Die Luftkompressionspumpe Modell 1890

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     Die Luftcompressionspumpe Modell 1890 unterscheidet sich von den bisher beschriebenen Compressionspumpen dadurch, dass sie doppelt wirkend ist, d. h. der große Compressionskolben saugt sowohl bei seinem Niedergange als auch bei seinem Aufgange ein bestimmtes Luftqantum an und übergibt es nach einer gewissen Comprimierung bei entgegengesetztem Spiele durch je zwei Zwischenventilräume I, II und III, IV dem kleinen Cylinder, welcher in derselben Weise, d. i. doppelt wirkt und nach einer zweiten  Compression sowohl beim Auf- als auch beim Niedergange ein Quantum comprimierter Luft durch die Überlieferungsventilräume V und VI getrennt in die Schlangenrohre drückt.
      Die Leistungsfähigkeit der Pumpe ist daher eine bedeutend größere, wie die der anderen Compressoren von gleichen Cylinderdimensionen, die Beanspruchung jedoch auch eine weitaus größere. Die Folge davon ist, dass die Herstellung der Pumpe die größte Genauigkeit und die Wartung derselben große Aufmerksamkeit erfordert, wenn die Functionierung des Compressors für einen längeren Gebrauch gesichert sein soll.
     a) Der Treibapparat. Den Antrieb der Pumpe besorgt eine eincylindrige Dampfmaschine, deren Cylinder C, durch äußere Rippen versteift und mit einer breiten Bodenflantsche versehen, das Fundament für den Compressionsapparat bildet, welcher mit vier Ständern auf dem Dampfcylinder aufruht.
     Der stählerne Dampfkolben ist durch zwei Stahlringe abgedichtet und überträgt durch zwei Kolbenstangen seine Bewegung auf eine schmiedeiserne Traverse T, in welcher die Stangen der Compressionskolben auf dieselbe Weise wie die Dampfkolben — durch einen .Keil — befestigt sind.
     Die Traverse trägt vier eingeschraubte Zapfen, auf denen die bronzenen Gleitschuhe durch .Keile befestigt sind. Zwei dieser Zapfen zz1 ragen nach auswärts und sind mit den beiden Triebstangen tt1 in Verbindung, welche die hin- und hergehende Kolbenbewegung auf die Schwungräder und ihre Achse übertragen.
     Die hohlen mit Wasser gekühlten Lager der Schwungradachse sind bei einigen Pumpen an den Cylinderdeckel angegossen, bei anderen auf schmiedeisernen Ständern gelagert, die an die Flantsche des Cylinderdeckels geschraubt sind. Das linke Schwungrad ist mit einer Verzahnung ausgestattet, die zum Eingreifen der Ratsche beim Ansetzen der Maschine dient.
      Die Achse der Schwungräder trägt zwei aus einem Stücke mit der Achse geschmiedeten Excenterscheiben, welche mittels zweier Excenterstangen eine an den beiden vorderen Ständern der Pumpe gelagerte Welle w gegen auf- und abwärts drehen; diese Bewegung wird durch den mittleren Arm a (Fig. 4) der Welle auf die Schieberstange der Dampfmaschine und die Kolbenstange der Kühlwasserpumpe übertragen.
     Der Dampfvertheilungsschieber ist ein gewöhnlicher Muschelschieber; die Dampfeinströmung, welche am Deckel des Schiebergehäuses stattfindet, wird durch ein Absperrventil bethätigt, die Dampfausströmung erfolgt durch zwei seitliche Ausströmungsrohre, die in ein gemeinschaftliches Rohr münden.
      Die Schmierung von Schieber und Cylinder, respective die des Dampfes, geschieht durch eine in das Gehäuse des Dampfeinlassventiles angeschraubte                Schmiervase s (Fig. 13).
      Dieselbe besteht aus dem oberen, durch einen Deckel verschließbaren Ölraume und einem Hahngehäuse mit hohlem Hahn h, dessen Bohrungen für die drei außen angegebenen Stellungen des Griffes «Füllen», «Schieber», «Cylinder» mit entsprechenden Bohrungen des Hahngehäuses in Übereinstimmung kommen. Vom Ventilgehäuse geht oberhalb des Ventilsitzes ein Röhrchen r1 (Fig. 2) zum Hahngehäuse, welches bei den letzten zwei Stellungen des Hahnes Dämpf in den Hahnkegel einlässt; der letztere drückt seinen Inhalt durch eine Öffnung und die centrale Bohrung des Gehäuses unterhalb des Ventilsitzes, also in den Schieberkasten, oder durch das Röhrchen r2 in den Cylinder.
     Die beiden mit der Mündung des Dampf zuleitenden Röhrchens r1 in Communication tretenden Bohrungen b und d (Fig. 13) des Hahnkegels sind mit kleinen Führungsröhrchen für den Dampf versehen.
     Bei der Stellung «Füllen» steht nur die obere Vase mit dem Innern des Hohlkegels durch die oberen zwei Öffnungen in Verbindung. Um den Hahnkegel leicht beweglich zu erhalten, ist auf dessen Stiel eine Anziehmutter geschraubt und zwischen diese und das Ventilgehäuse ein Federgehäuse aufgesteckt, dessen Spiralfeder auf die Anziehmutter drückt.
     Die Schmierung der Lager und Zapfen der beweglichen Theile des Mechanismus geschieht durch Schmiervasen, die direct an den zu schmierenden Theilen sitzen, theils von zwei am Kühlwasserkasten befestigten Centralschmiergefäßen sf mit Tropfvorrichtungen, von denen Ableitungsröhrchen zu den Gleitbahnen der Ständer, zu den Zapfen der Triebstangenköpfe und zu den Excentern führen.
     b) Der Compressionsapparat (Fig. 5 bis 12). Derselbe ist in den Kühlwasserkasten eingesetzt und besteht aus den beiden Compressionscylindern und den Gehäusen für die vier Zwischen- und die zwei Überlieferungsventile I, II, III, IV und V, VI.
     Die Compressionskolben sind Scheibenkolben, der große mit Leder-, der kleine mit Pockholzdichtung ausgestattet. Die Construction der Kolben und die Befestigung der Stangen ist aus der Zeichnung ersichtlich. Die Befestigungsschrauben, welche die beiden Theile des großen Kolbens zusammenhalten, sind durch die Scheibe x versichert.
     Die Abdichtung der Kolbenstangen in den Cylinderböden wird beim großen Kolben durch zwei, beim kleinen durch eine Lederstulpe bewirkt.
     Im Deckel und im Boden des großen Cylinders sind die beiden Saugventile sv angeordnet. Das obere ist ein gewöhnliches Kegelventil, von einer schwachen Spiralfeder belastet, deren Spannung durch die beiden oberen Muttern variiert werden kann. Neben diesem Saugventile ist ein kleines Sicherheitsventil s1 v1 (Fig.5) in den Deckel eingesetzt.
     Das untere Saugventil hat eine ringförmige Ventilplatte, die auf dem mit vier Ausschnitten versehenen Cylinderböden (Fig. 5 und 11) aufliegt und in diesem durch vier Rippen 1, 2, 3 und 4 geführt ist. 1 und 3 sind für die Aufnahme von Schraubenbolzen verstärkt, welche durch die außen angeschraubten und versicherten Anschlagstücke as den Hub des Ventiles begrenzen. Auf den schwächeren Bolzen 2 und 4 halten Spiralfedern das Ventil geschlossen.
     Die Zwischen- und Überlieferungsventile sind sämmtlich langgestielte, durch Rippen in ihren Gehäusen geführte und durch kräftige Spiralfedern aus Deltametall belastete Kegelventile.
     Die Functionierung der Pumpe ist die folgende:
     Bewegen sich die Compressionskolben nach abwärts, so saugt der große Kolben ein gewisses Luftquantum durch das obere Saugventil an, welches beim Kolbenaufgange comprimiert wird, das Ventil III und nach weiterer Comprimierung das Ventil IV öffnet und unter den kleinen ebenfalls im Aufgange begriffenen Kolben gelangt.
     Beim hierauf folgenden Niedergange der Kolben schließen sich die Ventile III und IV, die unter dem kleinen Kolben befindliche Luft wird abermals comprimiert, bis ihre Spannung so groß ist, dass sich das Ventil VI öffnet, worauf sie in das eine Schlangenrohr eintritt.
     In gleicher Weise wirken die beiden anderen Seiten der Compressionskolben. Beim Aufgange tritt durch das untere Saugventil eine gewisse Luftmenge unter den großen Kolben, beim Niedergange wird sie comprimiert, tritt durch die Ventile I und II über den kleinen Kolben und wird beim folgenden Aufgange der Kolben von dem kleinen durch das Ventil V in das zweite Schlangenrohr gedrückt. Beide Schlangenrohre münden in je ein Ventilgehäuse vg am Deckel des Compressionsapparates. Ein Kegelventil schließt die innere Luftleitung gegen die äußere ab; ein seitlich angebrachtes Ventil ß (Fig. 12) dient als Sicherheitsventil.
     c) Die Kühlvorrichtungen. Um das innere Kühlwasser sowohl oberhalb als auch unter den großen Compressionskolben gelangen zu lassen, ist auf den Deckel des Compressionsapparates ein mit Höhlungen verschiedenen Querschnittes versehenes Bronzegehäuse bg (Fig. 5) über einer Bohrung im Deckel angeschraubt; von dieser Bohrung führt ein dünnes Kupferröhrchen er in den Kühlwasserkasten längs des großen Cylinders hinab, theilt sich unten und mündet von beiden Seiten in diesen Cylinder ein. Im Gehäuse sitzt ein nach unten sich öffnendes Federventil vf, ein Hahn h1 und in dem angeschraubten, über die Öffnung des Saugventiles reichenden Röhrchen der Hahn h2.
     Nachdem das Gehäuse mit dem Süßwasserkasten in Verbindung steht, so wird bei geöffneten Hähnen h1 und h2 eine gewisse Menge Süßwasser auf das Saugventil fallen und beim Niedergange des großen Kolbens mit der angesaugten Luft in den Raum oberhalb des Kolbens gelangen; beim Aufgange des Kolbens wird von unten Luft und durch das Kupferröhrchen er bei sich öffnendem Federventile vf ein Quantum Süßwasser unter den großen Kolben gesaugt. Dieses Kühlwasser wird natürlich mit der Luft fortgerissen, wobei es die Kolben, respective Cylinder, kühlt und schmiert, und gelangt in das Vorreservoir, wo es von Zeit zu Zeit abgelassen wird.
     Bei den älteren Anordnungen geschieht dieses Ablassen direct in den Sood oder außenbords. Bei den neueren Anlagen ist jedoch die Einrichtung getroffen, das Niederschlagwasser aus dem Vorreservoire wieder in den Süßwasserkasten zurückzupressen; dieses Kühlwasser wird erst nach mehrmaliger Verwendung für die innere Kühlung, wenn es durch Fett verunreinigt oder eine hohe Endtemparatur erlangt hat (gewöhnlich bei drei- bis viermaligem Passieren durch den Compressor), außenbords geleitet, respective das Wasser erneuert. Durch diese Anordnung ist eine bedeutende Ökonomie im Verbrauche von Süßwasser für die innere Kühlung erzielt. Dieser Vortheil wurde im wesentlichen durch die Anbringung eines Dreiweghahnes und eines Glasrohres erreicht; der Dreiweghahn ist statt des früheren einfachen Ablasshahnes am Vorreservoire angebracht, das Glasrohr (eine Art Wasserstandsglas) ist behufs genauer Beobachtung eingeschaltet worden, ob in den Süßwasserkasten Wasser oder schon Luft zurückgepresst wird.
     Die äußere Kühlung, d. i. das Anfüllen des Kühlwasserkastens, besorgt die an denselben geschraubte, von der Schieberstange der Dampfmaschine bethätigte Kühlwasserpumpe KP (Fig. 5), deren Kolben bei jedem Niedergange eine gewisse Menge Seewasser durch das Ventil v1 ansäugt und beim Aufgange durch das Ventil v2 in den mit einem kleinen Windkessel w versehenen Druckraum und den Kühlwasserkasten befördert. Das Wasser füllt diesen Kasten an, tritt sodann in die beiden an den Deckel des Compressionsapparates angeschraubten gebogenen Kupferrohre Kr, durch diese in zwei Bohrungen b1 b2, die in das Fleisch des Gusstückes gebohrt sind, wird unten von je einem Kupferrohre K1r1 aufgenommen und verlässt durch dieselben den Kühlwasserkasten.
      Zwei dünne, durch Hähne verschließbare Röhrchen gehen von der Vereinigungsstelle der beiden Rohre K1 r1 zu den Kurbelzapfen und liefern das zur Kühlung derselben nöthige Wasser. Das Kühlwasser für die hohlgegossenen Lager der Schwungradachse wird durch den Hahn h3  (Fig. 2) dem Kühlwasserkasten entnommen, in je einem Kupferröhrchen durch den Deckel in die Höhlung der Lager eingeleitet und fließt sodann durch ein zweites Röhrchen in den Soodraum ab. Am Deckel des Apparates ist endlich noch ein Sicherheitsventil S für das Kühlwasser angebracht; dieses Ventil functioniert auch im Falle des Undichtwerdens oder Platzens eines Schlangenrohres und verhindert das Entstehen eines für den Compressionsapparat gefährlichen Druckes.


 Anmerkung. Der Hahn h4 welcher unter der oberen Flantsche des Kühlwasserkastens angebracht ist, war ursprünglich für den Abfluss des Kühlwassers bestimmt, ist aber nun, nachdem die unteren Abflussrohre angeordnet sind, nur als Probierhahn oder für den Fall, als ein Verstopfen der Abflussrohre eintreten sollte, nothwendig. Bei großer Tourenzahl der Maschine kann er auch etwas geöffnet werden, um Stauungen des Kühlwassers zu vermeiden.
     Bei Neuerzeugungen wird der Hahn h4 vollständig weggelassen.
     Auf Schiffen, wo der Abfluss des verbrauchten Kühlwassers in den Soodraum nicht zulässig oder schwer durchführbar ist, besitzt der Luftcompressor eine kleine, mit einem Excenter des Treibapparates gekuppelte Saug- und Druckpumpe, welche das verbrauchte Kühlwasser aus dem Sammelkasten des Abflusses direct in die See befördert.
      Diese Saug- und Druckpumpe gleicht der Construction nach jener der Kühlwasserpumpe des kleinen Whitehead'schen Luftcompressors und ist mittels einer blechernen Console auf einer der Versteifungsrippen des Dampfcylinders befestigt.
 

 

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Der Betrieb des Luftkompressors  Modell 1890
 
     a) Das Ingangsetzen der Pumpe. Beim Ingangsetzen der Pumpe sind folgende Punkte genauestens zu beachten:
     1.) Da sich zumeist in der Dampfzuleitung sehr viel Wasser condensiert, so sind vor allem die Cylinderabblashähne zu öffnen und das Dampfabsperr- und Ausströmventil ein wenig zu lüften, dann sind
     2.) mit der Ansetzvorrichtung (Ratsche) einige Rotationen von Hand aus zu machen. Dabei darf der Compressor niemals bei hohem Drucke im Vorreservoire in Gang gesetzt werden, vielmehr muss letzteres immer vorher entleert werden.
      3.) Nachdem das condensierte Wasser der Dampfleitung und des Dampfcylinders durch die Drehung von Hand gänzlich entfernt und die Maschine entsprechend vorgewärmt worden ist, wird das Dampfausströmventil ganz geöffnet, der Seewasser-Zufluss- und -Abflusshahn für die äußere Kühlung sowie der Dreiweghahn für die innere Kühlung (auf See oder Casson) entsprechend gestellt; jetzt erst ist das Dampfabsperrventil vorsichtig zu öffnen und der Compressor mit möglichst geringer Tourenzahl in Gang zu setzen, wo dann die Regulierung der inneren Kühlung und des Wasserabflusses aus dem Vorreservoire durch Ablasshahn und Wasserzeiger vorzunehmen ist. Ebenso ist sogleich nach dem Ansetzen der Maschine der Wechsel der Kühlwasserleitung für die Kurbelachsenlager zu öffnen.
     b) Der Betrieb der Pumpe. Arbeitet die Pumpe unter höherem Drucke, so sind die Kurbelzapfen reichlich zu schmieren und, wenn nöthig, mit Wasser zu kühlen. Alle sich reibenden Theile, als: Lager, Führungen, Excenter, Kolbenstangen etc., sind reichlich zu schmieren und die Schmiervasen ordentlich zu regulieren. Von Zeit zu Zeit ist auf das Saugventil etwas Öl zu gießen, damit die Compressionscylinder auch innen etwas geschmiert werden. Beide Compressionsstangen sind häufig mit Öl zu bespritzen.
     Eine besondere Aufmerksamkeit ist der Kühlwasserpumpe zu widmen, weil selbe sich leicht verlegt; bei den Abflussleitungen ist darauf zu sehen, dass sie stets den freien Abfluss gestatten. Eine übermäßige Erhitzung der Pumpe ist absolut zu vermeiden, und ist behufs Untersuchung der Kühlvorrichtungen der Betrieb früher einzustellen.
     Wenn der Zufluss des inneren Kühlwassers zum oberen Saugventile ein unregelmäßiger ist, so ist dies ein Zeichen, dass zum unteren Saugventile gar kein Wasser zufließt und das Rückschlagventil im Kühlwasserstutzen undicht sein dürfte. In diesem Falle ist der Betrieb sofort einzustellen, der Kühlwasserstutzen abzuschrauben und das Ventil zu untersuchen, beziehungsweise neu zu dichten.
      Wenn die Pumpe nicht normal comprimiert, dürfte dies zumeist in einem Anstände am kleinen Compressionskolben oder in den Überlieferungsventilen seine Ursache haben und sind diese Theile sofort nachzusehen.
     Besonders zu beachten ist die Lederstulpe für die Kolbenstange des kleinen Cbmpressionskolbens, da selbe bei nachlässiger Schmierung sehr leicht verbrennt; diese Stange ist daher besonders häufig mit Öl zu bespritzen.
     Wenn das Sicherheitsventil des Saugventilgehäuses abbläst, so ist dies ein Zeichen, dass die Überlieferungsventile undicht sind. In diesem Falle ist der Betrieb behufs Untersuchung der Ventile gleichfalls sofort einzustellen.
      Wenn in dieselbe Dampfleitung außer dem Compressor noch andere Maschinen eingeschaltet sind, so ist der Gang der Pumpe sehr gut zu beobachten und das Dampfzuströmventil aufmerksam zu handhaben, da sonst die Pumpe leicht stehen bleiben oder durchgehen kann.
     Die Pumpe kann bei einem Dampfdrucke von 3 1/2 Atmosphären in Betrieb gesetzt werden und soll in der Regel keinen höheren Betriebsdruck erhalten, als                         4 1/2 Atmosphären. Die normale Tourenzahl ist 380 und soll selbe nicht überschritten werden, da der Luftcompressor bei dieser Tourenzahl am vortheilhaftesten arbeitet.
     Sehr zu beachten ist ferner der Wasserablasszeiger, wenn das Wasser der inneren Kühlung in den Casson zurückgepresst wird. Das Ablassventil im Vorreservoire ist so zu regulieren, dass nur Wasser und keine Luft den Wasserablasszeiger passiert, was sehr leicht zu beobachten ist. Sollte das Wasser im Casson trübe oder zu warm geworden sein, so ist es zu wechseln.
      e) Das Abstellen der Pumpe. Beim Abstellen ist vor allem die innere Kühlung abzusperren, dann Dampfabsperr- und -Ausströmventil zu schließen und zuletzt alle Kühlwasserhähne abzustellen.
     Die Reinigung der Pumpe hat auf das sorgfältigste vorgenommen zu werden und ist hiebei hauptsächlich auf die Saugventile zu sehen, welche gegen hereinfallenden Schmutz gut zu verwahren sind. Für die innere Kühlung ist nur vollkommen reines Süßwasser zu verwenden.
 
 
 

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