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Regelvorrichtung für die Förderleistung von motorangetriebenen Kolbenpumpen.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Mindern der Förderleistung bei Druckpumpen
nach einem vorbestimmten Gesetz, derart, daß die Förderleistung der Geschwindigkeit
des Antriebsmotors angepaßt wird, so daß bei jeder Geschwindigkeit die höchstmöglichste
Leistung erreichbar ist.
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Einrichtungen zur Änderung der Förderleistung bei Druckpumpen sind
bereits bekannt, bei denen ein Regulator unmittelbar auf das Saugventil der Pumpe
wirkt und dieses während eines gewissen Teiles des Druckhubes offen hält. Die Empfindlichkeit
solcher Einrichtungen ist aber infolge des geringen Ventilhubes sehr begrenzt, da
bei erheblicheren Geschwindigkeitsschwankungen des Motors die Förderleistung der
Pumpe nicht genau nach einem vorbestimmten Gesetz variieren kann, also die Empfindlichkeit
des Regulators durch die kurze, dem Ventilhub entsprechende Einflußperiode beschränkt
wird.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Anwendung eines Regulators,
dessen Empfindlichkeit sehr groß ist, da die Einflußperiode des Regulators verlängert
werden kann, so daß der geringsten Geschwindigkeitsschwankung eine genau bestimmte
Änderung der Förderleistung entspricht. Die Einrichtung nach der Erfindung besteht
aus einer kleinen Hilfspumpe, die von demselben Motor aus wie die Hauptpumpe angetrieben
wird und deren Auslaßventil unnütt61bax mit dem Saugventil der Hauptpumpe in Verbindung
steht, so daß, wenn das eine Ventil offen ist, das andere geschlossen bleibt, wobei
eine Feder bestrebt ist, das Auslaßventil der Hilfspumpe geschlossen zu halten.
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Der Kolben der Hilfspumpe trägt einen Kolbenschieber, dessen Durchbrechung
beim Auf- und Niedergehen des Schiebers nacheinander mit einer Anzahl von nach einer
übereinander angeordneten Mündungen von Kanälen in Verbindung tritt. jeder Kanal
ist mit einem Saugventil für die Hilfspumpe versehen. Die Saugventile werden von
auf einer Trommel angebrachten Danm en betätigt, welche nacheinander infolge
der von einem gewöhnlichen Regulator bewirkten Drehung der Trommel in Wirkung treten;
wenn dann eines oder mehrere Ventile mittels des dazugehörigen-Daumens von
seinem Sitz abgehoben gehalten werden, so bleibt während des entsprechenden Bruchteiles
des J)ruckhubes das Auslaßventil der Hilfspumpe geschlossen und das Saugventil der
Hauptpumpe. offen, wodurch dessen wirksamer Hub vermindert wird.
Vermöge
dieser Anordnung und bei zweckentsprechender Anzahl von Saugventilen der Hilfspumpe
entspricht jeder Geschwindigkeitsschwankung des Motors mit großer Empfind-Echkeit
eine Änderung der Förderleistung der Hauptpumpe.
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Auf der beiliegenden Zeichnung ist als Beispiel schematisch die Ausführungsform
einer Pumpe gemäß der Erfindung dargestellt. Es ist dies eine Druckpumpe zum Heben
von Flüssigkeiten, bei der einTauchkolben von einer Kurbelscheibe aus bewegt wird
und bei der die Hilfspumpe nebst dem Regulator ebenfalls von der erwähnten Kurbelscheibe
aus bewegt wird, In Abb. i sind die Teile oben in Ansicht, unten im senkrechten
Schnitt gezeigt.
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Abb. 2 ist eine Vorderansicht eines Ventilgehäuses.
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Abb. 3 zeigt dieses Gehäuse im wagerechten Schnitt, nebst einer
Draufsicht auf die dazugehörige Steuertrommel.
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i bezeichnet den Pumpenzylinder, der mit dem Saugventil 2 versehen
ist. 4 ist eine kleine Hilfspumpe, die die Saugventile 5 und das Auslaßventil
6 hat. Die Saugventile liegen nebeneinander in einer Richtung, die im rechten
Winkel zur Längsachse der Pumpe 4 bzw. i verläuft; sie stellen, wenn sie offen sind,
die Verbindung mit der Pumpe 4 her, und zwar durch übereinander befindliche Kanäle
ii hindurch, die einzeln mit den Ventilkammern verbunden sind, wie dies besonders
Abb. 2, erkennen läßt. Die Mündungen der Kanäle zwischen den Ventilen und
der Pumpe 4 liegen also in verschiedenen Höhen.
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Das Saugventil 7, der Pumpe i und das Druckventil 6 der Pumpe
4 sind mittels einer Spindel 7 miteinander verbunden, derart, daß beim Öffnen
des Ventils 6 das Ventil?, geschlossen wird und umgekehrt. Beide Pumpenkolben
werden von einem Antriebsmotor aus zur selben Zeit bewegt.
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An dem Kolben 41 der Pumpe 4 hangt ein hohler Kolbenschieber 12, der
nach den Ventilen 5 hin eine Durchbrechung 13 hat, die beim Auf- und Niedergehen
des Schiebers nacheinander mit jeder der Zylinderdurchbrechungen bzw. den Kanälen
ii in Verbindung tritt. li -' Die Reguliervorrichtung besteht in dem gezeigten Beispiel
aus einem Zentrifugalregulator 14, der vom Motor aus in Drehung erhalten wird. An
seinem senkrecht beweglichen Bund ist eine Stange 15 angeschlossen, die mittels
eines unten mit ihm verbundenen Armes oder Hebels 17 eine Trommel 16 hin und her
schwingt. Gegenüber den Ventilen 5 hat die Trommel 16 Daumen 18, die
in der Höhe versetzt zueinander liegen und von denen jeder ein bestimmtes Ventil
betätigt. Welches Ventil geöffnet wird, das hängt von der Stellung der Trommel ab,
je nach der Geschwindigkeit der Pumpe, also je nach der Höhenlage des Reglerbundes.
Wenn ein Ventil 5 mittels des dazugehörigen Daumens 18 von seinem Sitz abgehoben
gehalten wird, so bleibt das Auslaßventil 6 während des entsprechenden Bruchteiles
des Druckhubes der Pumpe 4 geschlossen, weil das Wasser durch das Saugventil austritt,
das offen geblieben ist. Zu gleicher Zeit bleibt auch das Saugventil 2 der Pumpe
i geöffnet und mindert um einen entsprechenden Teil den Drucknutzhub dieser Pumpe.
Wenn irgendeines der Ventile 5 nicht unter dem Einfluß des zugehörigen Daumens
18 steht, bleibt es während des entsprechenden Teiles des Druckhubes der Pumpe i
geschlossen.
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Der ganze Druckhub der Pumpe i ist also in Teile geteilt, die von
der Regelvorrichtung mit Hilfe der Ventile 5 der Pumpe 4 in der 'Weise abhängen,
daß einzig diejenigen Hubteile, die den nicht offen gehaltenen Ventilen
5 entsprechen, den Nutzhub bilden. Die relative Stellung der Daumen 18, ihre
Schwingungsweite und die Winkelverdrehung der Trommel 16, all dies regelt sich so,
daß das Anheben der jeweils in Betracht kommenden Ventile 5, die den Hub
begrenzen, sich gemäß dem oben behandelten Gesetz vollzieht.