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Pumpenanlage zum Heben von Flüssigkeiten aus beliebiger Tiefe.
Die Erfindung betrifft eine Pumpenanlage, die den Zweck hat, Wasser aus beliebiger Tiefe bis an die Erdoberfläche zu fördern, ohne dass es notwendig wäre. die Pumpe und ihre Antriebsteile unter der Erdoberfläche unterzubringen. Nach der Erfindung ist an das Saugrohr ein U-Rohr angeschlossen, in dessen einem Schenkel durch abwechselnde Verbindung mit einem entlufteten
Raum und mit der Aussenluft oder einem unter Überdruck stehenden Raum Saug-und Druckwirkungen hervorgerufen werden und an dessen anderem. mit einem Rückschlagventil ausgestatteten Schenkel eine Kolbenpumpe angeschlossen ist, so dass die Flüssigkeit durch den im ersten Rohrschenkel entstehenden Unterdruck angesaugt, sodann durch die Druckwirkung in den zweiten Rohrschenkel gestossen und schliesslich durch die Kolbenpumpe in das Druckrohr gefördert wird.
Zur Förderung aus besonders grossen Tiefen wird das U-Rohr in stufenweiser Anordnung mit mehreren Krümmungen versehen, wobei sowohl der eine Schenkel der untersten U-Krümmung als auch sämtliche oberen Umkehrstelle in der Rohrführung abwechselnd unter Saug-und Druckwirkung gebracht werden und an den freien Schenkel der obersten U-Krümmung die Kolbenpumpe angeschlossen ist.
Die Zeichnung veranschaulicht die Pumpenanlage nach der Erfindung in den Fig. 1 und 2 schematisch in zwei Ausführungsformen. Fig. 3 zeigt im Längsschnitt eine Ausführungsform der Steuereinrichtung, durch die auf die Flüssigkeitssäule abwechselnd eine Saug-und eine Druckwirkung ausgeübt wird.
In Fig. i ist das unten'mit einem Saugkorb 1 und einem Rückschlagventil 2 versehene Saugrohr 3 innerhalb der gewöhnlichen Saughöhe li an das U-förmige Rohr 4 mit den beiden Rohrarmen 5 und 6 angeschlossen. Der Rohrarm 5 ist an eine Leitung 7 angeschlossen. Durch die Leitung 7 wird unter Zuhilfenahme eines Doppelventils 8 o. dgl. auf die zu fördernde Flüssigkeit Unterdruck zur Einwirkung gebracht, der durch eine Luftpumpe im Behälter 9 erzeugt wird. Durch die Leitung 7 kann auch Druck der Aussenluft auf die Flüssigkeitssäule zur Einwirkung gebracht werden, wobei die Luft durch das Luftzuleitungsventil 10 eingeleitet wird. Der Rohrarm 6 besitzt ein Rückschlagventil 11, das verhältnismässig tief in der Nähe des Saugrohres 3 angeordnet ist.
Der Rohrarm 6 reicht bis an die Erdoberfläche und steht unter Zwischenschaltung der Ventilklappe 12 mit dem Zylinder 13 in Verbindung, in dem sich der mit der Ventilklappe-M versehene Kolben 15 bewegt, der von der Hauptwelle 16, die durch eine
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aus gesteuerte Doppelventit a werden zunächst durch das Rohr 7 die Leitungen D und J unter Unterdruck gesetzt, wobei die Leitung 7 mit dem Kessel 9 in Verbindung gebracht wird. Hiedurch steigt die Flüssigkeit unter Anheben des Rückschlagventils 2 in dem Rohr bis auf die Saughöhe A. Gleichzeitig bewegt sich der Kolben 15 nach abwärts. Hierauf wird durch das Steuerungsventil 8 die Leitung 7 unter Druck der Aussenluft gesetzt, während dessen der Kolben 15 nach aufwärts geht.
Die Folge davon ist, dass die bis auf die Höhe h in dem Rohr 5 vorhandene Wassersäule unter Anheben des Rückschlagventils 11 in das Rohr 6 gestossen wird, so dass die
Flüssigkeit in den Rohren 5 und 6 beispielsweise bis zum Spiegel a-a gebracht wird. Bei Wieder- holung dieses Arbeitsvorganges steigt in dem Rohr 6 die Flüssigkeitssäule immer höher, bis sie zum Kolben 15 gelangt. Von diesem Augenblick an arbeitet die Anlage wie eine gewöhnliche Kolbenpumpe, indem das in den Zylinder 13 strömende Wasser beständig unter der Druckwirkung des Kolbens 15 durch die Auslassöffnung 18 nach aussen gefördert wird. Es wird also das Wasser zusätzlich zu der Saughöhe h um die Höhe hl gehoben.
Durch das abwechselnde Einwirken des Unterdruckes und des Druckes der Aussenluft auf die Flüssigkeitssäule im Rohre 5 wird ein beträchtliches Schwanken der Wasseroberfläche eintreten. Um dieses Schwanken. zu vermindern, kann an dem Rohre 5 ein Behälter 19 grösseren Inhaltes angeordnet sein. Dadurch wird erreicht, dass der Flüssigkeitsspiegel nicht auf die Höhe a-a fällt, sondern z. B. nur auf die Höhe b-b, so dass hiedurch die Schwankungen in mässigeren Grenzen gehalten werden. Um eine möglichst geringe Luftmenge durch die Leitung 7 in die Anlage hineinzubefördern und die für die Unterdruckbildung geleistete Arbeit zu verkleinern, wird. der Querschnitt des Rohres 7 möglichst klein gewählt.
Falls die technischen Bedingungen es gestatten, kann das Steuerungsglied 8 in unmittelbarer Nähe des Behälters 19 angeordnet werden und dann das Rohr 7 in Fortfall kommen.
Als Steuerungsvorrichtung 8 kann jede beliebige, dem Zwecke entsprechende Ventiloder Schiebereinrichtung gewählt werden. Als zweckmässig erweist sich die in der Fig. 3 dargestellte Ausführungsform. Bei dieser sind in dem Gehäuse. 20 die unter Federwirkung stehenden Ventile 21 und 22 vorgesehen. Die Ventilkammern stehen untereinander durch den Kanal 23
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in Verbindung. Die Kammer des Ventils 21 steht bei 24 mit dem Unterdruckbehätter 9 (Fig. 1) und die Kammer des Ventils 22 bei 25 unter Zwischenschaltung des Hahnes-M o.'dg !. (Fig. i) mit der Aussenluft in Verbindung. Beide Ventilkammern und der Kanal 23 führen nach der
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und 34, 28 lassen erkennen, dass z. B. das Ventil 21 geschlossen bleibt, wenn das Ventil 22 ge- öffnet wird.
Die Einrichtung ist derart getroffen, dass die durch das Ventil 22 einströmende Druckluft noch zu einem festeren Schliessen des Ventils 21 führt, wogegen umgekehrt der durch Öffnen des Ventils 21 hervorgerufene Unterdruck auf das Ventil 22 schliessend einwirkt. Die in Fig. 3 dargestellten zueinander gehörigen Lagen der Exzenterstangen sind mit I, 11 und III bezeichnet.
Nach der Erfindung kann die Einrichtung zum Fördern der Flüssigkeit in der Weise abgeändert werden, dass das Saugrohr 3 nicht mit einem einzigen Krümmer 4, sondern mit mehreren Krümmern in Verbindung steht, die der Reihe nach stufenweise aneinander angeschlossen sind. Eine derartige Ausführungsform ist in Fig. 2 dargestellt, wobei zwei Krümmer 4 und 4 a zur Anwendung kommen. Die Stelle 35, wo die beiden Krümmer zusammentreffen, muss gleichfalls mit einer Steuerungseinrichtung, 8 a, in Verbindung stehen. Die aus dem Rohre 5 in das Rohr 6 gelangende Wassermenge wird nach und nach durch den in der Leitung 7 a hervorgerufenen Unterdruck und durch den Druck der Aussenluft nach dem Krümmer J a und durch das Rückschlagventil 11 a in das Rohr 6 a gefördert und schliesslich durch den Pumpenkolben 15 a nach aussen gedrückt.
Die beiden Steuerungsvorrichtungen 8, 8 a werden zweckmässig derart miteinander verbunden, dass nur eine Luftpumpe und ein Unterdruckbehälter 9 notwendig sind.
Die Flüssigkeit wird also vom Spiegel a-a nach a'-a'gebracht und von hier dann weiter um die Höhe h'gefördert. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 wird demnach die Flüssigkeit um die zwischen den beiden Spiegeln a-a und a'-a'gelegene Höhe H höher gehoben als bei der Anlage nach Fig. i. Durch Anordnung mehrerer Krümmer kann man theoretisch die Flüssigkeit aus beliebiger Tiefe an die Erdoberfläche bringen. Praktisch wird die Tiefe durch die Luftmenge begrenzt, die jedesmal herausgepumpt werden muss und mit der Anzahl der Krümmer zunimmt.
Wird an Stelle einer Kolbenpumpe eine kreisende Pumpe verwendet, so ändert sich das beschriebene Verfahren nur insoweit, als das Hinüberfliessen der angesaugten Flüssigkeitsmenge
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aussen geförderte Flüssigkeitsmenge entspricht. Hiedurch wird durch einen entsprechend bemessenen Saugwindkessel die regelrecht Wasserförderung gesichert.
Die Anordnung nach Fig. 2 kann. auch derart ausgebildet werden, dass die Saugluftpumpe
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dieser Pumpe verbunden wird. Dann tritt jedesmal in die Leitung 7 statt Aussenluft Pressluft ein, die auf einen solchen Druck verdichtet ist, dass sie das Anheben der Wassersäule auf eine Höhe h', die grösser als 81/2 In, also die gewöhnliche Saughöhe ist, bewirkt. Die Rohre 5 und 7 werden
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gebracht, wozu ein beliebiger'Hahn, Schieber o. dgl. zu Hilfe genommen werden kann, der von der Hauptantriebswelle 16 aus gesteuert wird. Schliesslich wird, wie vorher beschrieben, das
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i.
Pumpenanlage zum Heben von Flüssigkeiten aus beliebiger Tiefe, dadurch gekennzeichnet, dass an das Saugrohr ein U-Rohr angeschlossen ist, in dessen einem Schenkel durch abwechselnde Verbindung mit einem entlufteten Raum und mit der Aussenluft oder einem unter Überdruck stehenden Raum Saug-und Druckwirkungen hervorgerufen werden und an dessen anderem, mit einem Rückschlagventil ausgestatteten Schenkel eine Kolbenpumpe angeschlossen ist, so dass die Flüssigkeit durch den im ersten Rohrschenkel entstehenden Unterdruck angesaugt. sodann durch die Druckwirkung in den zweiten Rohrschenkel gestossen und schliesslich durch die Kolbenpumpe in das Druckrohr gefördert wird.