DE47845C

DE47845C - Variable flow pump with constant stroke

Info

Publication number: DE47845C
Application number: DENDAT47845D
Authority: DE
Original assignee: ph. C. rousseau in Paris, 1 Boulevard St. Denis
Anticipated expiration: 1908-10-27

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Nahezu die Gesammtheit der in der Industrie angewendeten Pumpen müfste eine Wassermenge fördern können, welche sich mit Hülfe einfacher und dauerhafter Organe innerhalb weiter Grenzen schnell ändern liefse. Eine Einrichtung, welche diesen Anforderungen Genüge leistet, d. h. ermöglicht, in Saugpumpen, Druckpumpen und in Saug- und Druckpumpen eine veränderliche Fördermenge zu erhalten, bildet den Gegenstand dieser Erfindung. Pumpen, welche gemäfs der vorliegenden Erfindung eingerichtet sind, können auch dort verwendet werden, wo Luft, Gas, Dämpfe, Flüssigkeiten in veränderlichen Volumen bei allen Flüssigkeits-, Dichtigkeits- und Temperaturgraden vertheilt werden sollen.Almost all of the pumps used in industry would have to have a quantity of water can promote which with the help of simple and permanent organs within continue to change boundaries quickly. A facility that meets these requirements performs, d. H. made possible in suction pumps, pressure pumps and in suction and pressure pumps Obtaining a variable delivery rate forms the subject of this invention. Pump, which are set up in accordance with the present invention can also be used there where air, gas, vapors, liquids in variable volumes for all liquid, Degree of tightness and temperature are to be distributed.

In einem einzigen Pumpenstiefel A (s. Fig. ι und 2 der beiliegenden Zeichnung), welcher mit einem Saugventil k und einem Druckventil k¹ ausgerüstet ist, sind zwei Tauchkolben PP¹ untergebracht. Diese beiden Kolben führen eine hin- und hergehende Bewegung aus, indem jeder von ihnen durch eine Kurbelstange ρ ρ¹ mit einer Kurbel oder einem Excenter verbunden ist, die auf einer Welle B montirt sind, welche durch Vermittelung eines Riemens oder irgend eines anderen Transmissionsorganes eine continuirliche Drehbewegung empfängt.In a single pump boot A (see Fig. 1 and 2 of the accompanying drawing), which is equipped with a suction valve k and a pressure valve k ¹ , two plungers PP ^{1 are} housed. These two pistons perform a reciprocating motion, each of them being connected by a connecting rod ρ ρ ¹ to a crank or an eccentric, which are mounted on a shaft B , which by means of a belt or some other transmission organ a receives continuous rotary motion.

Diese Einrichtung besteht also im wesentlichen aus einem einzigen Pumpenstiefel mit einem Saug- und einem Druckventil, zwei Tauchkolben, zwei Kurbelstangen und einer Welle, welche eine continuirliche Drehbewegung macht und zwei Kurbeln oder Excenter oder Kurbelscheiben trägt.This device essentially consists of a single pump boot with a suction and a pressure valve, two plungers, two connecting rods and one Shaft, which makes a continuous rotary movement and two cranks or eccentrics or Crank disks.

■ Der gesammte Apparat wird von einem Gestell C getragen.■ The entire apparatus is carried by a frame C.

Die eine der beiden Kurbeln ist fest, die andere verstellbar auf der Welle befestigt, so dafs der Winkel, welchen die zweite Kurbel mit der ersten bildet, jede mögliche Gröfse erhalten kann.One of the two cranks is fixed, the other adjustable on the shaft, so that the angle which the second crank forms with the first is of every possible size can.

Ist die verstellbare Kurbel in der Lage 0 a, Fig. 3, festgestellt, d. h. direct gegenüber der festen Kurbel ob, so wird, nachdem der Apparat in Bewegung gesetzt worden ist, die Fördermenge in diesem Falle gleich Null sein, wenn die Kolben denselben Durchmesser und denselben Hub haben.If the adjustable crank is in position 0 a, FIG. 3, ie directly opposite the fixed crank ob, then, after the apparatus has been set in motion, the delivery rate in this case will be zero if the pistons have the same diameter and have the same hub.

Führt man die verstellbare Kurbel in eine andere Lage, z. B. 0 a¹, so wird der in Bewegung gesetzte Apparat eine gewisse Menge fördern, d. h. ansaugen und fortdrücken; die Fördermenge wird versinnlicht durch die Differenz der Projektionen der von den beiden Kurbelzapfen durchlaufenen Wege auf die Achse. Diese Differenz der durchlaufenen Wege macht sich kenntlich durch eine Differenz der Geschwindigkeiten der beiden in einem Pumpenstiefel arbeitenden Kolben, und hierdurch wird ein gewisses Volumen Flüssigkeit, Dampf, Gas oder eines anderen Fluidums angesaugt, fortgedrückt oder angesaugt und fortgedrückt, und zwar entsprechend der jeweiligen gegenseitigen Stellung der beiden Kurbeln.If you move the adjustable crank to another position, e.g. B. 0 a ¹ , the apparatus set in motion will convey a certain amount, ie suck in and push away; the delivery rate is visualized by the difference in the projections of the paths traversed by the two crank pins on the axis. This difference in the paths traveled is indicated by a difference in the speeds of the two pistons working in a pump boot, and as a result a certain volume of liquid, vapor, gas or some other fluid is sucked in, pushed away or sucked in and pushed away, according to the respective mutual Position of the two cranks.

Die Fördermenge wird um so viel gröfser, je mehr die verstellbare Kurbel der festen Kurbel genähert wird; sie erreicht ihr Maximum, wenn der Radius vom Mittelpunkt der Welle nach der Warze der verstellbaren Kurbel mit dem Radius von demselben Mittelpunkt nach der Warze der festen Kurbel sich deckt, d. h. wenn der Punkt α mit dem Punkt b zusammenfällt. The delivery rate increases the closer the adjustable crank is to the fixed crank; it reaches its maximum when the radius from the center of the shaft to the protrusion of the adjustable crank coincides with the radius from the same center to the protrusion of the fixed crank, ie when the point α coincides with the point b .

Bei dieser Vorrichtung ist die Motorarbeit genau proportional der Fördermenge.In this device, the engine work is exactly proportional to the flow rate.

In der vorstehenden Beschreibung ist angenommen, dafs die Kolben denselben Durchmesser und denselben Hub haben; man kann aber Kolben anwenden, welche bei gleichem Hub verschiedene Durchmesser oder verschiedene Durchmesser und verschiedenen Hub haben; dies richtet sich nach dem Grad der Veränderlichkeit der Fördermenge, welchen man erhalten will; ebenso ist es bei Kolben mit gleichem Durchmesser und verschiedenen Hüben.In the preceding description it is assumed that the pistons have the same diameter and have the same stroke; but you can use pistons which have different diameters or different diameters for the same stroke Have diameter and different stroke; this depends on the degree of variability the delivery rate that you want to receive; It is the same with pistons with the same diameter and different strokes.

Die für einfach wirkende Pumpen beschriebene Einrichtung läfst sich auf doppelt wirkende Pumpen anwenden, um die Veränderlichkeit der Fördermenge zu erhalten.The device described for single-acting pumps can be used with double-acting pumps Use pumps to maintain the variability of the flow rate.

Zu diesem Zweck sind in einem einzigen Pumpenstiefel A, Fig. 4 und 5, zwei doppeltwirkende Kolben PP¹ in zwei Cylindern I) D¹ untergebracht, welche letzteren unter sich und mit dem Pumpenstiefel A durch eine oder mehrere Scheidewände d verbunden sind, die den Raum des Pumpenstiefels in zwei nicht mit einander communicirende Abtheilungen theilen; in jeder dieser Abtheilungen ist ein Saugventil k und ein Druckventil k¹ angebracht. For this purpose, Fig are in a single pump boots A,. 4 and 5, two double-acting pistons PP ¹ in two cylinders I) D ¹ housed, the latter of which amongst themselves and with the pump boots A by one or more partitions d are connected to the Divide the space of the pump boot into two non-communicating compartments; A suction valve k and a pressure valve k ^{1 are} installed in each of these compartments.

Die übrige Einrichtung ist derjenigen der einfach wirkenden Pumpe ähnlich.The rest of the equipment is similar to that of the single-acting pump.

Sowohl bei der einfach wirkenden als auch bei der doppelt wirkenden Pumpe kann man, anstatt nur die Stellung der einen Kurbel zu verändern, gleichzeitig die Stellung der beiden Kurbeln verändern.With both the single-acting and the double-acting pumps, you can instead of only changing the position of one crank, the position of both of them at the same time Change cranks.

Diese Einrichtung kann einzeln, so wie beschrieben, oder durch Kupplung der Elemente zu Gruppen oder Batterien mehrfach, sowohl doppelt als auch einfach wirkend, ausgeführt werden.This device can be used individually, as described, or by coupling the elements to groups or batteries multiple, both double and single acting, executed will.

Die unterscheidenden Kennzeichen dieser Einrichtung sind folgende:The distinguishing features of this facility are as follows:

ι. Die Verbindung eines einzigen Pumpenstiefels für einfache oder doppelte Wirkung mit zwei Kolben, deren Durchmesser und Hube gleich oder deren Durchmesser gleich und deren Hube verschieden oder deren Durchmesser verschieden und deren Hube gleich oder deren Durchmesser und Hube verschieden sind, zum Zweck, durch Verstellung der die einfach oder doppelt wirkenden Kolben antreibenden Organe, d. h. der Kurbeln, Kurbelscheiben oder Excenter in Bezug auf einander die Fördermenge gemäfs der relativen Aenderung der Lage dieser Organe zu verändern.ι. The connection of a single pump boot for single or double action with two pistons whose diameter and stroke are the same or whose diameters are the same and whose Hubs different or their diameters different and their hubs the same or theirs Diameter and hub are different, for the purpose of adjusting the simple or double acting piston driving organs, d. H. the cranks, crank discs or eccentrics in relation to each other the delivery rate according to the relative change in the position of these To change organs.

. 2. Als Folge dieser Verbindung die Leichtigkeit, mit welcher man diese Fördermenge von dem kleinsten bis zu dem gröfstmöglichen Grad regelmäfsig und nach Bedarf verändern kann.. 2. As a result of this connection, the ease with which this flow rate of from the smallest to the largest possible degree regularly and as required can.

Es ist klar, dafs diese Pumpe, so wie sie eben beschrieben ist, in unendlich vielen Fällen verwendet werden kann; sie läfst sich jedoch auch in vielen besonderen Fällen anwenden, wenn man unter Beibehaltung der besonderen Bedingungen der Construction und Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung die letztere nur in ihren Einzelheiten verändert.It is clear that this pump, as it has just been described, can be used in an infinite number of cases can be used; However, it can also be used in many special cases, if one maintains the special conditions of construction and mode of operation the device described the latter only changed in detail.

Diese Pumpe kann durch einfache Umkehrung der Wirkung ihrer Organe als hydraulischer Motor benutzt werden, dessen Verbrauch und Kraft bei constantem Hub veränderlich sind.This pump can be called hydraulic by simply reversing the action of its organs Motor are used, the consumption and power of which are variable at a constant stroke are.

Der Apparat kann übrigens auch derart construirt werden, dafs man ihn bald als Pumpe und bald als Motor anwenden kann, indem man die zu der betreffenden Wirkung nöthigen Theile hinzufügt und jene, welche unnöthig sind, einstweilen entfernt.The apparatus can also be constructed in such a way that it can soon be used as a pump and can soon be used as a motor, by necessitating the effect in question Parts are added, and those which are unnecessary are temporarily removed.

In einem Cylinder A, Fig. 6 und 7, arbeiten zwei Tauchkolben P und P¹; jeder dieser beiden Kolben ist durch eine Pleuelstange ρ bezw. p¹ mit einer auf eine Welle M aufgekeilten Kurbel oder einem Excenter verbunden. Das eine dieser Excenter ist fest, das andere verstellbar auf der W^Telle M angebracht, die beiden Ventile k k^l sind fortgelassen und das Wasser wirkt nicht mehr als Widerstand, sondern als Kraft. Es genügt hierzu, eine Steuerung vorzusehen, z. B. in folgender Weise.In a cylinder A, FIGS. 6 and 7, two plungers P and P ^{1 work} ; each of these two pistons is respectively by a connecting rod ρ. p ¹ connected to a crank keyed onto a shaft M or an eccentric. One of these eccentric is fixed, the other mounted on the adjustable elle W ^T M, the two valves kk ^l are omitted and the water does not act more as a resistor, rather than force. It is sufficient for this to provide a controller, e.g. B. in the following way.

Auf einer Seite des Cylinders A ist ein Schieberkasten B angebracht, welcher zwei Kolbenschieber D F enthält, von denen D den Einlafs und F den Austritt der Kraftflüssigkeit vermittelt. Diese beiden Schieber werden von Stangen H und G bewegt, welche dergestalt gekuppelt sind, dafs die Schieber in entsprechender Weise arbeiten. Die freien Enden dieser Stangen tragen Tasten K, auf welche ein Daumen L einwirkt, der an dem verstellbaren Excenter befestigt ist. Dieser Daumen bewirkt die Vertheilung für alle Grade der Einströmungsmenge und Kraft, welche man erhalten will; ein auf die Treibwelle aufgekeiltes Schwungrad V regelt die Bewegung des Apparates. Die Steuerstangen H und G sind mit Verlängerungsstücken versehen, d. h. diese Schieberstangen können nach Bedarf bezw. gemäfs dem Grade der Kraft, welchen man erhalten will, verlängert oder verkürzt werden. .On one side of the cylinder A there is a valve body B which contains two piston valves DF , of which D is the inlet and F the outlet of the fuel. These two slides are moved by rods H and G which are coupled in such a way that the slides work in a corresponding manner. The free ends of these rods carry keys K, on which a thumb L acts, which is attached to the adjustable eccentric. This thumb effects the distribution for all degrees of inflow and power which one wishes to obtain; a flywheel V keyed onto the drive shaft regulates the movement of the apparatus. The control rods H and G are provided with extension pieces, ie these slide rods can BEZW as required. be lengthened or shortened according to the degree of strength one wishes to maintain. .

Wenn wir annehmen (Fig. 8), dafs die Kurbeln in der Verlängerung von einander liegen, d. h. in c m und c η sind, so wird keine Kraft entwickelt, wofern die Kolben denselben Durchmesser und denselben Hub haben. Führt man die verstellbare Kurbel cm z. B. in die Lage c m¹, so wird auf der Treibwelle eine Arbeit entwickelt, welche im Verhältnifs zur Längendifferenz der Hebelarme der Kraft während der Drehbewegung steht. Werden die Kurbeln cm> und c η um den Winkel y gedreht, so sieht -man, dafs die auf den einen Kolben ausgeübte Kraft als Hebelarm c r hat, während die aufIf we assume (Fig. 8) that the cranks are elongated from one another, that is, in cm and c η , then no force is developed as long as the pistons have the same diameter and the same stroke. If you lead the adjustable crank cm z. B. in the position c m ¹ , then a work is developed on the drive shaft, which is in proportion to the length difference of the lever arms of the force during the rotary movement. If the cranks cm> and c η are rotated through the angle y , one sees that the force exerted on one piston has a lever arm cr , while the one on

den anderen Kolben ausgeübte Kraft auf den Hebelarm c q wirkt, und da die beiden Hebelarme ungleich sind, so wird der Druck des Wassers die Welle im Sinne des Pfeiles drehen. Diese Differenz der Länge und demzufolge der Wirkung der Hebelarme wird um so viel gröfser, je mehr die Stellung der veränderlichen Kurbel sich derjenigen der festen Kurbel nähert, und folglich wird die Nutzkraft des Motors unter denselben Bedingungen wachsen. Diese Kraft erreicht ihr Maximum, wenn der Radius der Kurbel c m sich mit dem Radius der Kurbel c η deckt, d. h. wenn der Punkt m mit dem Punkt η zusammenfällt; mithin entspricht jede der Stellungen der veränderlichen Kurbel einem verschiedenen Kraftgrad des Motors und der Wasserverbrauch ändert sich genau im Verhältnifs zur erzeugten Arbeit.The force exerted by the other piston acts on the lever arm cq , and since the two lever arms are unequal, the pressure of the water will turn the shaft in the direction of the arrow. This difference in length and, consequently, in the action of the lever arms, increases as the position of the variable crank approaches that of the fixed crank, and consequently the useful power of the motor will increase under the same conditions. This force reaches its maximum when the radius of the crank cm coincides with the radius of the crank c η , ie when the point m coincides with the point η ; consequently each of the positions of the variable crank corresponds to a different degree of power of the motor and the water consumption changes exactly in proportion to the work produced.

Die Kolben können gleiche Durchmesser und gleiche oder verschiedene Hube, verschiedene Durchmesser und verschiedene Hube oder gleiche Hube und verschiedene Durchmesser gemäfs dem zu erlangenden Veränderlichkeitsgrade der Kraft haben.The pistons can have the same diameter and the same or different strokes, different Diameter and different hubs or the same hubs and different diameters according to the degree of variability of the force to be achieved.

Die Verstellung des Excenters kann durch irgend eine beliebige Vorrichtung, sei es während des Stillstandes oder während des Ganges des Motors, erzielt werden.The adjustment of the eccentric can by any device, be it while stationary or while walking of the engine.

Der Apparat kann doppelt wirkend gemacht werden, indem man seine Construction wie folgt abändert.The apparatus can be made double acting by changing its construction like follows modified.

In einem allseitig geschlossenen Gehäuse S, Fig. 9 und io, sind zwei Cylinder T Z¹¹ angeordnet, welche mit dem Gehäuse durch eine Scheidewand χ verbunden sind, die das Gehäuse in zwei nicht mit einander communicirende Abtheilungen theilt. In diesen beiden Cylindern bewegen sich zwei doppelt wirkende Kolben U und U¹. An der einen Seite des Gehäuses 5 sind zwei Schieberkasten X und X¹ angebracht, von denen jeder zwei Kolbenschieber Z und Z^x enthält, deren einer den Eintritt und deren anderer den Austritt der Kraftflüssigkeit vermittelt. Diese Schieber werden von Stangen W W¹ bewegt, welche dergestalt mit einander verbunden sind, dafs vorn Eintritt und gleichzeitig hinten Austritt der Flüssigkeit oder hinten Eintritt und vorn Austritt stattfindet.In a housing closed on all sides S, FIG. 9 and io, two Cylinder T Z ¹¹ are arranged, which are connected χ to the housing by a partition wall that divides the housing into two not with each other communicirende detachments. Two double-acting pistons U and U ¹ move in these two cylinders. On one side of the housing 5, two valve boxes X and X ^{1 are} attached, each of which contains two piston valves Z and Z ^x , one of which conveys the entry and the other the exit of the power fluid. These slides are moved by rods W W ¹ , which are connected to one another in such a way that the liquid enters at the front and at the same time leaves it at the back or the liquid enters at the back and leaves at the front.

Der übrige Theil der Steuerung, sowie die Einrichtung, welche die Verstellung der beiden Excenter ermöglicht, sind genau dieselben wie bei dem einfach wirkenden Motor.The remainder of the control, as well as the device which controls the adjustment of the two Eccentric enables are exactly the same as with the single-acting motor.

Die verschiedenen Varianten desselben Systems, welche ich eben beschrieben habe, können noch auf sehr einfache und ökonomische Weise gemäfs der nachstehenden Einrichtung doppelt wirkend construirt werden.The different variants of the same system that I have just described can still be used double in a very simple and economical way according to the following arrangement effectively constructed.

In einem einzigen Gehäuse A, Fig. 11 bis 14, welches durch eine einzige Scheidewand χ in zwei nicht mit einander communicirende Abtheilungen getheilt ist, sind zwei Tauchkolben P P¹ untergebracht. Diese beiden Kolben wirken auf die in jeder der Abtheilungen enthaltene Flüssigkeit bei der Pumpe (Fig. 11 und 12) bezw. erleiden die Einwirkung der Kraftflüssigkeit bei dem Motor (Fig. 13 und 14) in derselben Weise wie bei der einfach wirkenden Maschine. Die Abdichtung zwischen den beiden Abtheilungen wird mittelst zweier Stopfbüchsen R R¹ bewirkt, was den Herstellungspreis des Apparates bedeutend vermindert.In a single housing A, FIGS. 11 to 14, which is divided into two non-communicating compartments by a single partition χ ^{, two plunger pistons PP 1 are} accommodated. These two pistons act on the liquid contained in each of the compartments in the pump (Figs. 11 and 12) respectively. The engine (Figs. 13 and 14) suffer from fluid exposure in the same way as the single-acting machine. The seal between the two compartments is achieved by means of two RR ¹ stuffing boxes, which significantly reduces the cost of the apparatus.

Claims

Patent Claims:

ι. A pump in which two equal for the purpose of changing the flow rate large or different sizes in a single pump boot or in one through a central septum divided in two halves, working pistons adjusted without changing their stroke and their speed in relation to each other by the fact that the mutual position of the drive cranks - crank disks - sitting on a common shaft - or the eccentric of the two pistons is changed.

2. The modification of the in claim 1 characterized Pump into a hydraulic motor, the power and consumption of which are variable at constant stroke, thereby, that on the pump instead of the suction and pressure valves known distribution organs (Slide or valves) and their controls are attached.

1 sheet of drawings.