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Pumpe mit hydraulischem Antrieb. Die Erfindung, um die es sich in
vorliegendem Falle handelt, betrifft hydraulische Pumpenantriebsvorrichtungen, bei
welchen eine in Bodenhöhe aufgestellte Druckpumpe durch Vermittlung von sich in
Zylindern verschiebenden Tauchkolben die Energie auf Arbeitskolben einer Saugpumpe
überträgt, wobei die Zylinder der Druckpumpe und der Saugpumpe durch Röhrenleitung
miteinander verbunden sind, in denen das Wasser (oder
eine andere
Flüssigkeit) unter hohem Druck eine hin und her gehende Bewegung erhält.
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Die Erfindung hat eine diese Art von hydraulischem Antrieb vervollkommnende
Einrichtung zum Gegenstand, mit dem Zweck, eine automatische Sicherung des gleichmäßigen
Zusammenarbeitens des Tauchkolbens mit dem Arbeitskolben zu erzielen.
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Diese Vervollkommnung ist im wesentlichen durch die Art der Arbeitskolben
bedingt, die an ihrem äußeren Ende eine Kammer besitzen, welche von Löchern durchbohrt
sind, die auf einem zur Achse der Kolben senkrecht stehenden Kreise und in einem
Abstande von dem Ende der Kolben angeordnet sind, welcher mindestens gleich ist
der Länge der Abdichtungsgarnitur, in welcher sich die Kolben verschieben, derart,
daß bei Unregelmäßigkeiten in den zurückgelegten Kolbenwegen die Löcher an der Garnitur
vorbeigehen und so dem Wasser, das sich etwa in der Hochdruckleitung im überschuß
befindet, einen Abiluß in die N'iederdruckleitung ermöglichen.
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Die Erfindung ist durch beiliegende Zeichnung in einer beispielsweisen
Ausführungsform durch die Abb. r, 2, 3 und 4. dargestellt, von welchen zeigen: Abb.
r eine schematische Ansicht der Gesamtanlage unter Höhenschnitt einzelner Teile,
Abb. 2 eine vergrößerte Sonderansicht der Befestigung eines Kolbens auf der Achse,
Abb. 3 eine schematische Gesamtansicht einer anderen Ausführungsart, verwendbar
für Pumpenbetrieb mit Doppelwirkung, wagerecht oder senkrecht, und Abb. q. eine
wagerechte Anordnung einer Pumpe mit Doppelwirkung im Längsschnitt.
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Wie ersichtlich, umfaßt die Anlage eine in Bodenhöhe aufgestellte
Druckpumpe, die in dem durch Abb. r dargestellten Beispiel einen Tauchkolben a aufweist,
welcher sich in einem Zylinder b in hin und her gehender Bewegung verschiebt, die
von der Motorwelle mit Kurbelantrieb c bewirkt wird. Dieser Kolben steht nach unten
unter dem Druck einer Feder d, die sich auf den Rahmen der Druckpumpe stützt.
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Diese Druckpumpe ist durch ein Rohre mit dem Arbeitszylinder (Empfänger)
g der Saugpumpe verbunden, der in einem Untergrund, etwa auf Höhe des Unterwasserspiegels
der zu hebenden Flüssigkeit aufgestellt, den Tauchkolben f enthält, der durch eine
Federung t oder durch eine Federgruppe zurückgezogen wird. Beide Zylinder b und
g und das Rohr e sind mit Wasser gefüllt.
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Die beiden Kolben a und f werden auf ihrer Kolbenstangea mittels einer
Mutter v festgehalten. Die zur Aufnahme der Mutter v dienende Aushöhlung im Kolben/
ist mit Löchern s versehen, welche ein Entweichen der Luft während der Füllung des
Apparates ermöglichen.
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Außerdem ist an irgendeiner Stelle des Rohres e ein mit einer Rückzugfeder
versehenes Rückschlagventil h angeordnet, das sich in das Rohre hinein öffnet und
sodann die Anlage mit dem Rohr g verbindet, welche entweder unter beliebigem Druck
steht oder, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, an einen Wasserfüllbehälter
Y angeschlossen werden kann.
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Die Einrichtung wirkt auf folgende Weise: Angenommen, der Kolben a
geht unter Einwirkung der Antriebswelle c und, unterstützt durch die Feder d, herab,
so nimmt das Volumen unter ihm ab. Da das Wasser nicht zusammendrückbar ist, so
muß das Volumen unter dem Kolben f im selben Maße zunehmen, und der letztere wird
daher unter Zusammendrücken der Feder t gehoben samt dem mit ihm verbundenen Kolben
h. Ventil tt schließt sich, die Ventile m und o werden dagegen geöffnet,
und das zu hebende Wasser wird durch die Röhre j angesaugt und in das Rohr L abgedrückt.
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Geht der Kolben a wieder hoch, nimmt das Volumen unter ihm zu, was
- der Federt ermöglicht, den Kolben f wieder herabzudrükken, unter Zurückdrängung
einer entsprechenden Wassermenge, und der mit ihm gemeinsame Kolben lt läßt während
dieser Bewegung das zu hebende Wasser vom unteren Raum durch seine Öffnung
h bei geöffnetem Ventil it derselben hindurch über sich nach oben fließen,
während die Ventile m und o geschlossen sind. Während dieser Bewegung wird der Arbeitsdruck
zur Pressung der Feder d benutzt.
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Falls infolge Leckens durch undichte Stellen die in der Anlage enthaltene
Wassermenge ungenügend wird, dann gelangt der Kolben f unter Einwirkung
der -Federung t vor dem Kolben a an das Hubende, wodurch der Druck plötzlich
fällt, das Ventil p sich öffnet und Wasser aus der Druckleitung oder aus dem Behälter
r das fehlende Wasser wieder ersetzt.
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Gemäß der Erfindung ist der Kolben/ hohl und besitzt an seinem äußersten
Ende eine Kammer, die mit Löchern versehen ist, welche längs eines zur Kolbenachse
senkrechten Kreises eingebohrt sind (Abb. 2) und von dem Kolbenende in einem solchen
Abstand angeordnet sind, daß, wenn dieser Kolben unter der Wirkung eines übermäßigen
Druckes den ihm vorgeschriebenen Weg überschreitet, auch die Löcher s das Stück
der Kolbenführung überschreiten und die Zylinder g und i miteinander in Verbindung
bringen, indem sie hierbei das Wasser in den letzteren abfließen lassen, welches
sich in der Hochdruckleitung
im überfluß sammelte, um so den Synchronismus
der Verschiebung der Kolben a und f zu sichern.
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In dieser Ausführungsform der Einrichtung nach der Erfindung besteht
der Kolben aus einem zylindrischen Hohlkörper, der auf seiner Stange ta durch eine
im Innern der Kammer des Kolbens untergebrachte Schraube v befestigt wird.
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Man könnte auch zwei auf dem gleichen Prinzip beruhende und gekuppelte
Anordnungen anwenden. In diesem Falle würde dann die Druckpumpe und die Saugpumpe
je zwei Zylinder und zwei Kolben erhalten, wobei die Kolben/,/' der Saugpumpe beiderseits
vom Pumpenkolben anzubringen wären und die Zylinder b, b1 der Druckpumpe durch ein
Rohr e, e1 mit den zugehörigen Saugpumpenzylindern g, g1 gemäß Abb. 3 entsprechend
verbunden würden.
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In dieser Ausführungsform mit Doppelwirkung (Abb.3) bilden die beiden
Tauchkolben f, f' einen Körper zusammen mit dem im Zylinder i sich bewegenden
Pumpenkolben (Abb.4), der aus zwei zwischen zwei zusammengeschraubten Metall-Schalenplatten
33 eingepreßten Lederschalen 5 und 6 hergestellt wird, welche zusammen an einer
festen Ringwulst 34 der Tauchkolbenstange f, t1 befestigt werden. Jeder der beiden
Zylinderböden ist mit Öffnungen 35 und 36 versehen, die einander diametral gegenüberstehen
und in Kammern 37 und 38 münden, die mit diesen Böden vereint sich an -sie anschließen
und zwei Saug- und zwei Druckkammern bilden. Die zwei Kammern 37 sind mittels je
eines Krümmerrohrstutzens 40 und 41 und eines diese beiden untereinander und mit
der Saugleitung 39 vereinigenden T-Rohres 42 mit dieser Leitung verbunden, und die
beiden Kammern 38 sind in gleicher Weise mittels der Krümmer 44 und 45 sowie des
Verbindungsrohres 46 an die Druckleitung 43 angeschlossen. Hierbei werden diese
den Saug- und Druckkammern angepaßten Ableitungsröhrstutzen auf- denselben zweckmäßig
mittels darin eingeschraubten und beide Teile durchdringenden Stehbolzen 48 bzw.
den auf sie aufgesetzten Muttern 47 befestigt, wobei zwischen die Kammern und Rohrstutzen
Trennungsscheiben 49 eingeschaltet sind, die von den Schraubenbolzen mitdurchdrungen
und festgepreßt werden und die, mit öffnungen 5o versehen, Sitze für Saugklappen
51 bzw. Druckklappen 52 bilden, welche durch Baraufgebrachte, an den Schraubenbolzen
48 gehaltene- und von den Klappenscheiben und den Kammer- oder Rohrwandungen begrenzte
Federn 53 auf ihren Scheibensitz 49 gepreßt werden.
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Die Einrichtung bestimmt somit im Zusammenhang mit dem vorher Gesagten,
daß die dem Tauchkolben a, a1 gegebene Wechselbewegung eine Wechselbewegung von
gleichem Rhythmus der Stangenkolben f,11 und des Pumpenkolbens verursacht, der,
sich im Zylinder i bewegend, abwechselnd auf jeder Stirnseite desselben ansaugt,
während er auf der entgegengesetzten Seite fördert, so daß also die Doppelpumpe
unter denselben Bedingungen wie die oben beschriebenen angetrieben wird.
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Um zu verhüten, daß die Tauchkolben/J1 unter etwaiger Einwirkung eines
zu großen oder zu lange wirkenden Druckes ihren bestimmten Hub überschreiten, sind
dieselben an ihren Enden je mit einer oder mehreren Aushöhlungen und am Umfange
mit kleinen in die Aushöhlungen mündenden Löchern 61 von solcher Anordnung versehen,
daß, sobald sie die Kolbendichtung nach außen überschreiten, das Hochdruckwasser
in die Niederdruckpumpe überfließen kann und der Tauchkolben daher am Ende seines
Normalhubes angehalten wird.
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Bei der Antriebsvorrichtung, um welche es sich im vorliegenden Falle
handelt, können noch manche Einzelheiten geändert bzw. von den Darstellungen noch
abweichend gestaltet werden.