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Druckregler.
[* 2] Hydraulische [* 3] Hebewerke, Pressen und Kraftmaschinen (Wassersäulenmaschinen) [* 4] werden vielfach mit Wasser gespeist, welches entweder infolge eines gegebenen Gefälles oder durch Vermittelung eines Akkumulators eine bestimmte unveränderliche Pressung hat, während der Kraftbedarf der betriebenen Maschinen ein zuweilen stark wechselnder ist. Die Kolben, bez. Cylinder der Maschinen müssen auf alle Fälle solche Abmessungen haben, daß bei dem gegebenen Drucke noch der Betrieb möglich ist, wenn er Kraftbedarf der Maschinen, bez. der von diesen Maschinen zu überwindende Arbeitswiderstand seine größtmögliche Höhe erreicht. In diesem Falle wird die Kraft [* 5] des Preßwassers vollkommen ausgenutzt.
Ist dagegen der Arbeitswiderstand der Maschinen geringer, so tritt eine Kraftwasservergeudung ein. Es wird mehr Wasser von dem gegebenen Drucke verbraucht, als zum Betrieb der Maschine [* 6] notwendig wäre; denn nach jedem Kolbenhub hat sich der Cylinder der Maschine mit so viel Wasser gefüllt, als ihrem größten Kraftbedarf entspricht, während die Maschine weniger geleistet hat, weil der Druck des Wassers nicht vollständig ausgenutzt, sondern zum Teil durch Drosselung unwirksam gemacht ist.
Verschiedene abgestufte Wasserpressungen lassen sich durch Heinrichs Differentialakkumulatoren erreichen (s. Bd. 1, S. 258), doch werden dadurch die Ungleichheiten zwischen Kraft und Widerstand noch nicht vollständig ausgeglichen. Neuerdings hat Prentice eine Vorrichtung angegeben, welche den hydraulischen Maschinen das Betriebswasser in solcher Pressung zuführen soll, welche dem augenblicklichen Kraftbedarf entspricht. Das Wesen des Prenticeschen Apparats beruht auf der Mischung des hochgepreßten Wassers mit Wasser von niederer Spannung mittels Strahlapparats (Wasserstrahlpumpe, s. Bd. 15, S. 366) und auf der selbstthätigen Regelung des Mischungsverhältnisses entsprechend dem Kraftbedarf. Nebenstehende schematische [* 1] Figur gibt ein Bild von der Einrichtung. Das Hochdruckwasser wird mittels der Leitung a dem Rohre b zugeführt und geht weiter nach c. Das Rohr c steht mit der Leitung f in Verbindung, durch welche das Niederdruckwasser zugeführt wird, um erforderlichen Falls bei e eingestrahlt zu werden. Die Weiterleitung des Wassers von mittlerem Druck ¶
forlaufend
erfolgt durch die Röhren [* 8] g, h und i nach der Verwendungsstelle hin. Die Röhren b und g sind durch eine Stange k miteinander verbunden und gemeinschaftlich in den Röhren a und c, bez. c und h der Länge nach verschiebbar. Die Verschiebung wird durch Druckwasser vorgenommen, welches auf den an g befestigten Kolben l in dem mit h verbundenen Cylinder m wirkt. Die Steuerung dieses Cylinders erfolgt durch einen Schieber n (in Wirklichkeit einen Kolbenschieber), der durch den im Cylinder p verschiebbaren Kolben o bewegt wird.
Bei der Inbetriebsetzung der zu treibenden Maschine hat der Apparat die in der [* 7] Figur gezeichnete Stellung, wobei das Rohr g bei e dicht gegen c anliegt, so daß durch f kein Niederdruckwasser eintreten kann und der ganze Apparat mit Hochdruckwasser gefüllt ist. Durch die Röhren q und r wird der Druck von s aus auch auf die beiden Seiten des Kolbens o geleitet, wo er zunächst eine Bewegung nicht hervorbringt, da er auf beiden Seiten mit gleicher Stärke [* 9] wirkt. Da jedoch die an der durchgehenden Kolbenstange t angebrachte Spiralfeder u nach oben drückt, so wird der Kolben o dadurch in seiner höchsten Stellung erhalten.
Hierbei steht der mit o durch die Stange t verbundene Schieber so, daß aus dem Schieberkasten y, der mit der Hochdruckleitung durch das Rohr z verbunden ist, Druckwasser durch den Kanal [* 10] w in den Cylinder m unter den Kolben l tritt und diesen samt dem Rohre g aufwärts drückt. Eine Feder j unterstützt den aufwärts gerichteten Druck gegen den Kolben l. Der Kanal V steht dabei durch die Schieberhöhlung mit dem Abflußkanal x in Verbindung, so daß oberhalb des Kolbens l ein Gegendruck nicht vorhanden ist.
Wenn nun der Bewegungswiderstand der zu betreibenden Maschine sich verringert, so beginnt sie etwas schneller zu gehen. Dadurch wird der Wasserzufluß reichlicher und die Durchflußgeschwindigkeit des Wassers bei s' größer. Infolge davon tritt an dem bei s' düsenförmig gestalteten Rohr eine Saugwirkung ein, die den Druck in q vermindert, so daß der Überdruck des durch r über den Kolben o tretenden Wassers diesen samt der Stange t und dem Schieber n abwärts bewegt.
Hierdurch gelangt der Schieber in eine solche Stellung, daß Druckwasser durch den Kanal v aus dem Schieberkasten über den Kolben l treten und das unter l befindliche Wasser durch Kanal w, die Schieberhöhlung und Rohr x ins Freie entweichen kann, somit Kolben l samt Rohr g, Stange k und Rohr q abwärts bewegt wird. Dadurch wird dem in f befindlichen Niederdruckwasser bei e ein ringförmiger Zutritt zum Rohre g geöffnet, während gleichzeitig die am Rohre b befestigte Spitze d nach unten rückt und den Zufluß des Hochdruckwassers verringert. Jetzt wirkt der aus c austretende Hochdruckwasserstrahl wie in einer Strahlpumpe, indem er durch e Niederdruckwasser ansaugt und in die gegenüberstehende Mündung von g hineinwirft. Dadurch wird die Pressung des bei i durchfließenden Wassers entsprechend verringert. Die ursprüngliche Stellung der Vorrichtung wird sich nach einiger Zeit selbstthätig wiederherstellen und in der umgekehrten Weise, wie beschrieben, vollziehen.
[* 7]
^[Abb.:
Druckregler für hydraulische Maschinen, von Prentice.]