DE71741C - Kolbenlose Dampfpumpe - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet eine kolbenlose Dampfpumpe, welche zum Ansaugen und Heben von Wasser dient. Das Ansaugen erfolgt durch Hervorrufung eines Vacuums bezw. durch Condensirung von Dampf, das Heben durch directen Druck von Dampf auf den Spiegel des zu hebenden Wassers. Die Pumpe hat ein gewöhnliches Saugventil A, an welches sich nach unten ein auf der Zeichnung nicht angegebenes Saugrohr anschliefst, und ein gewöhnliches Steigventil B, welches zu einem mit Steigrohr versehenen Windkessel führt. Zwischen A und B liegt der Pumpenkörper, an welchen sich die Dampfzuführung mit dem Dampfeinlafsventil C anschliefst. Letzteres schliefst einen mit dem Dampfkessel durch eine Rohrleitung verbundenen Dampfsammler D ab, der unter Umständen, wenn nämlich die Leistungsfähigkeit des Kessels derjenigen der Pumpe angepafst ist, durch den im Kessel für Ansammlung des Dampfes reservirten Raum ersetzt werden kann. In diesem Falle mufs ein reichlich weites Rohr (welches dem momentan in die Pumpe abzulassenden Dampfquantum bei seinem Austritt aus dem Kessel möglichst wenig Widerstand leistet) den Kessel mit dem Dampfeinlafsventil C verbinden. Um dasselbe mit der erforderlichen Kraft auf seinen Sitz drücken zu können, ist zwischen ihm und einer auf der 'entgegengesetzten Stirnseite des Dampfsammlers mit Stopfbüchse verpackten, in der Achsenrichtung des Ventils durch eine Schraube beweglichen Stange eine Feder angebracht, deren Spannung in dem Mafse erhöht wird, dafs der Dampf, bevor er das Ventil heben und von dort in den Arbeitsraum E gelangen kann, genügenden Druck hat, um das in E befindliche Wasser vertreiben zu können. Da jedoch der Dampf nicht blos mit einem bestimmten Druck, sondern auch bei jedem Hube in ganz bestimmter Menge nach E gelangen und von da das vorhandene Wasser bis auf die äufserste untere Grenze des Arbeitsraumes verdrängen mufs, so kann ein Ventil bekannter Construction hier keine Anwendung finden, weil dasselbe je nach Gröfse seines freien Querschnittes entweder ununterbrochen oder in nicht berechenbaren, äufserst kurzen Zwischenräumen kleine, für den Betrieb der Pumpe ungenügende Dampfquantitäten entlassen würde. Es ist deshalb, um den plötzlichen Austritt einer gröfseren Dampfmenge zu ermöglichen, ein gewöhnliches Kegelventil mit einem kolbenartigen, unmittelbar unter dem Sitz befindlichen Theil K versehen, welcher mit seinem äufsersten Rande in den Ventilkörper eingeschliffen wurde und eine zwischen ihm und dem Ventilkörper eingedrungene, wenn auch noch so geringe Dampfmenge nicht eher entläfst, bis dieselbe ihn aus der eingeschliffenen Stelle herausgehoben hat. Da zugleich auch das Kegelventil so weit vom Sitz entfernt wird, dafs der Dampf reichlicher ausströmt und mit voller Spannung gegen den grofsen Kolbenquerschnitt wirkt, wird das ganze Ventil plötzlich bis zur äufsersten Grenze ge-.öffnet.

Bei der nun erfolgenden Ausströmung des Dampfes erhält das Ventil nicht nur Druck auf seine obere Seite, sondern auch Rückdruck von dem in das Einströmungsrohr und von dort durch den Dampfvertheiler J in den

Arbeitsraum E gelangten, daselbst an dem zu verdrängenden Wasser Widerstand findenden Dampf. Die Resültirende aus Druck und Rückdruck wird nach unten gerichtet sein und, ■wenn sie auch pro Flächeneinheit gering ist, zufolge des grofsen Kolbenquerschnitts genügen, um das Ventil während eines Zeittheilchens offen zu halten, Dieses Zeittheilchen und mit ihm das Quantum des ausströmenden Dampfes ist um so gröfser, je gröfser die Anfangsspannung des ausströmenden Dampfes, d. h. also, je gröfser die Federspannung war, und besitzt man deshalb in der letzteren ein Mittel, nicht nur Wasser von beliebiger Druckhöhe zu heben, sondern auch das ausströmende Dampfquantum für jeden Hub beliebig grofs zu machen, also den Arbeitsraum E bis zu seiner äufsersten unteren Grenze vom Wasser zu entleeren.

Da die Spannung im Dampfsammler zufolge plötzlicher starker Dampfentnahme schnell abnimmt und mit ihr auch die Resültirende des auf C wirkenden Druckes und Rückdruckes schnell auf Null herabsinkt, so mufs die Feder dadurch in die Lage kommen, das Ventil C auf seinen Sitz zurückziehen zu können, und hier verharrt es eine kurze Weile, bis die Spannung in D wieder grofs genug ist, um das Ventil C heben zu können. Während dieser Zeit ist der im Arbeitsraum E eingeschlossene Dampf durch das Ventil F zu entlassen; dasselbe besteht der Hauptsache nach aus einem von Federn getragenen cylindrischen, mit Wasser gefüllten, oben zur Abdichtung gegen seinen Sitz mit einem zweckentsprechenden Dichtungsmaterial überzogenen Hohlkörper. Die auf denselben wirkenden Federn, welche in der Hauptfigur punktirt sind, weil sie daselbst gegen ihre wirkliche Lage (s. Querschnitt) um go° verstellt erscheinen, sollen so gespannt sein, dafs das vom Wasser umgebene Ventil ein wenig über dasselbe hervorragt, also schwimmt. Die Federn können auch wegfallen, wenn das Ventil diese Bedingung, ohne Anwendung derselben, erfüllt, also als Schwimmer construirt ist. Das Ventil F wird sich zufolge dieser Einrichtung mit dem in E aufsteigenden Wasser heben und gegen seinen Sitz legen, wenn der Arbeitsraum gefüllt ist. Tritt alsdann Dampf ein, so wirkt seine Spannung auf das Ventil so, dafs er es mit der Kraft »Spannung mal freier Ventilquerschnitt« nach aufwärts drückt, während der nach unten gerichtete Druck der auf dem Ventil lastenden Wassersäule nur die Gröfse »freier Ventilquerschnitt mal Druck der Wassersäule« erreicht, mithin in demselben Verhältnifs kleiner ist, wie der Druck der Wassersäule geringer als die Spannung der das Ventil F umgebenden Flüssigkeiten (Dampf und Wasser; der Einflufs des sehr schwach construirten Ventilsitzes ist sehr geringfügig und deshalb unberücksichtigt geblieben). Der Ventilkörper wird daher während der Verdrängung des Wassers kräftig auf seinen Sitz gedrückt und kann, auch wenn das ihn umgebende Wasser sinkt, also ihn nicht mehr schwimmend erhält, sich zufolge seiner Schwere erst dann vom Sitz abheben, wenn nach Schliefsung des Dampfeinlafsventils C der Dampf nahezu ausgearbeitet hat, mithin seine Spannung dem Druck des zu verdrängenden Wassers fast gleich ist. Die Gröfse der verschwindend geringeren Arbeitsfähigkeit, welche der Dampf beim Oeffnen des Ventils noch haben soll, ist von der Gröfse des Auftriebes bezw. dem Gewicht des über dem Wasser befindlichen Ventilkörpertheils abhängig und kann daher durch Verkleinerung seines Durchmessers fast auf Null reducirt werden.

Der aus F entweichende Dampf könnte behufs Schaffung eines Vacuums in seiner ganzen Menge einem Condensator zugeführt werden, doch wurde von der Anwendung eines solchen Abstand genommen, weil die Niederschlagung des Dampfes alsdann, namentlich bei sehr grofsen Pumpen, zu viel Zeit kosten würde. Statt eines solchen ist oberhalb des Ventils F der Raum G angebracht, welcher durch den in ihm mündenden Steigkanal H bei jedem Hube mit frischem Wasser gespeist wird. In dieses Kühlwasser entweicht durch ein über F angebrachtes Sieb der fein zertheilte Dampf. Der Raum G wirkt also nicht wie die gebräuchlichen Condensatoren, welche er die ihnen im Ganzen zugeführte Dampfmenge durch ihre Wände oder Einspritzwasser kühlt, sondern vermischt umgekehrt fein zertheilten Dampf mit dem ihn anfüllenden Kühlwasser.

Während der Condensirung des Dampfes füllt sich der Arbeitsraum E von neuem mit Wasser. Die Zuführung des Dampfes zum Sammler D mufs so regulirt sein, dafs bei Beendigung des Wasseransaugens die Dampf-. spannung in D grofs genug geworden ist, um das Ventil C zur Einleitung eines Hubes von neuem heben zu können.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Eine kolbenlose Dampfpumpe, gekennzeichnet durch einen unten offenen, im Pumpenkörper angebrachten und von . dem darüber liegenden, durch den Steigkanal gebildeten Dampfniederschlagraum getrennten Arbeitsraum für den Dampf, aus welchem der Dampf nach Verrichtung der Druckarbeit durch ein im höchsten Punkt desselben belegenes selbsttätiges Ventil in den mit Wasser gänzlich gefüllten Dampfniederschlagungsraum entweicht.

2. Eine kolbenlose Dampfpumpe der unter i. beanspruchten Art, insofern das im höchsten Punkt des Dampfarbeitsraums befindliche

Ventil durch einen cylindrischen, von Federn getragenen Entlastungskörper zum Schwimmen befähigt und so selbstthätig gemacht ist.

Eine kolbenlose Dampfpumpe der unter ι. beanspruchten Art, insofern bei derselben ein unter der Wirkung einer regulirbaren Feder sich schliefsendes Dampfeintrittsventil verwendet ist, welches aus einem gewöhnlichen Kegelventil von geringem Durchmesser und einem Kolbenventil von verhältnifsmäfsig grofsem Durchmesser besteht, deren Kegel mit einander fest verbunden sind, so dafs erst nach Oeffnung des kleinen Kegelventils das Kolbenventil geöffnet wird, wobei nach geringem Oeffnen des kleinen Ventils der auf die grofse Kolbenfläche wirkende hochgespannte Dampf ein schnelles Oeffnen veranlafst und bei späterer Abnahme der Spannungsunterschiede ein geringer Ueberdruck genügt, um das Ventil offen zu halten.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.