DE61390C - Flüssigkeitsventil an einer Rotationspumpe - Google Patents

Flüssigkeitsventil an einer Rotationspumpe

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DE61390C
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evacuated
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DENDAT61390D
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Dr. F. SCHULZE-BERGE in West-Orange, New-Jersey, V. St. A
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Description

KAISERLICHES
PATENTAMT.
Die Luftpumpe, welche den Gegenstand der. nachfolgenden Beschreibung bildet, ist in Fig. 1 in Vorderansicht, theilweise im Schnitt, in Fig. 2 im Verticalschnitt dargestellt. Die Fig. 3 bis 6 stellen verschiedene Bestandtheile des in Fig. ι abgebildeten Apparates dar. In Fig. 7 ist eine andere Ausführung des Apparates in der Seitenansicht, theilweise im Schnitt, wiedergegeben. Fig. 8 ist eine genauere Darstellung einiger Theile von Fig. 7.
In Fig. ι stellt die Röhre 1 das rotirende Gefäfs der Luftpumpe dar, welches an einem geeigneten Rahmen befestigt und um die Achse 2 drehbar ist. Das Ende 3 dieser Röhre, welches etwas verengt und wie in Fig. 3 umgebogen ist, endigt in den horizontalen Theil 4, Fig. 4. Dieser horizontale Theil ist mehrere Centimeter lang und verläuft senkrecht zur Ebene des ringförmigen Gefäfses i.
Am Rahmen der Pumpe ist ein Block 5 von Holz, Hartgummi oder einem anderen geeigneten Material befestigt, dessen Gestalt aus Fig. 4 näher zu ersehen ist. ' Der offene Raum bei 6 umfafst das oben erwähnte Ende des Rohres 1. In den Block ist ein Kanal 7 gebohrt, welcher in die kurzen Röhren 8 und 9 endigt. Der horizontale Theil 4 des Endes des ringförmigen Rohres 1 ist durch die Wandung des Kanals hindurchgeführt (Fig. 4) und endigt concentrisch mit der Oeffnung der Röhre 8.
An dem anderen Ende 31 des ringförmigen Rohres 1, Fig. 1, ist eine Röhre 10 angebracht, welche in Fig. 5 und 6 genauer dargestellt ist. Der untere Theil der Röhre 10 ist horizontal umgebogen (Fig. 5). In Fig. t ist dieser Theil bei 11 im Querschnitt zu sehen. Der obere Theil der Röhre 10 führt zu dem Glasgefäfs 12. Durch das entgegengesetzte Ende dieses Gefäfses ist das Rohr 13 geführt (Fig. 1 und 6), dessen offenes Ende bei 14 zu sehen ist.
Das andere Ende des Rohres 13 führt zum Innern der Achse 2 der Pumpe, welche hohl und am vorderen Ende verschlossen ist (Fig. 2). Das entgegengesetzte Ende der Achse ist offen und durch die luftdichte Stopfbüchse 21 mit einer feststehenden Röhre verbunden, an welche das zu evacuirende Gefäfs 4', angeschlossen wird.
Eine Röhre 15 (Fig. 1 und 4) ist durch ein biegsames und luftdichtes Verbindungsstück 16 mit dem Ende 4 des ringförmigen Rohres 1 verbunden. In ähnlicher Weise ist ein Rohr 18 durch ein biegsames Verbindungsstück 17 mit der Röhre 8 verbunden, so dafs das Rohr 15 in das Innere des Rohres 18 hinabführt. Ein anderes Rohr 19, Fig. 5, ist durch ein biegsames Verbindungsstück 20 an das horizontale Ende 11 der Röhre 10 angeschlossen. Die unteren Enden der Rohre 18 und 19 sind durch das biegsame Rohr 21 verbunden (Fig. i).
Die Länge des Rohres 15 ist ungefähr gleich der Höhe einer barometrischen Quecksilbersäule vermehrt um den directen Abstand der Enden 3 und 31 des Rohres 1, während die Rohre 18 und 19 etwas länger sind als die Röhre 15. Das Rohr 22, Fig. 1 und 4, bildet eine Verlängerung des Rohres 9 und ist am oberen Ende offen.
Die erwähnten biegsamen Verbindungsstücke sind aus Gummiröhren hergestellt, deren Festigkeit durch eingelegte oder in das Material der Röhren eingebettete Drahtspiralen erhöht werden kann.
Während das Innere des Apparates dem Druck der Atmosphäre offen steht, wird eine Quecksilbermenge eingeführt, welche ausreicht, um den durch die Röhren 18, 21 und 19 gebildeten Kanal und einen bestimmten Theil des Rohres 1 auszufüllen.
Der mit den Enden des ringförmigen Rohres verbundene Apparat wirkt als ein vollkommenes Luftventil, welches einerseits der evacuirten Luft den Austritt zur Atmosphäre gestattet, andererseits jede Möglichkeit des Rücktritts derselben verhindert.
Es sei das offene Ende der Achse mit dem zu evacuirenden Gefäfs 41 verbunden (Fig. 2), und der Apparat werde in der Richtung des Pfeiles (Fig. 1) in Rotation versetzt.
Das Quecksilber bewegt sich dabei im Rohr ι in der entgegengesetzten Richtung, und wenn das Ende 3' des Rohres 1 eine gewisse verticale Höhe erreicht, so wird daselbst ein partielles Vacuum erzeugt, und die Luft dehnt sich von dem zu evacuirenden Gefäfs in das Rohr ι aus. Gleichzeitig steigt der Druck der zwischen dem Ende 3 und dem Quecksilberniveau 23 vorhandenen Luft und bewirkt ein Sinken des in der Röhre 1 5 enthaltenen Quecksilbers, bis die Luft am unteren Ende dieser Röhre austritt und durch das im Rohr 18 enthaltene Quecksilber hindurch zur Atmosphäre entweicht.
Dem Druck, welcher erforderlich ist, um die Luft aus dem unteren Ende der Röhre 1 5 hinauszutreiben, mufs durch die im Rohr 1 enthaltene Quecksilbersäule das Gleichgewicht gehalten werden, und Umfang und Weite dieses Rohres, sowie die in demselben enthaltene Quecksilbermasse müssen diesem Zwecke entsprechend gewählt werden.
Es ist ein geringerer Druck erforderlich, um die Luft in der beschriebenen Weise durch die Röhre 15 auszutreiben, wenn letztere in eine geneigte Lage gebracht wird, wie dies in Fig. 2 in punktirten Linien angedeutet ist, als wenn sie sich in der verticalen Lage befindet.
Bei weiterer Rotation des Apparates in gleicher Richtung tritt das Quecksilber durch die Röhren 15, 18, 21 und 19 hindurch und beginnt seinen Kreislauf von neuem, wobei die bei der ersten Umdrehung evacuirte Luft durch die Röhre 15 entfernt, und eine neue Quantität Luft durch die Achse der Pumpe hindurch herangezogen wird.
Bei jeder Umdrehung der Pumpe erfährt das Ventil selbst eine Art von drehender oder schwankender Bewegung. In der in Fig. 1 dargestellten Lage befindet sich nämlich die Röhre 18 zur Linken und die Röhre 19 zur Rechten, während nach einer halben Umdrehung die Röhre 18 sich rechts und die Röhre 19 sich links befindet. Diese Bewegung geht wegen der Biegsamkeit der Verbindungsstücke 16, 17 und 20 ohne Schwierigkeit vor sich'.
Wenn bei der Rotation des Apparates Quecksilber aus der Röhre 19 überläuft, während die Verlängerung 10 dieser Röhre abwärts gerichtet ist, so sammelt sich dasselbe in dem Glasgefäfs 12 und fliefst aus demselben wieder zurück, sobald sich die Röhre 10 ihrer Anfangslage wieder nähert.
Nach jeder Umdrehung der Pumpe nimmt der Druck des Vacuums um einen gewissen Betrag ab, und da gleichzeitig der volle Atmosphärendruck auf dem Niveau des Quecksilbers im Rohr 18 lastet, so wird dieses Niveau herabgedrückt.
Bei passender Wahl der Länge der Röhre 15 aber kann das erwähnte Quecksilberniveau niemals das untere Ende dieser Röhre erreichen, und es kann daher während der Thätigkeit des Apparates keine Luft von aufsen durch den Flüssigkeitsverschlufs in das Innere der Pumpe gelangen.
Der Hohlraum des Pumpengefäfses kann bedeutend vergröfsert werden, wenn man dem Rohr ι nicht die Gestalt eines einfachen Ringes, sondern diejenige einer Spirale von einer gröfseren Anzahl· von Umläufen giebt.
Die . Röhren des beschriebenen Apparates können aus Glas, Eisen oder anderem geeigneten Material bestehen. Die' Röhre 15 darf nicht zu weit sein, da sonst das Quecksilber nicht im Stande sein würde, die Luft durch die Röhre herabzupressen, aber es können mehrere solche Röhren gleichzeitig am Ende des Hauptrohres 1 angebracht werden, um den Durchgang des Quecksilbers durch das Ventil zu beschleunigen.
Durch das beschriebene Ventil werden beide Enden des Rohres 1 gegen den Zutritt der äufseren Luft durch Flüssigkeitsverschlufs abgesperrt. Wird die Röhre 15 weggelassen, so ist nur das Ende 31 des Rohres 1 abgesperrt. Dennoch arbeitet der Mechanismus bei geeigneter Wahl der Quecksilbermasse zweckmäfsig als Luftventil, indem die aus dem Ende 3 des Rohres 1 ausgetriebene Luft direct zur Atmosphäre entweicht.
In dem in Fig. 7 dargestellten Apparat hat das Pumpengefäfs 1 die Gestalt einer doppelten Spirale, welche mittelst Speichen 25 an der geneigten hohlen' Achse 2 befestigt ist. Der Apparat entspricht in seiner Wirkungsweise dem in Fig. 1 dargestellten, unterscheidet sich aber von demselben in der Hinsicht, dafs das den Flüssigkeitsverschlufs enthaltende Ventil mit dem Pumpengefäfs starr verbunden ist. Die Achse 2, welche durch die luftdichte Stopfbüchse 21 mit dem zu evacuirenden Gefäfs verbunden wird, hat eine geneigte Lage. Der Grad der Neigung kann verschieden sein, wird aber mit Vortheil gleich 45 ° gewählt. Dieselbe Neigung hat das Gefäfs 18, 19 des Luftventils, so dafs dasselbe seine Neigung während der Rotation des Apparates nicht ändert, wie dies in Fig. 7 durch das vom Apparat losgelöste, in punktirten Linien gezeichnete Ventil angedeutet ist.
Die Länge der Schenkel des Ventils mufs in diesem Fall um so viel gröfser sein als im Apparat Fig. 1, dafs der verticale Abstand des oberen und unteren Endes der Schenkel der ganzen Länge der entsprechenden Röhren in Fig. ι gleichkommt und in entsprechender Weise die Länge einer barometrischen Quecksilbersäule übersteigt, wie dies durch die verticale Niveaudifferenz α angedeutet ist. Im gleichen Verhältnifs mufs der Durchmesser des Umfanges des Rohres 1 gröfser sein als der Ringdurchmesser in Fig. 1.
Die Fig. 8 stellt das Ventil genauer dar. Das Rohr 10 endigt in die hohle Achse 2, während das Rohr 22 offen zur Atmosphäre führt. Dieses Rohr hat eine solche Länge, dafs kein Quecksilber aus demselben austreten kann. Das Zweigrohr 24 kann zur Beschleunigung des Uebertritts. des Quecksilbers vom Ende 3 zum Ende 31 des Rohres 1 dienen. Im allgemeinen während der Umdrehung des Apparates verschlossen, kann es geöffnet werden, wenn die Luft durch die Röhre 15 ausgetrieben ist, und wird wieder verschlossen, wenn das Quecksilber durch dasselbe hindurchgetreten ist. Zu dem Zweck ist es mit einem Hahn versehen, welcher auch durch ein Gummirohr mit Klemmhahn ersetzt werden kann.
Kommt das Zweigrohr in Wegfall und wird ferner auch das Rohr 1 5 fortgelassen, so hat die atmosphärische Luft wiederum, wie in dem entsprechenden Fall für den Ringapparat oben auseinandergesetzt ist, Zutritt zum Ende 3 der Röhre 1, während das durch die Röhre ιό und die hohle Achse mit dem Recipienten verbundene Ende 31 des Rohres 1 dauernd durch die im Ventil und im Rohr 1 selbst enthaltene Flüssigkeit gegen die Atmosphäre abgeschlossen ist.
In Fig. 7 ist das Ventil mit den Enden 3 und 31 der Doppelspirale an dem unteren, dem Triebrad zu gelegenen Theil der Spirale verbunden, aber es können die Enden 3 und 31 der Spirale ebensogut am oberen, der Stopfbüchse zugekehrten Theil der Spirale angebracht werden. In diesem Falle kann das Ventil innerhalb des von der Spirale umschlossenen Raumes untergebracht, und so die Höhe des Apparates verringert werden.
Wird die Luft, welche die Pumpe aus dem Recipienten saugt, nicht direct nach der Atmosphäre, sondern in einen Raum abgeführt, in welchem ein geringerer als der Atmosphärendruck herrscht, so kann die Länge des Rohres 15 und ebenso diejenige der Schenkel des U-förmigen Rohres entsprechend kleiner gewählt werden.
Im Falle andere Flüssigkeiten als Quecksilber in dem beschriebenen Apparat verwendet werden, müssen die Dimensionen des Apparates dem specifischen Gewicht der angewendeten Flüssigkeit entsprechend gewählt werden.

Claims (1)

  1. Patent-Anspruch:
    In der Luftpumpe, welche durch Patent-Anspruch i. des Patentes No. 57868 gekennzeichnet ist, ein Ventil, in welchem die Absperrung des Raumes, welcher evacuirt wird, von demjenigen, in welchen die evacuirte Luft abgeführt wird, durch eine Flüssigkeitsmasse bewirkt wird, derart, dafs diese Flüssigkeitsmasse zwar den Austritt der evacuirten Luft zuläfst, dagegen den Rücktritt derselben nach dem evacuirten Raum hin verhindert.
    Hierzu ι Blatt Zeichnungen.
DENDAT61390D Flüssigkeitsventil an einer Rotationspumpe Expired - Lifetime DE61390C (de)

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