RZECZYPOSPOLITEJ POLSKIEJ

Transkrypt

1 24 maja 1928 r. a RZECZYPOSPOLITEJ POLSKIEJ OPIS PATENTOWY Nr Carl AIexander Fieber i Grazer Waggon- und Maschinen-Fabriks- Aktiengesellschaft vormals Joh. Weitzer (Graz, Austrja). KI. 59 a i9. Zespół pomp do cieczy. Zgłoszono 20 sierpnia 1925 r. Udzielono 23 grudnia 1926 r. Pierwszeństwo: 22 sierpnia 1924 r. (Austrja). Wynalazek dotyczy zespołu pomp do cieczy, który przy danej szybkości biegu wykazuje równomierne powiększenie ilości pompowanej cieczy, zaczynając od naj mniejszej jej wartości aż do największej. Taki zespół pomp używany jest szczegól nie przy zastosowaniu hydraulicznego na pędu do urządzeń zwrotnych, przy którym pompy, uruchomiane przez dowolny silnik, np. Diesel'a, o biegu równomiernym, do starczają ciecz (np, olej) do silnika, napę dzanego pompowaną cieczą, który służy do napędu jakiegokolwiek silnika, np. w paro wozie. Pompy o stale zmieniającej się wydaj ności przy równomiernym ich biegu są zna ne. Najczęściej używane pompy tego ro dzaju są zbudowane na wzór pompy Brotherhooda, składającej się z pewnej ilości cylindrów, rozmieszczonych promieniowo, których tłoki działają na korbę, ustawioną mimośrodowo względem cylindrów, gdzie mimośrodowość tej korby może być przestawialna od ręki, przyczem i wydajność zespołu pomp równomiernie zmienia się. Przez przestawienie czopa korby pompa może być kierowana tak, że strony ssania i tłoczenia mogą być zamieniane jedna na drugą. Tego rodzaju pompy, jeżeli chodzi o wielkie wydajności, są nietylko zbyt dro gie, ale są też niepewne w działaniu, od powiadają zaś swemu zadaniu, o ile są przeznaczone do małej wydajności. Pompy o dużej wydajności składają się

2 > przeważnie z wielu części, czyli z oddziel nych pomp, napędzanych przez wał wspól ny, przyczem.przez odpowiednie urządze nia pompy te mogą być włączane lub wy łączane. Taki zespół, złożony z oddziel nych pomp, nadaje się do regulowania wy dajności stopniowo, bo przy włączaniu lub wyłączaniu pojedynczych pomp wydaj ność nagle wzrasta lub opada przy zmia nie ilości pomp pracujących. Takie pom py, zmieniające wydajność skokami, dają się tanio wykonać, są pewne w działaniu, lecz przy jednostajnym biegu nie mogą mieć równomiernie zmieniającej się wydaj ności. Żeby osiągnąć równomierną zmienność podawanej cieczy przy jednostajnym biegu pomp, w myśl wynalazku, włącza się di przewodu tłoczonej cieczy pompę o równo miernie zmieniającej się wydajności pom py, dającej pompowaną ciecz ze zmiennemi skokami, zapomocą urządzenia do włączania i wyłączania tak, że kiedy pom pa o równomiernie zmiennej wydajności osiąga swą wydajność najwyższa zostaje zamiast niej włączona pompa o wydajności stałej, a jednocześnie pompa o wydajności zmiennej nastawia się na swą wydajność najmniejszą. Na rysunku uwidocznione są różne przykłady wykonania wynalazku za pomocą wykresów, przyczem wydajności są wzięte jako rzędne, a jako odcięte wzięte są nastawiania pompy o równomiernie zmien nej wydajności, a stałe wydajności od dzielnych pomp są dołączone do rzędnych. Przyjęto, że wykres, wskazujący zmienia jącą się łagodnie wydajność zespołu pomp, uwidocznia swemi rzędnemi także zmianę szybkości silnika, napędzanego tłoczonym przez pompy olejem. Należy przyjąć, że we wszystkich wy padkach szybkość biegu pompy S jest nie zmienna z równomiernie zmienną wydaj nością i szybkość biegu oddzielnych pomp U1% U2 wydajnością skokami. Jeżeli wydajność pierwszej pompy od dzielnej U1 (fig. 1) równa się największej wydajności pompy S, to przy włączeniu jedynie tylko pierwszej oddzielnej pompy U1 i nastawieniu pompy S na wydajność ujemną otrzymana wspólna wydajność G obu pomp równa jest zeru. Jeżeli teraz wydajność pompy zmiennej S będzie prze prowadzona z ujemnej na dodatnią przez przestawienie czopa korby w pompie S (Brotherhooda), to łączna wydajność obu pracujących razem pomp będzie wzrastać od zera do podwójnej wydajności poje dynczej pompy Ux. Z chwilą, gdy to zosta nie osiągnięte, włączona jest następna pompa oddzielna U21 a jednocześnie pom pa S nastawiona jest na wydajność zero wą. W przykładzie według fig. 1 jest przy jęte, że wydajność oddzielnej pompy U2 jest znacznie większa, niż wydajność po jedynczej pompy Ult przez co otrzymuje się raptowne podniesienie wspólnej wydaj ności, co jest wyjaśnione na wykresie fig. 1. W rzeczywistości jednak przebieg wy dajności odbywa się nie z tak raptowną zmianą, jak to jest uwidocznione na ry sunku, lecz zmiana wydajności jest łagod niejsza, przyczem linja wykresu, wykazu jąca wspólną wydajność, wykazuje kąt krzywej zamkniętej, której może być na dany przebieg rozmaity. We wszystkich wypadkach raptowne mu podniesieniu się wydajności przeszka dza podczas włączania pompy U2 bezwład ność słupa tłoczonej cieczy. W ten sposób odbywa się każdorazowo bezpośrednio po za oddzielną pompą U2 po jej włączeniu podniesienie się w przewodzie ciśnienia, które może być unieszkodliwione przez za stosowanie sprężynującego zaworu przepły wowego, albo dzwonu powietrznego ze sprężynującym tłokiem, łagodzącym rap towne zmiany ciśnienia. W większości wy padków łagodzenie w ten sposób wydaj ności pomp napędzających silnik hy drauliczny jest wystarczające do otrzyma nia równomiernego biegu silnika, 2

3 Stosownie do zasady ciśnienia i pfzeciwciśnienia przez ciśnienie przyśpieszające słupa przetłaczanej cieczy podczas włącza nia oddzielnej pompy U2 ilość obrotów silnika napędzającego, a wraz z tern i wy dajności napędzanych przezeń pomp U1 i U2, zmniejsza się odpowiednio do zbyt wielkich rozmiarów pompy /2. Silnik, np. Diesel'a, doprowadzony jest prędko do biegu normalnego pod działaniem swego miarkownika, przez co osiąga się znów pełne działanie pomp U1 i U2. Podczas biegu pomp Uv U2 pompę S znowu prze prowadza się od wydajności zerowej do wydajności najwyższej w ten sposób, że krzywa lin ja wykresu wykaże fcnowu kąt w swym przebiegu, jak było przy włącza niu pompy U2 do pompy U1 i pompy S ze stale wzrastającą wydajnością. Po osią gnięciu najwyższej wydajności pompy S, włącza się następną pompę f/3, a pompę S nastawia się znowu na wydajność zero wą i t. d. Jeżeli chodzi o zmniejszanie wspólnej wydajności, stosuje się odwrotny przebieg włączania, t j. najpierw pompę S nastawia się na najmniejszą wydajność, wyłącza się, np. oddzielną pompę U3 i jed nocześnie nastawia pompę S na "wydajność największą. Uwidocznione na fig. 1 urządzenie moż na zmienić w ten sposób, że, jak pokazano na fig. la, po osiągnięciu swej najwyższej wydajności dodatniej, nastawia się nie na wydajność zerową, lecz na najwyższą wy dajność ujemną, a jednocześnie włączają się kolejno pojedyncze pompy t/2, U3 Jak tylko pompa S osiągnie swą wydaj ność najwyższą, można bez obawy łączyć wydajności oddzielnych pomp U21 f/3 Sposób ten, a szczególnie uwidoczniony na fig. la, daje możność osiągania zmiennej wydajności od zera do stosunkowo bardzo wielkich wartości przy małej ilości poje dynczych pomp i tylko jednej niewielkiej pompie S. Do osiągnięcia możliwie równomiernej wydajności, t. j. do otrzymania krzywej wydajności bez załamań, dostateczne jest, jak to wskazuje fig. 2, zrównać najwięk szą wydajność pompy S z wydajnościami pojedynczych pomp Uv U21 Uz Wtedy linja wspólnej wydajności G otrzymuje przebieg równomierny podczas całego okresu miarkowania, jak to wskazuje fig. 2. Ten wynik można osiągnąć przez zmniejszenie liczby pojedynczych pomp U2, C/3... i nadanie im podwójnej wy dajności w stosunku do wydajności od dzielnej pompy U1 (fig. 3), ale w tym cza sie pompę S każdorazowo nastawia się na najwyższą wydajność ujemną po osiągnię ciu swej najwyższej wydajności dodatniej i włączaniu nowej pompy oddzielnej. Przy obliczaniu pomp musi być uwzględniony ich współczynnik sprawności, żeby straty w przepływie były brane w rachubę. Przy puszczaniu w ruch początkowo samej pompy (fig. 4) również osiąga się zupełnie stały przebieg krzywej całkowi tego wydatku. W ten sposób zaoszczędza się jedną z poszczególnych pomp. W rozkładzie, uwidocznionym na fig. 2, wydajność pompy S może zaczynać się od zera, a po osiągnięciu wydajności naj wyższej włączyć oddzielną pompę U1 przy równoczesnem nastawieniu pompy S na wydajność zerową. Otrzymuje się przytem znowu zupełnie równomierną zmien ność wspólnej wydajności przy stałej prędkości pomp, jak to wykazuje fig. 5 i zaoszczędza się przytem jedną pompę, a pompy S nie trzeba nastawiać na wydaj ność ujemną. Przy stosowaniu powyższego rozkładu pomp w rozrządach hydraulicznych, jak to już było zaznaczone, szybkość silnika, na pędzanego cieczą, jest proporcjonalna do wspólnej wydajności pomp, możliwe jest więc przy tym rozkładzie pomp z jedną małą pompą S i pewnej ilości oddzielnych pomp z wydajnością niezmienną otrzymy wać równomiernie zmieniającą się wspól- 3.

4 hą wydajność pomp, a przez to daje się obliczyć szybkości napędzanego silnika hydraulicznego. Osiąga się przytem i tę dogodność, że mały współczynnik spraw ności pompy S w rozkładzie pomp o wiele mniej jest szkodliwy, niż gdyby cała praca była wykonana przez jedną dużą pompę S. Włączanie i wyłączanie pomp pojedyn czych i jednoczesne przestawianie pompy S z najwyższej wydajności dodatniej na jej wydajność ujemną lub zerową, może być wykonane ręcznie, albo przez urządze nie, włączające i wyłączające oddzielne pompy, połączone z urządzeniem do nasta wiania pompy S w jakikolwiek odpowied ni sposób kinematyczny, a wtedy oba urzą dzenia mogą być uruchomiane ręcznie z jednego miejsca. Najwłaściwszą będzie zastosowana w tym wypadku ręczna dźwi gnia włączająca, złączona w razie potrze by z silnikiem pomocniczym (Servomotor), Pompa S i oddzielne pompy Ult U2... mogą być napędzane wałem wspólnym, al- # bo wałami różnemi, połączonemi zapomocą przystawek, przyczem pożądane jest sto sowanie pompy S jak najmniejszej z więk szą szybkością biegu, niż pompy Ult Ł/2» u* Konstrukcyjne urządzenie pompy S i pomp oddzielnych nie stanowią istoty wy nalazku. Poprzednio była przyjęta szybkość bie gu pomp jako stała, ale samo przez się jest zrozumiałe, że może ona być dowolnie zmieniana i zmienność ta może być stoso wana do regulowania wydajności, jak to zwykle zastosowane jest przy pompach. Zastrzeżenia patentowe, 1, Zespół pomp do cieczy, pompowa nej ze stałą lub w przybliżeniu stałą wy dajnością przy niezmiennej szybkości biegu pomp, znamienny tern, że pompa (S) z równomiernie stałą zmiennością wydajno ści i kilka niezależnych jedna od drugiej włączanych i wyłączanych pomp (U19 U2, f/3,,...) o wydajności niezmiennej połączo ne są równolegle tak, że po każdorazowem osiągnięciu największej wydajności przez pierwszą pompę (S) przy jej wyłączaniu następuje jednoczesne włączanie lub wy łączanie oddzielnych pomp [U1$ U2 ). 2, Zespół pomp według zastrz, 1, zna mienny tern, że wydajność pierwszej pom py oddzielnej (Ux) równa się największej wydajności pompy (S). 3, Zespół pomp według zastrz, 2, zna mienny tern, że wydajność drugiej i na stępnych pomp oddzielnych [U2, E/3 ) w przybliżeniu równa się podwójnej albo pojedynczej wydajności pompy (S). Carl Alexander Fieber, Grazer Waggonund Maschinen-Fabriks- Aktiengesellschaft v o r m a 1 s J o h, W e i t z e r. Zastępca: M, Brokman* rzecznik patentowy. #

5 Do opisu patentowego Nr Ark. i. Jtig:t* u* u> *^_r u2

6 Do opisu patentowego Nr Alk. 2. Pic.z. s + L + ]^- ~~" + l- " + u, u2. U3 tf* ^3 e4 I u,

7 Do opisu patentowego Nr Ark. 3. Alz 1 U3 Ćig.4 u* Al, Druk L. Bogusławskiego, Warszawa.