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Aggregat zur Druckerhöhung, insbesondere in Wasserversorgungsanlagen
Die Erfindung betrifft ein Aggregat zur Druckerhöhung, insbesondere in Wasserversorgungsanlagen, bei dem der Druckbehälter teilweise mit einem kompressiblen Medium, insbesondere mit Luft gefüllt ist, und bei dem der Druckbehälter, das Tauchpumpenaggregat, das Aggregat zur Luftförderung und die erforderlichen Verbindungsleitungen, Armaturen sowie Schalt- und Regeleinrichtungen eine funktionel- le Einheit bilden und an den Druckbehälter ein über eine Verbindungsleitung angeschlossener Hohlzylinder, dessen oberer Abschluss unterhalb der oberen Niveauhöhe endet, angeschlossen ist.
Aggregate zur Druckerhöhung sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Die gebräuchlichsten sind solche Anlagen, bei denen ein oder mehrere Druckbehälter, die teilweise mit Luft gefüllt sind, mit ein oder mehreren separat angeordneten Pumpenaggregaten und einem Aggregat zur Luftförderung zu einer funktionsfähigen Einheit mittels Rohrleitungen verbunden sind. Dieser sind entsprechende und von der gewünschten Betriebsweise abhängige Schalt- und Regeleinrichtungen zugeordnet.
Weiterhin sind Ausführungen, jedoch überwiegend für kleinere Anlagen, bekannt, bei denen der Druckbehälter mit dem Pumpenaggregat direkt verbunden ist. Darüber hinaus ist das Aggregat zur Luftförderung in einigen Fällen konstruktiv mit der Anlage verbunden. Aggregate zur Druckerhöhung flüssiger Medien, z. B. in Wasserversorgungsanlagen haben die Aufgabe, mittels der installierten Pumpenaggregate den Druck im Verteilungsnetz dann zu erhöhen, wenn der vorhandene Versorgungsdruck nicht ausreicht, alle Entnahmestellen einwandfrei zu versorgen. Die Druckbehälter, in denen ein Luftpolster vorhanden ist, nehmen bei laufendem Pumpenaggregat die in diesem Zeitraum nicht entnommene Wassermenge auf und geben diese bei stillstehendem Pumpenaggregat wieder in das Verteilungsnetz ab.
Während die Pumpenaggregate in den häufigsten Fällen druckabhängig, entweder direkt oder aber über Schaltstromkreise, ein-und ausgeschaltet werden, wird das Aggregat zur Luftförderung überwiegend niveauabhängig ein-und meistens druckabhängig ausgeschaltet. Ein entnahmeseitig am Druckbehälter angeordnetes Druckluftsperrventil verhindert den Übertritt von Luft in das Verteilungsnetz.
Der Nachteil dieser bekannten Aggregate zur Druckerhöhung ist der erhebliche Platzbedarf, ein relativ grosser bautechnischer Aufwand für die Fundamente, eine Vielzahl von Verbindungsleitungen, Armaturen, Schalt- und Regeleinrichtungen. Dieser Aufwand wirkt sich verteuernd auf die Anlagenkosten aus und ausserdem treten häufig Schwierigkeiten bei der Unterbringung im Bauwerk auf. Darüber hinaus ist ein grosser Montageaufwand bei der Errichtung der Anlagen erforderlich.
Der Zweck der Erfindung besteht danach darin, die genannten Nachteile zu vermeiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Platzbedarf für diese Aggregate zu verringern, die Vielzahl von Verbindungsleitungen, Armaturen sowie Schalt- und Regeleinrichtungen einzuschränken, den bautechnischen Aufwand zu reduzieren und die Montagezeiten zu verkürzen.
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Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass in dem Hohlzylinder ein Tauchpumpen- aggregat untergebracht ist und in einer weiteren Verbindungsleitung zum Druckbehälter eine Wasser- strahlluftpumpe mit vorgeschalteter Regelarmatur angeordnet ist. Beide Behälter werden durch Verbin- dungsleitungen so miteinander verbunden, dass bei stillstehendem Tauchpumpenaggregat gleicher Innendruck herrscht, während bei laufendem Tauchpumpenaggregat der Druck in dem Hohlzylinder so weit absinkt, dass Wasser aus der angeschlossenen Versorgungsleitung über einen Rückflussverhinderer in Ab- hängigkeit von dem im Netz herrschenden Versorgungsdruck zuläuft.
Hervorgerufen durch die bei lau- fendem Tauchpumpenaggregat sich einstellende Druckdifferenz fliesst eine Teilmenge des geförderten
Wassers aus dem Druckbehälter in den Hohlzylinder zurück und reisst über eine, nach dem Venturiprinzip arbeitende bekannte Wasserstrahlluftpumpe, Luft mit. Bei stillstehendem Tauchpumpenaggregat erfolgt der Druckausgleich, und die Luftmenge strömt infolge des Auftriebes aus dem Hohlzylinder in den Druckbehälter. Durch die Anordnung eines Schwimmerventils, das der unteren Niveauhöhe des
Druckbehälters zugeordnet ist, wird die nicht benötigte Luftmenge aus dem Druckbehälter entfernt.
Dieses Schwimmerventil verhindert gleichzeitig das Eindringen von Luft in die Verteilungsleitung.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ragt der Hohlzylinder mit dem Tauchpumpenaggregat in den Druckbehälter hinein und weist an seiner höchsten Stelle einen Rückflussverhinderer auf.
Fernerhin ist gemäss der Erfindung der Hohlzylinder, in dem sich das Tauchpumpenaggregat befin- det, stehend angeordnet und mit dem Druckzylinder axial und direkt verbunden.
Durch die Zusammenfassung des Druckbehälters, des Tauchpumpenaggregates, des Aggregates zur
Luftförderung, der erforderlichen Armaturen sowie der Schalt- und Regeleinrichtungen, ergeben sich für diese Anlagen zur Druckerhöhung wesentliche Vorteile. Sie bestehen insbesondere darin, dass die gesam- te Anlage konstruktiv zu einem Aggregat zusammengefasst ist, das industriell gefertigt werden kann.
Nach erfolgter Funktionsprobe ist bei der Montage der Anlage nur noch an das Versorgungs- und Vertei- lungsnetz anzuschliessen. Darüber hinaus verringert sich die Anzahl der Verbindungsleitungen und Arma- turen erheblich, die Anordnung eines Druckluftsperrventils sowie der Schalt- und Regeleinrichtungen für das Aggregat zur Luftförderung entfallen. Der erforderliche Platzbedarf wird geringer und die Geräusch- belästigungen werden vermindert. Durch die mögliche liegende Anordnung werden die Unterbringungs- möglichkeiten im Bauwerk günstiger und die stehende Anordnung ohne Druckbehälter gestattet die Auf- stellung des Aggregates an jeder beliebigen Stelle im Gebäude.
Die Erfindung soll an Hand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.
Es zeigen : Fig. l den prinzipiellen Aufbau des Aggregates zur Druckerhöhung, Fig. 2 den Aufbau des
Aggregates zur Druckerhöhung, bei der das Tauchpumpenaggregat im Druckbehälter selbst angeordnet ist, Fig. 3 den Aufbau des Aggregates zur Druckerhöhung für den direkten Rohreinbau.
Das Aggregat zur Druckerhöhung nach Fig. 1 ist über einen Rückflussverhinderer-13-- an das Ver- sorgungsnetz --12-- angeschlossen. Dem Druckbhälter --1--, der einen Anschluss zum Verteilungs- netz-14-besitzt, ist ein Hohlzylinder --2--, in dem sich das Tauchpumpenaggregat --3-- befindet, zugeordnet.
Dabei endet der obere Abschluss des Hohlzylinders-2-unterhalb der oberen Niveauhöhe - 20- im Druckbehälter -1--. Über eine Verbindungsleitung --5-- ist der Hohlzylinder --2-- mit dem Druckbehälter --1-- so verbunden, dass das Tauchpumpenaggregat --3-- in den Druckbehälter - l-fördert und sich bei stillstehendem Tauchpumpenaggregat-3-im Hohlzylinder-2-der glei- che Druck wie im Druckbehälter-l-einstellt. Zur Luftförderung, die in Abhängigkeit eines Teilwas- serstromes, der vom Druckbehälter --1-- zum Hohlzylinder --2-- fliesst, ist in der Verbindungsleitung - 6-eine Wasserstrahlluftpumpe-8-, die nach dem Venturiprinzip arbeitet, und der eine Regelarmatur -9-vorgeschaltet ist, angeordnet.
Im Druckbehälter --1-- ist auf der unteren Niveauhöhe - 19-- ein Schwimmerventil --10-- angeordnet, das die überschüssige Luft aus dem Druckbehälter - entweichen lässt und dadurch das Eindringen von Luft in das Verteilungsnetz --14-- verhindert.
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Details entsprechen sinngemäss den bereits beschriebenen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung nach Fig. 3 ist ein Druckzylinder -4-, dem alle
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1dungsleitung-6-, mit der Wasserstrahlluftpumpe-8-und der Regelarmatur-9-, sind hiebei so angeordnet, dass ausser der Luftförderung auch der Übertritt der Luft aus dem Hohlzylinder --2-- in den Druckzylinder --4-- hierüber, jedoch in umgekehrter Fliessrichtung erfolgt. Die weiteren Details ent- sprechen sinngemäss den bereits beschriebenen.
Die Funktionsweise des Aggregates zur Druckerhöhung nach Fig. 1 ist folgende :
Wird durch die Entnahme aus dem Anschluss zum Verteilungsnetz-14-die untere Niveauhöhe --19-- erreicht, so wird das Tauchpumpenaggregat, --3--vom der unteren Niveauhöhe -19-zuge- ordneten Innendruck im Druckbehälter --1-- über die druckabhängigen Schaltgeräte --16-- einge-- schaltet. Durch die Förderung des Tauchpumpenaggregates-3-verringert sich der im Hohlzylinder - herrschende Innendruck, der bei stillstehendem Tauchpumpenaggregat -3- die gleiche Grösse wie im Druckbehälter --1-- hat, bis unter den Im Anschluss zum Versorgungsnetz-12-vorhandenen
Druck.
Dadurch öffnet sich der Rückflussverhinderer -13-, der bei stillstehendem Tauchpumpenaggre- gat --3- geschlossen ist und dem Hohlzylinder --2-- wird Förderflüssigkeit zugeführt. Durch die För- derung des Tauchpumpeaggregats --3-- seigt das Niveau des im Druckbehälter-l-befindlichen flüssigen Mediums bei gleichzeitiger Verdichtung des ebenfalls im Druckbehälter-l-befindlichen kompressiblen Mediums bis auf die obere Niveauhöhe --20-- an und das Tauchpumpenaggregat-3- wird über das druckabhängige Schaltgerät --26-- ausser Betrieb gesetzt. Der Rückflussverhinderer -13- schliesst sich und der Druckausgleich zwischen dem Druckbehälter --1-- und dem Hohlzylinder -2- erfolgt.
Bei laufendem Tauchpumpenaggregat --3-- erfolgt gleichzeitig, hervorgerufen durch die Diffe- renz der Innendrücke im Druckbehälter-l-und im Hohlzylinder -2--, der Rückfluss eines Teiles der
Förderflüssigkeit durch die Verbinungsleitung --6--, der Wasserstrahlluftpumpe --8-- und der Regelarma- tur-9-. Hiebei wird in der Wasserstrahlluftpumpe --8-- Aussenluft mitgerissen und in den Hohlzylin- der-2-transportiert. Nach erfolgtem Druckausgleich zwischen Druckbehälter --1-- und Hohlzylin- der-2-wird die Luft durch den Auftrieb über eine Verbindungsleitung --7-- und einem Rückflussver- hinderer --11-- in den Druckbehälter --1-- übergeleitet.
Ein In der unteren Niveauhöhe -19- ange- ordnetes Schwimmerventil lässt die zuviel geförderte Luft in die freie Atmosphäre austreten. Darüber
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dert.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung nach Fig. 2 erfolgt die Förderung des Tauchpumpenaggregates-3-direkt in den Druckbehälter -1--. Die sonstige Funktion bleibt wie bereits beschrieben. Jedoch erfolgt der Übertritt der Luft direkt aus dem Hohlzylinder --2-- über den Rückflussverhinderer-11-in den Druckbehälter --1--.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung erfolgt die Förderung des Tauchpumpenaggregates - in den Druckzylinder--4-. Die sonstige Funktion bleibt wie bereits beschrieben, jedoch erfolgt der Übertritt der Luft aus dem Hohlzylinder --2-- durch die Verbindungsleitung-6-, der Wasserstrahl- luftpumpe-8-und der Regelarmatur-9-in den Druckzylinder-4-.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Aggregat zur Druckerhöhung, insbesondere in Wasserversorgungsanlagen, bei dem der Druckbehälter teilweise mit einem kompressiblen Medium, insbesondere mit Luft gefüllt ist und bei dem der Druckbehälter, das Tauchpumpenaggregat, das Aggregat zur Luftförderung und die erforderlichen Verbindungsleitungen, Armaturen sowie Schalt- und Regeleinrichtungen eine funktionelle Einheit bilden und an den Druckbehälter ein über eine Verbindungsleitung angeschlossener Hohlzylinder, dessen oberer
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dass in dem Hohlzylinder (2) ein Tauchpumpenaggregat (3) untergebracht ist und in einer weiteren Verbindungsleitung (6) zum Druckbehälter eine Wasserstrahlluftpumpe (8) mit vorgeschalteter Regelarmatur (9) angeordnet ist.