DE7558C - Neuerungen an Dampfwasserhebern - Google Patents

Description

1879.

Klasse 59.

FRANCIS NEWCOME DAVIS in BELOIT (Wisconsin, Amerika). Neuerungen an Dampfwasserhebern.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 29. Januar 1879 ab.

Dieser mit Neuerungen ausgerüstete Dampfwasserheber soll gegenüber anderen Apparaten dieser Art eine erhebliche Dampfersparnifs dadurch erzielen, dafs er das Entweichen von Dampf in das Druckrohr verhindert.

Der Erfinder beabsichtigt, diesen Dampfwasserheber in zwei verschiedenen Arten auszuführen, von denen die eine zwei und die andere nur einen Pumpraum erhält. An beiden Arten sind die in den Patent - Ansprüchen näher bezeichneten Neuerungen angewendet.

Der Dampfwasserheber mit zwei Pumpräumen ist in Fig. 1 in einer Vorderansicht mit durchschnittener Dampf- und Wassersteuerung gezeichnet. Er soll, als der die Neuerungen am deutlichsten zeigende, zuerst beschrieben werden.

Zwei Pumpräume V und V stehen auf einem gemeinsamen Untersatz W, welcher die Druck- und Saugventilkammern enthält und auf vier Füfsen den ganzen Wasserheber trägt. An einem abwärts gerichteten Saugestutzen des Untersatzes schliefst sich das Saugerohr U an.

Hinter den Pumpräumen steht auf dem Untersatz ein Windkessel X gewöhnlicher Art und auf diesem das Druckrohr A.

Je in dem Winkel, den der Windkessel mit einem der Pumpräume bildet, steht an jedem der letzteren ein Einspritzer e und e\

Die Pumpräume tragen über sich ein gemeinsames Gussgehäuse mit der Dampfsteuerung, welche, durch Steuerungsglieder vor den Pumpräumen liegend, mit der Wassersteuerung im Untersatz in Wechselwirkung gesetzt ist.

Zur Verticalaxe in Fig. 1 ist der Dampfwasserheber vollkommen symmetrisch gestellt, und es sind die Theile an der rechten Seite dieser Axe in allen Figuren mit denselben Buchstaben bezeichnet, nur haben die symmetrischen Theile der linken Seite eine '.

Die Pumpräume V und V ⁱ sind stehende Gufscylinder, an ihren inneren, von Dampf und Wasser berührten Flächen mit Holz bekleidet. Sie saugen das Wasser durch die im Untersatz liegenden Saugeklappen T und T^x aus dem Saugerohr U an und drücken es durch Druckklappen S und S¹ in der Mitte des Raumes W nach rückwärts in den Windkessel X und aus diesem in das Druckrohr A.

Die Druck- und Saugklappen gewöhnlicher Construction sind mit ihrem festen Ende je zwischen zwei Leisten genietet, mit denen sie von der vorderen Seite in entsprechend gestaltete Nuthen des Untersatzes eingeschoben und von dem vorderen Verschlufsdeckel des letzteren festgehalten werden. Sie sind nach Entfernung des Verschlufsdeckels leicht zu lösen.

In dem Untersatz vor den Druckkläppen sind Strpmflügel an den Axen R und J?¹ befestigt, deren Zweck noch in der Folge bei der Dampfsteuerung beschrieben werden soll.

Die Dampfsteuerung besteht aus einem Vertheüungsschieber D und zwei Hülfsschiebern, deren Axen in Fig. 1 mit K und K¹ bezeichnet sind.

Der Vertheüungsschieber D sitzt mit zwei Kolben F und F¹ auf einer Stange, so dafs diese Theile sich gleichzeitig verschieben müssen.

Ein Vacuum, ζ. B. im Pumpraum V, hebt durch den Kanal J das Ventil . H und saugt den Kolben F, getrieben von der äufseren Luft, in seinen kleinen Cylinder hinein, wodurch er den Vertheüungsschieber D nach links verschiebt. In derselben Weise bewegt ein Vacuum im Pumpraum V¹ den Vertheilungsschieber nach rechts bis in die gezeichnete Stellung, so dafs der Dampf, durch das Rohr B vom Kessel kommend, durch ein Gabelrohr und den Kanal C dem Hülfsschieber K des linksseitigen Pumpraumes zugeführt wird. Wenn der Vertheüungsschieber die äufserste linksseitige Stellung einnimmt, geht der Dampf durch den Kanal C' nach dem Hülfsschieber K^ des rechtsseitigen Pumpraumes.

Es öffnet demnach ein Vacuum in einem der beiden Pumpräume den Dampfweg nach dem Hülfsschieber des anderen Pumpraumes.

Die gewöhnlichen Kegelventile H und JI¹ hindern in der Art, wie sie in den Verbindungskanal der Pumpräume mit den Steuerungscylindern eingeschaltet sind, jede Druckwirkung aus den Pumpräumen auf die Kolben F und F'; gestatten jedoch die Saugewirkung.

Zwei regulirbare Hähne G und C?¹ sind über den Kolbenventilen H und H^ angebracht. Sie gestatten während der Vacuumperiode den Eintritt einer kleinen Luftmenge in die Pumpräume, welche, wie bei dem Hall 'sehen Pulso-

meter, sich über dem Wasserspiegel lagert und während der Druckperiode die Condensation des Dampfes vermindert.

Dampf kann durch die Lufthähne nie entweichen, dies hindern die Kegelventile _£Tund JT'. Die Hähne führen gleichzeitig den Steuerungscylindern Luft zu, wenn einer der Kolben F oder F' durch das jenseitige Vacuum aus seinem Cylinder gezogen wird.

Die Dampfschieberpartie der Fig. ι ist in Fig. 8 gröfser gezeichnet, und es zeigt Fig. 9 einen Querschnitt durch den Vertheilungsschieber und den Hülfsschieber K^% nach der Linie α-β-π-γ-δ, indem angenommen wird, dafs der Kanal /' mit seinem Anschlufs an den Hülfsschieber in die Zeichenfläche gedreht sei. Der Hülfsdrehschieber selbst mit seiner Axe ist in Fig. 4 als Seitenansicht gezeichnet. Er besteht aus zwei Scheiben g und g, welche mit einer gemeinsamen Nabe auf der Drehaxe sitzen. Fig. 5 zeigt die vordere Ansicht einer dieser Scheiben. Zwei Oeffnungen h und h in jeder Scheibe vermitteln den Dampfeintritt in die Pumpräume. Eine dritte Qeffnung i führt den Dampf dem Einspritzer zu. Der Hülfsschieber sitzt in einem cylindrischen Gehäuse, Fig. 8 und 9. Der äufsere Abstand seiner Scheiben g und g^l ist \genau gleich der Höhe des Gehäuses. Gegen die gemeinsamen Endflächen sind Schieberflächen w und w' gelegt. Die äufsere Ansicht einer solchen Schieberfläche ist in Fig. 6 gezeichnet. Sie zeigt, entsprechend der Scheibe des Drehschiebers, Oeffnungen h für den Dampfeintritt in den Pumpraum und eine Oeffnung i für den Dampfeintritt in den Einspritzer. Die letztgenannte Oeffnung sitzt in der Schieberfläche um so viel näher an die eine Oeffnung h als in der Drehschieberscheibe, dafs bei einer mittleren Schieberstellung alle Oeffnungen geschlossen sind.

Die Schieberflächen w und w ^] zeigen an ihren äufseren Flächen Versenkungen, Fig. 6, und hierbei je eine gröfsere Versenkung, welche die beiden Oeffnungen h mit einer Aussparung y' des Gehäuses, Fig. 8, an dem Schieberumfang in Verbindung setzt, und eine kleinere Versenkung, welche von der anderen dicht abgeschlossen ist und in gleicher Art wie die gröfsere die Oeffnung i mit einer Aussparung ζ' verbindet. Beide Schieberflächen und ihre Versenkungen sind durch aufgeschlifiene Deckel ψ und ψⁱ und sechs Schrauben am Umfang nach aufsen dicht abgeschlossen und an das Gehäuse befestigt.

Ein Bolzen xjj, Fig. 5, welcher durch die Schieberflächen und die Scheiben des Drehschiebers hindurchgeht, begrenzt in länglichen Bogenlöchern den Hub des letzteren.

Die Aussparung y', Fig. 8, welche, wie oben beschrieben, mit den Oeffnungen h beider Schieberflächen eines Hülfsdrehschiebers in Verbindung steht, schliefst sich gegen den Pumpraum V hin an den Kanal /' an, wie die Fig. 9 erkennen läfst, in welcher die Aussparung y 'und der Kanal /' in die Schnittebene gedreht sind.

Die Aussparung ζ * verbindet die Oeffnungen i beider Schieberflächen auf gleiche Art mit dem Kanal α¹, welcher, nach rückwärts durch ein Rohr α^l verlängert, den Dampf nach ' dem Einspritzer b' führt, Fig. ζ.

Der Dampf kommt von dem Vertheilungsschieber D, Fig. 9, durch den Kanal c' zwischen die Scheiben gundg¹ des Drehschiebers, dessen Nabe er rings umströmt. Wenn bei der einen äufsersten Schieberstellung die Schieber-Öffnungen h des Drehschiebers geöffnet sind, strömt der Dampf nach der Richtung der eingezeichneten Pfeile durch den Kanal /' in den Pumpraum V¹, und wenn bei der anderen äufsersten Schieberstellung die Oeffnungen i unbedeckt sind, geht der Dampf in ähnlicher Art nach dem Einspritzer b'.

Unter den Dampfeintrittskanälen / und /' der Pumpräume sind Platten O und O^x aufge^ hängt, bestimmt, den directen Dampfstofs auf die Wasserfläche zu verhindern und diesen zn zwingen, sich nach allen Seiten zu yertheilen.

Die Hülfsschieber erhalten ihre Bewegung im Sinne eines Oeffhens der Dampfwege nach den Pumpräumen von der Stange des Vertheilungsschiebers D, und die umgekehrte Drehung nach der Pfeilrichtung in Fig. 8, entsprechend einem Abschliefsen der Pumpräume und demnach dem Oeffnen des Dampfweges je in den Einspritzer, von den früher erwähnten Stromflügeln R und R\ Die Drehung der Hülfsschieber wird an den Bunden K und K¹ bewirkt, Fig. ι und 4.

Der Steuerungsmechanismus ist in Fig. 3 als Ansicht gröfser gezeichnet.

Auf der Stange des Vertheilungsschiebers D sitzen zwei abwärts gebogene Arme Έ und Έ^χ,-welche ein Lineal Y so zwischen sich halten, dafs es dicht über den Bunden K und K^x der Hülfsschieber hinweggeht. Aufwärts stehende, Zapfen f und f^l der Bunde greifen in längliche Schlitze Z und Z' des Lineals Y hinein. Wenn der Vertheilungsschieber nach einer Seite, z. B^ nach rechts, verschoben wird, fafst die innere Endfläche des Schlitzes Z¹ den Zapfen /', nachdem der Vertheilungsschieber D den Kanal C bereits vollständig abgeschlossen hat, und dreht den Ring K¹ in die äufserste Stellung rechts herum, wobei die Oeffnungen h des rechtsseitigen Hülfsschiebers sich öffnen. Die Schlitze Z und Z ' sind so lang, dafs der erstgenannte Z bei der besprochenen Bewegung des Lineals den Zapfen f mit seiner äufseren Endfläche noch erreicht, obschon dessen Schieber ebenfalls offen steht. Bei der in Fig. 3 gezeigten Stellung haben beide Drehschieber die Dampfwege nach den Pumpräumen geöffnet.

Im allgemeinen öffnet also der Vertheilungsschieber, nachdem er selbst den Dampfweg nach einem der beiden Pumpräume abge-

schlossen hat, den Hülfsschieber dieses Pumpraums im voraus für seine nächste Rückbewegung, ohne gleichzeitig den Hülfsschieber des anderen Pumpraumes, den er bei der nächst vorhergehenden Rückbewegung öffnete, wieder abzuschliefsen. Das Abschliefsen der Dampfwege durch die Hülfsschieber wird, wie bereits bemerkt, durch die Stromflügel R und i?¹ bewirkt. Wenn ein solcher Stromflügel, z. B. der linksseitige R, von dem Druckwasser auf die Platte m niedergelegt wird, hebt er mit dem Hebel OR durch die Gelenkstange OM ein Gewicht M, welches fest auf einer vertical geführten Stange sitzt. Das obere Ende dieser Stange trägt einen Stellring mit einem rückwärts gerichteten Zapfen JV, Fig. 2, welcher beim Steigen eine Falle L des Bundes K, Fig. 3, erfafst. Die Falle L ist im Bunde so befestigt, dafs sie sich nach oben frei drehen kann. Sie läfst den Zapfen W ohne Wirkung passiren und fällt dann in die horizontale Lage zurück, über die hinaus sie sich nicht nach abwärts drehen kann. Wenn die Stfomwirkung auf dem Flügel R ihr Ende erreicht, steigt dieser und die Stange M fällt durch ihr Gewicht, wobei der Zapfen W die Falle L erfafst und den Hülfsschieber so dreht, dafs vorab die Oeffnungen h nach dem Pumpraum abgeschlossen werden und demnach die Oeffnimgen i nach dem Einspritzer sich öffnen. Die Platten in und m¹ hindern jede Einwirkung der Saugewasserströmung auf die Stromflügel.

Der Einspritzer &' des Pumpraumes V¹ ist in Fig. 2 durchschnitten gezeichnet. Er bildet einen röhrenförmigen stehenden Raum, welcher sich bei abgesperrtem Dampf Wasser durch ein Klapp ventil C¹ und ein Rohr d¹ von einer tiefliegenden und stets mit Wasser gefüllten Stelle des Druckventilraumes ansaugt und dieses Wasser durch einen Kanal e' und ein Mundstück P' in den Pumpraum V' spritzt, wenn der Hülfsschieber durch das Rohr α¹ frischen Dampf von oben einführt. Da der Kanal e^l stets offen ist, so wird auch während der Druckperiode aus dem Pumpraum V Wasser in den Einspritzer gelangen. Es hat dies keinen Nachtheil, weil der Einspritzer dann abgesperrt ist und ohnehin Wasser ansaugt.

Der so ausgerüstete Dampfwasserheber arbeitet wie folgt:

Der Vertheilungsschieber steht, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Beide Hülfsventile sind offen, beide Gewichte M und M' gesenkt und demnach die Stromflügel R und R ' gehoben. Die Pumpräume und die Einspritzer sind mit Wasser gefüllt.

Der Dampf, durch das Rohr B kommend, passirt den Vertheilungsschieber D, geht durch den Kanal C, den Hülfsschieber K und den Kanal I. Er wird von der Platte O über die Wasserfläche vertheilt und verdrängt das Wasser aus dem Pumpraum V durch das Druckventil S in den Windkessel X und in das Druckrohr A. Durch die Strömung des Druckwassers legt sich der Stromflügel R\ wie gezeichnet,, auf die Platte m. Das Gewicht M mit der Stange heben sich in die gezeichnete Stellung, ohne den Hülfsschieber zu drehen. In dem Augenblick, in dem die Wasserfläche so tief sinkt, dafs die über demselben liegende Luft unter dem Druckventil S in das Druckrohr strömt, kommt das Wasser zum Stehen. Der Stromflügel R hebt sich durch das Gewicht M, und dieses dreht mit dem Zapfen W an der Falle L den Hülfsschieber und sperrt den Dampfeintritt h in dem Pumpraum V ab. Die ausströmende Luft hält den Stromflügel noch wenig gesenkt, bis die Condensation im Pumpraum beginnt. Die Stange M sinkt ganz herab und öffnet am Hülfsschieber den Dampfeintritt i in den Einspritzer, welcher sein Wasser vom Dampf verdrängt durch das Mundstück P in den Pumpraum spritzt. Das hierdurch beförderte Vacuum hebt das Ventil H, saugt Luft durch den Hahn G in den Pumpraum und die äufsere Luft drückt den Kolben F in seinen Cylinder hinein. Der Vertheilungsschieher geht nach links, schliefst den Kanal C, öffnet den Kanal C¹ und öffnet mit dem Lineal Y den Hülfsschieber Kⁱ für den Pumpraum V\ Der Dampf geht durch den Kanal C\ den Hülfsschieber K^% und den Kanal /' in den Pumpraum V¹, in welchem sich der Vorgang genau so wiederholt, wie er für den Pumpraum V beschrieben wurde.

Der Dampfwasserheber mit nur einem Pumpraufn ist in Fig. 7 gezeichnet. Er hat keinen besonderen Dampfvertheilungsschieber. Alle anderen Theile sind entsprechend den vorstehend beschriebenen gestaltet, jedoch mit anderen Buchstaben bezeichnet.

Ein Pumpraum steht auf einem Untersatz, in welchem auch hier die Saugklappe F und die Druckklappe H in der früher beschriebenen Art angebracht sind. Der Einspritzer ist mit G, sein Saugeventil mit K, sein Dampfrohr mit L und das Druckrohr des Pumpraumes mit M bezeichnet. Unter dem letzteren sitzt der Windkessel. Ein Flügel /, vor dem Druckventil angebracht, bewirkt den rechtzeitigen Abschlufs des Dampfes vor der Condensation durch das Drehventil A, mit der verticalen Stange D' und dem Zapfen C¹ an einer Falle des Ringes B, genau so, wie dies bei dem Dampfwasserheber mit zwei Pumpräumen früher beschrieben wurde. Das neue an diesem Apparat ist die Steuerung zum Oeffnen des Drehventils, welches letztere den früher beschriebenen Hülfsventilen gleich ist. Diese Steuerung bewirkt ein Stromflügel E, welcher über dem Saugeventil F so angebracht ist, dafs ihn der Strom des Saugewassers trifft und hebt. Seine Drehaxe trägt aufserhalb des Ventilgehäuses einen Hebedaumen, welcher sich unter einen Winkel der Stange D legt und diese Stange hebt, wenn der Stromflügel vom Saugewasser gedreht wird. Diese etwas veränderte Kraftübertragung ist auch beim Stromflügel / und der Stange D' angewendet.

Wenn der Pumpraum gefüllt ist und die lebendige Kraft des Wassers das Luft- und Dampfvolumen im oberen Theil des Pumpraumes verdichtet, hört der Saugestrom auf, gegen den Drehflügel zu wirken. Die Stange D fallt durch ihr Gewicht und dreht mit einem Zapfen an einer Falle des Ringes B den Drehschieber in der früher beschriebenen Art, so dafs der Dampfeintritt in den Pumpraum sich erneuert.

Der eintretende Dampf vertheilt sich durch die früher erwähnte Platte über die Fläche des Wassers und verdrängt das letztere durch das Druckventil H in den Windkessel und das Druckrohr M. Der Einspritzer saugt sich gleichzeitig voll Wasser und der Stromflügel / wird niedergelegt, wodurch die Stange D^l steigt.

Sobald der Wasserspiegel unter die obere Kante der Druckventilöffnung kommt, tritt Luft in das Druckrohr, die Stange D' fällt und schliefst den Dampfeintritt ab, wie früher beschrieben wurde. Sie öffnet demnach den Dampfkanal nach dem Einspritzer, und dieser befördert die Condensation im Pumpraum. Die Saugeperiode beginnt. Der Drehflügel E hebt die Stange D u. s. w.

Claims (3)

Patent-An Sprüche:

1. Die gezeichnete und beschriebene Gesammtanordnung der selbstthätigen Steuerung eines Vertheilungsschiebers bei der Anwendung von zwei Pumpräumen, durch kleinen Kolben, welche auf den Enden einer beiderseits durchgeführten Schieberstange befestigt sind und in Cylindern sitzen, deren Endflächen nach der Seite des Schiebers offen sind. Die Pumpräume stehen je mit einem der beiden Cylinderräume durch Kanäle und ein Kegelventil in Verbindung, welches letztere sich nach den Pumpräumen hin öffnet, so dafs nie Druck aus den Pumpräumen nach den Steuerungscylindern gelangen kann. Während der Vacuumsperiode saugen die Pumpräume abwechselnd je einen von den beiden Steuerungskolben in seinen Cylinder hinein und setzen so den Vertheilungsschieber in oscillirende Bewegung.

2. Die regulirbaren Lufthähne an den unter i. genannten Verbindungskanälen der Pumpräume mit den Steuerungscylindern, welche so über den Kegelventilen angebracht sind, dafs sie wie die Steuerungscylinder selbst unter dem Einflufs der Sauge- und nie unter demjenigen der Druckwirkung stehen, wie gezeichnet und beschrieben.

3. Ein Einspritzer an jedem Pumpraum, bestehend in einem hohlen Gefäfs mit einem Saugeventil und einer Saugeleitung nach einem stets mit kaltem Wasser gefüllten Raum und mit einem Spritzkanal nach dem Boden des Pumpraumes, welcher stets offen bleibt. Von oben her wird dem Einspritzer nur während jeder Saugeperiode des Pumpraumes Dampf zugeführt. Während der Druckperiode saugt der Einspritzer Wasser an und spritzt dasselbe bei der folgenden Saugeperiode durch ein Mundstück in den Pumpraum, wie gezeichnet und beschrieben.

Ein oscillirender Drehschieber, welcher in die Dampfleitung eines Pumpraumes eingeschaltet ist, entweder in Verbindung mit dem unter 1. genannten Vertheilungsschieber oder auch ohne diesen. Der Drehschieber gestattet in seiner äufsersten Stellung dem Dampf Eintritt nach dem Pumpraum und in der anderen äufsersten Stellung dem Dampf Eintritt nach dem unter 3. genannten Einspritzer. Eine mittlere Stellung schliefst beide Dampfwege ab, wie gezeichnet und beschrieben.

Die gezeichnete und beschriebene Steuerung zum Oeffnen des unter 4. genannten Drehschiebers bei der Anwendung von zwei Pumpräumen durch die Schieberstange des unter 1., genannten Vertheilungsschiebers, mit Hülfe eines an derselben befestigten Lineals, welches je, wenn der Vertheilungsschieber den Dampfweg nach einem der beiden Pumpräume abgeschlossen hat, bei noch fortgesetzter Bewegung den in diesem Dampfweg eingeschalteten Drehschieber dadurch öffnet, dafs eine Fläche des Lineals auf einen Zapfen der Schieberaxe wirkt. Es ist hierbei ausgeschlossen, dafs der Drehschieber des anderen Pumpraumes, welcher bei einer vorhergehenden Oscillation des Lineales in ganz derselben Weise geöffnet wurde, sich wieder schliefst. Der Vertheilungsschieber öffnet mit dieser Steuerung jeden der beiden Schieber schon vorher für seinen nächsten Rückgang, schliefst jedoch nie einen Drehschieber ab.

Die gezeichnete und beschriebene Gesammtanordnung der Steuerung zum Abschlufs des unter 4. genannten Drehschiebers vor dem Eintritt der Condensation durch einen Drehflügel, welcher vor dem Druckventil eines Pumpraumes so aufgestellt ist, dafs er, durch den Strom des Druckwassers gedreht, eine vertical geführte Stange hebt, so dafs diese Stange mit einem an ihrem oberen Ende befestigten Zapfen eine Falle an der Axe des Drehschiebers, ohne Wirkung auf diesen selbst, passirt. In dem Augenblick, wo die Stromwirkung aufhört, fällt die Stange selbsttätig, und ihr Zapfen erfafst die ,Falle und schliefst den Drehschieber.

Die gezeichnete und beschriebene besondere Steuerung zum Oeffnen des selbstthätigen unter 4. genannten Drehschiebers bei der Anwendung von nur einem Pumpraum durch einen Drehflügel, welcher vor der Saugeklappe des Pumpraumes so angebracht ist, dafs er sich durch den Strom des Sauge-

wassers dreht und eine vertical geführte Stange hebt, welche genau so, wie dies bei der unter 6. genannten Steuerung zum Abschlufs angegeben ist, nach Beendigung der Saugewirkung durch ihr selbstthätiges Fallen den Drehschieber öffnet.
Die Befestigung der Druck- und Saugeklappen mit zwei aufgenieteten Leisten an ihrer

festen Endkante, mit denen dieselben in entsprechend gestaltete Nuthen des Ventilgehäuses eingeschoben und durch den Verschlufsdeckel des Untersatzes festgehalten werden. Nach Abnahme dieses Verschlufsdeckels ist die Auswechselung der Klappen leicht zu bewirken, wie gezeichnet und beschrieben.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.