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Verfahren und Einrichtung zum Betriebe von Druckwasser-Akkumulatoren für Nebeneinander- schaltung.
Die Erfindung hat den Zweck, das Nebeneinanderschalten, beliebig vieler hydraulischer Einheiten, bestehend aus Presspumpen und zugehörigem Akkumulator, oder deren Anschluss an ein grösseres Leitungsnetz zu ermöglichen, um die Leistungen aller Einheiten auf das ganze Netz zu verteilen.
Bei Nebeneinanderschaltung mehrerer getrennter, aus Presspumpen und Gewichtsakkumulator bestehender hydraulischer Anlagen tritt der Übelstand auf, dass auch bei völlig richtig für den gleichen Wasserdruck bemessenen Kolbenbelastungen die Kolben der verschiedenen Akkumulatoren ganz verschiedene Höhenlagen einnehmen können, so dass z. B. das Gewicht des einen Akkumulators unten aufsitzen, während das des benachbarten Akkumulators bereits die Höchstlage einnehmen kann und das Sicherheitsventil öffnet. In diesem Falle geht die ganze, von den noch in Betrieb befindlichen Pumpen der angeschlossenen, noch tieferstehenden Akkumulatoren gelieferte Wassermenge durch das Sicherheitsventil des höchststehenden Akkumulators verloren.
Die Kolben dieser nebeneinander geschalteten Akkumulatoren befinden sich in einem Gleichgewichtszustand, bei dem in jeder Höhenlage der gleiche Wasserdruck in den Zylindern herrscht.
Nach der Erfindung wird hingegen während jenes Teiles des Kolbenhubes, in dem das selbsttätige Ein-und Ausschalten der Pumpen und das selbsttätige Öffnen des Sicherheitsventils geschieht, ein Gleichgewichtszustand herbeigeführt, bei dem jeder Höhenlage des Kolbens ein anderer Wasserdruck im Zylinder entspricht, und zwar in der Weise, dass beim Höhersteigen des Kolbens der Wasserdruck im Zylinder nach und nach grösser wird.
Dadurch wird erreicht : i. dass die Kolben aller Akkumulatoren das Bestreben haben, sich in die gleiche Höhe einzustellen, 2. dass jene Akkumulatoren, welche infolge geringer Wasserentnahme in ihrer Nähe durch die Wasserlieferung der zugehörigen Pumpe etwas höher gestiegen sind, Druckwasser an andere, tieferstehende Akkumulatoren so lange abgeben, bis die gleiche Füllung erreicht ist.
Es werden also bei vermehrter Druckwasserentnahme an einer beliebigen Stelle des Leitungsnetzes nicht nur der nächststehende Akkumulator, sondern auch alle übrigen Akkumulatoren und Pumpen an der Wasserlieferung teilnehmen.
3. werden die Pumpen erst dann selbsttätig abgestellt, wenn sowohl der zugehörige als auch alle übrigen Akkumulatoren gefüllt sind.
Bisher wurde das Nebeneinanderschalten mehrerer Akkumulatoren an ein grösseres Leitungsnetz in der Weise versucht, dass man die ersteren mit einem im Gerüst aufgehängten Zusatzgewicht versah, gegen das der Kolben bei grösster Füllung stiess. Dadurch wurde eine plötzliche Drucksteigerung im Zylinder hervorgerufen und das von der Pumpe noch gelieferte Wasser gezwungen, nach den übrigen Akkumulatoren zu fliessen.
Diese Einrichtung hat aber den Nachteil, dass nach dem Überschreiten der Druckerhöhungstufe sich alle Akkumulatoren wieder-wie vorher-in vollständigem Gleichgewicht befinden, also jede Höhenlage möglich ist und Anheben der Sicherheitsventile und unnötiger Druckwasserverlust eintreten kann.
Ist ferner die Pumpe nach dem Anheben des Zusatzgewichtes abgestellt worden, so muss der Kolben beim Abwärtsgang einen gewissen Weg zurücklegen, bis die zugehörigen Pumpen wieder selbsttätig eingeschaltet werden können. Während dieses Weges befinden sich wieder alle Akkumulatoren im Gleichgewicht, wodurch es vorkommen kann, dass einer dieser Akkumulatoren im gefüllten Zustand mit ruhenden Pumpen gar'nicht an der Versorgung des Netzes teilnimmt, während andere Akkumulatoren nahezu entleert sein können. Nach der Erfindung können diese Nachteile nicht eintreten.
Nach einer anderen bekannt gewordenen Einrichtung werden die Gewichte zweier
Akkumulatoren durch Zugorgane (Seile oder Ketten) mit einem besonderen Gewicht verbunden, das dann regelnd auf die Bewegung der beiden Akkumulatoren einwirken soll. Wegen der in den Zugorganen auftretenden sehr starken ruckweisen Beanspruchungen und der dadurch bedingten schweren Ausführung derselben ist. eine solche Einrichtung nur für zwei oder drei Akkumulatoren, die nur wenige Meter voneinander entfernt sind, brauchbar. Nach der Erfindung kann dagegen eine beliebige Anzahl Akkumulatoren und in Entfernung von mehreren-hundert
Metern voneinander an ein Leitungsnetz angeschlossen werden.
Die ansteigende Vergrösserung des Wasserdruckes im Zylinder des Akkumulators kann
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einer Anzahl Gewichte in kurzen Zwischenräumen nacheinander, durch Spannen von Federn, durch Zusammenpressen eines gasförmigen Druckmittels oder durch hydraulische Kolben in Verbindung mit Hebelübersetzungen.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die Druckvergrösserung durch Zusammendrückung von Federn erreicht wird. Fig. i zeigt das Schema einer Anlage mit zwei Akkumulatoren, Fig. 2 einen einzelnen Akkumulator, Fig. 3 das Diagramm für die Wasserdrücke im Zylinder.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, besitzt jeder Akkumulator die bekannten Hauptteile, Kolben a, Zylinder b, Gewicht c und die Platte d, an der das Gewicht c aufgehängt ist. Durch die bekannte Einrichtung e kann die zum Akkumulator gehörige Presspumpe ein-oder ausgeschaltet werden ;./'ist das Sicherheitsventil, g die zum nächsten Akkumulator führende Leitung, A die Leitung nach den hydraulischen Pressen, i'die Leitung nach der Presspumpe h (siehe Fig. i). Über dem Akkumulator sind die Federn I angeordnet, die durch das Querhaupt m und die Zugstangen n fest mit dem Zylinder b verbunden und durch das Gleitstück o geführt sind.
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die Platte d in der Stellung i gegen das Gleitstück o, worauf bei weiterem Steigen des Akkumulatorkolbens die Federn i ! zusammengedrückt werden und einen steigenden Gegendruck auf den Kolben a ausüben.
Durch das Diagramm (Fig. 3) sind die im Zylinder b entstehenden Wasserdrücke dargestellt.
Während des Hubes r herrscht der konstante Druck s und dieser steigt infolge des Gegendruckes der Federn von Stellung i bis 2 der Platte d von der Grösse s bis zur Grösse t.
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Die Vorrichtung wirkt in folgender Weise : Hat das Druckstück 12 nach Zurücklegen des Weges r, währenddem im Akkumulator der konstante Druck s herrscht, die Stellung I erreicht (siehe auch Fig. 5), so stösst es gegen die Kolbenstange 10, worauf die Feder 11 teilweise zusammengedrückt wird, bis bei Stellung 2 der Gegendruck des-Kolbens 9 überwunden ist. Hierdurch wird eine Vergrösserung des Wasserdruckes im Zylinder b bis zum Druck u hervorgerufen, der dann bei weiterem Steigen des Akkumulators bis Stellung 3 konstant bleibt.
In Stellung 3 stösst dann der Kolben 9 gegen den mit einer Öffnung y versehenen Boden des grösseren Kolbens 8 und dieser kann nach weiterer Zusammendrückung der Feder 11 auf dem Wege v und nach Überwindung des durch den Kolben 8 hervorgerufenen grösseren Gegendruckes x auf dem Wege w bis zur Stellung 5 gehoben werden.
Die Stellung 5 wird jedoch niemals erreicht werden, weil das Sicherheitsventil f schon vorher in der Stellung 6 geöffnet wird. Ausserdem aber wird das Öffnen'des Sicherheitsventils nur bei Versagen der Pumpenabstellvorrichtung e eintreten. Das Abstellen der Pumpe erfolgt in der Stellung 3 beim Druck 14, während das Anstellen der Pumpe erfolgt, wenn das Druckstück wieder bis in Stellung 7 gesunken ist. Das Abstellen der Pumpe erfolgt also bei einem höheren Wasserdruck als das Anstellen.
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gehörige, in nächster Nähe befindliche Presspumpe.
PATENT-ANSPRÜCHE : I. Verfahren zum Betriebe von Druckwasserakkumulatoren für Nebeneinanderschaltung mit Gewichtsbelastung, dadurch gekennzeichnet, dass während des letzten Teiles des Kolbenhubes vor dem Erreichen der grössten Füllung der Wasserdruck im Zylinder nach und nach ansteigend vergrössert wird, so dass während dieses Teiles des Hubes jedem Druckwert eine andere Kolbenstellung entspricht.