Pompa parowa - pulsometr

 Pompa parowa Pulsometr to pompa beztłokowa, która została opatentowana w 1872 roku przez Amerykanina Charlesa Henry'ego Halla. W 1875 roku brytyjski inżynier wykupił prawa patentowe Pulsometru i wkrótce potem został on wprowadzony na rynek. Inspiracją dla wynalazku była pompa parowa Savery'ego wynaleziona przez Thomasa Savery'ego. Około przełomu wieków była to popularna i skuteczna pompa do pompowania w kamieniołomach.

Ta niezwykle prosta pompa wykonana była z żeliwa i nie miała tłoków, prętów, cylindrów, korb ani kół zamachowych. Działała ona poprzez bezpośrednie działanie pary na wodę. Mechanizm składał się z dwóch komór. Gdy para skraplała się w jednej komorze, działała jak pompa ssąca, natomiast w drugiej komorze para była wprowadzana pod ciśnieniem i w ten sposób działała jak pompa siłowa. Na końcu każdego suwu zawór kulowy składający się z małej mosiężnej kulki poruszał się nieznacznie, powodując zamianę funkcji obu komór z pompy ssącej na pompę siłową i odwrotnie. W rezultacie woda była najpierw pompowana ssąco, a następnie siłowo.

Dobre wyjaśnienie można znaleźć w przywołanym poniżej artykule z 1901 roku:

Działanie pulsometru jest następujące: Kula znajdująca się przy wejściu do lewej komory, a prawa wypełniona wodą, wchodzi para wodna, naciskając na powierzchnię wody i wymuszając jej wydostanie się przez otwór wylotowy. Następuje szybka kondensacja pary wodnej w wyniku kontaktu z wodą oraz ze ścianami komory, uprzednio schłodzonymi przez wodę. Gdy poziom wody osiągnie poziomą krawędź kanału wylotowego, duża ilość pary nagle wydostaje się na zewnątrz i jest natychmiast skraplana przez stosunkowo zimną wodę między komorą a zaworem wylotowym. Ciśnienie w komorze szybko spada; nie może być ono podtrzymywane przez parę z kotła, ponieważ zgodnie z pierwszą specyfikacją wynalazcy, przewód parowy jest mały. Jeśli teraz ciśnienie w lewej komorze jest równe lub prawie równe ciśnieniu w prawej, tarcie spowodowane szybkim przepływem pary obok kuli spowoduje przeciągnięcie kuli i zamknięcie prawej komory. Odcięta od dalszego dopływu, para w kontakcie z wodą zaczyna się kondensować; strumień zimnej wody z rury wylotowej tryska w górę przez rurę wtryskową i rozbijając się w strugę o bok przestrzeni parowej, kończy kondensację. Wytworzone częściowe podciśnienie sprawia, że woda przepływa przez zawór ssący i wypełnia komorę; jednocześnie jednak zawór powietrzny wpuszcza odrobinę powietrza, które przepływa przed wodą i tworzy elastyczną poduszkę zapobiegającą gwałtownemu uderzeniu wody o kulę parową. Komora powietrzna służy do zapobiegania uderzeniom wody w rurze ssącej.

Pompa pracowała automatycznie bez udziału obsługi. Chwalono ją za "niezwykłą prostotę konstrukcji, obsługi, zwartą formę, wysoką wydajność, oszczędność, trwałość i możliwość adaptacji". Późniejsze konstrukcje były udoskonalane w celu zwiększenia wydajności i ułatwienia dostępu do maszyny w celu kontroli i napraw, co zmniejszało koszty konserwacji.

W styczniowym numerze Technology Quarterly i Proceedings of the Society of Arts z 1901 roku pojawił się artykuł Josepha C. Rileya opisujący kluczowe szczegóły operacyjne i techniczną ocenę działania pompy pulsometrycznej. Riley zauważył, że choć nieco nieefektywna, prostota i solidna konstrukcja pulsometru sprawiały, że dobrze nadawała się do pompowania "gęstych cieczy lub półpłynów, takich jak ciężkie syropy, a nawet płynne błoto".

Pompa parowa pulsmetr / Steam pump pulsmeter

Pulsometer Engineering Company Limited została założona w Wielkiej Brytanii w 1875 roku po tym, jak brytyjski inżynier kupił prawa patentowe pompy pulsometrycznej od Thomasa Halla. W 1901 roku firma przeniosła się z Londynu do Reading, Berkshire. W 1961 roku Pulsometer połączył się z Sigmund Pumps z Gateshead, tworząc Sigmund Pulsometer Pumps. SPP Pumps Ltd stała się jedną z największych firm pompowych w Europie. SPP Pumps Ltd jest obecnie częścią Kirloskar Brothers Ltd

Widok przekroju  pompy, wykonanej przez Eulsometer Engineering Co. Limited, z Nine Elms Iron-works, London, S.W., przedstawiony jest na rysunku . Twórcy opisują ją jako składającą się z

 "pojedynczego odlewu zwanego korpusem, który składa się z dwóch komór A A połączonych obok siebie, ze zwężającymi się szyjkami wygiętymi ku sobie, i zwieńczonych innym odlewem zwanym szyjką J dokładnie dopasowaną i przykręconą do niej, w której oba kanały kończą się we wspólnej komorze parowej, w której zawór kulowy 1 jest tak zamontowany, że może oscylować pomiędzy gniazdami utworzonymi w połączeniu. W dół komory A A są połączone z przejściem ssącym C, w którym są rozmieszczone zawory wlotowe lub ssące E E. Komora tłoczna, wspólna dla obu komór roboczych i prowadząca do przewodu tłocznego, jest a,l80 przewidziana i zawiera ona jeden lub dwa zawory F F, w zależności od celu, jaki ma spełniać pompa. Komora powietrzna B komunikuje się z ssaniem. Komory ssąca i wylotowa są zamknięte pokrywami H H, dokładnie dopasowanymi do wylotów za pomocą połączeń struganych i łatwo zdejmowanymi, gdy wymagany jest dostęp do zaworów; w większych rozmiarach w pokrywach tych znajdują się otwory ręczne. GG to osłony, które kontrolują stopień otwarcia zaworów EE. Małe kurki powietrzne są przykręcone do cyrkulatorów i komory powietrznej, dla zastosowanie, które zostanie opisane poniżej. Są to ogólne zarysy konstrukcji aparatu i są one wystarczające dla zrozumienia natury jego działania.

Pompa parowa pulsmetr - steam pump pulsmeter

" Pompa wypełniona wodą, albo przez wlanie jej przez otwór w komorze, albo przez pobranie ładunku, co można łatwo zrobić zwracając uwagę na wydrukowane wskazówki, jest gotowa do pracy. Para, wpuszczana przez przewód parowy K (poprzez otwarcie w niewielkim stopniu zaworu odcinającego), przechodzi w dół tej strony szyjki parowej, która jest dla niej otwarta dzięki położeniu kuli parowej, i naciska na niewielką powierzchnię wody w komorze, która jest wystawiona na jej działanie, uciskając ją bez jakiegokolwiek mieszania, a w konsekwencji z bardzo niewielką kondensacją, i kierując ją przez otwór wylotowy i zawór do wznoszącego się przewodu głównego.

Pompa parowa pulsmetr - steam pump pulsmeter

"W momencie, gdy poziom wody jest tak niski jak pozioma kryza prowadząca do wylotu, para wodna przedostaje się z pewną gwałtownością, a będąc w bliskim kontakcie z wodą w rurach prowadzących do komory wylotowej, następuje natychmiastowa kondensacja, a w konsekwencji tak szybko tworzy się próżnia w dopiero co opróżnionej komorze, że kula parowa zostaje wciągnięta na miejsce przeciwne do tego, które zajmowała podczas opróżniania komory, zamykając jej górną kryzę i zapobiegając dalszemu wpuszczaniu pary, co pozwala na dopełnienie próżni; Woda wdziera się natychmiast przez rurę ssącą, podnosząc zawór wlotowy E, i szybko wypełnia ponownie komorę A. Sprawy w drugiej komorze znajdują się teraz w dokładnie takim samym stanie, jak w pierwszej komorze w chwili rozpoczęcia naszego opisu, i następują te same rezultaty." Twórcy stwierdzają dalej, że "zmiana jest tak szybka, że nawet bez naczynia powietrznego na dostawie, widoczna jest niewielka przerwa w przepływie wody, a strumień jest, w sprzyjających okolicznościach, prawie ciągły. Zawory powietrzne zostały wprowadzone, aby zapobiec zbyt szybkiemu napełnianiu komór przy niskich podnoszeniach oraz do innych celów, a niewielka praktyka pozwoli każdemu niewykwalifikowanemu robotnikowi  ustawić je za pomocą małej nakrętki tak, aby uzyskać najlepszy efekt. Działanie Kula parowa jest pewna i bez względu na to, jak długo pompa może stać, uruchomi się, gdy tylko dopuści się suchą parę."

Na ilustracji na fig. 54 pompa jest pokazana wyposażona w zawory siatkowe posiadające gumowe tarcze. Do zastosowań, w których działanie pompowanej wody jest szkodliwe dla gumy, producenci stosują zawory klakowe składające się z żelaznej płyty lub korpusu z zawiasami i hikorowymi gniazdami, choć należy zauważyć, że takie zawory są nieco hałaśliwe.

Rys. 55 to widok zewnętrzny pulsometru późniejszego typu, posiadającego drzwi na zawiasach, aby umożliwić łatwiejszy i wygodniejszy dostęp do zaworów.

W celu uzyskania bardziej ekonomicznego wykorzystania pary, firma Pulsometer Company umieściła swój zawór odcinający "Grel" na górnym końcu pompy. Ilustracja przekroju górnego końca pulsometru wyposażonego w zawór Grela jest pokazana na rys. 56. Twórcy opisują ten układ w następujący sposób:.

" Działanie zaworu kombinowanego jest następujące : Rozpoczynając od chwili, gdy lewa komora D jest pełna wody, a zawór rozdzielający C przesunął się tak, aby zamknąć prawą komorę E i otworzyć lewą komorę D, przy czym zawór rozprężny jest otwarty, pełne ciśnienie pary wchodzi do lewej komory D i częściowo ją opróżnia. W tym czasie przez otwory G i G^ do specjalnej komory F przedostaje się para, zwiększając tym samym ciśnienie w niej, a w miarę opadania wody w korpusie pompy następuje obniżenie ciśnienia bez tej komory, czego skutkiem jest uniesienie się ruchomej części F zaworu rozprężnego i odcięcie pary przez zamknięcie przewodu parowego. Rozszerzanie się pary i wydalanie wody trwa do momentu, gdy komora zostanie prawie opróżniona, kiedy to różnica ciśnień w komorach pompy powoduje przeciążenie zaworu rozdzielającego C W tym czasie wydostawanie się pary z komory F pozwala ciśnieniu pary w przewodzie parowym B na obniżenie ruchomej części zaworu, a para wdziera się do środka, aby wydalić z kolei wodę, która wpłynęła do prawej komory podczas opróżniania lewej komory, przy czym prawidłowe działanie zaworu zależy od właściwego manipulowania śrubami regulacyjnymi."