DE80864C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Vorliegende Erfindung kennzeichnet eine Expansionssteuerung für Dampfwasserheber. Die Neuheit derselben besteht im wesentlichen darin, dafs die Expansionswirkung des Dampfes in Anwendung kommt und der Expansionsgrad zwecks Dampfersparnifs für jede Förderhöhe und Dampfspannung einstellbar ist, ferner dafs die Menge des Förderwassers durch benannte Steuerung regulirt werden kann.

Die Steuerung besteht der Hauptsache nach aus zwei über einander angeordneten mehrtheiligen, kolbenartigen Schiebern, von denen die Umsteuerung des oberen durch die Druckdifferenz der beiden damit entsprechend verbundenen Pumpenkammern bewirkt wird, die Umsteuerung des unteren Schiebers hingegen durch die Druckunterschiede zwischen den Pumpenkammern und dem Windkessel erfolgt, wobei die Stellung des unteren Schiebers von der Stellung des oberen beeinflufst wird.

Die Fig. 1 und 2 der ,beiliegenden Zeichnung zeigen einen zweikammerigen Dampfwasserheber mit einer derartigen Einrichtung in zwei Höhenschnitten. Fig. 3 ist ein Querschnitt nach A-B, Fig. 4 ein solcher nach C-D. In den Fig. 5 bis 11 ist der Steuerapparat im gröfseren Mafsstabe dargestellt.

Der Steuerapparat ist mit seinen beiden Verbindungsstücken α α¹ auf die Mündungen der Pumpenkammern PP¹ dicht aufgesetzt und steht mit seinen seitlichen Anschlufsstücken b b¹ unter Vermittelung der Kanäle c c¹ mit den Saugräumen S S¹ in steuerbarer Verbindung. Diese letzteren stehen wiederum durch die Kanäle KK¹ mit den Wassersäcken NN¹ und diese mit den Pumpenkammern P P¹ in stetem Zusammenhang. Der Druckraum U steht mit einem Windkessel W und dieser wieder durch die beiden Röhren r r¹ mit dem Steuerapparat in geeigneter Verbindung, d ist der Dampfeintritt.

Wie aus Fig. 2 und 5 hervorgeht, sind die Kammern der beiden über einander angeordneten kolbenartigen Schieber E G durch die Kanäle i i¹ unter einander verbunden. Der obere Schieber E besteht aus vier zu einem Ganzen verbundenen cylindrischen Kolben, wobei die Abstände der beiden inneren grofsen Kolben e e^! derart gehalten sind, dafs der Dampfeintrittskanal d nie verdeckt, sondern durch entsprechende Verschiebung der Kolben eine wechselnde Verbindung zwischen d und 'den Kanälen i oder z'¹ hergestellt wird. Die beiden äufseren Kolben sind mit je einer Aussparung vv¹ versehen, so dafs die Kanäle ν ν^ι bezw. die damit verbundenen Röhren g g\ welche wie aus Fig. 5 ersichtlich, hinter die seitlichen Räume des unteren Schiebers G führen, nie von den Kolben bei der hin- und hergehenden Bewegung derselben verschlossen werden. Es werden vielmehr durch entsprechende Verschiebung der Kolben die Röhren gg¹ entweder mit den Kanälen vv¹ bezw. Röhren r r¹ und dadurch mit dem Windkessel W und dem Druckraum U in Verbindung gebracht, oder die Röhren g g¹ werden mit den Kanälen ν ν¹ bezw. .Röhren h h¹ und dadurch unter Vermittelung von b b¹ und Kanälen cc¹ mit den Saugräumen SS¹ und damit den Pumpenkammern P P¹ verbunden. Es können somit die seitlichen Räume hinter dem unteren Schieber G mit den Pumpen-

kammern P P¹ bezw. dem Druckraum U in wechselnde Verbindung gebracht werden, was aus den Fig. 3 und 5, der Fig. 10 einer Oberansicht und Fig. 11 einer Seitenansicht des Apparates hervorgeht. Hieraus ist auch ersichtlich, dafs die Räume IV hinter dem oberen Schieber E durch die Röhren h h¹, Kanäle ti»¹ und cc¹ u. s. w. mit den Pumpenkammern P P¹ in ununterbrochener Verbindung stehen.

Der untere Schieber G besteht aus zwei unter einander verbundenen Kolben mit je einer konischen Aussparung χ χ¹, welch letztere je nach Stellung des Schiebers die wechselseitige Verbindung zwischen den Kanälen i i^l und den Pumpenkammern PP¹ oder, wie aus Fig. 9, einem Schnitty-y der Fig. 1 1, ersichtlich, zwischen P durch b c mit S oder P¹ durch b¹ c¹ mit S¹ zuläfst. Die mittlere Aussparung des Schiebers G bezweckt die Erzielung einer guten Abdichtung bezw. Materialersparnifs. Zu beiden Seiten des oberen Schiebers E sind Regulirschrauben mm¹ vorgesehen und müssen dieselben so eingestellt werden, dafs Wasser aus den Hähnen w w¹ ausfliefsen, jedoch kein Dampf ausströmen kann, pp¹ sind Reinigungsschrauben. Die Wirkungsweise des Apparates, welche aus Fig. 5, 6, 7 und 8 verständlich wird, ist folgende. Zunächst sei die erste Stellung (Fig. 5) erläutert.

Der obere Schieber E steht rechts, der untere G links. Es sei die eine Pumpenkammer P mit Wasser, die andere P¹ mit Dampf gefüllt. Es tritt nun Dampf durch d nach i und von hier nach der Pumpenkammer P und drückt das in derselben befindliche Wasser hoch. Die Pumpenkammer P¹ ist von der Dampfzufuhr sowohl durch den Schieber E als auch G abgesperrt. Die Pumpenkammer P¹ steht durch b¹ c¹ mit dem Saugrohr S¹ in Verbindung, wodurch die Spannungen in beiden Räumen sich ausgleichen. Das Wasser in S¹ und dem Kanal K¹ fällt herab, der Dampf der Pumpenkammer P¹ tritt in den oberen Theil des Saugraumes S'¹ und wird hier durch die Berührung mit dem Förderwasser schnell condensirt. Dadurch entsteht ein Vacuum und Wasser wird angesaugt. Der rechte Raum hinter dem Schieber G steht nun, wie ersichtlich, durch die Kanäle bezw. Röhren g r mit dem Windkessel Wund dieser mit dem Druckraum U in mittelst Spindel R regulirbarer Verbindung, der linke Raum durch die Kanäle bezw. Röhren g¹ h¹ b¹ c¹ mit dem Saugraum S¹ und daher mit der Pumpenkammer P¹ im Zusammenhang. Das Uebergewicht ist somit auf der rechten Seite des Schiebers G und bleibt derselbe daher in seiner Stellung, E dagegen wird durch den herrschenden Dampfdruck in der Pumpenkammer P nach links geschoben (Stellung Fig. 6). Es stehen somit, wie hieraus ersichtlich, beide Schieber E und G auf der linken Seite. Auf diese Weise sind die beiden' Pumpenkammern PP¹ von der Dampfzufuhr abgeschlossen. Nun expandirt der Dampf in der Pumpenkammer P und drückt das Wasser hoch. Die zweite Kammer P¹ steht wie bei Stellung Fig. 5 mit dem Saugraum S¹ in Verbindung und füllt sich weiter mit Wasser. Die rechte Seite des Schiebers G steht in dieser zweiten Stellung (Fig. 6) durch die Kanäle bezw. Röhren g h b c mit dem Saugraum S und dieser durch KN mit der Pumpenkammer P in Verbindung, die linke Seite desselben durch g¹ r^l W mit dem Druckraum TJ. Sobald nun der Druck in der Pumpenkammer P schwächer wird als der Druck im Windkessel W, bewegt sich der Schieber G nach rechts und nehmen somit die Schieber E und G die in Fig. 7 veranschaulichte dritte Stellung ein.

Nun tritt Dampf durch den Kanal z¹ a^l in die Pumpenkammer P¹. P steht durch die Kanäle abc mit dem Saugraum S in Verbindung. Es erfolgt die Condensation des Dampfes und das Ansaugen des Förderwassers wie bei der ersten Stellung in Fig. 5. Nun bleibt der Schieber G in seiner Stellung rechts, während der Schieber E vermöge des herrschenden Druckes in der Pumpenkammer P¹ ebenfalls nach rechts geschoben wird. Diese Stellung veranschaulicht die Fig. 8. Nun ist der Dampf wiederum wie bei der Stellung in Fig. 6 nach den beiden Pumpenkammern P P¹ hin abgeschlossen und die Kammer P füllt sich weiter mit Wasser. Die linke Seite des Schiebers G steht durch die Kanäle g^l h¹ b^l c¹ mit P¹ in Verbindung, die rechte durch g r W mit dem Raum U. Sobald nun der Druck in P¹ schwächer wird wie in W, wird G nach links gedrückt (Stellung Fig. 5), und der beschriebene Arbeitsvorgang wiederholt sich von neuem.

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, sind im unteren Theile der Pumpenkammern P P¹ bezw. den Wassersäcken NN mit nach oben gebogenen Röhren versehene Hähne w n>¹ angeordnet. Die hierdurch jeweils eingesaugte Luft sammelt sich im Druckraum U an und wird demselben dadurch stets eine genügende Luftmenge zugeführt. Zwischen den Rohren r r¹ und dem Druckraum U ist, wie bereits mehrfach erwähnt, ein Windkessel W. eingeschaltet, welcher mit U durch die Spindel R in regulirbarer Verbindung steht. Die zweite darunter liegende Verbindung erfolgt durch ein federnd beeinflufstes Rückschlagventil V.

Dieses öffnet sich nur nach dem Innenraum des Windkessels W. In diesen letzteren wird am Anfange der Druckperiode Luft und Wasser aus dem Druckraum fliefsen und wird die

Spannung in demselben gleich mit dem Drucke in XJ sein. Sobald nun der Dampf in der betreffenden Pumpenkammer anfängt zu expandiren, wird das Wasser im Steigrohr langsamer ausfliefsen und dementsprechend auch der Druck im Drückraum U abnehmen. Nun wird die Spannung im Windkessel W sich mit dem noch herrschenden Druck des Raumes M auszugleichen suchen; da sich aber das Ventil V nach dem Druckraum XJ zu schliefst, kann nur Luft durch die enge Verbindung unter Vermittelung der regulirbaren Spindel R in den letzteren entweichen. Es läfst sich somit die Spannung in dem Windkessel W beliebig ändern und dadurch die Umsteuerungsgeschwindigkeit des Schiebers G beeinflussen. Die Umsteuerung des Schiebers G erfolgt, sobald im Windkessel W ein gröfserer Druck herrscht als in der betreffenden, mit expandirtem Dampf gefüllten Pumpenkammer. Das aus dem Windkessel W hinter dem Schieber G fliefsende Druckwasser wird durch die untere Verbindung des ersteren bei jeder Druckperiode erneuert und gelangt beim Verbrauch durch die Kanäle h b c bezw. h¹ b¹ c¹ in die Saugräume S S¹, wo es die Condensation des Dampfes befördert.

Wie aus der Beschreibung hervorgeht, kann mit einem verhältnifsmäfsig kleinen Apparat eine grofse Wassermenge gefördert werden und ist der Dampfverbrauch behufs gröfstmöglicher Ersparnifs desselben für jede Förderhöhe regulirbar. Ferner wird, da die hohe Anfangsspannung des Dampfes dem Förderwasser eine grofse Geschwindigkeit giebt, die demselben dadurch innewohnende Kraft Wasser aus dem Saugraum nachsaugen, wenn auch der Druck in der betreffenden Pumpenkammer kleiner geworden sein sollte als der Druck im Steigrohr. Auch wird durch die hohe Anfangsspannung des Dampfes ein rasches Aufeinanderfolgen der Arbeitsvorgänge bewirkt. Je gröfser der Druckunterschied zwischen Dampfdruck und dem zu überwindenden Druck im Steigrohr ist, desto vortheilhafter arbeitet der Apparat und besitzt derselbe die gleichen Vortheile wie eine mit Expansion arbeitende Dampfmaschine; denn es verursacht die Condensation des Dampfes in den Pumpenkammern keinen gröfseren· DampfVerlust, als Verluste aus der Reibung der beweglichen Theile und den nöthigen todten Räumen der Dampfkanäle einer Dampfmaschine hervorgehen.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Expansionssteuerung für Dampfdruck-Wasserheber, gekennzeichnet durch zwei über einander angeordnete mehrtheilige Kolbenschieber (E und GJ, von denen die Umsteuerung des oberen (E) durch die Druckdifferenz der damit entsprechend verbundenen Pumpenkammern, die des unteren (G) durch die Druckunterschiede zwischen den Pumpenkammern und dem Steigrohre erfolgt, wobei die Stellung des unteren Schiebers von der Stellung des oberen beeinflufst wird.

2. Eine Ausführungsform der im Ansprach ι. gekennzeichneten Expansionssteuerung, bei welcher die Verbindung des oberen Schiebergehäuses mit dem unteren durch Kanäle ii¹ erfolgt, wobei die seitlichen Räume hinter dem unteren Schie- ber(G) durch Röhren bezw. Kanäle g g¹ rr^l entweder mit dem Druckraum XJ oder durch die Kanäle bezw. Röhren gg¹ h h¹ b b^l c c¹ mit den Saugräumen S S¹ und damit den Pumpenkammern P P¹ in wechselnde Verbindung gebracht werden können und dadurch unter Vermittelung des oberen Schiebers E die jeweilige Umsteuerung der beiden Schieber (E und G) erfolgen mufs.

3. Eine Expansions - Steuerung wie im Anspruch 1., gekennzeichnet durch die Anordnung eines Windkessels (W) zwischen dieser und dem Druckraum (XJ), wodurch unter Vermittelung einer Regulirschraube (R) und eines sich nach dem Innenraum des Windkessels (W) öffnenden, federnd beeinflufsten Ventiles (V) die Umsteuerungsgeschwindigkeit des Schiebers (G) jeweils beeinflufst werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.