DE60114C - Stehende Wassersäulen-Maschine - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

und A. RIGG in LONDON.

Stehende Wassersäule η-Maschine.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 16. August 1890 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wassersäulen-Maschine mit Ventilsteuerung, bei welcher der Wasserdruck auf einen Scheibenkolben oder Tauchkolben wirkt, welcher mit dem Scheibenoder Tauchkolben einer Pumpe in starrer Verbindung steht. .■..·'■

Die Speise- und Abflufsventile des Treibcylinders haben die Gestalt von gewöhnlichen Absperrventilen, welche durch den Wasserdruck auf ihren Sitzen gehalten und von letzteren rechtzeitig abgehoben werden, und zwar nicht durch starr mit denselben verbundene Stangen, sondern durch Ventildruckbolzen, welche gegen die Schäfte der Ventile stofsen.

Diese Bolzen werden durch einen Hebel so bewegt, dafs das eine Ventil geschlossen wird, bevor das andere sich öffnet.

Dieser Hebel wird durch eine kleine Hülfsmaschine (Vorsteuerung) in Bewegung gesetzt, deren rechtzeitige Wirkungsweise in ähnlicher Weise durch einen Hebel sich regelt, welcher durch den Tauchkolben oder durch den Treibkolben bewegt wird.

Wenn der Treibkolben sich dem Ende seines Hubes nähert, so werden zunächst die Ventile der Hülfsmaschine umgesteuert. Durch die hierdurch erfolgende Kolbenbewegung der Hülfsmaschine werden dann die Ventile des Treibcylinders umgestellt, so dafs bei jedem Hub des Pumpenkolbens nothwendigerweise ein Stillstand eintreten mufs, welcher dadurch verlängert oder gekürzt werden, kann, dafs der Einfall öder Abflufs der Hülfsmaschine mehr oder weniger beschränkt wird.

In manchen Fällen, wie z. B. beim Pumpen von Kloakenwasser, ist es wünschenswerfh, die Bewegung der Pumpe mittelst eines Schwimmers zu regeln, welcher die Bewegung derselben verlangsamt oder unterbricht, wenn die Pumpe nicht genügende Speisung hat, und dieselbe · wieder in Thätigkeit setzt, wenn genügende Speisung vorhanden ist.

Zu diesem Zwecke wird der Schwimmer mit einem Ventil verbunden, welches an dem Einfall- oder Ausflufsrohr der Hülfsmaschine sitzt, so dafs dieses Ventil mehr oder weniger geschlossen wird, wenn der Schwimmer sich abwärts bewegt, oder anderenfalls entsprechend geöffnet wird.

Anstatt den Schwimmer auf diese Weise zum Oeffnen und Schliefsen eines besonderen Ventils zu verwenden, kann er auch in geeigneter Weise mit dem Hebel verbunden werden, welcher die Speise- und Abflufsventile der Hülfsmaschine in Bewegung setzt, so dafs, wenn der Schwimmer sich abwärts bewegt, der Hebel mehr oder weniger von den Ventilstangen, gegen welche er stofsen soll, entfernt wird. Dadurch werden die Ventile nur wenig geöffnet werden oder ganz geschlossen bleiben, so lange, bis der Schwimmer sich wieder hebt und den Hebel wieder den Ventilstangen nähert.

Fig. ι der beiliegenden Zeichnungen ist ein Verticalschnitt durch die Ventile des Treibcylinders und die Hülfsmaschine ; die Wirkung der letzteren wird durch einen Schwimmer bestimmt, welcher die Bewegung der Speiseventile für die hydraulische Hauptmaschine regelt.

Fig. 2 ist ein ähnlicher Schnitt, aus welchem die Anwendung des Hebels zur Beeinflussung der Wirkungsweise der Ventile ersichtlich ist.

Fig. 3 ist zum Theil eine Ansicht, zum Theil ein Schnitt der hydraulisch betriebenen Pumpe.

Fig. 4 ist eine Ansicht und

Fig. 5 der Grundrifs einer Constructionsabänderung der Pumpe.

Fig. 6 ist eine theilweise im Schnitt gezeichnete Ansicht von oben, aus welcher die durch das Rohr D hergestellte Verbindung zwischen dem Hauptventilgehäuse und dem oberen Theil des hydraulischen Cylinders b ersichtlich ist.

Fig. 7 und 8 zeigen den Cylinder in Schnitt und Ansicht.

Fig. 9 ist ein Verticalschnitt des Cylinders s mit dem Regulirventil s¹.

Fig. io ist eine Ansicht des im Cylinder s befindlichen Kolbens.

A, Fig. ι und 2, ist das Einfallrohr des unter Druck stehenden Wassers. Dasselbe steht mittelst eines Zweigrohres B mit dem unteren Ende des Treibcylinders b, Fig. 3,· und durch ein Zweigrohr C mit dem Hülfsventilkasten in Verbindung. D ist ein Verbindungsrohr (Gurgelrohr) zwischen dem Ventilkasten und dem oberen Theil des Treibcylinders b, Fig. 6. E ist das Einlafsventil, F das Auslafsventil (Fig. ι und 2). H und / sind die Druckbolzen, vermittelst welcher die Ventile E und F gehoben werden, indem sie gegen die Ventil-' schäfte stofsen.

J ist ein Balancier, der durch die beiden Tauchkolben -K" und L der Vorsteuerung in Bewegung gesetzt wird. M ist der Drehpunkt des Balanciere J.

Durch die Schrauben NN, welche auf Druckkissen verstellbar wirken, kann die Zeitdauer für das Schliefsen des einen Ventils und für das Oeffnen des anderen geregelt werden. O ist die von dem Hülfsventilkasten zum gröfseren, mit dem Tauchkolben L versehenen Cylinder führende Röhre. P ist eine Stellschraube, vermittelst welcher der Durchflufsquerschnitt vergröfsert oder verringert und somit die Geschwindigkeit der Vorsteuerung geregelt wird. Q ist das Einlafsventil der Vorsteuerung und R das Ablafsventil derselben.

Die Druckbolzen, welche gegen die Schäfte der Ventile Q und R stofsen und diese dadurch von ihren Sitzen abheben, werden durch einen ausbalancirten Hebel 5 beeinflufst, welcher an dem zwischen den genannten Ventilen sitzenden Zapfen T drehbar befestigt ist.

Soll die Maschine regelmäfsig arbeiten und von Hand in Gang gesetzt oder zum Stillstand gebracht werden, so liegt der Drehpunkt T des Hebels S fest und der Hebel wird, wie in Fig. 3 veranschaulicht ist, durch eine Stange t in Bewegung gesetzt, welche durch den Tauchkolben α der Pumpe niedergezogen wird, wenn derselbe dem Ende seines Hubes sich nähert.

Ist der Tauchkolben beim Aufwärtsgehen am Ende seines Hubes angekommen, so steht der Hebel 5 so, dafs bei geschlossenem Ventil R das Ventil Q. geöffnet ist. Auf diese Weise wird Druckwasser eingelassen und durch die Röhre O zum Tauchkolben L geleitet (Fig. 1 und 2), dessen Durchmesser gröfser ist als der des Tauchkolbens.K. Der Balancier/ wird infolge dessen so bewegt, dafs zuerst das Ventil F geschlossen und dann das Ventil E geöffnet wird. Unter hohem Druck befindliches Wasser wird dann durch D zum oberen Ende des Treibcylinders b geleitet (s. Fig. 3), und zwar über den Kolben desselben, welcher dadurch abwärts gedrückt wird und den Kolben a ebenfalls abwärts bewegt, wodurch die Pumpe ihres Inhaltes entleert wird.

Wenn der Pumpenkolben α dem unteren Ende seines Hubes sich nähert, so bewegt die Stange t den Hebel S so, dafs das Ventil Q geschlossen und das Ventil J? geöffnet wird. Das Wasser kann dann aus dem Rohr O austreten. Der auf den Tauchkolben L wirkende Druck wird somit aufgehoben, und der auf den Kolben K wirkende Druck, welcher stets derjenige der arbeitenden Flüssigkeit ist, drückt den Kolben K abwärts, wodurch der Balancier/umgelegt wird. Dadurch wird das Schliefsen des Ventils E und das Oeffnen des. Ventils F bewirkt.

Die Flüssigkeit tritt dann aus dem Cylinderraum über dem Treibkolben durch des Gurgelrohr D aus, wodurch der Druck oberhalb des Kolbens im Treibcylinder b aufgehoben wird. Der auf die ringförmige Fläche unter dem Kolben, wirkende Druck (welcher immer derjenige der wirkenden Flüssigkeit ist), bewegt den Kolben aufwärts und hebt gleichzeitig den Pumpenkolben a.

Damit nun die Maschine selbsttätig aufhören soll zu arbeiten, nachdem dieselbe eine gewisse Arbeit geleistet hat, wie z. B. nachdem ein Reservoir angefüllt oder ein Sumpf oder Brunnen entleert worden ist, so ist in dem Rohre C ein Sperrventil angebracht, welches mittelst eines Schwimmers oder auf eine andere Weise geschlossen wird, wenn die erforderliche Arbeit geleistet worden ist. Durch passende Anordnung des Schwimmers oder einer anderen Vorrichtung, welche auf das Sperrventil wirkt, wird die Maschine selbstthätig wieder in Gang gesetzt.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, wird ein Sperrventil y, welches die Druckwasserzufuhr aus dem Rohr C zu den Hülfsventilen mehr oder weniger absperren kann, durch den Hebel Y beeinflufst, welcher durch eine Stange w^x entweder direct oder mittelst eines Zwischenhebels, wie in Fig. 3 dargestellt, mit einem Schwimmer W verbunden ist.

In gewissen Fällen kann die Stange t fortfallen, und ist dann, wie aus Fig. 2 ersichtlich

Claims (2)

ist, der Hebel 5 mit einem belasteten Kolben eines Hub regelnden Steuerungscylinders s verbunden (Fig. 9). Dieser Kolben ist mit einem Ventil versehen, welches Wasser frei von der oberen zur unteren Seite des Kolbens treten läfst, dagegen das Wasser · absperrt, wenn der Kolben sich abwärts bewegt. Eine kleine, durch ein Ventil s1 regulirte Oeffnung verbindet mittelst Kanäle die Enden des Cylinders s mit einander. Die Zeit, während welcher der Kolben des Cylinders s sich abwärts bewegt, kann daher in gewünschter Weise geregelt werden. Der Hebel S und der Kolben des den Hub regulirenden Cylinders s wird gegen das Ende des Hubes nach aufwärts von dem Kolben α gehoben, indem derselbe gegen, eine Stellschraube U, Fig. 2, trifft. Wenn die Bewegung des Tauchkolbens so umgekehrt worden ist, geht der den Hub regulirende 'Kolben allmälig abwärts und steuert die Ventile Q und R nach einer Zeit um, welche durch Stellen des Ventils sl am Cylinder s, Fig. 9, bemessen wird, indem dadurch der Querschnitt des die beiden Cylinderseiten verbindenden Kanals entsprechend erweitert oder verengt werden kann, so dafs die Umsteuerung dann stattfinden wird, wenn der Pumpenkolben bei seinem Niedergang unten angekommen ist. Sollte aus irgend einer Ursache der Pumpen-. tauchkolben während seines Hubes abwärts angehalten werden, oder sollte infolge einer Verstopfung der Pumpe der Hub abwärts nicht vollständig sein, so wird nichtsdestoweniger die Umsteuerung der Ventile erfolgen und dadurch der Tauchkolben seinen Hub aufwärts ausführen. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, dient der Scbwimmerhebel Y, anstatt auf ein Absperrventil in dem zu den Hülfsventilen führenden Speiserohre C zu wirken, dazu, den Drehpunkt T des Hebels S zu senken und so die Hülfsventile aufser Thätigkeit zu setzen. Wie aus Fig. 3 und 3 a ersichtlich wird, ist der Schwimmer W durch die Stange w mit dem Hebel X und durch die Stange wx mit dem Hebel Y verbunden. An dem Hebel Y, Fig. 2, ist ein Gleitstück befestigt, welches den Zapfen T trägt, um welchen der Hebel S schwingt. So lange der Schwimmer W auf der Flüssigkeit schwimmt, wirken die Ventile ebenso, als wenn der Zapfen T festläge, was oben beschrieben ist. Wenn aber der Schwimmer sich abwärts bewegt, wird der Zapfen T gesenkt, so dafs der Hebel.5 das Ventil Q nicht öffnen kann. Die Maschine bleibt so lange stehen, bis der Schwimmer wieder hochgeht. Wenn das zu pumpende Volumen nur klein und der Zuflufs zeitweilig unterbrochen ist, und wenn es nicht angängig ist, dafs die zu pumpende Flüssigkeit sich anhäuft, so wird die in Fig. 4 und 5 dargestellte Constructionsabänderung des Schwimmers angewendet. Die Wirkungsweise der Ventile ist dieselbe, wie oben beschrieben, nur befindet sich der Schwimmer W in einer Kammer a\ welche in den Pumpenstiefel α2 führt und in welcher der Schwimmer als Ventil wirkt, indem' derselbe, wenn die Pumpe voll ist, gegen einen kreisrunden Sitz oberhalb des Schwimmers eine Absperrung bewirkt. Durch Heben des Hebels Y und des Drehpunktes T des Hebels S werden die Ventile in Thätigkeit gesetzt und der Pumpenkolben α abwärts bewegt, so dafs der Inhalt der Pumpe austreten kann. Während der Abwärtsbewegung des Tauchkolbens wird das Schwimmerventil W, Fig. 4, durch den in der Pumpe herrschenden Druck geschlossen gehalten. Ungefähr am unteren Ende des Hubes wird der Hebel S durch die Stange ί bewegt und die Bewegung des Tauchkolbens umgekehrt. Während der Tauchkolben α aufwärts geht, wird der Schwimmer W von seinem Sitz abwärts gezogen, so dafs Flüssigkeit in die Pumpe treten kann. Wenn die Pumpe so weit angefüllt ist, dafs der Schwimmer W sich wieder hebt, aber nicht früher, treten die Ventile wieder in Thätigkeit und bewegen den Pumpenkolben a abwärts. Patenτ-Ansprüche:

1. Eine stehende Wassersäulen - Maschine mit Ventilsteuerung, bei welcher die Vor- und die Hauptsteuerung neben einander liegen und die Ventile mittelst Druckbolzen einestheils durch einen verstellbar angeordneten Hebel S, anderenteils durch einen Balancier / in Thätigkeit gesetzt werden.

2. Die Vorrichtung zum Verstellen des in Anspruch 1. genannten Hebels S, bestehend aus einem Schwimmer W, einem durch den Schwimmer -gestellten Hebel Y und einem in diesem Hebel befestigten, den Drehpunkt des Hebels 5 tragenden Bügel.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.