Titel: | Zwei Dampf- und Vacuum-Pumpen. |
Autor: | Wilman |
Fundstelle: | Band 225, Jahrgang 1877, S. 125 |
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Zwei Dampf- und
Vacuum-Pumpen.
Mit Abbildungen auf Taf.
II [a/1].
Gleason's und Hall's Dampf- und Vacuumpumpe.
Gleason's Dampf- und Vacuumpumpe besteht aus zwei
getrennten Cylindern A und B
(Fig. 3
und 4), von
denen alternirend der eine Wasser ansaugt, der andere das angesaugte Wasser auf
höheres Niveau preßt; beides geschieht ohne Vermittlung eines Kolbens durch directen
Druck des einströmenden Dampfes, bezieh. durch den äußern Luftdruck bei der
Condensation des Arbeitsdampfes. Zur Erzielung eines regelmäßigen Spieles,
Regulirung des Dampfeintrittes und der Condensation dient ein oberhalb der Cylinder
A und B angebrachter
Mechanismus, der im wesentlichen aus einem Dampfcylinder D, dem Einspritzcylinder E
und außerdem noch aus
der Kesselspeisepumpe K besteht, welch letztere durch
ein Saugrohr p Wasser zugeführt erhalten, während dem
Dampfcylinder durch d Kesseldampf zuströmt. Die in jedem
dieser drei Cylinder wirkenden Kolben sind durch eine gemeinsame Stange verbunden
und erhalten ihre Bewegung durch den in D eintretenden
Dampf, welcher, durch den oberhalb des Dampfcylinders befindlichen Muschelschieber
eintretend, die drei Kolben nach rechts oder links bewegt. In Figur 4 ist der
Muschelschieber in seiner äußersten Rechtsstellung in Ruhe, der Dampf hat die Kolben
nach rechts bewegt und tritt nun durch das Rohr a in den
Pumpencylinder A ein, während gleichzeitig der in B befindliche Dampf dadurch condensirt wird, daß der
Kolben des Einspritzcylinders E bei seinem Rechtsgange
einen Wasserstrahl durch die aus Figur 4 ersichtliche
Rohrverbindung und Brause in den Cylinder B gespritzt
hat. In Folge dieser Vorgänge wird in A der
Wasserspiegel herabgedrückt, während in B durch das
Saugventil frisches Wasser eintritt; dadurch sinkt gleichzeitig in A und steigt in B je ein
Schwimmer S, welche lose über die Stangen s passen, die an ihrem untern Ende einen Anschlag
tragen, durch Stopfbüchsen die Deckel der Pumpencylinder passiren und am obern Ende
in der aus Figur
3 ersichtlichen Weise mit dem Muschelschieber des Dampfcylinders D verbunden sind. Wenn nun der Schwimmer S in B mit dem Wasserspiegel
nach aufwärts, in A nach abwärts geht, bleibt zunächst
der Muschelschieber in der Stellung der Figur 4, bis endlich der
Schwimmer in A auf dem Anschlage der Stange s aufsitzt, dieselbe bei weiterm Sinken nach abwärts
mitnimmt und so den Muschelschieber nach links verschiebt. Im selben Momente tritt
in A, durch die Linksbewegung des Einspritzkolbens E, ein fein vertheilter Wasserregen ein und condensirt
den Dampf, in B preßt der aus D neu eingetretene Dampf das früher angesaugte Wasser in die Druckleitung
und die einfach wirkende Kesselspeisepumpe K endlich
preßt ein Cylindervolum Wasser in den Dampfkessel.
Auf diese Weise erfordert die Gleason'sche Pumpe keinen
besondern Apparat zur Kesselspeisung, wie die bisherigen Dampf- und
Vacuumpumpen, und gestattet ferner, durch Verstellung der Schwimmerstange s in dem sie verbindenden Balancier, die Pumpe auf
verschiedene Hubhöhen, somit wechselnde Leistungsfähigkeit, einzustellen.
Die zweite hier zu besprechende Dampf- und Vacuumpumpe, das in jüngster Zeit
so viel besprochene Hall'sche Pulsometer (vgl. 1877 221223 564) 225 102), erscheint neben Gleason's Pumpe unendlich einfacher und neben den primitiven Anordnungen
der letztern als eine reife und vollkommen ausgedachte Construction. Doch scheint
die Erklärung der Wirkungsweise hier im umgekehrten Verhältnisse der Einfachheit
schwieriger zu sein, und es ist vielleicht rationell, sich hierzu der Analogie mit
der früher beschriebenen Pumpe zu bedienen. Statt der zwei Pumpencylinder der Gleason'schen Pumpe hat das in Fig. 5 bis 7 dargestellte Pulsometer
von Hall zwei birnförmige Pumpenräume A und B, deren Saugklappen
s in Figur 5 im Schnitt, die
Druckklappen d punktirt und in den Figuren 6 und 7 in der
Ansicht und Draufsicht dargestellt sind. In der Stellung in Figur 5 tritt Dampf in die
rechte Kammer B und treibt das darin enthaltene
Druckwasser in das Steigrohr, während in A theilweises
Vacuum herrscht und dadurch Wasser angesaugt wird. Insoweit ist die Wirkungsweise
mit der oben beschriebenen Pumpe vollkommen identisch, der Umsteuerungsmechanismus
dagegen ist vollkommen verschieden. Bei Gleason's Pumpe
dient zur Einleitung der Condensation eine eigene Einspritzpumpe, welche erst durch
die Bewegung eines Schwimmers in Thätigkeit gesetzt werden muß; beides ist hier
durch die Form des Gefäßes in seinen untern Theilen
entbehrlich gemacht. Wie aus Figur 5 ersichtlich,
beginnt kurz unterhalb des in B angedeuteten
Wasserspiegels der seitlich, schwarz schraffirte Ausschnitt, welcher unter das
Druckventil d in der Kammer C führt; bei diesem Punkte fällt der Wasserspiegel schon in die Oberkante
des Ventilsitzes, bei weiterm Sinken wird er durch das Ventil gebrochen und es ist
an eine ruhige Action nicht mehr zu denken. Der Dampf müßte nun theilweise, statt
auf dem Wasserspiegel im Pumpengehäuse senkrecht hinab,
direct auf das im Druckrohr enthaltene Wasser hinauf
drücken, was selbstverständlich unmöglich ist; in Folge dessen wallt das Wasser auf,
Wasserstrahlen schießen in den Dampfraum und es erfolgt plötzliche Condensation im
Pumpenraum B, die sich auf allen durch das Dampfrohr a zuströmenden Dampf und voraussichtlich noch eine kurze
Strecke in das Rohr hinein erstreckt. Denn es ist eine von den Dampfmaschinen her
bekannte, Thatsache, daß sich die Condensation des Dampfes außerordentlich rasch und
weit verbreitet.
Soweit reicht nun der Antheil, welchen die rechte Pumpenkammer B an der Umsteuerung nimmt, indem sie die Vorbedingung derselben, Condensation des Arbeitsdampfes, herbeiführt. Das
Dampfabsperrventil dagegen, welches an der Vereinigungsstelle beider Pumpenräume als
kleine Kugel auf einer Schneide aufsitzt, bleibt nach wie vor in seiner Stellung,
bei welcher es den Raum A verschließt und B offen hält. Dessen Verstellung erfolgt erst durch die
Wirkung des linken Pumpenraumes A, welche jetzt
beschrieben werden soll. Hier war von einem frühern Spiele her der Dampf condensirt
worden, die Saugklappe s
hatte sich geöffnet und
es strömte Wasser zu mit einer Geschwindigkeit, wie sie der Größe des Vacuums und
den Querschnittsverhältnissen des untern Pumpenraumes entsprach; gleichzeitig
strömte durch ein kleines Luftventil e (vgl. den Schnitt
bei m
Figur 6), das
sich nach innen öffnet und genau regulirt werden kann, äußere Luft ein, aber
selbstverständlich nur in minimaler Menge, um das Vacuum nicht zu zerstören. Auf
diese Weise hat sich in der obern Hälfte des Pumpenraumes A eine Luftschichte gebildet, und wenn nun das nachströmende Wasser, das
in seiner lebendigen Kraft ein bestimmtes Arbeitsmoment enthält, in die oben verengten Partien des Pumpenraumes gelangt, so ist
gar kein Zweifel, daß sich die Geschwindigkeit momentan erhöht und eine Stoßwirkung
hervorbringt, welche die eingeschlossene Luft comprimirt und die Kugel nach der
andern Seite wirft, was um so leichter geschehen kann, als hier, nach dem Gange
unserer Beschreibung, schon einige Zeit Vacuum herrscht. Der nun in A eintretende Dampf schließt sofort das Saugventil und
treibt das eingeschlossene Wasser in die Druckleitung, wobei die Luftschichte
gewissermaßen als Kolben wirkt, die directe Berührung von Wasser und Dampf aufhebt
und Condensation verhindert. Das im Saugrohr befindliche Wasser dagegen, welches wir
uns wie bei jeder Pumpe fortwährend in Bewegung denken müssen, öffnet sich sofort
beim Schlusse des linken Saugventiles das zur rechten Kammer führende, in welcher jetzt Vacuum
herrscht. Das Wasser tritt ein, steigt, comprimirt die eingeschlossene Luft, wirft
endlich die Kugel wieder nach links, und das regelmäßige Spiel ist eingeleitet.
Auf diese Weise glauben wir, die Wirkungsweise des Pulsometers vollständig erklärt zu
haben, ohne zu der öfters beliebten räthselhaften Action des Saugwindkessels D unsere Zuflucht nehmen zu müssen, der eben nichts als
ein Windkessel ist, durch das Ventilchen m stets mit
einem Quantum Luft gefüllt erhalten wird und in der elastischen Ausgleichung der
Wasserstöße der Saugleitung eine vollkommen genügende Thätigkeit findet.
Dagegen ist unzweifelhaft die Gestalt der birnförmigen
Pumpräume von ausschlaggebendem Einflusse, genau so wie bei einem Injector,
auf die Functionirung des Pulsometers, und wir
schließen uns gerne der mehrfach ausgesprochenen Erfahrung an, daß schon geringe
Aenderungen der Form die Wirkung beeinträchtigen oder ganz aufheben.
Ferner erhellt, daß das richtige Zusammenwirken der einzelnen
Actionen von höchster Bedeutung für den Dampfverbrauch ist. Beginnt beispielsweise, wie wir der Deutlichkeit
halber angenommen haben, die Condensation im einen Raume früher, ehe im andern Pumpraume die Compression
begonnen hat, so erfolgt so lange Condensation und nutzloser Dampfverlust, bis die
Compression der zweiten Kammer die Kugel umgesteuert hat; man muß daher die
Druckperiode mit der Saugperiode in genaue Uebereinstimmung bringen und eventuell
durch das Drosselventil reguliren. Hieraus erklären sich auch die Abweichungen der
bis jetzt bekannt gewordenen Versuchsresultate, welche so groß sind, daß sie
überhaupt noch keinen sichern Schluß auf die ökonomische Leistungsfähigkeit des
Pulsometers zulassen.
Wilman.