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Verteiler zur gleichmäßigen Belieferung mehrerer Düsen oder sonstiger
Mengenverbraucher
Werden von ein und derselben Druckleitung einer Pumpe oder eines
Druckspeichers (Druckgefäßes) mehrere Leitungen parallel gespeist, so werden sich
die in den einzelnen Leitungen fließenden Mengen des geförderten Mediums im allgemeinen
nicht gleichmäßig einstellen, sondern Ungleichmäßigkeiten der Verteilung aufweisen,
die in den verschiedenen Weiderständen mannigfacher Art in dcii einzelnen .\lizveigungen
begründet sind. Erwähnt seien auch die besonderen Störungen, die durch periodisch
pulsierende Entnahme in einzelnen Zweigen hervorgerufen werden können, sowie sonstige
Schweingungserscheinungen hervorrufende Umständ.
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Nian versuchte bisher. die erwünschte oder notwendige gleichmäßige
\7erteilung durch Abstimmutig der Ausfußdüsen so gut wie möglich zu erreichen. Es
ist aber festzustellen, daß der Weg bis zu einem solchen Gelingen ungewöhnlich schwierig
und zeitraubend ist, und daß man sich im Endergebnis immer noch mit verhältnismäßig
großen Abweichungen vom Sollwert zurfieden geben nuß.
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Bei irgendwelchen Reguliervorgängen und bvei Teillastbetrieb pflegt
die Gleichmäßigkeit der Verteilung in weitgehendem Maße zu verschwinden.
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Kleine Störungen, z.U. durch Verunreinigungen oder Änderungen der
Viskosität des geförderten Mediums, beweirken verhältnismäßig große Abweichungen
der erstrebten gleichmäßigen Verteilung.
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Ein anderer, jedoch sehr viel Aufwand erfordernder Weg ist die Ausstattung
jeder einzelnen Rohrleitung mit einer besonderen Pumpe.
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Es ist auch bekannt, daß man die Verschiedenheit der Weiderstände
in den einzelnen Abzweigun-
geil für die Verteilung der Stoffmengen
dadurch unwesentlich machen kann, daß man künstlich in jedem Zweig große Widerstände
(enge Düsen) anordnet, wie es z. 13. in den Verteilern des La-Montkessels geschieht.
Dadurch werden die künstlich eingelracbten Widerstände, deren Abstimmung man in
der Hand hat, für die Stoffverteilung allein bestimmend, während die sonst vorhandenen
Widerstände dagegen vernachlässigbar klein sind. In vielen Anwendungsfällen, z.
13. bei Gasturbinen.
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Brennkammern für Rückstoßdüsen sowie für Anwendungszwecke der chemischen
Industrie, genügt die durch die genannten bekannten Mittel erzielte Genauigkeit
der Abstimmung nicht, oder der apparative und zeitliche Aufwand zur Erzielung einer
befiedeigenden Abstimmung erscheint untragbar. hier bieter der vorliegende Erfindungsgedanke
wirksame Hilfe. bekannt sind die mannigfachen Arten von Kapselwerken, wie man sie
als kleine pumpen und Flüssigkeitszähler verwendet, z.B.
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Ovalradmesser, Rootspumpen, Zahnradpumpen.
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Drehkobenpumpen, Taumelscheibenpumpen usw.
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Werden solche Kapselwerke in einen Flüssigkeitsstrom eingeschaltet,
so werden sie in Rotation versetzt, die je nach der Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstroms
langsam oder schnell erfolgt. Umgekehrt kann man durch Antrieb einer Welle dieser
Kapselwerke den Flüssigkeitsstrom mit der Zwangsläufigkeit von Kolbenpumpen in Bewegung
setzen.
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Diese Bewegung wird im allgemeinen pulsierend erfolgen, wie man es
von Kolbenpumpen gewöhnt ist. Werden die Kapselwerke jedoch als Zähler verwendet.
so wird die Gleichförmigkeit des Flüssigkeitsstroms dadurch nicht gestört, und es
tritt lediglich eine periodisch ungleichförmige Drehgeschwindigkeit der Zähler wellen
ein.
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Die Erfindung besteht darin, mehrere solcher einfacher Kapselwerke
auf eine gemeinsame Welle zu setzen. so daß ihre beweglichen Teile sich vollständig
synchron bewegen müssen. Es ist klar. daß dann die verschiedenen Flüssigkeitsströme,
die durch die einzelnen Kapselwerke hindurch fließen. el)eii tlurch diesen starren
Zusammenhang der synchronisierten Zählwerke gleiche Mengen in der Zeiteinheit fördern
müssen, ganz gleich, ob in den einzelnen Flüssigkeitsströmen gegenseitige Druckuiiterschiede
vorhanden sind oder nicht. Sollen z. B. zoölf I)üsen einer großen Brennkammer gleichmäßig
mit Brennstoff beliefert werden, so genügt es. in die zwölf von einer einzigen Brennstoff-Pumpe
oder einem einzigen Druckspeicher belieferten Leitungen je einen solchen Ovalradzähler
oder ein ähnliches Kapselwerk einzubauen und alle diese Zähler durch eine gemeinsame
Welle zum synchronen Lauf zu zwingen. Ein besonderer Antrieb für die Zähler ist
nicht erforderlich. Sie werden durch die Flüssigkeit selbst in Bewegung gehalten.
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Statt der einfachen Verbindung durch starre Achse sind selbstverständlich
alle Möglichkeiten der Technik anwendbar, um mehrere Achsen synchron laufen zu lassen,
also Zahnradübertragung, Gestängeübertragung, Kettenübertragung und allenfalls auch
hydraulische oder elektrische Übertragung. Am eiiifachsten und I>illigsten dürften
dabei unter allen möglichen Kapselwerken für den vorliegenden Zweck Oval räder oder
zweizahnige Zahnräder zu verwenden sein. wie mall sie in Rootspumpen und Rootsgebläsen
in Anwendung findet.
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Die Ovalräder brauchen nicht verzahnt zu sein. Der kinematische Zusammehnang
zwischen den beiden wachsen des Ovalradzählers könnte außerhalb des Zählergehäuses
auf verschiedene Arten bewirkt werden, und zwar gemeinsam für die ganze Gruppe der
synchron laufenden Zähler.
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1 )ie erfindungsgemäße einrichtung braucht sich nicllt auf solche
Anwendungsfälle zu beschränken, wo verschiedene Verbraucherstellen gleichmäßig beliefert
werden sollen, sondern sie ist auch bei Aufgaben anwendbar. wo verschiedene Verbraucherstellen
mit verschiedenen Mengen beliefert werden sollen, die aber jederzeit unter sich
in gleichbleibendem Verhältnis stehen solleii. Dazu ist lediglich notwendig, das
Hubvolumen <ler synchron laufenden Zähler dem gewünschten Verhältnis entsprechen4
auszuführen. was z. B. bei @ei Ovalradzählern, Rootspumpen und Zahnradpumpen einfach
durch verschiedene axiale Breiten des Pumpenraums bei sonst gleichen Abmessungen
bewirkt werden kann oder durch die Anwendung verschiedener Drehzahlen l<ei unter
sich gleichell Kapselwerken.
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Auch die Regulierbarkeit des Verhältnisses der einzelnen Fördermengen
untereinander kann gemäß der Erfindung verwirklicht werden, indem man entweder Kapselwerke
mit regulierbarer Fördermenge (verstellbarem Hubvolumen) anwendet oder indem man
ein verstellbaresÜbersetzungsgetriebe zwischen den einzelnen synchron laufenden
kapselpumpen anordnet und nach Bedarf betätigt.
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Die sich drehenden Zählerwellen gelten Gelegenheit, kleine Hilfsgeräte.
z. 1(. Kühlapparate, Zündapparate und Hilfspumpen aller Art, damit zu treiben, den
Zählerwellen also eine geringe Energie zu entnehmen auf Kosten der im Flüssigkeitsstrom
enthaltenen Energie. <och diese angehängten Hilfsmaschinen weisen kann das Alerkmal
auf, daß ihre Umdrehungen der Geschwi ndigkeit des Förderstroms in der Druckleitung
proportional sind, so daß also auch von diesen Hilfspumpen geförderte AIedien in
konstantem Verhältllis zu der Flüssigkeitsmenge der Hauptdruckleitung gefördert
werden.
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Wo etwa die periodisch ungleichförmige Drehgeschwindigkeit der Zählerwellen
für einen solchen Hilfsabtrieb als ungünstig empfunden wird, kann der Hilfsabtrieb
unter Zwischenschaltung eines einfachen Übersetzungsgetriebes vorgenommen werden,
das die periodisch ungleicllförmige Drehgeschwindigkeit in eine exakt oder annähernd
gleichförmige umwandelt. l)azu eignen sich viele bekannte Mechanismen. z. B. unrunde
Zahnräder, abgewinkelte Kardangelenke, Kurbelschleifen usw.
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Da die Drehgeschwindigkeit der Zählerwellen oder der mit der ellen
beschriebenen Übersetzung gleichförmig angetyriebenen Hilfswellen ein Ntaß für die
Strömungsgeschwi ndigkeit in den Rohrleitungen ist, so läßt sie sich zur Betätigung
bekannter Reglerarten. z. 1 ii Fliehkra ftregler, he-
nutzen. die
in etwa gewünschter Weise die Mengenregulierung der Förderströme besorgen.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen
dargestellt.
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Abh. 1 zeigt eine dem Ausführung sbeispiel zugrunde liegende Rootspumpe
im Schnitt. Die Druckflüssigkeit durchströmt die Pumpe in Richtung der eingezeiehneten
Pfeile und setzt die beiden Läuter 1. 2 in Drehung. Der Drehsinn ist durch die kreisförmigen
Pfeile angegeben.
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In Abb. 2 sind drei Rootspumpen 1, 2 und 3 gemäß Abb. 1 in einem
cehäuse vereinigt und auf gemeinsamen Läuferwellen 4, 5 angeordnet. Die Pumpen sind
gleich groß, so daß die Flüssigkeitsmengen. die jeweils durch die einzelnen Pumpen
strämen, die gleichen sind.
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In Abb. 3 sind drei Rootspumpen 1, 2 und 3 auf gemeinsamen Wellen
4 und 5 gelagert, jedoch jede in einem besonderen Gehäuse untergebracht. Wie aus
der. Abbildung ersichtlich, besitzt die mittlere Pumpe 2 eine kleinere axiale Breite
als die beiden übrigen, so daß die durch diese Pumpe strömende Flüssigkeit geringer
ist. Die Kreise 6, 7 und 8 sind dir Rohranschlüsse für die Druckflüssigkeit.
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In dcii Abb.4 4 und 5 sind zwei auf gleichen Wellen 3 und 4 angeordnete
Pumpeneinheiten 1 und 2 in einem Wienkel einander zugeordnet. In Abb. 4 sind die
entsprechenden Wellen der Einheiten durch Kegelräder 6 und 7, in Abb. 5 durch Kardangelenke
6 und 7 miteinander verbunden.
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Abb. 6 zeigt zwei Rootspumpen 1 und 2, die durch eine Zahnradübersetzung
3 verbunden sind.
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Die Pumpe 1 läuft schneller als 2 und fördert mehr im Übersetzungsverhältnis
der beiden Zahnräder.
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In Abb.7 treibt die pumpeneinheit 1 einerseits eine Hilfspumpe 2
und andererseits einen Fliehkraftregler 3 an. Der Abtrieb für den Regler wird unter
Zwischenschaltung eines abgewinkelten Kardangelenkes 4 vorgeilommen, durch das die
periodisch ungleichförmige Drehgeschwindigkeit der Pumpe in eine annähernd gleichförmige
Drehgeschwindigkeit für den Regler umgeformt wird.