DE93014C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMTX^

PATENTSCHRIFT

KLASSE 59: Pumpen.

RUDOLF BERGMANS in BRESLAU. Verbundpumpe für Flüssigkeiten.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 25. November 1896 ab.

Bei den raschgehenden Kolben - oder Plungerpumpen für Flüssigkeiten treten beim Beginn der Druckperiode infolge des plötzlichen Druckwechsels derartige Stöfse in der Pumpe auf, dafs die Gangtheile gefährdet werden und auch die Ventile sehr stark schlagen.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Pumpensystem, durch welches diese Stöfse beseitigt werden.

Das neue Pumpensystem ist dadurch gekennzeichnet, dafs zwei Pumpen mit gleichzeitig saugend bezw. drückend wirkenden Plungerkolben angeordnet und so mit einander verbunden sind, dafs das Druckventil derjenigen Pumpe, deren Kolben aus dem Saugwindkessel saugt, die beiden Pumpenkammern von einander trennt, die Pumpenkammern der zweiten Pumpe somit genau genommen von einem Theil der Druckleitung der ersten Pumpe gebildet wird und das Druckventil der ersten Pumpe also gleichzeitig das Saugventil der zweiten Pumpe darstellt. Nun ist aber die Kammer der zweiten, ebenfalls mit einem Druckventil versehenen Pumpe noch mit einer Lufthaube ausgestattet, was die Wirkung hat, dafs während der Saugperiode beider Pumpen nicht ein Oeffnen sondern nur eine Entlastung des bis dahin unter dem Druck der in der Steigleitung vorhandenen Flüssigkeitsstände stehenden Druckventils der ersten Pumpe herbeigeführt wird, indem hierbei nur eine Expansion der in der Lufthaube vorhandenen Luftmenge, deren Spannung bei Beginn der Saugperiode ebenfalls der vorgenannten Druckhöhe gleich ist, eintritt.

Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen mehrere Ausführungsformen einer derartigen Verbundpumpe.

Bei der in Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Ausführungsform ist V_s das Saugventil, V4 das Druckventil der die Flüssigkeit aus dem Saugwindkessel 5 saugenden Pumpe A A mit Plunger P. Der oberhalb des Druckventils Vj befindliche Theil h der Druckleitung ist durch ein zweites Druckventil Vd¹ gegen das eigentliche Steigrohr d abgesperrt und als Kammer einer zweiten Pumpe B B mit Plunger ρ ausgebildet. Diese zweite Pumpenkammer ist oberhalb des Druckventils Vj der ersten Pumpe mit einer Lufthaube / ausgestattet, deren Volumen »>, wie aus Fig..i ersichtlich, durch Ein- oder Ausschrauben der Haube / in den Untertheil k verkleinert oder vergröfsert werden kann.

Der Plunger P der Pumpe A A ist vermittelst der Stangen s s und der Traversen tt mit dem Plunger ρ der Pumpe B B starr verbunden und bewegen sich somit diese Plunger in gleicher Richtung (Fig. 3).

Oberhalb des Druckventils V4¹ der Pumpe B B befindet sich der Druckwindkessel W für die Steigleitung d.

Während der Saugperiode, wenn der Plunger P die Flüssigkeit -^j aus dem Saugwindkessel S saugt, vergröfsert der Plunger ρ der Pumpe B B den Raum zwischen den Druckventilen Vd und Fa;¹. Die in der Lufthaube / vorhandene Luftmenge, deren Spannung beim Beginn der Saugperiode gleich der Druckhöhe ist, expandirt, und es kann bis zur Vollendung

der Saugperiode die Spannung der Luft bis auf die Spannung der Saughöhe herabgemindert werden.

Beim Beginn der Druckperiode ist also nicht nur der in der Pumpe A A, sondern auch der in dem Raum zwischen den beiden Druckventilen Vfi und V/ herrschende Druck ein geringer, und es tritt daher jetzt zunächst wieder ein Comprimiren der Luftmenge in der Haube / ein, bis die Spannung derselben gleich der Druckhöhe ist. Erst dann öffnet sich das Druckventil Vj¹ und die von dem Plunger P der Pumpe AA verdrängte Flüssigkeit tritt nunmehr in den Windkessel W ein und von dort in die Steigleitung d.

Es ist für den Pumpenbetrieb von Vortheil, die Expansion der Luft in der Haube / so weit zu führen, dafs kurz vor Beendigung der Saugperiode die Endspannung gleich ist oder kleiner als der atmosphärische Druck, was durch Anordnung eines Luftsaugventils ν (Fig. i) leicht erreicht werden kann. In diesem Falle wird der Plunger ρ durch das Luftsaugventil ν atmosphärische Luft ansaugen und wird somit die Lufthaube Z genügend mit Luft gefüllt bleiben. Will man die Endpsannung nicht so weit führen, so mufs zur Erhaltung genügender Luftmenge in der Haube / Luft vermittelst besonderer Luftpumpe zugeführt werden. Die Zuführung von Luft in die Haube / ist nothwendig wegen der durch das Absorbiren und das Mitreifsen hervorrufenen Verluste. .

Die Fig. 5 und 6 stellen die Diagramme der Pumpen AA und BB dar, und zwar ist ab c df α (Fig. 5) das Pumpendiagramm der Pumpe A A und g h ij g (Fig. 6) das Pumpendiagramm der Pumpe B B. Die Linie n-n ist die atmosphärische Linie, 0-0 die Nulllinie, h^l die Druckhöhe und h² die Saughöhe.

Die Curve g-h zeigt die Expansion der Luftmenge in der Haube / während der Saugperiode und die gleichen Curven d-f und i-j die Compression derselben während der Druckperiode. In h ist die Spannung der Luft in der Haube Z gleich dem Atmosphärendruck und während des kleinen Plungerweges Z² saugt der Plunger ρ durch das Luftsaugventil ν atmosphärische Luft an.

Die Curven g-h und i-j sind von einander verschieden. Während der Saugperiode bewirkt der Plunger ρ allein das Expandiren der Luft, während der Druckperiode wirken beide Plunger P und ρ auf Compression der Luft in der Haube /, und es steigt somit während der Druckperiode die Spannung derselben rascher, als sie während der Saugperiode sinkt.

Die Plungerwege Z¹ und Z¹ (Fig. 5 und 6), welche die Plunger ρ und P zu durchlaufen haben, bis sich das Druckventil Va¹ ' der Pumpe B B öffnet, können beliebig grofs gewählt werden, und hängt dies von dem Hubvolumenverhältnifs oder, bei gleichen Plungerhüben, von dem Querschnittsverhältnifs derselben ab. Ist mit f der Querschnitt des Plungers ρ und mit F der Querschnitt des Plungers P bezeichnet, so wird der Weg Z¹ gröfser werden, je gröfser das Verhältnifs /: F gewählt wird.

Das Volumen w der Lufthaube / bestimmt sich nun nach dem Hubvolumen des Plungers p. Während des Pumpenbetriebes kann man durch Aenderung des Volumens w der Lufthaube Z nach . Bedarf innerhalb gewisser Grenzen die Plungerwege I¹I¹ sowie auch Z² ändern. Man erreicht dies durch Ein- oder Ausschrauben der Haube Z in dem Untertheil k. Die Wege Z¹ Z¹ wird man gröfser wählen, je gröfser die Tourenzahl der Pumpe wird, um ein sanftes Erheben des Druckventils F^¹ zu erzielen.

Wie aus den beiden Diagrammen zu ersehen ist, findet beim Hubwechsel, und zwar beim Beginn der Druckperiode kein plötzlicher Druckwechsel mehr statt. Durch die Verbundwirkung der Pumpen A A und B B wachsen die Plungerdrucke ganz allmälig bis zum Maximum, wodurch ein ruhiger Gang der Gangtheile der Pumpe erzielt wird. Aufserdem erzielt man durch diese Art der Pumpenarbeit ein sanftes Erheben der Druckventile. Das Druckventil Vj der Pumpe A A ist beim Beginn der Druckperiode fast oder vollständig entlastet, so dafs ein Abheben des Ventils vom Ventilsitz mit ganz geringem Ueberdruck erfolgt. Das Druckventil V/ der Pumpe B B wird sich ebenfalls leicht und ohne Stofs vom Ventilsitz abheben, da der Ausgleich der am Beginn der Druckperiode verschiedenen Drücke unterhalb und oberhalb des Ventils V/ sich ganz allmälig und unter dem Einflufs der Luftcompression in der Haube Z vollzieht.

Fig. 4 zeigt eine andere constructive Anordnung der Verbundpumpe. Die beiden Plunger P und ρ sind hier in einem Plunger von verschiedenem Durchmesser vereinigt und bildet die Ringfläche F¹ den wirksamen Querschnitt des Plungers p. Ferner ist das Druckventil Vd¹ unmittelbar oberhalb des Druckventils F^ und die Lufthaube Z über der eigentlichen Pumpenkammer B B angeordnet.

Fig. 7> zeigt schematisch eine Anordnung der Verbundpumpe, ähnlich wie Fig. 4; jedoch ist hier die .Lufthaube Z auf dem Verbindungsrohr h aufgestellt.

Fig. 8 ist eine ähnliche Anordnung wie Fig. ι , jedoch mit vereinten Plungern von verschiedenen Durchmessern.

Fig. 9 stellt eine Anordnung der Verbundpumpe dar, bei welcher die Pumpe B B neben der Pumpe A A aufgestellt ist. Die Bewegung der Plunger ist hier ebenfalls gleichgerichtet.

Fig. ίο zeigt eine Anordnung, bei welcher zwei Pumpen B B neben der Pumpe A A aufgestellt sind und diese Pumpen vermittelst der Stutzen u u mit einander verbunden sind.

Es lassen sich noch mehrere Anordnungen der Verbundpumpen herstellen, z. B. auch als Zwillingspumpen, als doppeltwirkende Plunger- oder Kolbenpumpen u. dergl. An der Wirkungsweise der Pumpen wird bei diesen verschiedenen Anordnungen nichts geändert.

Statt der in den Beispielen gezeichneten Tellerventile können auch Etagenventile, Ringventile oder Gruppenventile Anwendung finden

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche: .

   i. Verbundpumpe für Flüssigkeiten, bestehend aus zwei durch das Druckventil (Vd) der die Flüssigkeit aus dem Saugwindkessel (S) saugenden Hauptpumpe (A A) getrennten Pumpenrä'umen mit gleichzeitig saugend oder drückend wirkenden Kolben (P und p) und einer Lufthaube (I) auf dem zur Nebenpumpe (B B) gehörenden Pumpenraum (h), derart, dafs während der gemeinsamen Saugperiode durch die Saugwirkung der Nebenpumpe (B B) eine Expansion und dementsprechende Druckminderung der zu Beginn des Saugens gemäfs der Druckhöhe gespannten Luft und gleichzeitig eine Entlastung des Druckventils (Vd) der Hauptpumpe herbeigeführt und während der Druckperiode durch die Wirkung beider Kolben der auf denselben lastende Druck ganz allmä'lig ■—' und zwar zunächst unter Compression der Luft in der Haube (I) — bis zum Maximum (dem der Druckhöhe entsprechenden Druck) gesteigert und so ~ ein stofsfreier Gang der Gangtheile und stofsfreies Spiel der Ventile erzielt werden.
2. 2. Eine Ausführungsform der durch Anspruch ι gekennzeichneten Verbundpumpe für Flüssigkeiten, bei welcher zum Zwecke der Anpassung der abwechselnd der Expansion und Compression unterworfenen Luftmenge an das Hubvolumen des die Expansion bewirkenden Kolbens (p) die Lufthaube (I) nach Bedarf vergröfsert bezw. verkleinert und durch Anordnung eines Luftsaugventils (v) die Endspannung in der Saugperiode geregelt und der durch Absorbiren und Mitreifsen entstehende Luftverlust ersetzt werden kann.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.