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Publication number: DE89947C
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KAISERLICHES /

PATENTAMT.

KLASSE 59: Pumpen.

Um bei Pumpen mit grofser Umdrehungszahl einen stofsfreien Gang zu erzielen, ist aufser auf richtige Abmessungen besonders auf die genaue Wirkung der Ventile das gröfste Gewicht zu legen, namentlich, ist dieses bei den empfindlichen Saugventilen in hohem Mafse erforderlich. Für ein solches Saugventil ist anzustreben, dafs es sich beim Beginn des Kolbenhubes sofort lüfte und dann mehr und mehr öffne, entsprechend der wachsenden Menge des angesaugten Wassers,. Bei. der Maximalgeschwindigkeit des Pumpenkolbens oder, was dasselbe ist, der gröfsten Durchfiufsmenge ist das Ventil ganz offen, mufs sich darauf mit der abnehmenden Kolbengeschwindigkeit wieder allmählich senken und im Hubwechsel sanft auf den Ventilsitz auftreffen. Eine solche Ventilbewegung, wobei die Ventilerhebungen proportinal den Kolbengeschwindigkeiten sind, bedingt constante Durchflufsgeschwindigkeit durch das Ventil und somit auch constante Schliefsungskraft. Bei einer solchen Art der Ventilbelastung schliefst also das Ventil im Hubwechsel, und Stöfse infolge verspäteten Schlusses sind vermieden.

Bei Pumpenventilen ist eine ausreichende Annäherung an die Idealbewegung bis jetzt noch nicht erreicht worden. Die selbsttätigen Ventile mit Gewichtsbelastung, welche so. schwer gemacht werden, dafs sie dem Wasserdrucke gegen das Ventil das Gleichgewicht halten, passen sich allerdings der Bewegung des Pumpenkolbens sehr gut an, haben aber den grofsen Nachtheil, dafs wegen der grofsen Ventilmasse das Eröffnen verspätet auftritt, was sehr unregelmäfsige Wassergeschwindigkeiten bedingt, die auf den richtigen Schlufs nachtheilig einwirken, da derselbe erst nach dem Hubwechsel unter Mitwirkung des Druckes der oberhalb befindlichen .Wassermenge geschehen kann. Aufserdem werden die Gewichte so grofs, dafs zu ihrer Beschleunigung und Verzögerung allein bedeutende .Kräfte nothwendig sind, deren Wirkung sich als Stofs äufsert.

Die zweite Gruppe selbsttätiger Ventile ist die der Ventile mit Federbelastung, bei denen ein guter' Schlufs allerdings erreicht werden kann. Da. bei diesen Ventilen jedoch der ganze zum . Schlufs erforderliche Druck der Feder, wie es die Idealbewegung des Ventiles bedingt, immer auf den Ventilteller wirken mufs, :so macht sich der bereits genannte Nachtheil eines zu grofsen Widerstandes bei .der Eröffnung hier in ebenso empfindlicher Weise bemerkbar als bei den Ventilen mit Gewichtsbelastung.

Das vorliegende selbsttätige Ventil ermöglicht sowohl, eine gute Eröffnung als auch einen richtigen Schlufs. Fig. 1 zeigt dasselbe im Schnitt in der Schlufsbewegung 1 bis 2 mm über dem Sitz in dem Augenblick, wo die Feder H aufser Thä'tigkeit tritt und nur noch die zweite. Feder N auf das Ventil wirkt.
. Das aus drei Ringen bestehende Ventil V trägt an seiner Führungshülse ν einen Ring ν \ auf, dessen Boden sich eine kurze, bei geschlossenem Ventil spannungslose Feder N stützt. Die Hülse ν ist auf einem an dem

Ventilsitz S befestigten Schafte s geführt, so dafs die Ringe stets eine parallele Lage zum Sitz beibehalten. Ein Ring B, welcher in der gezeichneten Stellung des Ventiles auf dem Ansatz c einer unbeweglichen Hülse C aufruht, die am Führungsschaft s festsitzt, trennt die Feder N von der darüber liegenden vorgespannten kräftigen Feder H, welche ein festes Widerlager in einer über Hülse C am Schaft s befestigten Glocke D findet. Während die Feder H eine Metallfeder ist, die mit einer Kraft gleich dem Ventilwiderstand vorgespannt und derartig dimensionirt ist, dafs eine weitere Zusammendrückung um den Ventilhub nur eine verschwindend kleine Aenderung der Federkraft bewirkt, soll die zweite Feder TV ganz kurz sein; so kann z. B., wie dargestellt, eine Gummiringfeder in Anwendung kommen. Dieselbe ist bei geschlossenem Ventil spannungslos, da der Zwischenraum zwischen dem Boden des Ringes v¹ und dem auf dem Ansatz c aufliegenden Ringe B so gewählt ist, dafs die Feder JV genau hineinpafst, ohne eine Anspannung zu erleiden.

Bei der Eröffnung des Ventiles V ist der Widerstand infolge der Spannungslosigkeit der Feder N zunächst äufserst gering, das Ventil kann sich also aufserordentlich leicht anheben. Die Spannung in der Feder N steigt aber rasch mit der zunehmenden Ventilerhebung, bis sie gleich der Vorspannung der Feder H ist, und in diesem Augenblicke wird der Ring B von dem Ansatz c abgehoben und nun die Feder H ebenfalls zusammengedrückt.

Das in Mitte Hub beginnende Schliefsen des Ventiles erfolgt dadurch, dafs zunächt die Feder H das Ventil V herunterdrückt, bis der Ring B auf den Ansatz c der Hülse C trifft. Damit tritt die Feder H aufser Wirkung, und das sanfte Aufsetzen auf den Sitz S geschieht durch die sich nun entspannende Feder N.

Durch entsprechende Wahl der Abmessungen und der Feder TV hat man es vollkommen in der Hand, eine richtige Ventilbewegung mit rechtzeitigem Schlufs im Hubwechsel zu verwirklichen und die Eröffnung und das Aufsetzen des Ventiles auf den Sitz beliebig leicht geschehen zu lassen, so dafs ein vollkommen stofsfreier Gang der Pumpe auch bei grofser Umdrehungszahl gesichert ist.

In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform des Ventils mit getheilt wirkender Federbelastung dargestellt.

Anstatt dafs die Abschlufsringe des Ventiles wie bei der ersten Ausführungsform (Fig. i) zu einem Ganzen, dem Ventilkörper V vereinigt sind, werden bei dem Ventil nach Fig. 2 drei einzelne, lose Abschlufsringe angewendet. Diese Einzelringe V¹ F² V³ werden gegen Verschiebung in horizontaler Richtung durch an dem Ventilsitz befestigte Führungsanschläge A¹ A'² A³ . . . gesichert und sind jeder für sich mit einer schwachen Feder N¹ N'² N³ belastet, welche auch hier ganz entpsannt sind, sobald der Schlufs des Ventiles erfolgt ist. Zur Erreichung dieses Zweckes legen sich die Ringe B und B¹, auf denen die vorgespannten Federn H und H¹ ruhen, bevor das Ventil den Sitz erreicht, auf die Anschläge ν und v¹. Von dem Augenblicke an treten die vorgespannten starken Federn aufser Thätigkeit und der letzte Rest des Ventilschlusses erfolgt durch die sich nun entspannenden schwachen Federn /V¹ TV² N³. . .

Die Ringe B und B¹ sind durch die Anschläge ν und v^l gegen seitliches Verschieben gesichert und haben U-förmige oder ähnliche Aussparungen, in die sich die spannungslosen Federn N¹N²N³ mit ihren oberen Enden hineinlegen, wodurch die nothwendige Führung geschaffen ist. Unterhalb der Ringe B B¹ befindet sich nun entweder ein oder mehrere Ventilringe V¹ V'² V³ und ebenso viele schwache Federn N¹ N'² N³.

Auf die Ringe B und B¹ legen sich nun die vorgespannten Federn H und H¹, welche kurz vor Schlufs des Ventiles durch Auflegen der Ringe B und B¹ auf die Ansätze ν und v¹ aufser Thätigkeit treten.

Die Wirkung dieses Ventiles ist ebenso wie oben beschrieben wurde; als weiterer Vortheil ist jedoch hier noch hervorzuheben, dafs beim Anheben infolge der Anordnung einzelner, loser Ventilringe die Bewegung von nur äufserst geringen Massen erforderlich ist, so dafs aus diesem Grunde die zweite Ausführungsart sich ganz besonders für hohe Umdrehungszahlen eignet, abgesehen von den Vortheilen, die sich sonst noch mit der Trennung der Ventilringe verbinden, von denen z. B. die Auswechselbarkeit der einzelnen Ringe und ihre Unabhängigkeit von einander bei irgend welcher Störung an einem derselben sehr wichtig sind.

Claims

Patent-Ansprüche :

1. Ein selbstthätiges Pumpenventil, welches durch eine spannungslose schwache und eine vorgespannte kräftige Feder derart belastet ist, dafs die beim Ventilschlufs spannungslose schwache Feder eine leichte Eröffnung gestattet, worauf sie, bis auf die Spannung der vorgespannten Feder gebracht, diese zur Mitwirkung bringt, während beim Schliefsen zunächst die vorgespannte Feder das Ventil bis auf eine ganz kurze Strecke an den Sitz herandrückt, alsdann ausgeschaltet wird, worauf die schwache Feder den Rest des Schliefsens und das leichte Aufsetzen, des Ventiles bewirkt.

2. Eine Ausführungsform der in Anspruch 1 genannten Vorrichtung, bestehend aus einer auf dem Ventilkörper ruhenden schwachen Feder (N) und einem durch eine zweite

vorgespannte kräftige Feder (H) belasteten Ring (BJ, welcher, bevor das Ventil seinen Sitz erreicht, gegen einen festen Ansatz (c) trifft.

Eine Ausführungsform der in Anspruch ι genannten Vorrichtung, bei welcher die spannungslosen Federn '(N¹ N'² N³) anstatt auf einen ganzen Ventilkörper auf einzelne lose Ventilringe wirken, derart, dafs im Augenblicke des Ventilschlusses diese Federn spannungslos sind, wobei die zur Aufnahme der spannungslosen Federn mit U - förmigen Rillen versehenen und mit vorgespannten Federn (HH¹) belasteten Ringe (B und B¹), bevor das Ventil den Sitz erreicht, sich auf feste Anschläge (v und v^l) auflegen.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.