Pumpe mit veränderbarer Fördermenge. Die Erfindung bezieht sich auf Pumpen mit veränderbarer Fördermenge der- Taumel- plattenty pe, und sie betrifft speziell die Steuerung solcher Pumpen.
Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit veränderbarer Fördermenge der Taumelplat- tentype, kombiniert aus einem Zylinder, wel cher am einen Ende mit der Austrittsseite der Pumpe in Verbindung .steht, einer Flüs- sigkeitsaustrittsöffnung auf der andern Seite des Zylinders, einem federbelasteten Kolben, welcher im Zylinder durch Flüssigkeitsdruck verschiebbar ist und bei .seiner Verschiebung die Einstellung der Taumelplatte der Pumpe verändert,
Mitteln zur Herstellung einer ge drosselten Verbindung zwischen den beiden Enden des Zylinders, einem beweglichen Ab schlussglied zur Steuerung der genannten Öffnung und Mitteln zur Betätigung des Ab schlussgliedes, welche von einem Druck be einflusst werden, der von der Pumpe separat vom Förderdruck erzeugt wird.
In den Figuren der beiliegenden Zeich nungen sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
F'ig. 1 ist eine Seitenansicht im Schnitt einer bezüglich der Fördermenge veränder baren Pumpe gemäss der Erfindung zur För derung von Brennstoff in eine Brennkammer eines Stahltriebwerkes.
Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der Linie I-I in Fig. 1. Fig. 3 ist ein ähnlicher Schnitt wie Fig. 1, welcher eine abgeänderte Ausführungsform zeigt.
Fig. 4, 5 und 6 sind Schnitte, welche ab geänderte Details der in den Fig.1 oder 3 gezeigten Pumpe darstellen.
Die in den F'ig. 1 und 2 gezeigte Pumpe besitzt einen drehbaren Körper o, der in einem Gehäuse p angeordnet ist, wobei er um seine Axe herum eine Mehrzahl von Bohrun gen q hat, in denen je ein hin und her gehen der Kolben r sitzt.
Wenn der Körper o ge dreht wird, werden die Kolben durch eine verschieden schräg einstellbare Taumelplatte s in der einen Richtung bewegt und in der andern Richtung durch Federn-.t. Die letz teren ,sind in den Bohrungen q angeordnet, und sie dienen gleichzeitig dazu, die eine Endfläche des Körpers o in Berührung mit einer Endfläche u des Gehäuses<I>p zu</I> halten.
Die Endfläche u des, Gehäuses ist mit einer bogenförmigen Einlassöffnung (nicht gezeigt)' ausgerüstet, welche mit einem Einlass v im Gehäuse in Verbindung steht, und sie ist ebenso mit einem bogenförmigen Auslass w versehen, welcher mit einem Flüssigkeitsaus- lass (nicht gezeigt) des Gehäuses in Verbin dung steht.
Der Zweck der Erfindung, wenn :sie bei einer in den Fig. 1 und 2 gezeigten Pumpe angewendet wird, besteht darin, die Förder menge der Pumpe in Abhängigkeit eines Flüssigkeitsdruckes zusteuern, welcher durch die Pumpe separat vom Förderdruck erzeugt wird und von der Drehzahl -des Pumpenkör pers o abhängt.
Zur Erzeugung dieses Flüs sigkeitsdruckes kann im drehbaren Körper o eine Zentrifugalpumpe angeordnet oder. mit diesem kombiniert werden. Berim Beispiel ist der Körper o mit einer Axialbohrung x ver sehen, welche am einen Ende mit dem Ein lass v und mit dem andern Ende mit einer Mehrzahl radialer Durchgänge y im Körper o in Verbindung steht. Die Flüssigkeit vom Einlass<I>v</I> fliesst durch die Bohrung<I>x</I> und wird infolge der Zentrifugalkraft durch die radialen Durchgänge y ins Innere des Pum pengehäuses p geschleudert, um den Körper o herum.
Bei der Ausführung der Erfindung ge mäss den Fig. 1 und 2 ist am einen Ende des Pumpengehäuses p ein Zylinder 2 mit ge schlossenen Enden vorgesehen. Im Zylinder 2 ist ein Steuerkolben 3 .angeordnet, der durch eine Feder 4 belastet wird, die sich von einer Seite dieses Kolbens aus erstreckt,. und durch eine-Bohrung im innern bzw. linken Ende des Zylinders erstreckt sich eine Stange 5, wel che an die Taumelplatte s angeschlossen ist.
Der innere Teil des- Zylinders 2, das ist der Teil auf der Kolbenstangenseite des Kolbens 3, steht durch eine Öffnung 6 mit der Aus- trittsöffnung w in freier Verbindung, und dieser.
Teil des Zylinders steht in Verhin- dung mit dem andern oder äussern Teil des Zylinders (welcher die Federn 4 enthält) durch einten verengten Durchtritt 7, welche Verengerung durch einen festen öder verstell- baren Zapfen 8 (Fig.2) hergestellt wird.
Das -äussere Ende- des Zylinders 2 -ist mit einer kleinen Öffnung 9 versehen; welche an ihrem äussern Ende einen Sitz für ein Ab schlussglied 10 aufweist, welches an einem Hebel 11 sitzt, welch letzterer am äussern Ende des Zylinders 2 angelenkt ist. Der He bel I\1 wird von einer Feder 12 beeinflusst, welche .bestrebt ist, das Abschlussglied 10 auf seinem Sitz zu halten.
Der Zylinder 2 ist in einer Kammer 13 enthalten, welche am be- treffenden Ende des Pumpengehäuses p ge bildet oder befestigt ist, und diese Kammer steht in Verbindung mit dem Pumpeneinlass v oder mit einem Sammelgefäss. Die äussere Seite der Kammer 13 ist durch ein Dia phragma 14 abgegrenzt, welches im Zentrum einen Anschlag 15 besitzt, der an demjenigen Ende des Hebels 11 aufliegt oder aufliegen kann, das vom Abschlussglied 10 entfernt ist.
An der Aussenseite des Diaphragmas 14 be findet -sich eine andere Kammer 16, welche zum Teil vom Diaphragma und zum Teil von einem Deckel 17 begrenzt ist; diese letztere Kammer steht Zn Verbindung mit der oben erwähnten Zentrifügalpumpe, und zwar durch eine Öffnung 18 und das Innere des Pumpen gehäuses p.
Am Diaphragma 14 ist auch mit tels einer Feder 20 eine Stange 19 befestigt, welche Feder in der Mitte des Enddeckels 17 in einem rohrförmigen Federgehäuse sitzt, während die Stange sich durch eine Stopf büchse im äussern Ende des Federgehäuses erstreckt. Die Stange kann von der Bedie nungsperson mittels eines Hebels 22 betätigt werden, welcher von einem Halter 25a auf dem Federgehäuse gehalten wird.
Angenommen, die Taumelplatte s stehe in der Stellung für maximale Förderleistung, wie in Fig. 1 gezeigt. Sie wird so lange in dieser Stellung verbleiben, wie der Druck in der Kammer 16 unter einem bestimmten Wert liegt.
In diesem Zustand befindet sich das Abschlussglied 10 in geschlossener Stel- lung, und die Drücke auf beiden Seiten des Steuerkolbens 3 sind gleich. Wenn aber der auf das Diaphragma 14 von selten der Kam mer 16 her wirkende Druck einen bestimmten Wert überschreitet, dann wird das Dia phragma (als Folge des auf dasselbe wirken den Druckes) das Abschlussglied 10 von sei nem Sitz abheben.
Der Flüssigkeitsdruck im äussern Teil des Zylinders 2 wird jetzt fallen, und der Kolben 3 wird durch den Flüssig keitsdruck entgegen der Wirkung der Feder 4 in den äussern Teil des Zylinders gescho ben, wodurch die Taumelplatte s 2n Rich tung zur Verminderung der Pumpenleistung gedreht wird, bis sich ein neuer Gleich gewichtszustand eingestellt hat. Wenn ge wünscht wird, die Geschwindigkeit zu ver- ändern, mit welcher der auf das Diaphragma 1.4 wirkende Druck wirksam wird, kann der Hebel 22 durch die Bedienungsperson ent sprechend verstellt werden.
In Fig.1 ist der Hebel 22 in der einen extremen Stellung mit vollen Linien angedeutet und in der andern extremen Stellung mittels unterbrochener Linien.
Irgendwelche geeignete Mittel können verwendet werden, um der Bedienungsperson zu ermöglichen, das Abschlussglied 10 von seinem Sitz auf der Öffnung 9 abzuheben; ein Beispiel derartiger Mittel ist in Fig. 3 gezeigt. Bei diesem Beispiel isst ein Hebel 94 verwendet, um die Geschvrindiigkeit zu ver ändern, bei welcher der auf das Diaphragma wirkende Druck wirksam wird.
Dieser Hebel ist an einer Welle 95 auf der Aussenseite des Diaphragmas befestigt, wobei er unter der Einwirkung der Bedienungsperson über einen andern Hebel 96 betätigbar ist, der sich an der Welle ausserhalb der Kammer 16 befin det. Der Hebel 94 ist mit dem Diaphragma 14 durch eine Feder 97U verbunden, und die Anordnung -ist derart, dass die Wirkung der Feder auf das Diaphragma durch eine Dreh rewegung des Hebels verändert werden kann.
Ferner ist am Hebel 94 ein Anschlag 98 vor handen, welcher, indem er auf das Dia- phragma 14 drückt, den Hebel 11, der das Abschlussglied 10 trägt, in eine Stellung be wegen kann, in welcher das Abschlussglied von seinem Sitz abgehoben ist. Diese Ein stellung, welche beim Leerlauf der Brenn-* kammer erforderlich ist, lässt die Flüssigkeit im äussern Teil des Zylinders 2 abfliessen.
Der Steuerkolben 3 im Zylinder 2 kann dann durch den Flüssigkeitsdruck im innern Teil des Zylinders entgegen der Wirkung seiner Belastungsfeder 4 verschoben werden, bis er den Gleichgewichtszustand erreicht, in wel chem die Federwirkung und der Flüssig keitsdruck ausgeglichen sind, welche einan der entgegenwirken. Die Wirkung des Steuer kolbens 3 ist hierbei derart, dass er die Tau melplatte s in eine Stellung dreht, in der die Pumpe eine entsprechend geringere Förder- leistung abgibt. Der Kolben 3 wird dann in dieser Stellung verbleiben, und die Pumpe wird eine konstante Förderleistung abgeben, genügend gross, um die Brennkammer in Be trieb zu halten.
Wenn es gewünscht wird, die normale Leistung der Pumpe wieder herzustellen, löst die Bedienungsperson den Hebel 96, und der Hebel 11 wirkt dann wieder entsprechend dem auf das Diaphragma 14 wirkenden Flüs sigkeitsdruck.
Wenn der Hebel 94 aus der Stellung ge bracht wird, in welcher die Feder 97 die grösste Wirkung hat, wird jedes Bestreben,, das Diaphragma zu überziehen, durch einen Federstreifen 99 verhindert, dessen eines Ende am Diaphragma in der Nähe von des sen Zentrum befestigt ist und das andere Ende am Enddeckel 17.
In den andern Beziehungen ist die in Fig. 3 gezeigte Pumpe im wesentlichen gleich wie die in den Fig. 1 und 2 gezeigte, und es sind die gleichen Bezugszeichen verwendet worden.
Fig.4 zeigt Mittel, welche die in den F ig. 1 und 2 oder Fig. 3 gezeigte Pumpe in den Stand setzt, automatisch als Pumpe mit: konstanter Förderleistung-'zu arbeiten, falls der Druck, welcher auf den Steuerkolben 3 wirkt, unter einen bestimmten Wert fällt.
Bei diesem Beispiel ist der feste oder einstell bare Zapfen 8, der in Fig.2 gezeigt ist, durch einen kleinen Kolbenschieber 100 er setzt, der mit einer Schraubendruckfeder 101 von geeigneter Stärke belastet ist. Dieser Schieber 100 ist in einer Bohrung 102 im Pumpengehäuse p verschiebbar, und er ist am einen Ende dem Flüssigkeitsdruck von der Ausstossseite der Pumpe ausgesetzt, welcher Druck bestrebt ist, den Schieber entgegen der Wirkung seiner Belastungsfeder 101 zu verschieben.
Wenn die Pumpe arbeitet und der Druck einen bestimmten Wert überschreitet, über wiegt dieser Druck die Kraft der Feder 101, welche auf den Schieber 100 drückt, und ver schiebt den letzteren in seine geöffnete Stel lung. In dieser Stellung gibt der Schieber 100 das anliegende Ende des Durchganges 103 frei, der zum innern Ende des Zylinders 2 führt, wodurch ein freier Durchgang zwi schen diesem Ende des, Zylinders und der Austrittsseite der Pumpe entsteht.
Sollte der Fall eintreten, dass der von der Pumpe er zeugte Druck unter einen bestimmten Wert fällt, dann wird der Schieber 100 von seiner Feder 101 in die gezeigte Stellung zurück gestossen, in welcher es die Zufuhr von Flüs sigkeit von der Pumpe zum Zylinder 2 un terbricht.
In. dieser Stellung des Schiebers 100 wird der Kolben 3 unter dem Einfluss seiner Belastungsfeder 4 veranlasst, die Pum- peneinstellstange 5 in eine Stellung zu ver schieben., in welcher die Pumpe ihre Maxi- malleistung abgibt und als Pumpe -mit kon stanter Fördermenge arbeitet.
Um die erforderliche Bewegung des Kol bens 3 zu ermöglichen, ist der Schieber 100 mit Bohrungen 104 versehen, durch welche die beiden-.Enden des Zylinders 2 frei mit einander in Verbindung stehen, wenn der Schieber geschlossen. ist. Ferner sind . die Durchmesser des .Schiebers 100 und der Boh rung 102 derart, dass um den Schieber herum ein verengter . Weg (Sickerweg) entsteht, durch welchen die Flüssigkeit zwischen den Zylinderenden fliessen kann, wenn der Schie ber offen' ist.
Anstatt dem in h ig. 4 gezeigten Schieber 100 kann auch ein in Fig. 5 gezeigter Kol- benschieber <B>1008,</B> verwendet werden. Der Schieber 100a ist durch den Pumpendruck entgegen der Wirkung einer Belastungsfeder 101a verschiebbar, um eine freie Verbindung zwischen einem Durchlass 103a, der zum an liegenden Ende des Zylinders 2 führt, und einer Einlassöffnung 105,
welche mit der Ausstossseite der Pumpe in Verbindung steht, herzustellen. Der erforderliche verengte Durchlass oder Sickerweg jedoch, durch wel chen die Flüssigkeit zwischen den Enden des Zylinders 2 fliessen kann, ist um einen festen oder einstellbaren Zapfen 106. in der Boh rung -102a herum angeordnet, welche den Schieber 100a enthält.
Ferner, wenn der Schieber 100a geschlossen ist, bringt er den Durchlass 103a in Verbindung mit einer Öff- nung 107, welche mit der Saugseite der Pumpe oder mit irgendeinem andern Teil des Pumpensystems, in welchem der Drucknied- rig ist, in Verbindung steht.
Wenn es gewünscht wird, kann die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Pumpe mit oder ohne irgendeiner der in den Fig. 3 bis 5 gezeigten Varianten ausgeführt werden, und sie kann ferner mit Mitteln versehen werden, bei denen die Leistung einer- Temperaturkontrolle un terzogen wird, so dass im Falle, dass in irgendeinem Teil des Systems eine über mässige Temperaturerhöhung stattfinden sollte,
die Leistung der Pumpe erniedrigt wild. Ein Beispiel solcher Mittel ist in Fig. 6 gezeigt. Bei diesem Beispiel ist mit dem glei chen Ende des, Steuerzylinders 2; an welches die oben beschriebene Öffnung 9 angeschlos sen ist, eine weitere Öffnung 108 verbunden, welche normalerweise durch ein federbelaste tes- Abschlussglied 109 abgeschlossen ist.
Es ist erwünscht, dass die letztere entgegen der Wirkung der Belastungsfeder 110 geöffnet wird, wenn in der von der Pumpe versorgten Brennkammer eine übermässige Temperatur auftritt, wodurch bewirkt wird, dass die Tau melplatte der Pumpe von den Steuermitteln in Richtung zur Verringerung der Pumpen leistung geschwenkt wird.
Zu diesem Zweck ist zur Betätigung des Ventils 109 ein Elek tromagnet mit einer Wicklung 111 verwen det, welche in einem Stromkreis mit einem Paar normalerweise offener Kontakte 112 angeordnet sind, die von einer thermostati- schen Vorrichtung (wie einem Bimetallstrei- fen 13) gesteuert werden, welcher an der jenigen Stelle angebracht ist, wo die Überhit zungen am ehesten auftreten.
Der Elektro magnet ist ferner mit einem beweglichen gern 114 ausgerüstet, welcher mit dem Ab schlussglied 109 verbunden ist und dieses be tätigt. Wenn eine bestimmte, über der Nor maltemperatur liegende Temperatur auftritt, werden die Kontakte 112 durch den Streifen 113 geschlossen und das Abschlussglied 109 geöffnet, wodurch die gewünschte Erniedri gung der Pumpenleistung - auftritt.
Als Va- iiante könnte auch der Stromkreis des Elek tromagneten durch ein Relais gesteuert wer den, das von einem an der genannten Stelle angeordneten Thermoelement gespiesen wird.
Bei einer Variante der in Fig. 6 gezeig ten Mittel kann die ersterwähnte Öffnung 9 benützt werden, indem mit dem Hebel, wel- eher vom Diaphragma bewegt wird, eine obensitzende Vorrichtung kombiniert wird, wie zum Beispiel den oben beschriebenen Elektromagnet. Dieser Elektromagnet ist normalerweise unwirksam, wobei er jedoch die Öffnung 9 unter Betätigung des besagten Hebels freigibt, wenn der Stromkreis des Elektromagneten von den temperaturabhän gigen Mitteln geschlossen wird.
Die Erfindung ist nicht auf die oben be schriebenen Beispiele beschränkt, da unter geordnete-Details der Konstruktion oder An ordnung abgeändert werden können, um den verschiedensten Anforderungen zu entspre chen.