DE594052C

DE594052C - Kolben- oder Membranpumpe fuer Luft oder Gase, deren Zylinder mit einem oder mehreren Raeumen in Verbindung steht, in denen durch die Bewegung des Kolbens bzw. der Membran elastische Schwingungen des Arbeitsmittels erregt werden

Info

Publication number: DE594052C
Application number: DESCH98762D
Authority: DE
Original assignee: ERNST SCHMIDT DR ING
Current assignee: ERNST SCHMIDT DR ING
Priority date: 1932-09-01
Filing date: 1932-09-01
Publication date: 1934-03-10

Description

Die üblichen Kolbenpumpen für Gase und Flüssigkeiten arbeiten in der Weise, daß in dem durch Ventile abgeschlossenen Zylinderraum das Arbeitsmedium durch Volumenverkleinerung auf höheren Druck gebracht und dann durch das Druckventil in den Druckraum befördert wird. Dabei werden vom Kolben Schwingungen des Arbeitsmediums im Zylinder und in dem damit verbundenen Räume angeregt, die den Arbeitsvorgang beeinflussen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die absichtliche Steigerung dieser Schwingungen dadurch, daß man die Periode der Kolbenbewegung der Eigenfrequenz¹ der Schwin-

., gungen .anpaßt, die Einrichtung also bei oder in der Nähe der Resonanz arbeiten läßt. Dadurch wird_es erreicht, daß der Druck in dem mit dem Zylinder verbundenen Räume abwechselnd über seinen; mittleren Wert steigt oder darunter sinkt. Schließt man an diese Stellen über geeignete Ventile Saug- und Druckleitungen an, so kann man es erreichen, daß während eines Druckminimums aus dem Saugraume angesaugt, während eines Druckmaximums in dem Druckraume gefördert wird, wobei die Fördermenge das Hubvolumen des Kolbens erheblich übersteigen kann. Eine Ausführungsform der Erfindung zeigt als Beispiel Abb. 1, Darin ist α der Zylinder mit den hin und her gehenden Kolben; b und c sind zwei durch das 'R.ohxd oder durch eine einfache Öffnung verbundene Räume, in denen «ine Schwingung erzeugt wird, bei der in b und c abwechselnd Unter- und Überdruck auftritt, e ist das Saugventil, das den Raum b mit der Saugleitung verbindet, wenn in b durch die Schwingung gerade Unterdruck entsteht. / ist ein Druckventil, das den Raum 6 mit der Druckleitung verbindet, wenn in ihm Überdruck herrscht.

Der aus den Räumen b und c und der verbindenden Rohrleitung d bestehende Schwingungsraum kann beliebig andere Formen haben; es genügt z. B. schon ein Stück gerade Rohrleitung geeigneter Länge. Ventile können an allen Stellen angebracht sein, wo die Druckamplitude große Werte annimmt. Im Falle der Abb. 1 z. B. auch noch am Räume c. Wirdaus der Atmosphäre oder aus einem gröfieren Raum angesaugt, so kann man den Teilraum c und das Säugventile auch fortlassen und d unmittelbar in die Atmosphäre oder den Ansaugeraum münden lassen, wie das beispielsweise Abb. 2 zeigt, in der die Bedeutung der Buchstaben dieselbe ist wie in Abb. i. In entsprechender Weise kann das Rohrüi auch unmittelbar in den Druckraum münden, wobei dann das Druckventil fortfällt und nur das Saugventil vorhanden ist.

Es ist auch möglich, die Ventile durch Schlitze zu ersetzen, die vom Kolben in ge-

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eigneter Weise geöffnet und geschlossen werden. Ein Ausführungsbeispiel dieser Art zeigt Abb. 3. Darin ist wieder α der Kolben, b der Schwingungsraum, der hier einfach die Gestalt eines Rohres geeigneter Länge hat; e und / sind die Schlitze, die vom Kolben abwechselnd geöffnet werden und die Verbindung des Schwingungsraumes mit der Außenluft bzw. dem Druck- oder Saugraum herstellen. Diese Anordnung zeichnet sich durch besondere Einfachheit der Bauart aus, da keinerlei Ventile, sondern nur vom Kolben gesteuerte Schlitze vorhanden sind. Ebenso wie in Abb. 2 kann auch hier der Raum b ig unmittelbar mit dem Saug- oder Druckraum verbunden werden, wofür dann die Schätze entweder bei e oder /fortfallen.

Eine Ausführungsform mit zwei Zylindern zeigt als Beispiel Abb. 4. Darin sind a die beiden Kolben, b und c wieder die .durch das Rohr d verbundenen Räume, in denen die Schwingung angeregt wird. Bei e und / münden die Saug- und die Druckleitung, die durch von den Kolben gesteuerte Schlitze jeweils in geeignetem Augenblick mit dem Zylinderinnern in Verbindung gebracht werden.

Die Eigenfrequenz der Schwingungsräume kann man durch Änderung ihres Volumens, z. B. durch Auffüllen mit Flüssigkeiten, durch Veränderung der Abmessungen der verbindenden Rohrleitungen oder auf andere Weise der Drehzahl oder den Betriebsbedingungen der Maschine anpassen. Ein wichtiges Anwendungsgebiet sind die Spülpumpen von Verbrennungsmotoren. Besonders bei der Kurbelgehäusespülung läßt sich die Erfindung mit großem Vorteil benutzen. Ein Ausführungsbeispiel dieser Anwendung zeigt Abb. 5. Darin ist α der Kolben eines Zweitaktmotors, b das Kurbelgehäuse, das mit Hilfe des Rohres d mit der Atmosphäre in Verbindung steht und in dem, ähnlich wie bei Abb. 2, durch die Bewegung des Kolbens ι« Schwingungen erzeugt werden, die periodische Druckschwankungen in b zur Folge haben. Die Abmessungen des Kurbelgehäuses b und des Rohres d sind nun so auf einander abgestimmt, daß Überdrücke in b go gerade dann auftreten, wenn der Kolben sich in der Nähe seines unteren Totpunktes befindet und dabei die Spülschlitze/ öffnet, Es wird dann Luft aus b durch den verbindenden Kanal durch die Spülschlitze / in den Zylinder geblasen. Wegen des Fehlens eines Absaugeventils und infolge der Wirkung der Luftschwingungen in dem von dem Räume & und dem Rohru? gebildeten schwingungsfähigen System kann eine wesentlich größere Luftmenge durch den Zylinder gespült werden, als es bei der gewöhnlichen Kurbelgehäusespülung der Fall ist. Der Lieferungsgrad der Spülung steigt erheblich, und der Abgasrest kann viel gründlicher aus dem Zylinder entfernt werden, wodurch die Motorleistung sich erhöht.

Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf Gase beschränkt, sondern auch bei Flüssigkeiten möglich. Reicht dabei die Elastizität der Flüssigkeit nicht aus, so kann man z. B. durch Windkessel, durch federbelastete Kolben oder durch andere an die Schwingungsräume angeschlossene elastische Gebilde die fehlende Elastizität der Flüssigkeit ersetzen.

Ebenso wie dem Luftkompressor die Preßluftarbeitsrnaschine als Umkehrung gegenübersteht, läßt sich die vorliegende Erfindung auch auf Preßluftmaschinen anwenden. Weiter kann sie auch auf Membranpumpen angewandt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Kolben- oder Membranpumpe für Luft oder Gase, deren Zylinder mit einem oder mehreren Räumen in Verbindung steht, in denen durch die Bewegung des Kolbens bzw. der Membran elastische Schwingungen des Arbeitsmittels erregt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Periode der Kolbenbewegung mit der Eigenschwingung der Schwingungsräume ganz oder annähernd in Resonanz steht.

2. Kolben- oder Membranpumpe für Luft oder Gase nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Schwingungsräume an geeigneten Stellen mit der Außenluft bzw. dem Ansaugeraum ohne Zwischenschaltung eines Saugeventils in Verbindung stehen.

3. Kolben- oder Membranpumpe für-Luft oder Gase nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Schwingungsräume an geeigneten Stellen ohne Zwischenschaltung eines Druckventils mit dem Druckraum in Verbindung stehen.

4. Kolben- oder Membranpumpe für Luft oder Gase nach Anspruch 1 mit Vorverdichtung der Pumpenladung im Kurbelgehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurbelgehäuse als Schwingungsraum dient.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen