Titel: | Neuere Pumpen. |
Fundstelle: | Band 300, Jahrgang 1896, S. 30 |
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Neuere Pumpen.
(Fortsetzung des Berichtes S. 9 d.
Bd.)
Mit Abbildungen.
Neuere Pumpen.
Textabbildung Bd. 300, S. 30
Fig. 13.Worthington's Duplex-Dampfpumpe.
C. C. Worthington in Irvington, N. Y., wurde in
Nordamerika unter Nr. 526429 eine Anordnung behufs zwangläufiger Steuerung der
Druckventile von Duplex-Dampfpumpen patentirt. Wie die The
Engineer entnommene Abbildung (Fig. 13)
erkennen lässt, führen sich die Ventile d in Bohrungen
darüber liegender Stücke, die mit in Stopfbüchsen geführten Stangen verschraubt
sind, welche unter Zwischenschaltung kleiner Gelenke mit Glockenhebeln 16 in Verbindung stehen. Diese sind an einer Schwinge
drehbar befestigt, welche für jede Pumpe mittels Stange 14
von einem
um den Zapfen 2 schwingenden, an der zugehörigen
Kolbenstange c in bekannter Weise angeschlossenen Hebel
3 bethätigt wird, so dass die Ventile d abwechselnd sicher auf ihren Sitz gelangen, wenn der
Plungerkolben das jedesmalige Ende seines Hubes erreicht hat. Die Feder 17 dient zur Verbindung der beiden Glockenhebel 16.
Die Bewegungen der Steuerschieber der Dampfcylinder erfolgen, wie bei direct
wirkenden Worthington-Pumpen gebräuchlich, wechselweise von der Kolbenstange des
nicht zugehörigen Cylinders aus, mittels des betreffenden Hebels 3 und angreifender Schubstange 4.
Eine im J. 1893 von der Wilson Snyders Manufacturing Co.
in Pittsburg, Pa., für eine secundliche Leistung von 0,13 cbm erbaute, stehende
Dampfpumpe lässt die dem Praktischen
Maschinenconstructeur, 1894, entnommene Abbildung (Fig. 14) erkennen.
Textabbildung Bd. 300, S. 31
Fig. 14.Snyders' stehende Dampfpumpe.
Das auf der Abbildung nicht ersichtliche Pumpwerk besteht aus je zwei Ventilkästen,
an die sich unten die Saugkästen mit den Saugstutzen und oben die Druckkästen mit
den Druckleitungen anschliessen. In den zwei über einander liegenden Pumpencylindern
jeder Maschinenseite bewegt sich je ein Differential-Plungerkolben. Das angesaugte
Wasser wird nach Passiren der oberen Pumpencylinder in röhrenartigen Säulen empor
und in die Druckleitungen gepresst.
Die Hauptabmessungen eines Pumpwerkes sind nachstehend angegeben:
Durchmesser des Saugrohres
356
mm
„ „ Druckrohres
305
mm
„ „ Differential-Plunger-
kolbens
343
bezieh. 534 mm
Plungerhub
762
mm
Leistung beider Pumpwerke in 24 Stun- den
11355
cbm
Die Druckrohre haben am oberen Ende Planschen, auf denen die Grundplatte für beide
Tandem-Verbunddampfmaschinen ruht. Die Kolbenstangen der beiden Pumpen sind mit den
Kolbenstangen der Dampfmaschinen gekuppelt. Die Cylinder gg1 einer jeden Dampfmaschine haben
angegossene cylindrische Schieberkästen mit Kolbenschiebern p bezieh. m. Die Steuerung derselben erfolgt
nach dem sogen. Wechselprincip unter Vermittelung der doppelt vorhandenen Theile hikl, und zwar steuern stets die Theile hi der einen, die Theile kl der anderen Dampfmaschine. Die Hochdruckschieberstangen o sind durch Passtücke an die Stangen n der Niederdruckschieber angeschlossen. Der frische
Dampf tritt durch das Rohr q in die Schieberkasten der
beiden Hochdruckcylinder, der Abdampf der letzteren entweicht durch das längs
getheilte Rohr r in die Niederdruckcylinder.
Einige Hauptabmessungen der Dampfmaschine sind folgende:
Durchmesser der Hochdruckcylinder
305
mm
„ „ Niederdruckcylinder
559
mm
Kolbenhub
762
mm
Wirksamer Dampfdruck in den
Hochdruck- cylindern
6,12
at
Textabbildung Bd. 300, S. 31
Fig. 15.Hülsenberg's Dampfpumpensteuerung.
Unter D. R. P. Nr. 75039 vom 31. August 1893 wurde H. A.
Hülsenberg in Freiberg die Construction einer Expansionssteuerung für
direct wirkende Dampfpumpen im Deutschen Reiche geschützt. Der den
Vertheilungsschieber s (Fig.
15) umstellende Kolbenschieber pp1 ist vom Dampfeinlass m her durch Kanäle αα1 auf seinen Endflächen belastet; der mit Nuth e1 versehene
Abschlusschieber e ist zur Füllungsänderung dreh- und
feststellbar, und beide sind mit einander und mit dem Kolbenschwinghebel A durch einen Zwischenhebel ac verbunden. Wenn der Dampfkolben T am
rechten Cylinderende ankommt, schiebt der um c
schwingende Zwischenhebel durch den Mitnehmer q1 den Vorsteuerkolben q
nach links, das linke Ende p1 des Kolbenschiebers wird durch Kanäle β1γ vom Dampfdruck
entlastet und der auf p wirkende Dampfdruck wirft s nach links, wobei ac um
b schwingt und den Dampfeinlass e1r schnell öffnet. Nun schwingt a c wieder um c, bis e den Dampf abschliesst, q1 den Vorsteuerkolben q
nach rechts schiebt und das Ende p durch γβ entlastet wird u.s.w.
Textabbildung Bd. 300, S. 31
Dampfpumpe von Hülsenberg.
Um an Stelle des drehbaren Expansionsschiebers e mit
schraubenförmiger Nuth e1 einen flachen, also nicht drehbaren Expansionsschieber einschalten zu
können, schlägt Hülsenberg vor (D. R. P. Nr. 79264 vom
3. Juli 1894), das Hebelverhältniss des Zwischenhebels ac, also ab : bc
verstellbar zu machen. Die constructive Darstellung einer derartigen Ausführung
veranschaulichen Fig.
16 und 17.
Unter Beibehaltung der früheren Bezeichnungen greift die vom Schwinghebel A bewegte Lenkstange b0d in b0 an einem neuen
Zwischenhebel C an, der seinen Drehpunkt in O hat. Der Hebel C endigt
nach oben in einen Schlitz l, in welchem ein Kopf i verstellt werden kann. In diesem Kopf i kann sich der Zapfen b
drehen, durch dessen Verstärkung k der Hebel a c gesteckt ist. Letzterer kann je nach entsprechendem
Anschluss der Stangen e und p an a bezieh. c
durch k gleiten oder ist fest damit verbunden. In
beiden Fällen bewirkt eine Verstellung von k ein
gleichzeitiges Verschieben des Drehzapfens b auf a c und des Hebels C.
Diese Construction ist besonders für grosse Maschinen werthvoll; wenn sie auch nicht
ganz so einfach wie der Rundschieber ist, so sind aus praktischen Gründen der
Anwendung des letzteren doch bald Grenzen gesteckt und daher der Flachschieber eine
Nothwendigkeit.
Hülsenberg beschreibt in der Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure vom 2.
November 1895, S. 1313, die Construction einer mit Expansion arbeitenden
Verbunddampfpumpe mit Rundschieber, die mit Kraftausgleichern (D. R. P. Nr. 50880)
versehen ist. Hierzu dienen, in Kürze erwähnt, zwei unter gleichem Druck in
gemeinsamem Gehäuse parallel verschobene Kolben, welche durch Lenkerstangen an zwei
unter rechtem Winkel versetzte Kurbelzapfen angehängt sind, welche von der hin und
her gehenden Kolbenstange der Hauptmaschine Schwingungen vom Ausschlage eines
rechten Winkels erhalten. Der zum Betreiben des Kraftausgleichers nöthige Druck wird
ohne Zwischenmechanismen in denkbar einfachster Weise einem kleinen Windkessel, der
mit dem Windkessel der Pumpe durch ein enges, mittels Hahnes regelbares Rohr in
Verbindung steht, entnommen. Es ist dann der stetige Druck der Drucksäule das
treibende Mittel des Kraftausgleichers.
Durch die regelbare Expansion kann man nun den Druckausgleicher und die Maschine so
zusammen arbeitend machen, dass die Kolbenbewegung während des Hubes gleichförmig
und an dessen Ende ohne Stoss, vollkommen ruhig verläuft. Bei der erwähnten Maschine
ist der Kraftausgleicher wagerecht zwischen Hochdruck- und Pumpencylinder gelagert
und es bilden der Hebelarm, welchen mittels eines kurzen Gelenkes die Kolbenstange
in schwingende Bewegung versetzt, die Hebelplatte mit den Kurbelzapfen der
Druckkolben und ihre kurze, starke Welle ein aus Gusstahl gefertigtes Ganze.
Die Druckkolben sind nicht blosse Riffelkolben, wie man sie bei schwingender
Anordnung gewohnt ist, sondern mit Lederstulpen versehen und können nach Oeffnen des
vorderen Druckdeckels, dort, wo das Druckwasser ein- und ausfliesst, ohne weiteres
herausgezogen werden, da die Lenkerstangenköpfe nur halb die in den Kolben
angebrachten, ebenfalls leicht auswechselbaren cylindrischen Zapfen umgreifen. Der
im Gehäuse herrschende Druck sorgt dafür, dass alle Theile unter sich in gehöriger
Verbindung bleiben.
Die Maschine mit hinter einander liegenden Dampfcylindern hat folgende
Hauptabmessungen:
Durchmesser des Hochdruckcylinders
250
mm
„ „ Niederdruckcylinders
450
mm
„ der Wasserpumpe
155
mm
Gemeinsamer Kolbenhub
410
mm
Durchmesser der Kraftausgleichercylinder
120
mm
Eine derartige Pumpe leistet, wenn sie mit dem mit Volldruck arbeitenden
Hochdruckcylinder allein in Verbindung steht, bei 4,8 at Dampfüberdruck und 32
minutlichen Umdrehungen 0,45 cbm bei 82 m Druckhöhe oder minutlich 36900 mk. Die
neue Expansionspumpe schaffte jedoch bei einer Dampfabsperrung bei 0,16 des Hubes
und 32 Doppelhüben 0,45 cbm auf 58 m oder minutlich 26100 mk mit einer 6¼ mal
kleineren Dampfmenge; folglich würde sich bei gleichen Dampfmengen die Leistung
der gewöhnlichen Volldruckdampfpumpe zu der einer Expansionsmaschine mit
Kraftausgleicher verhalten wie
36900 . 1 : 26000 . 6,25
oder
36900 : 163125;
mithin leistet eine Expansionsmaschine fast fünfmal so viel
wie die Maschine einfachen Systems.
Wenn man erwägt, dass diese Maschine nur klein ist, dass die Dampfcylinder keine
Mäntel haben, auch Zwischenkammer und Condensator fehlen, so ist das Ergebniss in
der That beachtenswerth.
Ueber Dauerversuche, welche Prof. Kennedy am 24. Juli
1894 an einer von James Simpson and Co. in London für
die New River Company's Pumping Station, Hornsey Sluice, erbauten Pumpmaschine
(System Worthington) anstellte, berichtet Engineering vom 30. November 1894, S. 717.
Die Ergebnisse dieser Versuche sind derart günstige, dass weitere Mittheilungen über
dieselben am Platze sein dürften.
Textabbildung Bd. 300, S. 32
Fig. 18.Pumpmaschine (System Worthington).
Die Fig. 18 ersichtliche Maschine ist eine direct
wirkende Dreifach-Expansions-Duplex-Dampfpumpe mit Oberflächencondensation; sie hat
nach den Lieferungsbedingungen Dampfcylinder von 406, 635 und 1067 mm Durchmesser,
welche auf jeder Maschinenseite in Tandem hinter einander liegen und durch
gemeinsame Kolbenstange mit einer doppelt wirkenden Plungerpumpe von 445 mm
Durchmesser verbunden sind. Der gemeinschaftliche Kolbenhub soll 1067 mm betragen.
Nachdem die Versuche beendet, wurden die Durchmesser der Cylinder und Plunger, wie
auch diejenigen der zugehörigen Stangen genau nachgemessen und die erhaltenen
Werthe, welche von den oben genannten Abmessungen theilweise abweichen, der Rechnung
zu Grunde gelegt. Jeder Cylinder ist, wie auch der Aufnehmer zwischen jedem
Cylinderpaar, von einem Dampfmantel umgeben.
Um den durchschnittlichen Hub während der Versuche bestimmen zu können, waren Marken
angebracht, mittels welcher der Hub jeder Maschine viermal in der Stunde sorgfältig
gemessen wurde, so dass der wirkliche Hub aus 48 Beobachtungen resultirt. Die Längen
des Hubes differirten übrigens nur um höchstens 13 mm. Die Anzahl der Kolbenhübe wurde
fortlaufend durch einen Zählapparat, System Harding,
angezeigt und gleich wie die Dampfspannung und das Vacuum jede Viertelstunde
aufgeschrieben. Während der Versuche pumpte die Maschine in einen Behälter der New River Company, aus welchem das Wasser beständig
abfloss. Irgend welche Mittel, um diese geförderte Wassermenge direct messen zu
können, waren nicht vorhanden. Die Höhe, auf welche das Wasser gepumpt wurde, liess
sich an einem Wassermesser im Maschinenraum ablesen, der nachdem durch Vergleich mit
einer Quecksilbersäule auf seine Richtigkeit geprüft wurde. Die Tiefe des
Wasserstandes unter dem Fussboden des Maschinenraumes wurde jede Viertelstunde
gemessen.
Zur Abnahme von Schaulinien an den Dampfcylindern dienten Crosby-Indicatoren,
ausgenommen am Mitteldruckcylinder, an welchem ein Wayne-Indicator angeordnet war.
Die Maschine erhielt von zwei Lancashire-Kesseln den erforderlichen Arbeitsdampf;
ein dritter, vollständig getrennt aufgestellter Kessel lieferte ausschliesslich den
Dampf für die Speisepumpen. Im Maschinenraum war ein Wasserabscheider zum Abfangen
des vom Dampf mitgeführten Wassers aufgestellt; letzteres wurde stündlich durch
Oeffnen eines Hahnes in einen Behälter abgelassen und gewogen. Ebenso wurde auch das
in den Dampfmänteln der Cylinder und den Zwischenbehältern sich bildende
Condensationswasser in einen unter den Maschinen stehenden Behälter geleitet, der
mit einem Wasserstand und Scala versehen, war. Das heisse Wasser gelangte aus diesem
Behälter mit dem Condenswasser gemischt in einen Heisswasserkasten. Die
Maschinenspeisepumpen, welche unter gewöhnlichen Umständen direct in den Kessel
fördern, pumpten während des Versuches aus diesem Heisswasserkasten in einen etwa
36,5 m über dem Fussboden des Maschinenraumes aufgestellten Behälter, und zwar war
in die Druckleitung ein Widerstand eingeschaltet, um zu ermöglichen, dass die Pumpen
annähernd gegen einen Druck arbeiten, wie er beim Speisen der Kessel vorhanden ist.
Unter dem genannten Hochbehälter standen zwei Messgefässe von 565 bezieh. 700 k
Fassungsraum. Diese wurden abwechselnd gefüllt und entleert; das zum Ausguss
gelangte Wasser wurde von den Speisepumpen in die Kessel gedrückt. Die gesammte
Dampfmenge zum Speisen der Maschinen ist demnach gleich der gesammten gemessenen
Wassermenge, vermindert um diejenige Wassermenge, welche dem Abscheider entnommen
wurde.
Die hauptsächlichsten Abmessungen der Maschinen und Kessel, sowie die Ergebnisse der
Versuche sind in den nachstehenden Tabellen gegeben.
Dauer der Versuche (für Wassermessungen) 12 Stunden 9 Minuten.
Durchmesser der Cylinder und Stangen:
Hochdruckcylinder
406
und
95,2 mm
Mitteldruckcylinder
638
„
82,5 mm
Niederdruckcylinder
1072
„
70,0 mm
Durchmesser der Plungerpumpe
444,5
mm
„ „ zugehörigen
Kolben- stange
89,0
mm
Mittlerer Kolbenhub
1079,5
mm
Anzahl der Betriebskessel
2
Totale Länge jedes Kessels
9,145
m
Durchmesser „ „
2,286
m
Totale Heizfläche beider Kessel
178,46
qm
Rostfläche „ „
54,25
qm
Verhältniss der Heizfläche zur Rostfläche
33 : 1
Mittlerer Kesseldruck
9
at
Mittlerer Admissionsdruck, Hochdruck-
cylinder
8,5
at
Mittlerer effectiver Druck,
Hochdruck- cylinder
3,43
at
Mittlerer effectiver Druck,
Mitteldruck- cylinder
1,16
at
Mittlerer effectiver Druck,
Niederdruck- cylinder
0,735
at
Mittlerer effectiver Druck in der Maschine bezogen
auf den Nieder- druckcylinder
1,61
at
Mittlere Luftleere
0,98
at
„ Doppelhübe in der Minute
25,2
Leistung in indicirten Pferdestärken:
Hochdruckcylinder
102,8
Mitteldruckcylinder
87,9
Niederdruckcylinder
160,8
––––––
Gesammt
351,0
Berechnete Wasserlieferung in der Stunde
1016,97
cbm
Mittlere gesammte Förderhöhe
80,25
m
Entsprechender Druck auf den
Quadrat- centimeter
8,02
k
Mittlere Pumpen-Pferdestärken
298,2
k
Gesammtes Speisewasser in der Stunde
2,303
cbm
„ Wasser aus dem Abscheider in der
Stunde
0,028
cbm
Gesammter Dampfverbrauch der Ma- schinen in der
Stunde (incl. Dampf- mäntel)
2276
k
Gesammter Dampfverbrauch in Män- teln u.s.w.
358,4
k
Mittlere Temperatur des Speisewassers
47°
C.
Kohlenverbrauch in der Stunde
215,46
k
Dampfverbrauch für 1 ind. und Stunde
6,44
k
Verbrauchter Dampf in den Mänteln
15,7
Proc.
Mechanischer Wirkungsgrad der Ma- schine
84,4
Proc.
(Fortsetzung folgt.)