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Steuerung für Druckluftflüssigkeitsheber.
- Die Erfindung betrifft eine Steuerung für Druckluftflüssigkeitsheber zum Fördern von Flüssigkeiten aus beliebiger Tiefe. Die mit der Erfindung ausgestattete Maschine eignet sich besonders als Wasserhaltung für Bergwerke, zum Ersatz der gewöhnlichen Saug-und Druckpumpenanlagen, weil sie deren zahlreiche Nachteile nicht besitzt, dagegen diesen gegenüber viele Vorteile bietet. Denn die Maschine nach der Erfindung lässt sich stets bei der oberen Schachtmündung aufstellen, gleichgültig, welche Entfernung und Tiefe der Schacht hat, so dass Ausbesserungen oberhalb der Teufe vorgenommen werden können und ein einziger Wasserhaltungsschacht für mehrere Betriebe dienen und eine Maschine gleichzeitig das Wasser aus mehreren Schächten fördern kann.
In der Zeichnung stellen die Fig. i und 2 eine beispielsweise Ausführung einer der Erfindung gemäss ausgestalteten Wasserhaltungsanlage dar.
Die Anlage umfasst einen doppeltwirkenden Luftkompressor a, eine mit diesem verbundene Steuervorrichtung b, in welcher die benutzte Pressluft für weitere Arbeitsleistung nutzbar gemacht wird, zwei Behälter d, welche in die zu hebende Flüssigkeit tauchen, zwei Rohre e, f, die von der Steuervorrichtung zu den Flüssigkeitsbehältern führen, und ein drittes Rohr g, das zur Förderung der Flüssigkeit nach oben dient.
Der Kompressor saugt bei der hin und her gehenden Bewegung seines Kolbens, die diesem mittels des Riemenschwungrade h, Kurbelstange i und Kurbel k erteilt wird, die Luft abwechselnd durch die Ventile l und 1n an, die mittels eines Verbindungsrohres und des Anschlussrohres n mit der Steuervorrichtung b in Verbindung stehen, wogegen die von hier entnommene Luft nach erfolgter Verdichtung durch die Ventile o, p und das Rohr q (Fig. 3 und 4) nach der Steuervorrichtung b zurückgedrückt wird. Diese ist in der Fig. 4 dargestellt.
Sie dient zur Aufnahme der im Kompressor erzeugten Plessluft, zu deren Abgabe an die Arbeitsstätte und zur Wiederaufnahme der von dort zurückkommenden, bei der Arbeit expandierten Pressluft, die im Kompressor wieder auf die Arbeitsspannung verdichtet wird. Die Vorrichtung umfasst vier Kammern r, s, t, U (Fig. 4), von denen die beiden mittleren s, t abwechselnd durch die gesteuerten Doppelsitzventile v, w mit einer der äusseren Kammern r, u verbunden werden können. Die Umsteuerung dieser Ventile erfolgt ganz plötzlich, und zwar dadurch, dass das auf der Welle 17 befindliche Schneckenrad x durch die auf der Kompressorkurbelwelle befindliche Schnecke y (Fig. 3) bei jeder ganzen Umdrehung der Kurbelwelle um einen Zahn weiter gedreht wird.
Auf der Welle des Schneckenrades x ist eine Scheibe z befestigt (Fig. 4), deren eine dem Rad x zugewendete Stirnfläche zur Hälfte eben, zur anderen Hälfte als Schraubenfläche gestaltet ist. Gegen diese Stirnfläche werden die Zapfen der lose auf ihren Tragstangen sitzenden Steuerknaggen 1, 2 durch die Federn 3, 4 gedrückt, die infolge der Gestaltung der Stirnfläche der Scheibe z abwechselnd für eine halbe Umdrehung derselben je ihre grösste oder ihre von dem geringsten zum höchsten Ausmass zunehmende Spannung haben. Da nun der Übergang des einen Endes der ebenen Fläche zur tiefsten Stelle der Schraubenfläche eine scharfe Stufe dar. dlt,,'0 dass der an diese Kante der ebenen Fläche kommende Zapfen des betreffenden
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kann, ist die Sperrung 17a vorgesehen.
Da die Knaggen 1, 2 lose auf ihren Stangen sitzen, so wird die Bewegung des Hebels 5 durch die Federn 3, 4 in keiner Weise beeinträchtigt. Angenommen nun, es sei zu Anfang kein Pressluftdruck vorhanden, so wird der Wasserdruck im Schacht die beiden Ventile 10, 11 der daselbst befindlichen Behälter c, d öffnen, diese werden sich mit Wasser füllen und dieses wird sich, durch die Ventile 12, 13 gehend, im Rohre g auf die Höhe des äusseren Wasserspiegels einstellen.
Wird nun der Kompressor angestellt und haben die Ventile der Steuervorrichtung b die Stellung wie in Fig. 4, so wird die durch das Rohr q zugeführte Pressluft in die Kammer t und unter den Ventilsitz 9 hinweg in Kammer r treten, um durch den dieser Kammer angeschlossenen Stutzen 14 (Fig. i) in das Rohr e (Fig. i und 2) zu gelangen und auf den Wasserspiegel im Behälter c zu wirken. Das dadurch im Behälter c unter Druck gesetzte Wasser schliesst nun das Ventil 10, öffnet das Ventil 12 und tritt in das Rohr g. Die Spannung der Pressluft entspricht dabei der im Rohr g zu hebenden Wassersäule.
Während dessen stehen die Saugventile , m (Fig. g) durch das Rohr n und das offene Ventil 8 mit der Kammer u in Verbindung, die durch den Stutzen 15 und das Rohr/' (Fig. i und 2) mit dem Behälter d verbunden ist. Sind nun zu Anfang beide Behälter c, d voll Wasser, so saugt der Kompressor Luft durch das Hilfsventil 16 (Fig. 4) an.
Die Pressluft drückt, wie erwähnt, das Wasser im Behälter c nach dem Rohr g ; da aber auch beständig die Ventilumsteuerung tätig und die Zahl der Zähne des Schneckenrades x derartig gewählt ist, dass einer Entleerung eines Behälters (c oder d) eine halbe Umdrehung des Schneckenrades entspricht, so erfolgt auch nach dieser halben Umdrehung und Entleerung eines Behälters c oder d die Umsteuerung der Steuerknaggen 1, 2 durch die Scheibe z und die Umstellung der Ventile v, w.
Die Saugwirkung und die Druckwirkung erfolgen nun umgekehrt als zuvor ; da nun aber die eben von Flüssigkeit entleerte Kammer mit Pressluft gefüllt und die Saugleitung n stets mit der Kammer s verbunder ist, so ist auch diese stets mit Pressluft gefüllt, welche das Hilfssaugventil16 geschlossen hält ; von diesem Zeitpunkte an, d. h. nach der ersten Entleerung eines Behälters c oder d, saugt der Kompressor keine Luft mehr aus der Atmosphäre, sondern aus dem eben entleerten Gefäss ; mithin braucht nur ebensoviel Arbeit durch die Pressluft geleistet zu werden, wie zur Hebung der Flüssigkeit erforderlich ist, während die noch übrige Energie der Pressluft wieder weiter ausgenutzt wird.
Den Behältern c, d kann eine beliebige Grösse gegeben werden, wenn nur die Zähnezahl des Schneckenrades eine entsprechende ist. Bei grossen Teufen, wo sich eine starke Verdichtung und Erhitzung der Luft geltend macht, erhält der Kompressor zweckmässig zwei Zylinder mit
Stufenkompression, die durch das gehobene Wasser gekühlt werden.
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