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Verdichter mit Flüssigkeitskolben Es sind Kolbenpumpmaschinen zum
Ansaugen und Verdichten von Gasen und Dämpfen bekannt, Verdichter, die sich außer
des mit dem Kurbelschubgetriebe verbundenen Pumpenkolbens noch eines Flüssigkeitskolbens
bedienen, einer Flüssigkeitsfüllung zwischen dem eigentlichen Arbeitspumpenkolben
der Maschine und den Saug- und Druckorganen der Gaspumpenmaschine zwecks Auffüllung
des Raumes zwischen dem Pumpenkolben und den Saug- und Druckorganen in der Kolbentotlage,
also zwecks Beseitigung des schädlichen Raumes des Verdichters und damit zwecks
Verbesserung des volumetrischen Wirkungsgrades desselben.
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Die Raum-Druck-Schaubilder solcher Verdichter mit Flüssigkeitskolben
zeigen aber trotzdem im Verlauf des Saugvorganges eine Dehnungslinie, beginnend
mit dem Ansaugen des zu verdichtenden Gases oder Dampfes, also ab Kolbentotlage,
die eine mehr oder weniger starke Dehnung einer vor dem Flüssigkeitskolben befindlichen
Gasmenge aufzeigt. Diese im Sauglinienzug erscheinende Dehnung des vorher verdichteten
und durch die Druckorgane ausgestoßenen Gases oder Dampfes, eine Dehnungslinie,
welche der Dehnung eines gas- oder dampfförmigen Körpers aus einem vorhandenen wirklichen
schädlichen Raum gleichkommt, beeinflußt aber den voluinetrischen Wirkungsgrad des
Verdichters sehr ungünstig. Erfahrungsgemäß wird der voluinetrische Wirkungsgrad
des Verdichters um so geringer, je größer die einem wirklichen schädlichen Raum
entsprechende, vom Flüssigkeitskolben beim Zusammenpressen des Gases oder Dampfes
absorbierte Gas-oder Dampfmenge war.
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Vorhanden ist ein nach dem Daltonschen Gesetz zusammengesetztes Gemisch
von Flüssigkeit und Gas, aus welchem sich nach dem Gesetz von Henry bei geringer
werdendem Druck die absorbierten Gase bzw. Dämpfe ausscheiden, also die Erscheinung
der Gasdehnung aus einem schädlichen Raum hervorrufen. Bei eintretender Entspannung
folgt die Hohlraumbildung, die Kav itation, die, sich beispielsweise bei stark Kohlensäure
haltenden Wässern deutlich zeigt. Der volumetrische Wirkungsgrad des Verdichters
mit Flüssigkeitskolben hängt somit ab einerseits von der Größe der Berührungsfläche
zwischen Flüssigkeitskolben und dem zu verdichtenden Gas oder Dampf, andererseits
vom Rauminhalt der vor dem Hubende damit in Berührung kommenden Flüssigkeitsmenge.
Lm den volumetrischen Wirkungsgrad des Verdichters mit Flüssigkeitskolben zu verbessern,
um dem Gesetz von Henry-Dalton gerecht zu werden, sind also die mit den zu verdichtenden
Gasen oder Dämpfen in Berührung kommenden Flächen des Flüssigkeitskolbens gegen
Hubende möglichst klein und die entsprechenden Flüssigkeitsmengen so gering als
möglich zu machen.
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Die -bekannt gewordenen Verdichter mit Flüssigkeitskolben erfüllen
aber diese Bedingungen nicht. Wohl wird der Raum zwischen
Pumpenkolben
und den Saug- und Druckorganen in der Totlage vom Flüssigkeitskolben aufgefüllt,
die Berührungsfläche zwischen Flüssigkeitskolben und zu verdichtendem Gas oder Dampf
und damit auch die Flüssigkeitsmenge, die mit dem Gas oder Dampf direkt in Berührung
kommt, bleiben aber sehr groß. Die Berührungsfläche nimmt vielfach den vollen Ouerschnitt
des Pumpenkopfes ein, ja es sind sogar Vergrößerungen dieses Querschnittes bekannt
geworden (s. 1 h e r i n g).
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Die neue Anordnung vermeidet alle gekennzeichneten Übelstände. Sie
verwendet ein in einem zylindrischen Pumpenkopf ct eingebautes V-förmiges Saugrohr,
ein Hosenrohr s, das mit den keilförmigen Einbauten k bzw. mit den entsprechend
abgeschrägten Gehäusewänden g des Pumpenkopfes a einerseits den zum Ansaugen, Pressen
bzw. Fortdrücken der Gase oder Dämpfe notwendigen Durchgangsquerschnitt frei läßt,
andererseits gegen Hubende kleiner werdende Berührungsflächen und Flüssigkeitsmengen
für den mit den Gasen oder Dämpfen in Berührung kommenden Flüssigkeitskolben ergibt.
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Längs der größten Breitenausdehnung des Pumpenkopfes a, längs des
Durchmessers, sind beiderseits desselben die Saugorgane x und darüber die Druckorgane
y angeordnet. Diese lassen, ob Klappen oder Ventile, auf diese Weise den Einbau
der größtmöglichen Durchgangsquerschnitte zu, ohne den Durchmesser des Gehäuses
ct unnötig groß werden zu lassen. Die seitlich der Saugorgansitze lt verbleibenden
Kreisabschnitte, die halbmondförmigen Flächen des Flüssigkeitskolbens in, ergeben
die verlangte kleinste Berührungsfläche zwischen Flüssigkeitskolben f und dem zu
verdichtenden Gas oder Dampf.
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Um die Flüssigkeitsmenge, die gegen Hubende mit dem zu verdichtenden
Gas in Berührung kommt, zu verringern, werden die Sitze Ft der beiden Saugorganreihen
hosenförmig mit dem gemeinsamen Saugrohr s verbunden. Die entstehende Keilform wirkt
derart auf die Flüssigkeitsfüllung f des Verdichters, daß gegen Hubende des Pumpenkolbens,
bei zunehmendem Verdichtungsdruck, die fortschreitende Verminderung des Volumens
der mit dem Gas in Berührung stehenden Flüssigkeitsmenge erreicht wird. Gegen die
Totlage des Arbeitskolbens c wird also sowohl der Flüssigkeitsspiegel als auch das
Flüssigkeitsvolumen, die beide mit dem Gas in Berührung sind, sich einem Kleinstwert
nähern. Außerdem werden nach der -Kolbentotlage, beim Beginn des Ansaugens, die
Saugorgane rasch, also vorteilhaft freigelegt.
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Bei Bedarf können die halbmondförmigen Kreisabschnitte in beispielsweise
zu Versuchszwecken und damit auch die Volumina in und in der Nähe der Totlage weiter
verringert werden, nämlich durch Einbau von im Ouerschnitt ebenfalls halbmondförmig
gestalteter Keilstücke k, aber auch durch Abschrägen der den Saugorganen x gegenüberliegenden
Gehäusewände )Z des Pumpenkopfes a.
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Endberührungsflächen und Endvolumen des Flüssigkeitskolbens werden
auf diese Weise auf jedes gewünschte Kleinstmaß verringert.