Ueber freigehende Pumpenventile.Von Professor L. Klein,Hannover.(Fortsetzung von S. 357 d. Bd.)Ueber freigehende Pumpenventile.Bei den einzelnen Versuchsreihen ließ ich nun Ventilbelastung und Kolbenhub
gleich groß, steigerte aber die minutliche Umdrehungszahl. In den Fig. 9–26 sind Diagramme einer solchen Versuchsreihe zusammengestellt. Dabei war
der Hub des Kolbens 300 mm, sein Durchmesser 124,6 mm; die Ventilbelastung BII bestand nur aus dem
Bleiring R2– vergl. Fig. 2 und Tab. 2 –,
während die Umdrehungszahl von 60–114,5 zunahm.
[Textabbildung Bd. 322, S. 373]
Fig. 27.Mit der Umdrehungszahl wächst der Hub und der Schlag des Ventils, ebenso der
Oeffnungsstoß. Das auf letzteren folgende Herabfallen des Ventils rückt immer näher
an das Ende des versetzten Diagrammes, also nach der Kolbenhubmitte zu, so daß
beispielsweise bei n = 114,5 (Fig. 25) der dem
Gleichgewichtszustande entsprechende Ventilhub in der Mitte des normalen Diagramms
wesentlich größer sein würde, als er dort erscheint. Er ist für das Diagramm No. 25
jedenfalls noch größer als 6,7 mm und darum ist in der zeichnerischen Darstellung
der Versuchspunkt (s. Fig. 29) zwar auf 6,7 mm, die
Kurve aber höher gelegt. Man sieht aus den Ventilerhebungslinien, daß der Einfluß
des Oeffnungsstoßes sich meist nicht bis zum Schlusse des Ventils erstreckt, und daß
er diesen nur wenig oder gar nicht beeinflußt. Die versetzten Ventilerhebungslinien
schließen nicht tangential an die Nullinie an, woraus
hervorgeht, daß auch bei sehr gutem Gang das Ventil mit einer Geschwindigkeit größer
als 0 auf seinem Sitze ankommt. Außerdem sieht man, daß der Schreibhebel nach
Ventilschluß noch Eigenschwingungen ausführt. In Tab. 1 sind die Ergebnisse dieser
Versuchsreihe und in Fig. 27 zu den nach der
Sinusbewegung zu erwartenden SchlußgeschwindigkeitenTabelle 1.BII
= 5,70 kg; Kolbendurchmesser = 124,6 mm; Hub = 300
mm.
die aus dem versetzten Diagramme gemessenen wirklichen
Schlußgeschwindigkeiten vs als Ordinaten eingetragen. Der Umstand, daß die durch den Versuch
gefundenen Punkte in Fig. 27 ganz oder nahezu auf
einer gleichmäßig verlaufenden Kurve liegen, berechtigt zu schließen, daß bei den
Versuchen größere Ungenauigkeiten nicht vorgekommen sind.So wie vorstehend mit Ventilbelastung BII und 300 Millimeter Kolbenhub habe ich die
Versuche für alle vier Ventilbelastungen, deren Größen in Tab. 2 eingetragen sind,
und für vier verschiedene Kolbenhübe durchgeführt und ausgewertet. Die Ergebnisse
sind in den Schaulinien der Fig. 28–31 dargestellt.Tabelle 2.Größe der Ventilbelastung in kg.
Bezeich-nung
derBelastungVentil-gewichtInnererBleiring R1AeußererBleiring R2AeußeresGewichtHebel-ge-wichtRei-bungin kgGesamte Ventil-belastungunter
WasserBewegte VentilmasseUngefährerDruckverlustim Ventil
inm Wasser-säuleunteraußerunteraußerunteraußerWasser in kgWasser in kgWasser in kgin kgBI2,212,521,161,260,40,373,77 ± 0,37 kg0,7BII2,212,523,463,80,40,376,07 ± 0,37 kg1,1BIII2,212,521,161,263,463,80,40,377,23 ± 0,37 kg1,3BIV2,212,521,161,263,463,80,9260,40,378,16 ± 0,37 kg1,4
Zur Bestimmung des Gewichtes und der Reibung des Schreibwerks wurden die beiden in
Fig. 3
ersichtlichen Hebel L2
so weit auf die Seite gerückt, daß sie außer Eingriff mit dem Ventil waren. Sodann
wurde L1 in der
Entfernung L2 von
seinem Drehpunkt durch eine Federwage gefaßt und auf- bezw. abwärts bewegt, wobei
letztere das Hebelgewicht ± Reibung anzeigte. Das Schreibhebelgewicht ist der
Ventilbelastung immer zuzuzählen, die Reibung nur für den Aufwärtsgang, für den
Abwärtsgang ist sie abzuziehen.
[Textabbildung Bd. 322, S. 374]
Fig. 28.Ventilhübe bei Belastung BI =
3,40 kgDa für Neuberechnungen die Grenzen des sehr guten Ganges zugrunde zu legen sind, so
bieten diese besonderes Interesse. Sie sind in den Fig.
28–31 strichpunktiert eingetragen, und in
Fig. 32, sowie in Tab. 3, zusammengestellt.
Dabei fällt auf, daß sie für gleiche Kolbenhübe, also für ein und dieselbe Pumpe bei
annähernd gleichen Umdrehungszahlen liegen, wenn auch die Ventilbelastungen und
damit die Ventilhübe in den untersuchten Grenzen wechseln. Bei gleicher
Ventilbelastung, aber verschiedenen Kolbenhüben, Umdrehungszahlen und Ventilhüben
bleibt mit genügender Genauigkeit das Produkt aus Umdrehungszahl n und Ventilhub
gleich groß, was sich in Fig. 32 dadurch ausdrückt,
daß die entsprechenden Punkte auf einer gleichseitigen Hyperbel liegen (vergl. auch
Tab. 3). Weiter zeigt sich, daß an der Grenze des sehr guten
Ganges, also bei gleich geringem Ventilschlag, die Geschwindigkeit vs, mit welcher das Ventil auf seinem Sitze ankommt, bei
gleicher Ventilbelastung gleich groß ist. Die Abweichungen betragen nur bis
zu ± 3 v. H. und sind durch Messungsungenauigkeiten erklärbar. EsTabelle 3.Versuchsergebnisse für die Grenze des sehr guten Ganges.
war zu erwarten, daß bei gleichen zum Stoß kommenden Massen
der Ventilschlag bei gleicher Ventilschließgeschwindigkeit gleich groß sein wird. Da
die Ventilgeschwindigkeit in der Nähe des Ventilschlusses sich wenig ändert, konnte sie aus der
Tangente an das versetzte Diagramm mit genügender Sicherheit bestimmt werden. Die
einzelnen von jedem Versuch ausgewerteten 3 –10 Diagramme ergaben denn auch von den
in Tab. 3 eingeschriebenen Mittelwerten nur Abweichungen von weniger als ± 3½ v. H.,
welche wieder durch Messungsungenauigkeiten erklärbar sind.
[Textabbildung Bd. 322, S. 375]
Fig. 29.Ventilhübe bei Belastung BII =
5,70 kg.
[Textabbildung Bd. 322, S. 375]
Fig. 30.Ventilhübe bei Belastung BIII =
6,86 kg.Die Versuche zeigen aber ferner, daß die Ventilschließgeschwindigkeit aus dem
Ventilhub und der Umdrehungszahl errechnet werden kann.
[Textabbildung Bd. 322, S. 375]
Fig. 31.Ventilhübe bei Belastung BIV =
7,79 kg.Würde das Ventil sich genau nach dem Sinusgesetze auf und ab bewegen, das wäre also
so, wie ein einfaches Pendel aus seiner Mittellage seitwärts und dann bis in die
Mittellage zurück schwingt, dann würde die Schließgeschwindigkeit einfach gleichsein. In Wirklichkeit ist diese aber λ mal so groß und
[Textabbildung Bd. 322, S. 375]
Fig. 32.Grenzen des sehr guten Ganges bei verschiedenen
Ventilbelastungen.die Versuche haben ergeben, daß an der Grenze des sehr guten
Ganges bei dem untersuchten Ventil für die verschiedenen Belastungen das λ konstant gleich 1,6 war (s. Tab. 3), so daß die
wirkliche Schließgeschwindigkeit für ähnliche Ventile in ähnlichen
Wasserverhältnissen sich errechnen läßt zu(Schluß folgt.)