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Vorrichtung zur fortgesetzten Abgabe von gleichmäßigen Mengen Fördergut,
insbesondere von Spinnlösungen, unter Zusammenbau einer Förder- und einer Regelpumpe
Vorrichtungen, welche eine regelmäßige Förderleistung zur Abgabe von Fördergut,
insbesondere von Spinnlösungen für die Kunstseide- und Kunstfaserherstellung, also
beispielsweise von Viscose, erstreben, sind verschiedentlich bekanntgeworden. Im
allgemeinen hat sich in der Kunstspinnindustrie die Zahnradpumpe, die ursprünglich
verwendet wurde, ,auch gehalten, wenngleich derselben immer gewisse Nachteile angehaftet
haben.
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Man hat versucht, diese Nachteile durch Pumpen zu ersetzen, die auf
einem ganz anderen Prinzip beruhen und bei denen als Förderelemente Kolben verwendet
werden. Solche Kolbjen.pumpen haben zwar den Vorzug, sich wenig abzunutzen, jedoch
besitzen sie andere Nachteile, die ihrer Einführung in großem Maßstabe in die Spinnindustrie
immer entgegengestanden. haben, obgleich man versucht hat, die Ungleichmäßigkeit
der Förderung, die durch Kolbenhub und Kolbendruck verursacht wird, durch Nebeneinand:erschaltung
mehrerer Kolben zu beheben. Praktisch sind der Nebeneinanderschaltung mehrerer Kolben
Grenzen gesetzt, und normalerweise werden kaum mehr als sechs bis acht Kolben verwendet,
so daß trotz allem immer noch erhebliche Druckstöße bei der Verwendung dieser Pumpen
vorkommen, ganz abgesehen davon, daß auch andere betriebliche Nachteile sich ergeben.
Zur Verbesserung der Zahnradpumpen wurde schon die Zusammenschaltung von einer @eigentlichen
Förderpumpe und einer Regelpumpe vorgeschlagen, wobei die Förderleistung der ersten
Pumpe größer gewählt wurde als die der nachgeschalteten zweiten Regelpumpe.
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Hierbei sind Mittel vorgesehen, um die Gefahr des Zurückfließens der
geförderten. Flüssigkeit und somit die durch Dichtungsverluste bei veränderlichem
Gegendruck unvermeidlichen Fehlerquellen zu beheben und zu erreichen, daß die Förderleistung
auch unter schwankenden Druckverhältnissen stets die gleiche bleibt.
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Die bisher bekanntgewordenen, diesen Zweck erstrebenden Vorrichtungen
weisen indessen nur eine einzige Förderpumpe auf und sind mit einer Druckregelverrichtung
versehen, durch welche ,nur die Zufuhr nach der nachgeschalteten, die endgültige
Förderung bewirkenden Regelpumpe geregelt werden kann; mit einer solchen Vorrichtung
kann jedoch der erstrebte Zweck hinsichtlich der fortlaufenden Abgaben von gleichmäßigen
Mengen Fördergut nicht :erreicht werden.
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Weiter sind Ausführungen bekanntgeworden, die infolge ihrer Baugröße
und Form. sowie ihrer Regeleinrichtung keine praktische Brauchbarkeit besitzen,
weil der Einbau in die vorhandenen Maschinen nicht ohne erheblichen Arbeits- und
Kostenaufwand bzw. nicht
ohne Änderung der üblichen Spinnmaschinen
durchgeführt werden kann und trotzdem eine genügende Sicherheit für eine einwandfreie
Leistung nicht gegeben ist.
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Neue Untersuchungen haben gezeigt, daß bei höheren Druckdifferenzen
von beispielsweise 35 atü izi Zu- und Abfuhrleitung jede Förderpumpe periodisch
ungleichmäßig fördert, und zwar in Übereinstimmung mit der Zahl der Förderelemente,
aus denen das Pumpenorgan zusammengesetzt ist. Hierin liegt ein erheblicher Nachteil,
weil diese Periode in dem Flüssigkeitstransport sich in dem hergestellten Fertigprodukt
auswirkt, z. B. bei der Herstellung von Kunstseide, so daß .ein derartiges ungleichmäßiges
Produkt für viele Zwecke nicht verwertbar ist.
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Gefordert wird also, daß in erster Linie die Flüssigkeitsförderung
in absoluter ununterbrochener Regelmäßigkeit, auch bei wechselnden und bei großen
Druckdifferenzen in Zu- und Abfuhrleitung, stattfindet und so eine auch in kleinen
Zeiträumen stets gleichmäßige Flüssigkeitspumpe zu der zweiten, der gleichmäßigen
Dosierung dienenden Regelpumpe gefördert wird. Dieses Ziel ist mit einer durch eine
einzige Förderpumpe und einer Regelpumpe allein bewirkten Förderung in der beschriebenen
notwendigen Weise nicht zu erreichen.
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Erfindungsgemäß werden die angegebenen Mängel auf eine in der Praxis
brauchbare Weise beseitigt. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder
mehrere mit zueinander versetzten Zähnen arbeitende Zahnradförderpumpen hintereinander-
oder nebeneinandergeschaltet und vor der Regelpumpe angeordnet sind. Die Anzahl
der bei der Flüssigkeitsförderung auftretenden Perioden wird also auf diese einfache
Weise wesentlich vergrößert, entsprechend der Anzahl der hinter- oder nebeneinander
geschalteter, Pumpen, gleichzeitig wird der Grad der auftretenden Schwankungen und
deren Einfluß auf einen auch innerhalb kleiner Zeitspannen gleichmäßigen und stoßfreien
Flüssigkeitstransport, auch bei wechselnden (wachsenden) und höheren Druckdifferenzen
in Zu-und Abfuhrleitung entsprechend verkleinert.
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Die Abfuhrleitung hinter der Regelpumpe kann tveiter in bekannter
Weise ganz oder teilweise selbsttätig abgesperrt werden, wodurch vermieden wird,
daß etwa Dichtungsverluste infolge einer Abnutzung der Zähne der Regelpumpe zu einem
unregelmäßigen Flüssigkeitstransport Anlaß geben können, wenn z. B., was in der
Praxis oft vorkommt, das Fördergut den Regelpumpen unter einem bestimmten Druck
zugeführt wird, und kein oder nur ein niedrigerer Druck in der Abfuhrleitung hinter
der Regelpumpe herrscht, da durch das selbsttätige Einsetzen der erwähnten Absperrvorrichtung
die nachgeschaltete Regelpumpe ausschließlich unter ständig gleichem Druck in ihrer
Zu- und Abfuhrleitung arbeiten muß. Diese in den Flüssigkeitslauf eingeschaltete
Absperrvorrichtung, deren wesentliches Organ eine an sich bekannte Membran ist,
arbeitet sa, daß sie beim Transport einer kleinen Menge durch die Regelpumpe sofort
in Wirkung tritt. Hierdurch wird der Überlauf der Förderpumpen sofort geöffnet,
was ein schnelles Ingleichgewichtbringen des Druckes in der Zu- und Abfuhrleitung
der Regelpumpe zur Folge hat.
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Erfindungsgemäß ist ferner ein Sicherheitsventil in Form eines an
sich bekannten Sicherheitsplättchens unter Vermeidung toter Räume in die Abflußleitung
der Vorrichtung angeordnet, das beim Erreichen des maximal zulässigen Gegendruckes
zerreißt und so zur Überwachung des Gegendruckes nach der oberen Grenze hin dient.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel mit den Merkmalen der
Erfindung dargestellt.
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Abb. i zeigt einen Vertikalschnitt durch die Förder- und Regelpumpenvorrichtung.
Abb. -> zeigt einen SchnittA-B der Abb. i. Abb. 3 zeigt schematisch die Phasenverschiebung
der beiden Förderpumpenzahnräder.
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Beim Betrieb der Einrichtung bewegt ,sich die zu fördernde Flüssigkeit
in Richtung der auf den Abbildungen eingezeichneten Pfeile.
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Die zu fördernde Flüssigkeit wird beim Betrieb der Vorrichtung unter
einem bestimmten Druck dem Kanal i (Abt. i) zugeführt, welcher an den Saugkanal
z der Förderpumpen 3 anschließt und durch die Öffnung 4. in die rechte Kammer 5
eines geteilten Raumes 6 ausmündet. Die genannte Kammer 5 ist von der linken Kammer
7 durch eine Gummi- oder Stahlplatte 8 getrennt, welche zwischen den Platteng und
io fest eingeklemmt ist. Die rechte Kammer 5 steht ferner durch eine öffnung i i
mit dem Austrittskanal i a der Förderpumpen 3 in Verbindung und durch die Öffnung
13 mit dem Saugkanal 14 der angeschlossenen Regelpumpen. Der Austrittskanal i 6
der Regelpumpe i 5 steht durch die Öffnung 17 mit der linken Kammer 7 des
unterteilten Raumes 6 in Verbindung, welche durch die öffnung 18 mit der
Abflußleitung 19
der Vorrichtung in Verbindung steht. In dieser Abflußleitung
i9 befindet sich die Sicherheitsvorrichtung 2o, die beispielsweise aus einer Abschlußplatte
besteht, die bei überschreiten eines bestimmten einseitigen überdruckes zerspringt.
Die Förderleistung der Förderpumpen 3 ist so bemessen, daß sie größer ist als die
von der anschließenden Regelpumpe
15 durchgelassene Flüssigkeitsmenge.
An Stelle von zwei Förderpumpen, wie abgebildet, können ,auch drei oder mehr Pumpen
mit der Regelpumpe zusammengeschaltet werden.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist nun folgende:
Unter der Wirkung des Arbeitsdruckes strömt die zu fördernde Flüssigkeit in den
Kanal 2 und nach den Förderpumpen 3. Diese letzteren treiben das Fördergut durch
den Kanal 12 und die Öffnung i i in die rechte Kammer 5 und weiter durch die Öffnung
13
in den 1Lanal i4 der Regelpumpe zu. Infolge des Preßdruckes der Förderpump,
e3 bewegt sich die Membran 8 nach links und schließt die Öffnung 18 gleichzeitig
teilweise bis ganz ab, während die zu viel geförderte Flüssigkeit, die nicht von
der Regelpumpe 15 abgenommen wird, in die rechte Kammer 5 austritt und durch die
Öffnung 4 in den Kanal i zurückfließt. Die Regelpumpe 15 fördert die Flüssigkeit
durch den Kanal 16 und die Öffnung 17
in die linke Kammer 7. Sobald
die R@egelpumpe z 5 durch Pressung des Fördergutes den Druck in der linken Kammer
7 in übereinstimmung mit dem Druck in der rechten Kammer 5 gebracht hat, öffnet
sich die öffnung 18, und das Fördergut tritt durch den Kanal i g aus der Vorrichtung
aus. Wenn aber schon ein durch wiederstandsverursachende Elemente bewirkter Gegendruck
in dem Kanal 19 herrscht, bestimmt dieser Gegendruck den Absperrdruck der
Öffnung 4, welche erst dann geöffnet bzw. freigegeben wird, wenn die Förderpumpen
ihn überwinden. Die Folge hiervon ist, daß die den Förderpumpen nachgeschaltete
Regelpumpe 15 immer unter gleichen Druckverhältnissen im Zufuhrkanal 13 und
Abfuhrkanal 16 ,arbeiten muß. Hierdurch werden die in der Förderleistung bei früher
beschriebenen Vorrichtungen durch eine etwa eintretende Abnutzung der Förderorgane
möglichen Fehler vollständig behoben, und die Förderleistung bleibt nunmehr unabhängig
vom Abnutzungszustand der Förderorgane und der oft in der Praxis vorkommenden Druckschwankungen
in der Abfuhrleitung hinter der Regelpumpe immer konstant.
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Erfindungsgemäß ist die geometrische Lage bzw. Anordnung der Kanalöffnungen
4, 11, 13, 17 und 18 an der Regelkammer 6 von maßgebender Wichtigkeit für eine gute
Wirkungsweise des Druckreglers, da bei abweichender Lage dieser Öffnungen von der
in Abb. i dargestellten Anordnung örtliche Verschiebung der Strömungen und der durch
die Strömungen auftretenden Drucke bzw. Druckgefälle auf den beiden Seiten der Membran
8 Druckverschiedenheiten hervorgerufen werden, die für ,eine gute Wirkungsweise
der Membran hinderlich sind; gleichgeartete Druckverhältnisse auf beiden Seiten
der Membran sind vielmehr erforderlich und werden in der angegebenen Weise gewährleistet.
In Abweichung von anderen Bauweisen spricht die Membran bei Auftreten von Druckdifferenzen
in den Kammern 5 und 7 sofort als Drossel-oder Dichtungsorgan an, ohne daß an derselben
besondere Dichtungskegel vorgesehen zu sein brauchen, was für die zuverlässige Arbeitsweise
der beschriebenen Vorrichtung bedeutsam ist.
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Die Anordnung der Kammer 6 an sich und damit auch der Membran 8 kann
natürlich auch eine andere sein, als in der Abb. i angegeben, sofern nur die Anordnung
der Ein-und Austrittsöffnungen den vorstehend angedeuteten Gesichtspunkten entsprechend
vorgenommen wird.