AT501204A1 - Wasserpumpenwerk hebefüllrad - Google Patents

Description

  BESCHREIBUNG WASSERPUMPENWERK
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum nach oben fordernden Wassermengen, die durch einen schräg liegenden etwa zylindrischen Tragekörper an den auf den Aussenflächen schraubemimenf[delta]rmig gewundene Wasserführungsleitungen z.B. A B C D angeordnet sind.

   Die Wasserfiihrungsleitungen sind drehbar mit dem
Tragekörper verbunden und dadurch gekennzeichnet, dass in den Wasserfiihrungsleitungen
Ventile eingebaut sind, hierbei werden durch diese Ventile ( Schikanen ) ein
Schwerpunktsausgleich mit dem Wassergewichte am Umfang des Tragekörpers erreicht und annähernd gleichmässig aufgeteilt.
Der Stand der Technik für Pumpenanlagen in seiner Vielfalt von Kolbenpumpen,
Kreiselpumpen, archimedische SchraubenfÖrderanlagen und Schaufelwerken sind sehr umfangreich aber nicht immer effizient, wie es auch aus den nachfolgenden Dokumenten hervorgeht.
Zum Beispiel ein im Dokument US 2190968 AI gezeigtes Wasserpumpenwerk mit einer schräg gelagerten Doppelrohr- oder Schlauchschraube versehen, mit einem Fliessbereich nach oben, jedoch diese durch das einseitige Wassergewicht belastet wird,

   somit braucht das
Wasserpumpenwerk eine verhältnismässig grosse Antriebskraft. Mit 2 BA 456/2005 nicht verwechselbar.
Im Dokument US 5366341 AI offenbart sich ein Wasserpumpenwerk mit einer horizontal schraubenförmig ausgestatteten Rohrspirale, diese wird mit Drehung und erreichbaren Druck
Wasser in geringere Höhen transportieren können mit ebenfalls einen grossen Kraftaufwand und ergibt ein ganz anderes Ergebnis entgegen zu 2BA 465/2005.
Im Dokument DE 29716951 Ul sind die gezeigten schräg gelagerten schraubenlinienförmigen Wasserführungsleitungen auch von der einseitig belasteten 
Flüssigkeit in den Rohrwindungen nur mit beträchtlichem Kraftaufwand betreibbar und mit
2B A 456/2005 nicht vergleichbar.
Die Druckschrift DE 10252945 AI betrifft ein Wasserpumpenwerk mit einer schraubenlinienförmig gewundenen Wasserführungsleitung die ebenfalls mit der 

  einseitigen
Belastung des Fördermaterials an den Förderwindungen bewältigt werden muss und dadurch viel Kraft erforderlich ist. Mit 2BA 456/2005 nicht vergleichbar da kein Gewichtsausgleich am Tragekörper.
Der Vorhalt DE 382548 Cl nimmt Bezug auf ein Pumpenwerk mit Spiralpumpe zum fördern, mischen und pressen von Flüssigkeiten etc. und einem Hebeschleifenrad in Spiralausführung das entsprechend der angepassten Konstruktion und Materialerfordernisse arbeitet und ist nicht mit den technischen Gegebenheiten meines Wasserpumpenwerkes 2BA 456/2005 vergleichbar.
Das Pumpenwerk im Dokument DE 442863 CE weist eine schraubenlinienförmig gewundene
Führungsleitung auf, die drehbar an einem Tragekörper montiert ist und speziell für
SchlammfÖrderung geeignet ist und dadurch die Konsistenzvermischung erreicht wird und die
Förderung erleichtert.

   Dieses ist aber für keine effiziente und energiesparende
WasserfÖrderung nach oben geeignet und mit meinem Wasserpumpenwerk 2BA 456/2005 nicht vergleichbar.
Im Dokument US 1196696 gezeigter Wasserheber mit einem schräg gelagerten Tragwerk nimmt in in Wasser getauchtes Bauteil durch die Drehung des Tragekörpers Wasser auf und mit einer Ventilverriegelung wird im Füllkörper Wasser in die Höhe befördert jedoch durch die einseitige Belastung mit grossem Krafteinsatz. Diese Konstruktionsbauweise ergibt ein ganz anderes Ergebnis und ist mit dem Erfindungsgegenstand 2B A 456/2005 nicht verwechselbar.

   Im Dokument US 1720999 gezeigter Wasserheber mit schräg gelagerter Spirale nach archimedischem Schraubenprinzip kann Wasser mit einseitiger Gefallebelastung, je nach Höhe, mit kleineren bzw. grossem Krafteinsatz nach oben befördert werden und ergibt ein ganz anderes Ergebnis und ist mit dem Erfindungsgegenstand 2B A 456/2005 nicht verwechselbar.
Im Dokument US 2002/0029574 A 1 ist über Bauteile Fig. 1-5 gezeigt, wie über eine Füllradschleife in einem waagrechten Hohlraum mit Leitungsschleifen Wasser getrieben wird und durch einen Unterdruck Wasser angesaugt wird. Diese Abfolge erfordert einen beträchtlichen Kraftaufwand vor allem bei höherer Wasserförderung.

   Der ganze Mechanismus ergibt ein ganz anderes Ergebnis und ist mit dem Erfindungsgegenstand 2B A 456/2005 nicht verwechselbar.
Es ist daher eine Aufgabe der vorhandenen Erfindung durch die Nutzung des Schwergewichtsausgleiches am Tragekörper über eine Ventilregelung eine grosse Menge Wasser mit vergleichsweise wenig Energie nach oben zu befördern. Vorteilhafterweise ist für dieses Wasserpumpenwerk die gegenständliche Aufgabe dadurch gelöst, dass eine mit mehreren schraubenlinienförmig gewundenen Wasserfiihrungsleitungen A B C D, welche um eine Tragekörperachse 1 drehbar angeordnet sind, bei der die Tragekörperachse des rotierenden Tragekörpers die Wasserführungsleitungen A B C D schräg zur Horizontalen verläuft.

   In den Wasserführungsleitungen A B C D entlang der nach oben strebenden Wasser fördernden Auswirkung dieses Systems wird durch das Gefalle der Wasserführungsleitungen von ca 5[deg.] bis 15[deg.] am Tragekörper und die am drehenden Tragekörper eingebauten Ventile erreicht und werden zum Wasserstau bzw. zur Durchflussregulierung verwendet. Die Ventile mit ihren schikanenartigen Verhalten und nach Anspruch 1 ausgerichtet, wobei die Neigung der Tragekörperachse des rotierenden Tragekörpers etwa 10[deg.] bis 45[deg.] Neigung betragen kann. Diese 10[deg.] bis 45[deg.] Neigung ist im Beispiel Fig. 1 und Fig. 2, bei 20[deg.] Neigung gezeichnet dargestellt.

   Der Bereich der Tragekörperneigung beträgt 10[deg.] bis 45[deg.] wobei ein kleinerer Neigungswinkel des Tragekörpers ein längeres Wasserpumpenwerk ergibt, da das Gefalle der Wasserfiihrungsleitungen am Tragekörper nach oben zu ca 5[deg.] bis 15[deg.] beträgt kann damit eine lukrative WasserpumpenfÖrdermaschine entwickelt werden . In Anspruch 1 bis 3 wird vorgeschlagen, dass mehrere Wasserführungsleitungen A B C D gleichmässig über den Umfang des Tragekörpers verteilt vorgesehen sind. Diese gleichmässige Aufteilung der Wasserführungsleitungen wird je nach Bauweise des Tragekörpers des Wasserpumpenwerkes wie in Fig. 1, 2 und 3 gezeigt und auf dessen Umfang z.B. 4 Wasserführungsleitungen vorgesehen sind und anbei mit an den Punkten A B C D bzw.

   Ventile VA III, VB III, VC III und VD III angeordnet und eingebaut sind.
Die Einstellbereiche der Rückschlagventile müssen jeweils nach den Neigungen des Tragekörpers errechnet und angepasst werden. Die Leitungsanzahl vom Befüllrad aus über dem Tragekörper können in beliebiger Zahl z.B. bei 90[deg.] Einteilung mit 4, 8, 12 oder mit mehr Wasseiführungsleitungen ausgeführt werden. Bei einem Wasserpumpenwerk von 3 Wasserführungsleitungen am Tragekörper mit Aufteilung am Tragekörper von 120[deg.], 240[deg.] und 360[deg.] sind die Hebebefiillradschleifen dieser Dreiteilung anzupassen. Das Wasserpumpenwerk kann somit mit 3, 6, 9 ...etc. Wasserführungsleitungen am Tragekörper gebaut werden.
Der Durchmesser des Tragekörpers sowie der Wasserführungsleitungsdimensionen ist variabel.

   Nach Anspruch 1 bis 3 sind die Ventile im Rahmen des Gewichtausgleiches am Tragekörper für das nach oben strebenden Wassers in den Wasserfiihrungsleitungen Ventile je nach Bauform und Erfordernis z.B. wie Fig., 1, 2, 3 an den Punkten bei 90[deg.], 180[deg.], 270[deg.] und 0[deg.]/360[deg.] am Tragekörper mit den genannten Gewichtsausgleichventilen ausgestattet, oder wie bei den Bauformen mit 120[deg.], 240[deg.] und 360[deg.] können die Wasserfiihrungsleitungen ebenfalls angeordnet werden, was wiederum einer Tragekörperumdrehung entspricht.
Nach Anspruch 1 bis 5 ist vorgesehen, dass die Befüllung der am Tragekörper befestigten
Wasserfiihrungsleitungen des Wasserpumpenwerkes über ein Befüllrad von einem z.B.
Wasserbecken aus erfolgt und es ist dadurch möglich, gleichmässige Wassermengen aufzunehmen,

   was wieder zum Gewichtsausgleich am Tragekörper beiträgt.
Die Zeichnungen Fig. 1, 2, 3 und 4 stellen eine schematische Darstellung des
Wasserpumpenwerkes dar und dessen Funktionsabläufe sowie der inkludierten Inhalte.
Das dargestellte Wasserpumpenwerk mit Neigung von 20[deg.] zeigt bei Fig. 1,2. die
Hebebefüllfüllradschleifen AF, BF, CF und DF. Diese greifen in ein Wasserbecken ein und heben eine bestimmte Wassermenge in die Wasserfiihrungsleitungen z.B. B.
Die Wassermenge fliesst durch ein Ventil Bl und mit der Drehung des Trageköpers weiter nach rechts zum offenen Ventil VBIII und zum Wasserdepot BIII.

   Durch das Drehen des
Tragekörpers 3 wird nach 180 [deg.] das Wasser wieder nach der Schwerkraft freigegeben und fliesst weiter zu B V (Wasseraustritt).
Im Uhrzeigersinn werden über die Ventilfunktionen VB III , VA III , VD III und VC III die
Gewichtsaufteilungen in einem Wasserpumpenwerkbauteil E bis H erreicht und am Ende des
Bauteiles bei der Position 0[deg.]/360[deg.] D V wird z.B. das Wasser wieder ausgeschüttet.
Fig. 3 Befüllrad mit Hebefiillradschleifen AF,BF,CF und DF, einzeln ausgestattet mit
Rückschlagventil und Entlüftungsfiinktion A 1, B 1, C 1 und D l.Die Hebefiillradschleifen tauchen in ein Wasserbecken ein und heben eine bestimmte Wassermenge auf, um einen
Wasserpumpenwerkabschmtt, z.B. G, B II-B III zu füllen. Dies erfolgt je nach Konstruktion und Wasserbedarf.

   Ein Gewichtsausgleich am Umfang der Hebefiillradschleifen wird durch die Gewichts Verschiebungen der Gewichte Kl, Ll, Ml und Nl erreicht.
Bei Bedarf müssten bei grösserer erforderlicher Förderhöhe mehrere Bauteile E bis H in
Reihen zusammengebaut werden mit jeweils den erforderlichen Ventilen und Wasserdepots.
Weitere Definitionen zum Aufbau von 
Wasserpumpenwerksbauteilen sind für die notwendigen Funktionen auch die erforderlichen Schaltventile einzubauen wie z.B. gesteuerte Elektromagnetventile oder mechanische Regelventile sowie auch selbstregulierende Ventile oder Rückschlagventile. Als Wasserfiihrungsleitungen sind sowohl Schlauchleitungen als auch Schachtleitungen am Tragekörper verwendbar.

   Ein Bauteil dieses Wasserpumpenwerkes Fig. 1,2,3 und 4 besteht z.B. aus 4 Wasserfimrungsleiti gsteilabschnittsbereichen E F G H mit einer Umdrehung des Tragekörpers von 360[deg.].
Die Ventile VB III , VA III , VD III und VC III und der Wasserdepots A III, B III, C III und D III müssen in einem Bauteil E - H so eingestellt werden, dass über alle 4 Teilabschnitte E H eines Bauteiles am runden Tragekörper das Wassergewicht aller 4 Wasserführungsleitungsgewichte A B C D möglichst gleichmässig wirken. Durch diesen Gewichtsausgleich am Tragekörper ist ein kleinerer Kraftaufwand für den Betrieb des Wasserpumpenwerkes gegenüber herkömmlichen Wasserpumpen erforderlich. Die Leistungskräfte der unzählig möglichen Bauformen dieser Wasserpumpenwerksysteme sind von den Wasserfiihrungsleitungsdimensionen, der Hebefüllraddimensionen und vom Durchmesser des Tragekörpers abhängig.

   Je grösser der Durchmesser, umso länger werden die Bauteile E - H sowie der Wasserführungsleitungslängen, das Ausmass der Wasserführungsleitungsdimensionen und Wassermenge, sowie Höhe der Drehzahl des Tragekörpers bzw. Wasserleitungsbefüllrades. 

LEGENDE
1 Tragekörperachse
2 Befüllrad
3 Tragekörper
4 Drehrichtung rechts
5 Wasserpumpenwerksantriebsscheibe
A Wasserführungsleitung
B Wasserführungsleitung
C Wasserführungsleitung
D Wasserfiihrungsleitung
AF Hebefüllradschleife
BF Hebefiillradschleife
CF Hebefüllradschleife
DF Hebefiillradschleife
E Wasserpumpenwerkbauteilabschnitt
F Wasserpumpenwerkbauteilabschnitt
G Wasserpumpenwerkbauteilabschnitt
H Wasserpumpenwerkbauteilabschnitt
VA III, VB III, VC III und VD III sind Ventile
D V, Wasseraustritt lt.

   Fig. 2 Position 0[deg.]/360[deg.] des weiteren AV E
A m, B III C III und D III Wasserdepots

 <EMI ID=7.1> 
E-H ist ein Wasserpumpenwerkbauteil 0[deg.]-360[deg.]
A1,B1,C1,D1 sind Rückschlagventile mit kombinierter Entlüftung K1,L1,M1,N1 verschiebbare Ausgleichsgewichte am Füllrad K2,L2,M2;N2 Verschiebeschienen für Ausgleichsgewichte K3 ,L3 ,M3 ,N3 Stossdämpfer für Verschiebegewichte

Claims (2)

> [phi][phi] PA TENTANSPRUCHE

1. Wasserpumpenwerk mit mehreren schraubenlinienförmig gewundenen Wasserführungsleitungen an einem Tragekörper, welcher drehbar an einem schräg nach unten und oben zur Horizontalen in Neigung liegenden Tragekörper ( 3 ) montiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Wasseraufhahme Hebefiillradschleifen AF, BF, CF, DF vorgesehen sind, die spiralförmig zu den am Tragekörper ( 3 ) angebrachten Wasserführungsleitungen führen mit jeweils einem gesteuerten kombinierten Rückschlagund Entlüftungsventil (A 1, B 1, C 1 und D l) und mit diesen je einzeln leitungsmässig verbunden sind, wobei die Wassergewichtsanteile in den Wasserfiihrungsleitungen (A B C D) am Tragekörper ( 3 ) in einem Wasserpumpenwerkbauteil ( E - H ) gleichmässig am Umfang des Tragekörpers ( 3 ) verteilt sind und in den Wasserführungsleitungen, Wasserdepots (A III, B III, C III und D III)

sowie gesteuerte bzw. auch regelbare Ventile ( VA III,VB III, VC III und VD III ) eingebaut sind, die einen Wasserrücklauf verhindern.

2. Wasserpumpenwerk nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung der Achse ( 1 ) des angetriebenen rotierenden Tragekörpers ( 3 ) etwa 10[deg.] bis 45[deg.] beträgt.

3. Wasserpumpenwerk nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Wasserführungsleitungen z.B. ( A B C D ) und die Gewichtsanteile in einem Wasserpumpenwerkbauteil ( E - H ) gleichmässig über den Umfang des Tragekörpers ( 3 ) verteilt vorgesehen sind und ein Wasserfiihrungsleitungsgefalle an der rechten Tragekörperseite vom Füllrad ( 2 ) aus gesehen bei einem Wasserpumpenwerk mit Rechtsdrehung nach unten von 5[deg.] - 15[deg.] aufweisen. * a

4. Wasserpumpenwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile in den Wasserführungsleitungen ( A B C D ) an einem Bauteil ( E - H ) um den Tragekö[phi]er herum, um jeweils 90[deg.] zueinender bei einer Viertelaufteilung des Tragekörpers ( 3 ) von 360[deg.] bzw. bei 90[deg.], 180[deg.], 270[deg.] und 360[deg.] versetzt angeordnet sind und dass mit dieser Bauweise die Wasserführungsleitungen auch von 4,8,12...etc. am Tragekörper gebaut werden können, und diese ebenso bei einem Wasserpumpenwerkbauteil (E-H) von nur drei Teilabschnitten am Tragekörper zueinander mit 120[deg.], 240[deg.] und 360[deg.] angeordnet sein können.

5. Wasserpumpenwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass nur eine gleichmässige Wasserauf[eta]ahme für die Wasserführungsleitungen ( A B C D ) am Tragekörper des Wasserpumpenwerkes über ein Befüllrad ( 2 ) bzw. deren Hebefiillradschleifen (A F, B F, C F, D F) die Voraussetzung schafft, um für dieses Pumpensystem mit dem notwendigen Gewichtsausgleich am Tragekörper die geringere Antriebsenergie erfordert.

6. Wasserpumpenwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtsausgleich am Befüllrad der mit Wasser gefüllten Hebefiillradschleifen durch die Verschiebungsgewichte Kl, Ll, Ml und Nl ausgeglichen wird.

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