenkraft. Auch die Stärke der Feder 18 kann kleiner gewählt
werden.
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Diese Teile können auch innerhalb des Kanals q. angeordnet werden.
In diesem Falle wird das Ventil 8 von der Stange 9 geöffnet, weil die Fläche der
Membrane i2 entsprechend größer ist als diejenige des Ventils B.
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Man kann auch eine andere Ausführungsform derart wählen, daß das Gabelstück
21 in Fortfall kommen kann, dadurch, daß ein Stab von der Innenseite der Membrane
12 durch eine Packung' des Kanals 5 hindurchgeführt wird. Dieser Stab kann als Fortsetzung
des Stabes 9 ausgeführt sein oder als selbständiger Teil, der mit dem Stab in beliebiger
Weise verbunden ist.