DE271184C

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Publication number: DE271184C
Application number: DENDAT271184D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

ΛΙ 271184 -KLASSE 59e. GRUPPE

GIULIO SILVESTRI und ANTON FINDENIGG

in WIEN.

Gegenstand dieser Erfindung ist ein Verfahren, um die Fördermenge einer Umlaufspumpe zwischen einem durch deren Fassungsraum gegebenen Höchstwert und Null beliebig stetig verändern zu können, wobei nach Maßgabe der Abnahme der Fördermenge auch ein Entlasten der die Pumpe antreibenden Kraftmaschine eintritt.

Das Verfahren setzt die Mitverwendung

ίο einer gleichfalls Erfindungsgegenstand bildenden umlaufenden Verteilungsvorrichtung, eines selbsttätigen Absperrorgan es (Rückschlagventiles) und eines Sammlers voraus, welche der Pumpe zugeordnet, werden und wobei die Verteilungseinrichtung in entsprechendem Verhältnis zur Pumpe angetrieben wird.

Das Verfahren zur Regelung der Fördermenge von Umlaufspumpen kennzeichnet sich dadurch, daß durch zeitweises Kurzschließen der Druckleitung mit der Saugleitung der Pumpe während jeder Umdrehung des bewegten Pumpenteiles die Pumpe nur zeitweise Teilmengen des gelieferten Fördermittels gleichmäßig in die Förderleitung und einen mit dieser in Verbindung stehenden Sammler entsendet, wobei die im Sammler aufgespeicherte Teilmenge dann in die Verbrauchsleitung abströmen kann, wenn letztere nicht in Verbindung mit der Pumpe steht. Der Sammler wirkt hierbei nur als Windkessel, um die stoßweise gelieferten Flüssigkeitsmengen zu einem ununterbrochenen Strahle zu vereinigen. Da? zeitweise Kurzschließen der Pumpe bewirkt ein Entlasten der die Pumpe treibenden Antriebsmaschine, die folglich nur nach Maßgabe der. zu liefernden Flüssigkeitsmenge Kraft auf die Pumpe überträgt.

Es ist bei Umlaufspumpen mit stufenweiser Einstellung der Fördermenge bereits bekannt, einzelne der vorhandenen Arbeitskanäle der Pumpe kurzzuschließen, wenn nur eine geringere Förderleistung gewünscht wird.

Bei diesen Einrichtungen bleiben aber der oder die jeweils kurzgeschlossenen Arbeitskanäle dauernd so lange außer Wirkung, als *5 die verminderte, Förderleistung gewünscht wird, während im vorliegenden Falle nicht ein dauerndes, sondern ein ein- oder mehrmaliges Abschließen und Öffnen des Arbeitskanales während einer einzigen Umdrehung der Pumpenkolbentrornmel bezweckt ist., Da dieses Eröffnen und Schließen sich während einer Umdrehung beliebig oft bzw. auf eine beliebig längere oder kürzere Zeitdauer wiederholen kann, ist es möglich, die Förderung der Pumpe stetig in zu- oder abnehmendem Sinne zu beeinflussen, während die bekannten Einrichtungen nur bestimmte, durch die Anzahl der verwendeten Arbeitskanäle bedingte Fördermengen zu liefern ermöglichen.

Die zur Durchführung des geschilderten Verfahrens erforderliche Einrichtung besteht außer einem in die Druckleitung eingebauten Sammler S von üblicher Bauart und einem vor letzteren in die Druckleitung geschalteten Rückschlagventil y noch aus einem Verteiler V₁

(2. Attßage, ausgegeben am 30. Mär\ igi4-J

der in eine die Druckleitung mit der Saugleitung verbindende Kurzschlußleitung K eingebaut ist, wobei ein den umlaufenden Teil f umschließender Mantel die Zeitdauer der Abgäbe von Fördermittel aus der Pumpe bestimmt.

Auf den Zeichnungen ist in Fig. ι und 2 die zur Durchführung des geschilderten Verfahrens geeignete Einrichtung schematisch in zwei Arbeitsstellungen veranschaulicht; Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach der Längsachse durch den Verteiler, Fig. 4 einen Querschnitt hierzu, während die Fig. 5 und 6 ein Einzelteil des letzteren in Sonderdarstellung veranschaulichen.

Es sei gleich hier vorausgeschickt, daß der Verteiler vorteilhaft als zu einer senkrecht zu seiner Drehungsachse gelegten Mittelebene symmetrischer doppelkegelförmiger Hohlkörper ausgeführt wird, damit eine vollkommene Entlastung desselben und seines Mantels trotz der auftretenden hohen Drücke möglich ist. Die zum gleichen Zwecke erforderliche Entlastung des beweglichen Mantelteiles desselben im Sinne der Umdrehungsrichtung wird später erläutert.

In einem nach der zur Drehungsachse senkrechten Mittelebene quergeteilten Gehäuse a sind die ringförmigen Kanäle b und die an den Stirnseiten vorgesehenen Verteilungskammern c angeordnet; erstere besitzen die Anschlußkanäle d, letztere die Anschlußkanäle e, die — je nach der Umlaufsrichtung — zur Zu- und Ableitung des Arbeitsmittels (Fördermittels) dienen.

Die Arbeitskanäle b münden an diametralen Stellen durch Schlitze i (im dargestellten Falle 4) in die Bohrung des Gehäuses α aus, während die Kammern c unmittelbar an die Enden der Bohrung anschließen.

In Achsenrichtung des Gehäuses ist der als hohler Doppelkegel ausgeführte und umlaufende Teil f gelagert, der in entsprechendem Verhältnis zur Umlaufszahl der von ihm zu beeinflussenden Pumpe in ununterbrochene Umdrehung versetzt wird; er setzt sich zu diesem Zwecke an den Stirnenden in Wellenstücke g fort, die durch Stopfbüchsen h nach außen geführt sind, und von welchen die eine (oder auch beide) die Antriebsvorrichtung (Riemen- oder Reibscheibe) o. dgl. trägt.

Der umlaufende Teil f wird vorteilhaft, um die Innenbearbeitung zu erleichtern, aus zwei durch eine Muffe f¹ o. dgl. verbundenen Teilen hergestellt.

Im Teil f sind schlitzartige Durchbrechun-. gen k angeordnet, welche an den Schlitzen i sich vorbeibewegen. Auch in den Stirnseiten des Teiles f sind Durchbrechungen m vorgesehen, durch welche dessen Hohlräume dauernd mit den Kammern c in Verbindung stehen. Der Durchgang von Arbeitsmittel findet somit immer dann statt, wenn die Schlitze k und t in Verbindung stehen.

Zwischen dem Teil f und dem Gehäuse a ist ein Mantel angeordnet, welcher Durchbrechungen besitzt, deren Größe die Zeitdauer bestimmt, während welcher die Schlitze k mit den Schlitzen i in Verbindung stehen. Um diese Größe, d. h. die (in Richtung des Umfanges genommen) Länge der Durchbrechungen veränderlich zu machen, ist der Mantel aus zwei Teilen η und 0 zusammengesetzt, die mit einander zugewendeten zahnar'tigen Lappen r und s ineinandergreifen, so daß in den beiden Endstellungen der Teile, bei welchen je zwei einander zugewendete Zahnflanken dicht anein anderliegen, der Mantel nur so viele Durchbrechungen q aufweist, als Gehäuseschlitze i vorhanden sind, während in jeder Zwischenstellung der beiden Teile doppelt so viele Durchbrechungen q und q¹ entstehen, von denen aber die Hälfte q¹ durch volle Gehäusewandteile gedeckt ist, also unwirksam bleibt.

Einer der beiden Mantelteile η wird ein für allemal im Gehäuse α festgestellt und bestimmt mit der einen Kante seiner Flanken den Zeitpunkt der Eröffnung des Auslasses von Flüssigkeit. Der andere Mantelteil 0 ist drehbar, und zwar sind vorteilhaft die beiden Mantelteile 0 zu einem einheitlichen Körper vereinigt, _go der durch einen durch einen Schlitz t im Gehäuse reichenden Hebel u bewegt wird.

Die Breite der Lappen r und s ist so bemessen, daß sie bei dichtem Aneinanderliegen der Lappen Durchbrechungen q freilegen, die so lang (in Umlaufsrichtung genommen) sind, daß beim Umlauf des Teiles f niemals eine Unterbrechung des Durchflusses, des Arbeitsmittels stattfindet. Dies ist aber nur dann erreichbar, wenn die Zahl der Durchlaßschlitze k, wie gezeichnet, entsprechend größer ist als die Anzahl der Gehäuseschlitze, damit bereits der folgende Schlitz k mit der Manteldurchbrechung q zusammenfällt, bevor der vorangehende Schlitz k dieselbe Manteldurchbrechung q verläßt; bei dieser Stellung der Mantelteile 0 der Vorrichtung liefert die Pumpe keine Flüssigkeit in die Förderleitung, wie dies später erläutert ist.

Während der umlaufende Verteilerkörper dadurch, daß er ein einheitliches Stück bildet, in bezug auf die in der Umdrehungsrichtung wirkenden Kräfte (Drücke) vollkommen entlastet ist, ist dies mit dem beweglichen Mantelteil 0 nicht der Fall; derselbe unterliegt vielmehr einem in der Umfangsrichtung wirkenden Drucke, welcher den Mantelteil 0 in die der kleinsten Eröffnung des Einlaßschlitzes q entsprechende Endlage rückzuführen strebt. Da aber diese Drücke ganz erhebliche Werte annehmen können, muß, um überhaupt ein Verstellen dieses Mantelteiles

mit der Hand möglich zu machen derselbe vollkommen in. bezug auf diese Drehmomente entlastet werden.

Dies wird erreicht, indem man im Mantel ο zusätzliche Aussparungen w anordnet, deren Druckflächen in bezug auf diejenigen der Durchlaßschlitze q so bemessen sind, daß-die Drehmomente sich gegenseitig aufheben; die Länge dieser Aussparungen ist gleich derjenigen der größtmöglichen Länge des Einlaßschlitzes q + Lappenlänge s.

In diese Aussparung greift ein feststehendes Ansatzstück x, dessen Länge gleich ist der Länge des Lappens s des verstellbaren Teiles o, wobei als die Länge die Abmessung in der Umfangsrichtung verstanden ist. Bei Verstellung des Mantelteiles 0 werden somit die Durchbrechungen w — deren Anzahl· gleich ist der Zahl der Durchbrechungen q — ebenfalls wie letztere durch das Ansatzstück χ in zwei Räume w und w¹ zerlegt; diese Räume stehen je mit den Kammern q q¹, in denen sich der Druck in entgegengesetzter Richtung äußert, in Verbindung (siehe die punktiert gezeichneten Kanäle), so daß der Mantelteil 0 vollkommen entlastet ist und somit ohne erheblichen Kraftaufwand verstellt werden kann.

Diese Vorrichtung V wird, wie bereits erwähnt, in der aus Fig. 1 und 2 ersichtlichen Weise in eine die Druckleitung D der Pumpe mit deren Saugleitung verbindende Kurzschlußleitung K geschaltet; der Sammler S steht mit dem hinter der Abzweigung der Kurzschlußleitung gelegenen Teile der Druckleitung in Verbindung und wirkt als gewöhnlicher Windkessel.· Das hinter der Abzweigung der Kurzschlußleitung K in die Druckleitung eingebaute Rückschlagventil y schließt nur dann, j wenn der umlaufende Teil f den Durchlaß von Fördermittel in die Kurzschlußleitung gestattet, öffnet jedoch, wenn die Pumpe normal in die Förderleitung D liefert. Sind die Schlitze im umlaufenden Teil f durch volle Wandteile des Mantels n-o gedeckt, so strömt die gesamte von der Pumpe gelieferte Flüssigkeitsmenge über das Rückschlagventil y in die Druckleitung D.

Öffnet der umlaufende Teil f den Durchlaß in der Kurzschlußleitung K, so, wird, da aus der Druckleitung D auf das Ventil y ein Gegendruck wirkt, die von der Pumpe gelieferte Flüssigkeitsmenge durch die Leitung K in die Saugleitung zurückgefördert. Der Arbeitskanal der Pumpe ist also kurzgeschlossen, und da die Pumpe keinen Arbeitswiderstand hat, ist die antreibende Kraftmaschine somit während jener Zeitabschnitte vollkommen unbelastet. In denselben Zeitabschnitten kommt aber die im Sammler S aufgespeicherte Flüssigkeitsmenge in die Förderleitung zum Ablauf, die somit die Flüssigkeit in ununterbrochenem Strahle abgibt. Die Pumpe entwickelt dann ihre größte Förderleistung, wenn der Mantel 0 des Verteilers in der Schließstellung sich befindet, letzterer also außer Tätigkeit ist und der umlaufende Teil f leer mitläuft (er kann in diesem Fall auch abgestellt werden).

Jede Verstellung des Mantels 0 im Sinne einer Vergrößerung der Durchlaßschlitze q, i bedingt ein periodisches Rückströmen einer Teilmenge an geförderter Flüssigkeit in die Saugleitung, und in die Förderleitung gelangt somit nur jene Menge, welche zur Ergänzung der rückströmendea Teilmenge auf die Gesamtfördermenge erforderlich ist. Je weiter die Durchlaßschlitze im Mantel 0 geöffnet werden, desto geringer wird die in die Förderleitung getriebene Flüssigkeitsmenge, und dieselbe erreicht den Wert Null, wenn der Mantelteil 0 auf größte Eröffnung der Schlitze q eingestellt wird. ■

Ordnet man z. B. einer Flüssigkeitsumlaufskraftmaschine, welche durch das von der Pumpe gelieferte Treibmittel betrieben wird, ebenfalls eine in Abhängigkeit von dieser angetriebene Verteilungseinrichtung vorliegender Art zu, welche es ermöglicht, die Umdrehungsgeschwindigkeit der Kraftmaschine zwischen einem durch das Volumenverhältnis zwischen Pumpe und Kraftmaschine gegebenen Mindestwert und einem theoretisch unbegrenzten Höchstwert stetig zu verändern, so ist durch die vereinigte Anwendung dieser beiden Einrichtungen ein Mittel an die Hand gegeben, die Geschwindigkeit einer Umlaufsmaschine zwischen Null und einem nur praktisch begrenzten Höchstwerte auf jede beliebige Größe und unter Vermeidung aller Stöße einstellen zu können.

Ein besonderer Vorteil dieser letzteren Anordnung liegt auch darin, daß bei einer begrenzten Leistung der die Pumpe antreibenden Kraftmaschine der Druck in der Pumpe in demselben Maße gesteigert werden kann, als .die Menge an geförderter Flüssigkeit sich verringert, theoretisch also unbegrenzt.

Claims

Patent-An sprüche:

i. Verfahren zur Veränderung der Fordermenge von Umlaufspumpen von einem Höchstwert herab bis auf Null unter Aufrechterhaltung eines ununterbrochenenStrahles und unter gleichzeitiger entsprechender Entlastung der die Pumpe betreibenden Kraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß durch zeitweises Kurzschließen der Förderleitung mit der Saugleitung während jeder einzelnen Umdrehung des bewegten Teiles der Pumpe diese nur die die Ergänzung auf die gesamte Fördermenge bildende Teilmenge an geförderter Flüssig-

keit in die Förderleitung und einen mit dieser verbundenen Sammler entsendet, welcher letztere die in ihm aufgespeicherte Flüssigkeitsmenge in jenen Zeitabschnitten in die Förderleitung abgeben kann, in denen von der Pumpe selbst keine Flüssigkeit in die Förderleitung geliefert wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in eine die Druckleitung der Pumpe mit ihrer Saugleitung verbindende Kurzschlußleitung (K) ein in entsprechendem Verhältnis zur Pumpe umlaufender Verteiler (V) und hinter der Abzweigung der Kurzschlußleitung ein Rückschlagventil (Y) in die mit einem Sammler ausgestattete Förderleitung eingebaut ist..
3. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler aus einem umlaufenden Hohlkörper (f) besteht, der von einem Mantel umschlossen ist, der aus zwei mit zahnartigen Lappen und Ausschnitten wechselweise in Eingriff stehenden Teilen (n 0) gebildet ist, von welchen der eine feststehend ist und den Zeitpunkt der Eröffnung des Durchflusses für das Fördermittel aus dem Verteilerkörper (f) in die Kanäle (%) des den Mantel umschließenden Gehäuses, der andere verdreh- und einstellbare Teil dagegen die Zeitdauer dieses Durchflusses bestimmt.
4. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil (0) des Mantels Aussparungen (w) besitzt, die in ihrer Länge der größtmöglichen Länge der Durchtrittsöffnungen (q) -f- Lappenlänge (s) entsprechen, und in welche je ein feststehendes Ansatzstück (x) greift, das die Aussparungen in zwei Räume teilt, die zwecks Druckausgleich mit den entsprechenden Räumen der Durchlaßöffnungen in Verbindung stehen.
5. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Teil (f) und sein Mantel (n-o) als doppelkegelförmige, zur gemeinsamen, senkrecht zur Drehüngsachse liegenden Basisfläche symmetrische Hohlkörper ausgeführt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.