Titel: Neuerungen an Pumpen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1898, Band 307 (S. 217–220)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj307/ar307060

Flüssigkeitshebemaschinen.
Neuerungen an Pumpen.

Mit Abbildungen.

Kolbenpumpen.

Direct wirkende Kolbenpumpen.

Eine direct wirkende, von der J. P. Morris Company in Philadelphia. Pa., nach Angaben von L. d'Auria (vgl. 1895 296 * 145) erbaute Duplex-Dampfpumpe, deren Geschwindigkeit durch eine als Kraftausgleicher wirkende Flüssigkeitssäule geregelt wird, zeigen die Engineering vom 8. October 1897, S. 436, entnommenen Abbildungen (Fig. 1 bis 3). Die Dampfvertheilung erfolgt, wie bei den Pumpen der vorstehenden Art üblich, in der Weise, dass die Kolbenstange der einen Maschine den Schieber der anderen Maschine umsteuert und umgekehrt.

Der Geschwindigkeitsregler besteht für jede Maschine aus einem Tauchkolben (Fig. 3), der auf der gemeinschaftlichen Kolbenstange des Dampf- und Wassercylinders befestigt ist, und sich in einem zwischen den beiden letzteren liegenden Gehäuse bewegt, dessen Enden durch eine Rohrschleife mit einander in Verbindung stehen.

Textabbildung Bd. 307, S. 217

Sobald die Pumpe nach Oeffnen des Dampfeinlassventiles in Gang gebracht ist, kommt mit den Theilen derselben auch die in der Rohrschleife befindliche Flüssigkeit in Bewegung; dieselbe regelt, als Kraftausgleicher wirkend, die Geschwindigkeit des Kolbens derart, dass eine nahezu gleichförmige Bewegung der Maschine, ähnlich wie bei den mit Schwungrädern ausgerüsteten Pumpmaschinen, entsteht. Ein etwaiger Ueberschuss an Energie der bewegten Theile am Ende des Kolbenhubes wird durch den hier zusammengepressten Dampf vernichtet. Um jede Möglichkeit des Zusammentreffens des Dampfkolbens mit den Cylinderdeckeln zu beseitigen, kann der Tauchkolben a mit Ueberströmöffnungen versehen werden.

Damit die Maschine bei einer plötzlichen Druckentlastung der Pumpe – beim Brechen des Druck- oder Saugrohres u.s.w. – schnell zum Stillstande kommt, empfiehlt es sich, den Flüssigkeitsstrom zu drosseln und in eine Art von Katarakt umzuwandeln. Wenn noch zweckmässig die Einrichtung so getroffen wird, dass im Falle eintretender Gefahr gleichzeitig das Dampfeinlassventil zum Schlusse gelangt, bleibt die Maschine sofort stehen, auch wenn die Kolben ihre Endstellungen noch nicht erreicht haben. Derartige Sicherheitsvorrichtungen sind aber nur an sehr grossen Pumpmaschinen anzubringen nöthig. Die Cylinder der Fig. 1 und 2 dargestellten Pumpe haben 152 bezieh. 102 mm Durchmesser für 152 mm Hub. Zur Vertheilung und Expansion des Arbeitsdampfes dienen Flachschieber. Die Rohrschleife bildet im vorliegenden Falle gleichzeitig die Grundplatte der Pumpe; sie ist zu dem Zwecke mit Tragfüssen und entsprechenden Flanschen versehen. Ueber Versuche, welche an einer Verbund-Dampfpumpe mit Condensation der Bauart d'Auria von 254 bezieh. 508 mm Durchmesser der Dampfcylinder, 458 mm Durchmesser der Wassercylinder und 254 mm gemeinschaftlichen Hub angestellt wurden, soll demnächst berichtet werden.

Bei der direct wirkenden, stehenden Dampfpumpe von John Tweedy in Newcastle on Tyne und James Paterson in Walker (vgl. 1895 296 * 121) werden Ein- und Ausströmung des Dampfes in den Arbeitscylinder mittels eines von einer Hilfsmaschine bethätigten Schiebers geregelt. Die Hilfsmaschine wird von einer Kataraktvorrichtung beeinflusst, deren Cylinder so mit dem Pumpencylinder verbunden ist, dass erst, wenn der Kolben des letzteren das Ende seines jeweiligen Hubes erreicht hat, die Umsteuerung des genannten Schiebers durch die Hilfsmaschine erfolgt. Die Maschine besteht, wie Fig. 4 ersichtlich, aus dem Arbeitscylinder a mit Kolben a1, dem Hilfscylinder b mit Kolben b1, einem Hauptschieber a2 für den ersteren und Hilfsschieber b2 für den letzteren, ferner aus dem Pumpencylinder d mit Kolben d1 und dem Kataraktcylinder c mit Kolben c1. Der Arbeitskolben a1 ist mit dem Pumpenkolben d1, der Hilfskolben b1 mit dem Kataraktkolben c1 durch je eine gemeinschaftliche Stange e bezieh. f verbunden.

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Befinden sich die Theile in der auf der Abbildung gezeigten Stellung, so steht der Arbeitskolben a1 still, während Dampf durch den Kanal g unter den Hilfskolben b1 tritt. Der obere Kanal g1 ist mit dem Auslass h verbunden. Der Kolben b1 beginnt jetzt seinen Aufwärtshub, wobei er mittels der an die Kolbenstangen f und e angeschlossenen Hebelverbindung die Schieberstange i mit dem Hauptschieber a2 nach oben bewegt und so umstellt, dass nunmehr Dampf aus dem gemeinschaftlichen Schieberkasten k durch den Kanal l1 in den Arbeitscylinder treten kann. Der untere Cylinderraum ist durch den Kanal l mit dem Auslass h1 verbunden. Der Arbeitskolben beginnt jetzt seinen Abwärtshub, wobei er den Hauptschieber a2 durch die erwähnten Hebelverbindungen mitnimmt und in eine mittlere Stellung bringt. In Folge des todten Ganges zwischen den Schiebern a2 und b2 hat der letztere bereits seine mittlere Stellung überschritten, bevor der Hauptschieber a2 die seinige erreicht hat, so dass der obere Theil des Hilfscylinders b durch den Kanal g1 mit dem Schieberkasten k, der untere Theil durch den Kanal g mit dem Dampfauslass h verbunden ist.

Textabbildung Bd. 307, S. 218

Der nun von oben auf den Hilfskolben b1 wirkende Dampf sucht diesen Kolben nach abwärts zu bewegen. Da sich aber der Pumpenkolben d1 ebenfalls abwärts bewegt, befindet sich die unter demselben stehende Flüssigkeit, z.B. Wasser, unter Druck. Dieser Druck wird mittels eines Verbindungsrohres m von unten her auf den Kataraktkolben c1 übertragen, der dadurch dem Bestreben des Hilfskolbens b1, sich nach abwärts zu bewegen, entgegenwirkt, so dass dieser in seiner Stellung festgehalten wird. Sobald der Pumpenkolben d1 das untere Ende seines Hubes erreicht hat, hört der Ueberdruck im Pumpencylinder und daher auch in dem Kataraktcylinder auf und der nunmehr nach abwärts gehende Hilfskolben bewegt die Schieber b2 und a2 nach unten. Durch die Umstellung der Schieber kommt der untere Theil des Arbeitscylinders durch den Kanal l mit dem Schieberkasten k, der obere Theil durch den Kanal l1 mit der Auslassöffnung h1 in Verbindung. Der hierauf folgende Aufwärtshub des Arbeitskolbens bezieh. des Pumpenkolbens bewirkt einen Arbeitsvorgang der Maschine, der dem soeben beschriebenen ähnlich ist und nur in der umgekehrten Reihenfolge wie vordem verläuft. Die Schieber a2 und b2 können auch in getrennten Schieberkasten untergebracht werden, ferner lässt sich der Hauptschieber a2 aus zwei Theilen herstellen, von denen der grössere mit dem Hilfsschieber aus einem Stück gefertigt ist. Die Pumpe kann mit Verwendung zweier Arbeitscylinder als Verbundpumpe ausgebildet werden.

Eine von der Battle Creek Steam Pump Company in Battle Creek, Michigan (Nordamerika), erbaute direct wirkende Kesselspeisepumpe, System Marsh, mit Umsteuerung durch Dampfwechsel zeigt die Engineering vom 13. December 1895, S. 746, entnommene Abbildung (Fig. 5).

Das Vertheilungsorgan des Dampfcylinders ist als Kolbenschieber mit scheibenförmigen Köpfen an den Enden ausgebildet, die sich in entsprechenden Ausbohrungen des Schieberkastens dampfdicht bewegen. Betrachten wir das rechtsseitige Ende des Schiebers, so ist ersichtlich, dass, wenn auf beiden Seiten des betreffenden Schieberkopfes derselbe Druck herrscht, der Schieber wegen der verschieden grossen Druckflächen sich nach links bewegen wird. Der auf die äussere Fläche jedes Schieberkopfes zur Wirkung kommende, durch entsprechend angeordnete Kanäle aus dem Arbeitscylinder strömende Dampf bewegt den Schieber derart, dass die in der Gleitfläche desselben angeordneten Oeffnungen für die Einströmung frischen Dampfes in den Cylinder freigelegt werden, während der auf die innere Fläche jedes Schieberkopfes ausgeübte Dampfdruck dem Schieber eine solche Bewegung ertheilt, dass die Einströmöffnungen wieder geschlossen werden. Sinkt während der Bewegung des Arbeitskolbens die Dampfspannung im Cylinder unter diejenige, welche im Schieberkasten herrscht, so verringert sich auch die auf die äusseren Flächen der Schieberköpfe ausgeübte Druckkraft und es schliesst der Schieber die Oeffnungen für den einströmenden Dampf. Sobald aber während der Bewegung des Arbeitskolbens der volle Dampfdruck auf die äusseren Flächen der Schieberköpfe wirkt, werden diese Oeffnungen wieder freigelegt.

Textabbildung Bd. 307, S. 218

Der Arbeitskolben besteht aus zwei durch ein Rohr mit einander verbundenen scheibenförmigen Körpern; der zwischen denselben liegende Ringraum ist mit Kesseldampf angefüllt. Wenn sich der Arbeitskolben in Richtung des in Fig. 5 ersichtlichen Pfeiles seiner Endstellung nähert und der betreffende Liderungsring die Oeffnung des vor die äussere Fläche des rechten Schieberkopfes ausmündenden Kanales freigelegt hat, strömt hoch gespannter Dampf |219| aus dem Ringraume zwischen den beiden Kolbenkörpern durch den letzteren, der den Schieber nach links bewegt. Der vordem wirksam gewesene Dampf kann dann ins Freie entweichen und frischer Dampf durch die rechtsseitigen Einströmöffnungen der Schiebergleitfläche in den Cylinder treten. Nach Zurücklegung des zweiten Kolbenhubes kommt der Schieber in seine Fig. 5 dargestellte Rechtslage und es wiederholen sich die Vorgänge in der durch die Pfeilstriche erkennbaren Weise.

Zum Anlassen der Pumpe dienen in Stopfbüchsen der aufgeschraubten Schieberkastendeckel geführte, mit Köpfen versehene Spindeln, die von Hand gegen die Schieberköpfe getrieben werden.

Die Steuerung des Wassercylinders bietet nichts Bemerkenswerthes.

Die von Joseph Evans and Sons in Wolverhampton für die Miike-Kohlengruben in Japan gelieferte direct wirkende Pumpmaschine besteht nach The Engineer vom 6. August 1897, S. 132, aus einer Zwillings-Verbundmaschine mit hinter einander liegenden Cylindern auf jeder Maschinenseite, deren Steuerungsmechanismus so angeordnet ist, dass entweder beide Maschinen für ununterbrochene Wasserförderung nach dem Duplex-Princip zusammen arbeiten, oder erforderlichenfalls nur eine Maschine Arbeit verrichtet, während die andere ausser Betrieb gesetzt werden kann. Für den letzteren Fall lassen sich die Steuerungsmechanismen beider Maschinen durch Handhabung gewisser Abschlussventile in einfacher Weise von einander trennen. Die Maschine hat Hochdruckcylinder von 610 und Niederdruckcylinder von 1118 mm Durchmesser für 915 mm Hub; sie soll 9100 l Wasser in der Minute auf eine Höhe von 180 m fördern. Um schnelle Abnutzungen der mit den sandigen und schwefelhaltigen Grubenwässern in Berührung kommenden Einzeltheile zu verhüten, sind dieselben aus einer besonders widerstandsfähigen Bronze gefertigt.

Der Abdampf der Maschine strömt in einen Oberflächencondensator mit messingenen Rohren und Rohrwänden. Das von den Pumpen geförderte Wasser dient zur Abkühlung bezieh. Verdichtung des Auspuffdampfes. Zum Fortschaffen der Condensationsproducte sind zwei direct wirkende nasse Luftpumpen vorhanden.

Ueber Versuche, welche Prof. Unwin am 21. December 1896 und 5. Februar 1897 an einer stehenden, von Jas, Simpson and Comp., Limited, London, für die Hampton Pumping Station der West Middlesex Waterworks gelieferten Dreifach-Expansionspumpmaschine mit Compensationseinrichtung, System Worthington, anstellte, berichtet The Engineer vom 24. September 1897, S. 308.

Es ist dies die zweite in der genannten Pumpstation aufgestellte, mit den neuesten Verbesserungen versehene Maschine dieser Type. Sie hat Hoch- und Mitteldruckcylinder von 470 bezieh. 737 mm Durchmesser, in Tandem hinter einander liegend, auf der einen, den Niederdruckcylinder von 1143 mm Durchmesser auf der anderen Seite eines in Mitte der Maschine gelagerten Balanciers (vgl. 1895 296 * 152). Die Kolbenstangen betreiben direct zwei einfach wirkende Pumpen mit Plungerkolben von je 737 mm Durchmesser. Der gemeinschaftliche Hub beträgt 1524 mm. Zur Steuerung des Arbeitsdampfes dienen Corliss-Hähne, die, um die schädlichen Räume möglichst herabzumindern, in den Cylinderdeckeln untergebracht sind. Die Dampfcylinder sind, wie auch die Zwischenbehälter, von Dampfmänteln umgeben. Die Maschine leistete bei durchschnittlich 19,886 Doppelhüben in der Minute 247,56 bezieh. 250,82 i und verbrauchte an Dampf durchschnittlich 7 k für 1 i/Std. oder 9,30 k für 1 e/Std.

Ueber eine zum Abteufen eines Steinkohlenschachtes bei Llanbradach (England) dienende Pumpenanlage derselben Erbauerin berichtet Industries and Iron vom 2. October 1896, S. 264. Dieselbe setzt sich aus zwei direct wirkenden Dreifach-Expansionspumpmaschinen, System Worthington, zusammen, deren Hauptabmessungen die folgenden sind:

Durchmesser der Hochdruckcylinder 330 mm
Mitteldruckcylinder 470
Niederdruckcylinder 762
Plungerpumpen 241
Gemeinschaftlicher Kolbenhub 762

Die normale Geschwindigkeit der Dampf- und Plungerkolben beträgt etwa 0,711 m in der Secunde. Die Pumpe fördert 3,410 cbm Wasser in der Minute mit 8,44 at effectiver Dampfspannung auf etwa 245 m Höhe.

Textabbildung Bd. 307, S. 219

Eine direct wirkende Duplex-Pumpe von Ph. Fr. Oddie und G. Hesse in London mit Umsteuerung durch die Arbeitskolben, wobei auch Doppelschiebersteuerungen Verwendung finden können, zeigen Fig. 6 und 7 (D. R. P. Nr. 90776). Jeder Kolben a, welcher durch seine verhältnissmässig grosse Masse die Wirkung eines Schwungrades vertritt, wird, um ein Unrundlaufen der Cylinder zu vermeiden, einerseits durch eine in einer Stopfbüchse geführte Stange a3, andererseits durch im hinteren Cylinderdeckel befestigte, in den Cylinder hineinragende Stangen a4 getragen; letztere sind, um eine Drehung der Kolben zu verhüten, excentrisch zu den Cylindern angeordnet.

In den Kolben angebrachte geneigte Nuthen e dienen zur Führung eingreifender Stücke e1 die durch Bolzen l2 mit den Grundschiebern f1 und f2 verbunden sind. Diese schleifen ausserhalb der Cylinder auf besonderen Spiegeln und bewirken die Dampfvertheilung in der in dem Hauptpatent (D. R. P. Nr. 74567) näher bezeichneten Weise, wobei jeder Grundschieber die Dampfvertheilung für den gegenüberliegenden Cylinder regelt.

Textabbildung Bd. 307, S. 219

Sollen noch Expansionsschieber angeordnet werden, so lassen sich dieselben in der gewöhnlichen Weise als Plattenschieber h1h2 ausbilden, die durch besondere Nuthen der Kolben a bewegt werden. Es ist jedoch auch möglich, sie direct durch die Bolzen l2 anzutreiben, und zwar derart, dass der zu dem Cylinder a1 gehörige Bolzen l2 auf den Expansionsschieber dieses Cylinders wirkt. Die Schieber arbeiten dann in folgender Weise:

|220|

Der Grundschieber f2 öffnet und schliesst die Kanäle für den Cylinder a1 und wird von dem Kolben des Cylinders a2 bewegt. Grundschieber f1 öffnet und schliesst die Kanäle für den Cylinder a2 und wird vom Kolben des Cylinders a1 bewegt. Der Expansionsschieber h1 hat seinen Festpunkt auf Grundschieber f1, während sein Spiegel auf Grundschieber f2 gleitet. Expansionsschieber h1 wird also vom Kolben des Cylinders a1 bewegt und steuert auch dessen Dampf. Der Expansionsschieber h2 hat seinen Pestpunkt auf Grundschieber f2 und gleitet auf dem Grundschieber f1, wird also von dem Kolben des Cylinders a2 bewegt und schneidet auch dessen Dampf ab.

Die Steuerung lässt sich auch auf Verbund-Dampfpumpen anwenden.

Die Beschreibung einer direct wirkenden Pumpmaschine von Tangyes, Limited, in Soho und E. Barnes in Handsworth, Staffs., bringt Engineering vom 30. Juli 1897, S. 153.

Textabbildung Bd. 307, S. 220

In den Fig. 8 und 9 ersichtlichen Abbildungen bedeutet a das Saugrohr der Pumpe mit Fussventil b, c ist der einfach wirkende Pumpencylinder, c2 das auf demselben befestigte Steigrohr, zwischen welches und die Druckkammer d mit angegossener Tragplatte ein Rohr c2 geschaltet ist; e ist der Ventilkolben der Pumpe und e2e2 sind mit dem Plungerkolben f der Druckkammer verbundene Stangen. Auf dem Zwischenstücke d2 ist der Cylinder x irgend einer gewöhnlichen direct wirkenden Dampfmaschine befestigt, in dem sich der Kolben y bewegt. Die durch eine Stopfbüchse des Zwischenstückes d2 tretende Stange z des letzteren ist mit dem Plungerkolben f verbunden, m ist das Dampfzuführungsrohr und n das in die Atmosphäre ausmündende Auspuffrohr der Maschine. Ueber dem Cylinder x liegt noch ein Hilfscylinder x2, dessen Kolben y2 auf der nach oben verlängerten, durch den Deckel p des Cylinders x tretenden Stange z befestigt ist. Der durch die mit dem Dampfzuführungsrohre m in Verbindung stehende Oeffnung o eintretende Dampf wirkt nur auf die untere Fläche des Kolbens y2 des Hilfscylinders. Die obere Fläche des Kolbens y2 steht durch die Oeffnung o2, mit dem Auspuffrohre n bezieh. der Atmosphäre in Verbindung. Die Oeffnungen o und o2 liegen an den Enden des Cylinders x2, derart, dass sie, wenn sich der Kolben y2 des letzteren seiner unteren oder oberen Endstellung nähert, von diesem geschlossen werden. Hierdurch werden Dampf und Luft beim Abwärts- bezieh. Aufwärtshube des Kolbens y2 zusammengepresst und bilden elastische Polster, welche beim Hubwechsel auftretende Stösse vernichten. Die Grösse der Compression des Dampfes lässt sich durch ein Ventil regeln. Die Abmessungen des Hilfscylinders x2 sind so gewählt, dass der auf die untere Fläche des Kolbens y2 wirkende Dampfdruck dem Gewichte der bewegten Theile der Pumpe – der Kolben y und y2, der Stange z der Cylinder x und x2, des Plungerkolbens f, der Pumpenstange e2 und des Ventilkolbens e –, ausserdem dem halben Gewichte der auf dem Ventilkolben e ruhenden Flüssigkeitssäule Gleichgewicht hält.

Textabbildung Bd. 307, S. 220

Eine direct wirkende Dampfpumpe von H. Döring in Firma Döring und Rückert in Berlin (D. R. P. Nr. 91739) mit kreisförmigen, um die Cylinderachsen schwingenden und den Raum des Schieberkastens voll ausfüllenden Dampf- und Pumpenschiebern, die sich während eines doppelten Kolbenhubes zweimal hin- und zurückbewegen, zeigt Fig. 10.

Die mit den Ein- und Ausströmungskanälen zusammengegossenen Einsätze b bezieh. b1 der aus zwei Theilen zusammengesetzten Dampf- und Pumpencylinder a bezieh. a1 sind mit den Bunden c und c1 versehen, auf denen die Vertheilungsschieber d und d1 sitzen. Die um den Zapfen e drehbare Steuerscheibe f mit diametral angeordneten Zapfen g und g1 erhält ihre Bewegung bei h von der Kolbenstange und überträgt dieselbe durch einen geeigneten Mechanismus i auf die durch die Welle k mit einander verbundenen Steuerhebel l. Diese bewirken durch den in ein Einsatzstück des Schiebers greifenden Ansatz n eine bei jedem Kolbenhube einmal hin und her schwingende Bewegung der Schieber. Entsprechend angebrachte Oeffnungen im Schieber regeln den Ein- und Austritt des Dampfes bezieh. des Wassers. Die Schieber sind vollständig entlastet und nach Abnahme eines einzigen gemeinschaftlichen Cylinder- und Schieberkastendeckels bequem zugänglich.

(Fortsetzung folgt.)

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