DE51109C - Apparat zum Zusammenpressen von Luft - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zusammenpressen von Luft und anderen Gasen und die dazu dienenden Vorrichtungen. Das Zusammenpressen geschieht mit Hülfe von Dampf, welcher auf eine Säule von Wasser oder anderer Flüssigkeit wirkt, die zwischen dem Dampf und dem zusammenzupressenden Gase eingeschaltet ist. Zu dem Zwecke sind Cylinder angebracht, welche Wasser enthalten, welches nach Einführung von Dampf in besagte Cylinder als ein Kolben zum Zusammenpressen des in die Vorrichtung durch Ventile u. s. w. tretenden Gases wirkt. Dampf wird abwechselnd in die Cylinder mittelst eines Schiebers (z. B. eines von einem kleinen Dampfcylinder und Kolben bethätigten Muschelschiebers) oder anderer zweckentsprechender Mittel eingelassen. Um eine vollständige Entleerung des von dem Dampf beeinflufsten Wassers in den das zusammengeprefste Gas aufnehmenden Behälter zu verhindern, im Falle der Schieber verfehlen sollte, die Dampfzuführung genügend schnell abzuschneiden und eine ausgedehnte Berührung zwischen dem Dampf und dem Wasser zu verhindern, wendet der Erfinder ein Schwimmerventil an, durch welches die Durchgänge für das Wasser zur passenden Zeit geschlossen werden, und welches fortwährend zwischen dem Dampf und dem Wasser sich befindet. Die Rückkehr des Wassers in seine normale Stellung in jedem Cylinder oder jeder Kammer wird durch die Condensation des benutzten Dampfes herbeigeführt. Diese Condensation geschieht durch Einspritzen von Wasser, wodurch ein Vacuum oder ein theilweises Vacuum in jedem Cylinder entsteht. Passende Schwimmerventile werden auch bisweilen benutzt, um die Rückkehr des Wassers zu reguliren.

Auf beiliegender Zeichnung wird eine zur Ausführung der vorliegenden Erfindung dienende Vorrichtung durch Fig. 1 im Grundrifs, durch Fig. 2 in Vorderansicht und durch Fig. 3 in Seitenansicht mit theilweisem verticalen Schnitt veranschaulicht, während die Fig. 4 einen verticalen Schnitt nach Linie x-x, Fig. i, zeigt und die Fig. 5 bis 9 Einzelheiten in vergröfsertem Mafsstabe darstellen.

Mit A A' sind die Dampf- und Wassercylinder und mit B B¹ die Luftkammern bezeichnet; die geprefste Luft tritt in den Behälter C ein.

Von den Dampf- und Wassercylindern sind je zwei vorhanden: A A und A¹A¹; dieselben liegen vertical hinter einander und werden durch Kanäle A ² mit einander verbunden, welche mit Zwischenwänden a, Fig. 4, versehen sind, um den Uebertritt des Dampfes von den Cylindern AA¹ nach den Luftkammern BB¹ zu verhindern, wenn das Wasser in besagten Cylindern von dem Dampf zu siark abwärts gedrückt wird. Die Luftkammern BB¹ sind behufs Zuführung von atmosphärischer Luft mit Einlafsventilen B², Fig. 2, ausgestattet, welche normal gegen den äufseren Luftdruck mittelst Federn B^B geschlossen gehalten werden; genannte Kammern ruhen auf den Obertheilen der hinteren Cylinder AA\

Fig. 3, mit welchen sie durch Oeffnungen a¹ verbunden sind. Ventilsitze bb, Fig. 4, befinden sich in den vorderen Cylindern A A¹. Auf denselben liegen die kugelförmigen Schwimmer c, wenn sämmtliches Wasser aus den vorderen Cylindern durch die Einwirkung des Dampfes geprefst ist. Die Obertheile der vorderen Cylinder AA¹ tragen einen Dampfdom d, welcher mit den Cylindern durch Kanäle d', Fig. 5, und mit einer Dampfquelle durch ein Rohr cP, Fig. 2, in Verbindung tritt. Auf den Kanälen d' ist ein Schieber e mit einer Stange e¹ angeordnet.

Um den Schieber e zu bethätigen, benutzt man eine in Fig. 5 dargestellte Vorrichtung. Diese besteht aus einem Cylinder /, welcher Dampf von dem Dampfdom d durch Kanäle/¹ empfängt. Die Regelung der abwechselnden Zulassung und Absperrung des Dampfes erfolgt durch den Schieber e. Ein Kolben g pafst dampfdicht in den Cylinder/ und wird mittelst des in den letzteren eingelassenen Dampfes bewegt; die Stange g¹ desselben ist durch eine Stange h^l mit einer Scheibenkurbel h, Fig. 1 bis 3, der Welle ti¹ verbunden, welche in einem Lager h³ ruht. Auf dem Umfang der Scheibenkurbel h befinden sich Zähne hⁱ, welche, in diejenigen eines Getriebes i einer in einem Ständer z² untergebrachten und mit einem Schwungrad j versehenen Welle i^x greifen. Mit dem anderen Ende der Welle h" ist eine durch eine Stange k¹ mit einem Ende eines auf einer schwingenden Welle I¹ vorgesehenen Hebels / verbundene Scheibenkurbel k befestigt. Die Welle V trägt ferner einen Hebel m, welcher durch eine Stange w¹ an die Stange e¹ des Schiebers e mittelst eines Schlitzes ?w² und eines Bolzens m³ gekuppelt ist, welcher letzterer mit einer Flügelmutter m⁴ versehen ist, so dafs der Schieber e eingestellt werden kann. Wenn dann beim Betriebe des Apparates der zu bewältigende Druck gering ist, so kann die Arbeit des Ventils verringert, dagegen beim Wachsen des Druckes erhöht werden. Das andere Ende des Hebels / ist durch eine Stange n^l mit einem Schieber η verbunden, welcher die Zuführung von Wasserstrahlen zu den Cylindern AA¹ behufs Condensation regulirt. Der Schieber hat eine derartige Anordnung mit Bezug auf den Kolben g aus dem Grunde erhalten, dafs der Kolben an demselben Ende des Hubes sich befindet, wenn die Kanäle/¹ mit dem Oeffnen beginnen wollen.

Der Behälter C ist mit Rohren 0 und einem Wassereinlafs o¹ für den Wasserumlauf behufs Abkühlung versehen. Rohre p, welche Rückschlagventile q besitzen, sind an die oberen Enden der Luftkammern B B¹ angeschlossen und stehen mit dem Behälter C durch ein Rohr Y in Verbindung. Die Luftkammern BB¹ erhalten einen geringeren Inhalt als die vorderen Theile der Dampf- und Wassercylinder, so dafs nach dem Eintritt des Dampfes in letztere ein Theil des Wassers aus besagten Luftkammern sofort nach der Luft in den Luftbehälter übergeführt wird. Dieses Wasser wird zu Condensationszwecken benutzt. Ein Rohr s communicirt an den Enden mit der Aussparung des Gehäuses t, in welchem der Schieber η untergebracht ist. Das Condensations wasser, welches durch ein Absperrventil u regulirt oder abgeschnitten wird, tritt zeitweise in die Cylinder A A¹ infolge der Einwirkung des Ventils η durch die Kanäle v, Fig. 7 bis 9, und wird mittelst Durchlochungen w in Strahlen verwandelt. Das Ventil η besitzt genügenden Hub, um beide Kanäle ν voll zu öffnen. Mit dem Rohr ist ein Manometer mittelst eines Syphonrohres 3 verbunden.

Der Apparat wirkt in folgender Weise: Der Behälter C wird mit Wasser in einer Höhe gefüllt, welche über den Obertheil der Cylinder ΑΑ^λ reicht. Letztere werden gleichfalls mit Wasser gefüllt, wodurch die Schwimmer c nach der Oberfläche des Wassers gelangen, wie in Fig. 4 punktirt angedeutet; der Schieber e befindet sich in seiner centralen Stellung und Dampf strömt in den Dampfdom d. Der Schieber wird nun nach der rechten Seite bewegt, so dafs in den Cylinder A¹ Dampf tritt, welcher das in dem Vordertheile desselben enthaltene Wasser in den hinteren Theil drängt und schliefslich in die Luftkammer jB¹ treibt. Das zwischen der zusammenzupressenden Luft und dem Dampf liegende Wasser wirkt hierbei wie ein Kolben und verhindert die Mischung der Luft mit dem Dampf. Das Steigen des Wassers in der Luftkammer B¹ bewirkt ein Zusammenpressen der in dieser enthaltenen Luft, welche nun mit einem geringen Theil des Wassers durch das Rohr p, Ventil q und Rohr r in den Behälter C getrieben wird. Unterdessen ist der Schwimmer c mit dem Wasser in dem Vordertheil des Cylinders A¹ gesunken und legt sich, wenn das Wasser zu tief getrieben wird, auf seinen Sitz b, Fig. 4, um ein Hinauspressen des Wassers zu verhindern. Nachdem der Schieber e seinen Hub vollendet hat, kehrt derselbe um, schliefst den Cylinder A¹ gegen den Dampf ab und öffnet die Verbindung zwischen den Cylindern A¹ und A infolge seiner inneren Aussparung, Fig. 5. Der hochgeprefste Dampf des Cylinders A¹ geht dann in den Cylinder A über und drückt das in diesem enthaltene Wasser so weit abwärts, bis der abnehmende Dampfdruck und der zunehmende Luftdruck sich das Gleichgewicht halten. Der Schieber ■geht jedoch noch weiter nach links, schliefst dabei die Verbindung zwischen den beiden

Cylindern A¹ und A und öffnet letzteren für den Dampf des Domes d, worauf der nun eintretende Dampf das Ueberführen der Luft und einer geringen Menge Wasser aus der Luftkammer B durch das Rohr p, Ventil q und Rohr r in den Behälter C vollendet. Der das Condensationswasser für die" Cylinder A A¹ liefernde Schieber η ist an das Ende des schwingenden Hebels I angeschlossen, welcher dem den Schieber e beeinflussenden Ende entgegengesetzt liegt, so dafs der Schieber η sich in entgegengesetzter Richtung zu dem Schieber e bewegt und somit der Schieber η den Cylinder A ^x zum Einspritzen des Wassers öffnet, wenn der Schieber e das Oeffnen des Cylinders A für den Dampf herbeiführt, und umgekehrt. Das Einspritzwasser, welches von dem Behälter C mit Hülfe des in diesem vorhandenen Luftdruckes geliefert wird, bewirkt durch das hervorgerufene Vacuum oder theilweise Vacuum die Rückkehr des Wassers in die normale Stellung in dem Cylinder A¹. Bisweilen wendet man Ventile an, um diese Wirkung nicht zu schnell vor sich gehen zu lassen. Die Rückkehr des Wassers veranlafst das Oeffnen des Ventils B ² durch den atmosphärischen Druck und so das Eintreten der äufseren Luft in das Innere der Kammer jB¹. Wenn dann diese Kammer mit Luft gefüllt ist, so wird das Ventil B² durch die Feder B^B wieder geschlossen. Dieser Vorgang wiederholt sich abwechselnd in den Cylindern AA¹ und Kammern BB¹. Die Kammern BB¹ besitzen eine geringere Gröfse als die Vordertheile der Cylinder A A¹. Wie oben erwähnt wurde, wird bei jedem Hub eine geringe Menge Wasser mit der Luft in den Behälter C getrieben; dieses Wasser kehrt jedoch in die Cylinder in der Form von Einspritzwasser zurück. Auf diese Weise wird die Menge des Wassers in den Cylindern aufrecht erhalten und das Ueberhitzen desselben verhindert. Dadurch , dafs man die Luftkammern kleiner als die Vordertheile der Cylinder macht, vermag man sämmtliche Luft der Kammern B B¹ mit einem Male herauszutreiben und so ein besseres Vacuum bei der Rückkehr des Wassers in seine normale Lage in den Cylindern A A¹ herzustellen und den Rückdruck zu vermeiden, welcher durch die Expansion der in den Kammern zurückbleibenden geprefsten Luft hervorgerufen werden könnte.

Der Schieber e führt während seiner Arbeit Dampf durch die Kanäle f^l abwechselnd nach jedem Ende des kleinen Dampfcylinders" f. Durch die entsprechenden Lagen der Kurbelscheiben h und k mit Rücksicht auf einander befindet sich die Kurbel h auf ihrem todten Punkt, wenn der Schieber e anfängt, den einen der Dampfkanäle f¹ zu öffnen; in demselben ■ Augenblick beginnt derselbe aber den anderen Kanal f¹ zum Ausblasen durch die Aussparung des Schiebers und einen der Kanäle d^l nach den Cylindern A oder .A¹ zu öffnen, in welchem ein Vacuum oder theilweises Vacuum vorhanden ist und in welchen der Ausblasedampf des kleinen Cylinders f tritt. Auf diese Weise arbeitet letzterer mit Condensation und empfängt so eine bedeutend höhere Leistungsfähigkeit. Dieser Dampfcylinder f bethätigt mit Hülfe des Kolbens g nebst Stange g¹, der Verbindungsstange h', der gezahnten Kurbelscheibe h, der Kurbelscheibe k, der Verbindungsstange Ar¹, des Hebels I, der schwingenden Welle Z¹, des Hebels m, der Verbindungsstangen m¹ /^s und der Schieberstangen e¹ und n¹ die Schieber e und n. Das Schwungrad j wird mittelst der gezahnten Kurbelscheibe h und des Zahnrades i in Drehung versetzt, und zwar mit einer beträchtlichen Geschwindigkeit, welche dem Gröfsenverhältnisse der Scheibe h zu dem Rad i entspricht.

Der Schieber e ist im Vorstehenden derartig beschrieben worden, als wenn er beim Antrieb sich zunächst nach rechts bewegt; derselbe kann auch zuerst nach links bewegt werden, in diesem Falle geht die Thätigkeit der Cylinder AA¹ und der Kammern BB¹ in umgekehrter Weise vor sich, d. h. der Dampf tritt zunächst in den Cylinder A und die geprefste Luft in die Kammer B.

Um ein zu starkes Füllen des Behälters C mit Wasser zu verhindern, leitet man ein Rohr von dem Rohr r oder einem tieferen Theil des Behälters C nach der Speisepumpe des den Dampf liefernden Kessels oder bringt andere passende Mittel an, um einen Theil des von den Cylindern A A¹ ausgeworfenen Wassers zu beseitigen.

Selbstverständlich kann der vorliegende Apparat in zweckentsprechendem Material und in passender Gröfse hergestellt werden; auch kann man denselben entweder für sich oder in Verbindung mit anderen Maschinen zu dem Zwecke benutzen, zu welchem geprefste Luft gebraucht wird.

Ferner kann man den Apparat in Bezug auf seine Construction modificiren, ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen; so kann an Stelle von zwei Cylindern eine andere passende Anzahl von Cylindern in Anwendung kommen. Auch kann der kleine Dampfcylinder wegfallen und statt seiner eine andere Vorrichtung zum Bethätigen der Schieber behufs Zuführung des Dampfes und des Einspritzwassers in besagte' Cylinder in Anwendung kommen.

Auch kann das zur Condensation nöthige Einspritzwasser von einer anderen Quelle herangeholt werden.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Ein Apparat zum Zusammenpressen von Luft, gekennzeichnet durch Luftkammern (BB¹), welche an dem einen Ende mit einem Behälter (b) für die zusammengeprefste Luft und an dem anderen Ende mit Cylindern (AA¹) verbunden sind, welche gröfser sind als die entsprechenden Luftkammern B B¹ und Wasser enthalten, das abwechselnd durch Dampf beeinflufst wird, um die Luft in den Kammern BB¹ zusammenzupressen und in den Behälter C zu treiben, wobei das infolge der geringeren Gröfse der Luftkammern übergehende Wasser zur Condensation des in den Cylindern A A¹ arbeitenden Dampfes benutzt wird.
   Bei dem unter ι. gekennzeichneten Apparate die Anordnung eines Schiebers (e), welcher die Dampfzuführung in die durch Kanäle (d¹) verbundenen Cylinder AA¹ vermittelt und in der Weise auf den Kanälen d^l arbeitet, dafs die Expansivkraft des Dampfes, welche in dem einen der Cylinder A A¹ nicht völlig ausgenutzt worden ist, in dem anderen Cylinder verwerthet wird.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.