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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wasserhebevorrichtung.
Nach der Erfindung ist ein mit Wasser gefülltes Fallrohr vorgesehen. Durch abwechselndes Öffnen und Schliessen der oberen Öffnung dieses Rohres werden Schläge auf einen Verschluss der unteren Öffnung des Rohres ausgeübt. Diese Schläge öffnen den Verschluss und treiben einen mit letzterem verbundenen Pumpenkolben an. Dieser Pumpenkolben pumpt aus dem Verschluss der unteren Öffnung ausfliessendes Wasser in eine Steigleitung.
Eine Ausführungsform einer derartigen Anlage zeigt in der Zeichnung Fig. 1 in der Seitenansicht und Fig. 2 im Grundriss.
In den durch einen Zufluss gespeisten Wasserspiegel a ist ein Wasserkasten b eingebaut. An der Unterseite dieses Wasserkastens b ist das Fallrohr i dicht angeflanscht. Die Öffnung des Fallrohres i im Wasserkasteninneren ist mit dem Ventil c, welches durch den auf der Welle f sitzenden Exzenter e gesteuert wird, luftdicht zu verschliessen. Im Ventil c befindet sich der zirka 3 mm grosse Umführungskanal d. An der Unterseite des Fallrohres i ist der Krümmer (Bogen) k dicht angeflanscht, welcher am andern Ende den leicht verjüngten Konus l dicht verschraubt trägt. Zwischen dem Kriimmer k und Konus l ist der mit der entsprechenden Öffnung versehene Wasserkasten u mitverschraubt. Die Öffnung des Konus I ist durch das Ventil m luftdicht verschlossen.
An der Unterseite des Wasserkastens u ist das Druckrohr s dicht verschraubt befestigt, welches mit zwei Öffnungen in den Wasserkasten u mündet. Die dritte Öffnung des Druckrohres s mündet in den Windkessel x, in welchem die tief herunterragende Steigleitung z luftdicht eingefügt ist. Der Wasserkasten u besitzt den Wasserablauf ?, welcher gleichzeitig den Wasserspiegel im Wasserkasten M in immer gleichbleibender Höhe hält. Das Druckrohr s besitzt an beiden Enden Ventile. Ventil t ist ein Fallventil, gestattet den Wassereinlauf in das Druckrohr s, verhindert jedoch jeden Wasseraustritt aus dem Rohr.
Ventil y befindet sich im Windkesselinnern und lässt Wasser aus dem Druckrohr austreten, verhindert jedoch den Wassereintritt. Das Druckrohr s besitzt in seiner mittleren Öffnung den Kolben p, welcher durch den um den Drehpunkt o beweglichen Querbalken n mit dem Ventil m in zwangläufigerverbindung ist.
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wird durch das Ventil m betätigt. Die vorliegende Wasserhebevorrichtung kann verwendet werden, um ein geringes Gefälle mit grossem Wasserzulauf in ein grösseres Gefälle einer geringeren Wassermenge umzuwandeln. Letzteres ist bekanntlich in Wasserkraftmaschinen leichter ausnutzbar. Zu diesem Zwecke ist eine Turbine A vorgesehen. Die durch das auf der Turbine A sitzende Rad h mechanisch betriebene Riemenscheibe g setzt die Welle f in Drehung.
Der auf dieser Welle sitzende Exzenter e hebt und schliesst das Ventil e. Bei jedem Heben dringt Wasser aus dem Wasserkasten b in das Fallrohr i, verdrängt die dort eventuell befindliche Luft und füllt das Fallrohr i, den Krümmer k und den Konus I bis zum Ventil m ganz mit Wasser. Es kann bei geschlossenem Ventil c die freie Luft nicht auf die obere Öffnung des Fallrohres i wirken und wird dadurch ein Ausfliessen bzw. Drücken der Wassersäule im Fallrohr i auf das Ventil m verhindert.
Öffnet sich durch die Drehung des Exzenters e das Ventil c, so kann der äussere Luftdruck wieder auf die Wassersäule im Fallrohr i wirken und die Wassersäule hat nun das Bestreben, bei der durch das Ventil m verschlossenen Konusöffnung zu entweichen. Dadurch erhält das Ventil m einen Stoss (Schlag).
Das Ventil c ist mit dem engen, zirka 3 mm grossen Umführungskanal d versehen, um ein leichtes Abheben des Ventils c zu ermöglichen. Wäre das Ventil c ohne diesen engen Umführungskanal ausgeführt, so ist
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durch die Einwirkung des äusseren Luftdruckes auf das Ventil c zum Heben desselben eine derait grosse
Kraft erforderlich, dass der Nutzeffe1. des Wasserhebers empfindlich leiden wurde. Die Stärke des auf das Ventil m wirkenden Stosses hängt von der im Fallrohr i befindlichen Wassermenge ab. Es kann somit ein sehr starker Stoss (Schlag) auf das Ventil 1 ; 1 ausgeführt werden, wenn die Wassermenge im Fallrohre entsprechend grösser genommen wird.
Die durch die starken Stösse (Schläge) auf das Ventil m erzielte
Kraftquelle wird nun dazu benutzt, um bei jedem Stoss austretendes Wasser, welches im Wasserkasten aufgefangen wird, in den Windkessel x zu drücken, von wo aus dann selbes in bekannter Weise über den
Wasserspiegel gehoben wird, welches auf die in der Zeichnung dargestellten Art erfolgen kann.
Das bei jedem Stoss austretende Wasser füllt den Wasserkasten M bis zu der durch den Wasser- abfluss w begrenzten Höhe, drängt durch das Ventil t in das Druckrohr s ein und füllt selbes ganz aus.
Das Ventil ? ? ist durch die um den Drehpunkt o bewegliche Stange n mit dem Kolben p in zwangläufiger
Verbindung. Der Kolben p ist im Rohrstutzen l'dicht gefÜhrt. Das Rohr r ragt über den Wasserspiegel im Wasserkasten u heraus. Dadurch drückt auf die eine Seite des Pumpenkolbens der Druck des zu fördernden Wassers und kann auf der andern Seite des Kolbens die freie Luft einwirken, so dass der
Kolben p infolge dieser Kräfte das mit ihm in mechanischer Verbindung n, 0 stehende Ventil stetig gegen seinen Sitz an der unteren Öffnung des Fallrohres i zu drücken sucht. Es kann daher kein Leergang eintreten.
Beim Öffnen des Ventils c erhält, wie beschrieben, das Ventil in einen Stoss (Schlag). Dieser Stoss wird vom Ventil m durch die bewegliche Stange ? auf den Pumpenkolben p übertragen, welcher wieder die unter ihm befindliche Wassermenge mit entsprechendem Druck verdrängen wird. Da sich bei abwärtsgehendem Pumpenkolben p sofort das Fallventil t schliesst, so wird sich der durch den Pumpenkolben p erzeugte hydraulische Druck gegen das am Windkesselboden befindliche Ventil y auswirken, selbes heben, und eine entsprechende Wassermenge dringt in den Windkessel x ein. Die dort befindliehe Luft wird verdichtet, der Gegendruck der komprimierten Luft wird nun das Wasser in ununterbrochenem Strahl durch die Steigleitung z emportreiben.
Die Steigleitung z ist nun in direkter Verbindung mit der Turbine A, welche die durch den freien Fall nun frei werdende Energie des Wassers wieder in rotierende Kraft umwandelt. Das Abwasser der Turbine A fliesst nicht frei ab, sondern fliesst dem Wasserspiegel a wieder zu und erhöht dort die dem Wasserkasten b sekundlich zufliessende Wassermenge. Die an der Turbine A angeordnete Riemenseheibe h treibt die Riemenscheibe y, welche Welle s in Drehung bringt, und der Exzenter e hebt und schliesst Ventil e.
Bei grösseren Systemen wird es zweckmässiger sein, anstatt eines mehrere solcher Wasserheber auf einen Windkessel wirken zu lassen. Fig. 2 zeigt im Grundriss die Anordnung zweier Wasserheber, die auf einen Windkessel wirken.
Es ist für die Erfindung gegenstandslos, ob der Konus I gleich dire1. mit Auslassung des Krümmers k an das Fallrohr i angeflanscht wird, wie es Fig. 3 zeigt. Es muss in diesem Falle die Anordnung des Ventils 111, Kolben p, Stange ? mit Drehpunkt 0 umgekehrt vorgenommen werden.
Vorstehende Beschreibung bezieht sich auf eine Anlage, bei welcher das gesamte Wasser, welches der Windkessel durch die Steigleitung fördert, der Turbine zugeführt wird, so dass die Anlage als reine Wasserkraftanlage zu werten ist. Die Erfindung des Wasserhebers ermöglicht es aber auch, dass am höchsten PunktWasser abgenommen wird und nur so viel Wasser einer nun entsprechend kleineren Turbine zugeführt wird, dass selbe nur die geringe Kraft abgibt, welche nötig ist, um das Ventil c zu steuern. In diesem Falle wirkt der Wasserheber als selbsttätige Pumpe und kann für Wasserwerke, Bewässerung-
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PATENT-ANSPRÜCHE : l.
Wasserhebevorriehtung, dadurch gekennzeichnet, dass durch abwechselndes Schliessen und Öffnen der oberen Öffnung eines mit Wasser gefüllten Fallrohres (i) Schläge auf einen Verschluss (m) der unteren Öffnung dieses Rohres ausgeübt werden, welche diesen Verschluss öffnen und einen mit letzterem verbundenen Pumpenkolben (p) antreiben, der aus diesem Verschluss ausfliessendes Wasser in eine Steigleitung (z) pumpt.