CH706444A2

CH706444A2 - Water pump system with hydraulic rams.

Info

Publication number: CH706444A2
Application number: CH00579/12A
Authority: CH
Inventors: Florian Schlumpf
Original assignee: Schlumpf Innovations Gmbh
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2012-04-27
Publication date: 2013-10-31
Also published as: CH706402A2; AT512827A1; CH706402B1

Abstract

Ein Wasserpumpensystem mit hydraulischem Widder umfasst eine Druckleitung (2, 10), die von einer Wasserquelle zu einem hydraulischen Widder führt, sowie eine Steigleitung, die Wasser vom hydraulischen Widder zu einem offenen Auslass auf einem höheren Niveau führt. Das Wasserpumpensystem weist gemäss der Erfindung eine Vorrichtung zur Verminderung von Druckstössen in der Druckleitung (2, 10), insbesondere Unterdruckextremen. Die Vorrichtung weist eine in der Druckleitung (2, 10) angeordnete Druckdämpfungskammer (4) mit einem Einweg-Ventil (V3) auf, das an der Druckdämpfungskammer (4) angeordnet ist und nach innen öffnend ist. Eine zweite Wasserleitung (3) führt von der Wasserquelle zum Einweg-Ventil (V3). Im Fall eines extremen Unterdrucks in der Druckleitung öffnet sich das Einweg-Ventil (V3), sodass Wasser aus der zweiten Leitung (3) nachfliesst und den Unterdruck ausgleicht. Durch die erfindungsgemässe Vorrichtung werden Kavitationsschäden an der Druckleitung vermindert.A hydraulic ram water pumping system includes a pressure line (2, 10) leading from a water source to a hydraulic ram, and a riser line leading water from the hydraulic ram to an open outlet at a higher level. The water pump system according to the invention comprises a device for reducing pressure surges in the pressure line (2, 10), in particular vacuum extremes. The device has a pressure damping chamber (4) arranged in the pressure line (2, 10) with a one-way valve (V3) which is arranged on the pressure damping chamber (4) and opens inwardly. A second water line (3) leads from the water source to the one-way valve (V3). In the event of extreme underpressure in the pressure line, the one-way valve (V3) opens so that water from the second line (3) flows in and compensates for the negative pressure. By the inventive device cavitation damage to the pressure line can be reduced.

Description

Technisches GebietTechnical area

[0001] Die Erfindung betrifft ein Wasserpumpensystem mit einem hydraulischen Widder zur Beförderung von Wasser von einem gegebenen Niveau auf ein höher gelegenes Niveau mithilfe einer nach unten gerichteten Triebleitung, einem Stoss-und Förderventil sowie einer Förderleitung. Eine solche Wasserpumpe ist auch unter Druckstosspumpe bekannt. The invention relates to a water pump system with a hydraulic ram for the transport of water from a given level to a higher level by means of a downwardly directed power line, a shock and delivery valve and a delivery line. Such a water pump is also known under Druckstosspumpe.

Stand der TechnikState of the art

[0002] Hydraulische Widder sind historisch seit deren erstmaligen Erfindung durch die Gebrüder Montgolfier bekannt. Sie dienen der einfachsten Beförderung von Wasser aus einer Quelle oder einem Bach auf ein höher gelegenes Niveau ohne den Einsatz von Fremdenergie. Obwohl schon vor mehr als 200 Jahren erstmals eingesetzt, wird dieses Pumpprinzip noch heute häufig eingesetzt, insbesondere an abgelegenen Orten und Berggebieten sowie in Gebieten mit eingeschränkter oder keiner elektrischer Energieversorgung. Pumpen dieser Art haben sich vielerorts derart bewährt, indem einmal eingesetzte Pumpen über Jahrzehnte hinweg in Betrieb geblieben sind. Während vieler Jahre haben sich deshalb wenige Neuentwicklungen aufgedrängt. In jüngster Zeit jedoch besteht ein erneutes Interesse an Systemen, die ohne Fremdenergie betreibbar sind, weshalb auch diese Pumpsysteme vermehrt eingesetzt werden. Hydraulic rams are historically known since their first invention by the Montgolfier brothers. They are used for the simplest transport of water from a spring or a stream to a higher level without the use of external energy. Although used for the first time more than 200 years ago, this pumping principle is still widely used today, especially in remote and mountainous areas, as well as in areas with limited or no electrical energy supply. Pumps of this type have proven themselves in many places, as pumps once used have remained in operation for decades. For many years, therefore, few new developments have been imposed. Recently, however, there is a renewed interest in systems that are operable without external energy, which is why these pump systems are increasingly used.

[0003] Das Pumpprinzip basiert auf der Verwendung der kinetischen Energie des Wassers selbst und deren zyklischen Umsetzung in Druckenergie. Das Wasser wird hierzu aus der Wasserquelle oder auch einem Wasser-Reservoir in eine sogenannte nach unten gerichtete Triebleitung geleitet, wobei das Wasser an kinetischer Energie gewinnt. Am Ende der Triebleitung befindet sich eine Kammer mit einem Ausfluss mit Stossventil, das in einen Abfluss führt, sowie einem Förderventil, das in eine weitere Kammer über dem Förderventil, auch Luftkammer genannt, mündet. Eine Förderleitung führt von dieser Kammer zu einem auf dem höheren Niveau liegenden offenen Ausfluss. Indem Wasser aus dem Reservoir durch die Triebleitung und das offene Stossventil fliesst, gewinnt es aufgrund des Gefälles an kinetischer Energie, die zur Beförderung des Wassers in den Tank verwendet wird. Erreicht das Wasser in der Kammer und an deren Ausfluss eine gegebene Geschwindigkeit, schliesst sich das Stossventil, auch Schlagventil genannt, aufgrund des dynamischen Drucks derart schlagartig, dass eine Stossdruckwelle in der Kammer mit dem Stossdruckventil entsteht. Durch die Druckwelle öffnet sich das Förderventil, wobei sich der entstandene Überdruck in der Luftkammer entlädt, indem Wasser durch das Förderventil in die Luftkammer strömt, und ein dort vorhandenes Luftpolster komprimiert wird. Die dortige Kammer mit dem Luftpolster dient insbesondere der Druckstossdämpfung in der Förder- oder Steigleitung. Nach Entspannung des Überdrucks im Widdergehäuse schliesst sich das Förderventil wieder. Durch den in der Luftkammer vorhandenen Überdruck wird das dort befindliche Wasser über die Förderleitung auf das höhere Niveau gepumpt. In der Kammer mit dem Stossventil stellt sich nach Schliessung des Förderventils ein Unterdruck ein, sodass sich das Stossventil wieder öffnet und ein neuer Pumpzyklus beginnen kann, indem Wasser aus der Quelle unter Beschleunigung durch die Triebleitung nachfliesst. The pumping principle is based on the use of the kinetic energy of the water itself and its cyclic conversion into pressure energy. For this purpose, the water is conducted from the water source or else a water reservoir into a so-called downwardly directed transmission line, the water gaining kinetic energy. At the end of the power line is a chamber with a discharge with a shock valve, which leads into a drain, and a delivery valve, which opens into another chamber above the delivery valve, also called air chamber opens. A delivery line leads from this chamber to an open discharge at the higher level. By flowing water from the reservoir through the power line and the open gate valve, it gains kinetic energy, which is used to convey the water into the tank, due to the gradient. If the water in the chamber and at its outflow reaches a given speed, the shock valve, also called impact valve, closes so abruptly due to the dynamic pressure, that a surge pressure wave arises in the chamber with the surge pressure valve. Through the pressure wave, the delivery valve opens, wherein the resulting pressure in the air chamber discharges by water flows through the delivery valve in the air chamber, and there is a compressed air cushion is compressed. The local chamber with the air cushion is used in particular the pressure shock absorption in the delivery or riser. After relaxation of the overpressure in the ram housing closes the delivery valve again. Due to the overpressure present in the air chamber, the water located there is pumped via the delivery line to the higher level. In the chamber with the shock valve, a negative pressure sets after the delivery valve closes, so that the shock valve opens again and a new pumping cycle can begin, by water from the source with acceleration accelerated by the transmission line.

[0004] Pumpsysteme dieser Art pumpen typischerweise in Zyklen von 1–2 Sekunden. Sie können theoretisch einen Bruchteil der aus der Quelle fliessenden Wassermenge auf das höhere Niveau fördern, wobei dieser Bruchteil gleich dem Verhältnis des Gefälles zwischen Quelle und Widder und dem Gefalle zwischen dem Tank auf dem höheren Niveau und dem Widder entspricht. Zusätzlich reduziert sich die Fördermenge aufgrund der Leitungsverluste. Das Pumpsystem durchläuft einen zyklischen Wechsel des Druckes im Gehäuse des Widders und in der Förder- oder Steigleitung. Bei der plötzlichen Schliessung des Stossventils entsteht zudem eine Druckwelle, die auch entlang der Triebleitung aufsteigt. Auch nachdem das Förderventil geschlossen hat, verbleibt noch ein Überdruck in der Triebleitung, und es entstehen dort kurzzeitige Druckschwingungen mit sowohl Überdruck- als auch Unterdruckextrem werten, wobei die Wassersäule in der Triebleitung eine Pendelbewegung durchläuft. In EP 274 374 ist ein Pumpsystem mit hydraulischem Widder der eingangs beschriebenen Art offenbart, das zusätzlich am Widdergehäuse ein Ventil aufweist. Dieses Ventil bezweckt die Vermeidung von Kavitation, die Rohr- und Gehäusewände beschädigen könnte. Solche Ventile, im deutschen Sprachraum oft «Schnüffelventile» genannt, haben sich im Einsatz jedoch aufgrund kurzer Betriebslebensdauer nicht bewährt. Zudem wird mit solchen Ventilen ein Aussetzen der Pumpfunktion riskiert, weil sie den für die Öffnung des Stossventils notwendigen Unterdruck direkt am Widder unterbinden. Pumping systems of this type typically pump in cycles of 1-2 seconds. In theory, they can deliver a fraction of the amount of water flowing from the source to the higher level, which is equal to the ratio of the gradient between the source and the ram and the gap between the higher level tank and the ram. In addition, the delivery rate is reduced due to the line losses. The pumping system undergoes a cyclic change of pressure in the housing of the ram and in the delivery or riser. The sudden closure of the shock valve also creates a pressure wave, which also rises along the transmission line. Even after the delivery valve has closed, there remains an overpressure in the drive line, and there arise short-term pressure oscillations with both overpressure and vacuum extremes values, the water column in the power line undergoes a pendulum motion. EP 274 374 discloses a hydraulic ram pumping system of the type described in the opening paragraph which additionally has a valve on the ram housing. The purpose of this valve is to prevent cavitation that could damage pipe and casing walls. Such valves, often called "sniffer valves" in German-speaking countries, have not proven themselves in use, however, because of their short service life. In addition, with such valves risking a suspension of the pumping function, because they prevent the necessary for the opening of the shock valve vacuum directly on the ram.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

[0005] Es wird ein Wasserpumpensystem mit hydraulischem Widder oder Druckstosspumpe offenbart mit einer Druck- oder Triebleitung, die Wasser aus einer Wasserquelle unter der Schwerkraft abwärts zu einem Widder-Gehäuse leitet. Das Widder-Gehäuse weist einen Ausfluss mit einem Stossventil auf sowie einem Förderventil, das in eine Luftkammer mündet. Von der Luftkammer führt eine Steig- oder Förderleitung zu einem Niveau, das über dem Niveau der Wasserquelle liegt. Gemäss der Erfindung weist die Druckleitung eine Vorrichtung auf zur Verminderung von Druck-Extremwerten, die eine Druckdämpfungs-Kammer mit einer Einlass- und Auslassöffnung und einem Einweg-Ventil umfasst. Die Kammer ist vom Widder beabstandet in der Druckleitung angeordnet, indem ein erster Teil der Druckleitung von der Wasserquelle zur Einlassöffnung der Kammerführt und ein zweiter Teil der Druckleitung von der Auslassöffnung der Kammer zum Widder führt. Das Einweg-Ventil ist in einer Wand der Kammer angeordnet und ist ein nach dem Innenraum der Kammer öffnendes Ventil, das sich bei Unterdruck in der Kammer nach innen öffnen kann. Im Fall eines kurzzeitigen Unterdrucks während der Druckschwingungen in der Triebleitung öffnet sich das Einweg-Ventil, wodurch Luft oder Wasser in die Kammer angesaugt werden kann und ein Unterdruckextremum ausgeglichen wird. There is a water pump system with hydraulic ram or pressure surge pump disclosed with a pressure or power line, which directs water from a source of water under gravity down to a ram housing. The ram housing has an outlet with a shock valve and a delivery valve, which opens into an air chamber. From the air chamber leads a riser or delivery line to a level that is above the level of the water source. According to the invention, the pressure line comprises a device for reducing extreme pressure values, which comprises a pressure-damping chamber with an inlet and outlet opening and a one-way valve. The chamber is spaced from the ram in the pressure line by leading a first part of the pressure line from the water source to the inlet opening of the chamber and a second part of the pressure line leading from the outlet opening of the chamber to the ram. The one-way valve is disposed in a wall of the chamber and is a valve opening to the interior of the chamber which can open inwardly at negative pressure in the chamber. In the case of a brief negative pressure during the pressure fluctuations in the power line, the one-way valve opens, whereby air or water can be sucked into the chamber and a vacuum extremum is compensated.

[0006] Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass durch Kavitation verursachte Schäden an der Triebleitung auf extreme Unterdruckwerte während der Druckschwingungen in der Druckleitung zurückzuführen sind, wobei diese extremen Unterdrücke jeweils auf die in der Triebleitung aufsteigenden Druckwellen folgen. Bei diesen Unterdrücken handelt es sich um Drücke nahe dem Dampfdruck. Im kurzzeitigen Fall solcher Unterdrücke öffnet sich das Einweg-Ventil und gewährt einen Druckausgleich. Die höhenversetzte Positionierung der Einlass- und Auslassöffnung der Kammer bezweckt dabei, dass durch das Ventil eintretende Luft möglichst nur in Richtung Wasserquelle treibt und nicht in Richtung Widder gedrängt wird, sodass eine Störung oder ein Aussetzen des hydraulischen Widders verhindert werden kann. Die Vorrichtung zur Verminderung von Druckextremen verhindert Kavitationsschäden in der Triebleitung, womit ihre Betriebslebensdauer erheblich verlängert wird. Reparaturen oder Ersatz der Triebleitung, die womöglich auch ein Freilegen der Leitung erfordern würde, werden damit vermieden. The invention is based on the recognition that caused by cavitation damage to the drive line to extreme vacuum values during the pressure oscillations in the pressure line are due, these extreme negative pressures in each case follow the rising in the transmission line pressure waves. These pressures are pressures near the vapor pressure. In the short-term case of such negative pressures opens the one-way valve and provides a pressure equalization. The height-offset positioning of the inlet and outlet openings of the chamber has the purpose that air entering through the valve drives as far as possible only in the direction of the water source and is not urged in the direction of Aries, so that a disturbance or a suspension of the hydraulic ram can be prevented. The device for reducing pressure extremes prevents cavitation damage in the transmission line, thus significantly extending their service life. Repairs or replacement of the power line, which would possibly also require an exposure of the line, are thus avoided.

[0007] In einer Ausführung der Erfindung ist das Einweg-Ventil von Aussenluft umgeben, so dass ein Unterdruck in der Druckleitung durch ein rasches Ansaugen von Luft durch das Ventil ausgeglichen wird. In one embodiment of the invention, the one-way valve is surrounded by outside air, so that a negative pressure in the pressure line is compensated by a rapid suction of air through the valve.

[0008] In einer Variante dieser Ausführung der Erfindung weist die Kammer im Bereich über der Einlassöffnung der Kammer und unter dem Einweg-Ventil zusätzlich einen mit Luft befüllbaren Raum auf. Im Betrieb der Wasserpumpe ist dieser Raum mit einem Luftvolumen gefüllt, das jedoch von der Druckleitung durch einen Wasserpegel getrennt bleiben kann. Während des Betriebs der Pumpe dient dieses Luftvolumen der Dämpfung sowohl der Unter- als auch Überdruckextrema. In a variant of this embodiment of the invention, the chamber in the region above the inlet opening of the chamber and under the one-way valve in addition to a space which can be filled with air. During operation of the water pump, this space is filled with an air volume, which however can remain separated from the pressure line by a water level. During operation of the pump, this volume of air serves to dampen both the low and high pressure extremes.

[0009] Während der Druckschwingungen in der Druckleitung wird die Dämpfung durch das Luftvolumen stets aufrechterhalten. Bei Unterdruck öffnet sich das Einweg-Ventil, wobei Luft in die Druckdämpfungs-Kammer strömt. Bei Überdruck schliesst sich das Ventil und der Wasserpegel steigt, wobei die Luft über dem Pegel komprimiert wird. Der obere Teil der Druckleitung stromaufwärts der Kammer bleibt durch das sich anpassende Luftpolster von Druckextremen isoliert und Leitungsschäden werden weitgehend vermieden. Weil der Luftraum in der Kammer durch Wasser von der Druckleitung getrennt ist, gelangt zudem vermindert Luft in die Druckleitung. Die Druckdämpfung in der Leitung funktioniert automatisch, indem das Luftvolumen stets mit Luft von neuem von aussen befüllt wird. Die Vorrichtung zur Dämpfung von Druckextremen ermöglicht einen Betrieb des Wasserpumpensystems bei höheren Pumpzyklusgeschwindigkeiten, wobei die Belastung pro Zyklus viel schwächer ist und dadurch die Bauteile und Leitungen des Systems länger schadenfrei funktionieren können. During the pressure oscillations in the pressure line, the damping is always maintained by the volume of air. At negative pressure, the one-way valve opens, with air flowing into the pressure-damping chamber. At overpressure, the valve closes and the water level rises, compressing the air above the level. The upper part of the pressure line upstream of the chamber remains isolated from extreme pressure due to the conforming air cushion and conduction damage is largely avoided. Because the air space in the chamber is separated from the pressure line by water, reduced air also enters the pressure line. The pressure damping in the pipe works automatically by always filling the air volume with fresh air from the outside. The extreme pressure damping device allows operation of the water pumping system at higher pumping cycle speeds, with much less load per cycle, thereby allowing the components and lines of the system to function for longer without damage.

[0010] In einer Ausführung der Erfindung weist das Wasserpumpensystem die Druckdämpfungs-Kammer mit Einweg-Ventil und zusätzlich eine zweite Wasserleitung auf, die von der Wasserquelle zum Einweg-Ventil der Kammer führt. Im Fall eines Unterdrucks, öffnet sich das Ventil und lässt Wasser mit statischem Druck in die Druckleitung nachfliessen, was den Unterdruck ausgleicht. Da in dieser Ausführung Wasser zum Druckausgleich verwendet wird, ist das Problem von Luftbläschen in der Druckleitung gering. Insbesondere ist ein schnelles Reagieren des Ventils gewährleistet. In one embodiment of the invention, the water pump system, the pressure-damping chamber with one-way valve and in addition a second water line, which leads from the water source to the one-way valve of the chamber. In the case of a negative pressure, the valve opens and allows static water to flow into the pressure line, which compensates for the negative pressure. Since water is used for pressure equalization in this embodiment, the problem of air bubbles in the pressure line is low. In particular, a rapid reaction of the valve is ensured.

[0011] In einer weiteren Ausführung weist die Vorrichtung zur Dämpfung von Druck-Extremwerten zusätzlich zur erstgenannten Druckdämpfungs-Kammer mit Einweg-Ventil und der zweiten Wasserleitung eine zweite Kammer mit Einweg-Ventil auf. Diese zweite Kammer erstreckt sich vom Einweg-Ventil der ersten Druckdämpfungskammer weg nach aussen, wobei die zweite Wasserleitung über eine Einlassöffnung in diese zweite Kammer mündet. Die zweite Kammer umfasst insbesondere einen Raum, der sich über dem oberen Rand ihrer Einlassöffnung erstreckt, wobei an deren oberen Seite das zweite Einweg-Ventil angeordnet ist. Wie das erste Einweg-Ventil ist auch das zweite Einweg-Ventil ein bezüglich der zweiten Kammer ein nach innen öffnendes Ventil, wobei es an seiner Aussenseite von der Aussenluft umgeben ist. Während des Betriebs der Pumpe weist diese Kammer im Bereich über ihrer Einlassöffnung ein Luftvolumen auf, das durch einen Wasserpegel von der zweiten Wasserleitung getrennt ist. In a further embodiment, the device for damping extreme pressure values in addition to the first-mentioned pressure damping chamber with a one-way valve and the second water line to a second chamber with a one-way valve. This second chamber extends outwardly from the one-way valve of the first pressure-damping chamber, with the second water-conduit opening into this second chamber via an inlet opening. In particular, the second chamber comprises a space which extends over the upper edge of its inlet opening, on the upper side of which the second one-way valve is arranged. Like the first one-way valve, the second one-way valve is also an inwardly-opening valve with respect to the second chamber, and is surrounded on its outside by the outside air. During operation of the pump, this chamber has in the area above its inlet opening an air volume which is separated by a water level from the second water line.

[0012] Im Fall eines Unterdrucks in der Druckleitung öffnet sich dort das Einweg-Ventil der ersten Kammer und Wasser fliesst in die Druckleitung, wodurch der Unterdruck sich ausgleicht. Sinkt der Druck im Luftvolumen, öffnet sich gleichzeitig mit dem ersten Ventil auch das zweite Ventil der zweiten Kammer und Luft kann nachgesaugt werden. Sinkt der Druck in der zweiten Kammer, fliesst Wasser aus der zweiten Wasserleitung mit statischem Druck nach. Diese Lösung stellt insbesondere sicher, dass der Unterdruck in der Druckleitung stromaufwärts der Kammer gebrochen wird. In the case of a negative pressure in the pressure line there opens the one-way valve of the first chamber and water flows into the pressure line, whereby the negative pressure compensates. If the pressure in the air volume drops, the second valve of the second chamber opens simultaneously with the first valve and air can be sucked in again. If the pressure in the second chamber drops, water from the second water line flows with static pressure. In particular, this solution ensures that the negative pressure in the pressure line upstream of the chamber is broken.

[0013] Die auf Extrem-Unterdrücke zurück zu führenden Schäden an der Triebleitung treten je nach Auslegung und Gefalle des Pumpsystems in verschiedenen Bereichen der Triebleitung auf. Entsprechend kann die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Verminderung von Extrem-Drücken an beliebiger Stelle in der Triebleitung angeordnet werden. Solche Schäden können beispielsweise vermehrt in der oberen Hälfte oder dem oberen Drittel der Triebleitung auftreten, wo der statische Druck geringer ist und dort sich der Gesamtdruck in der Triebleitung dem kritischen Wert nähert. In solchen Systemen wird vorzugsweise die erfindungsgemässe Vorrichtung in der oberen Hälfte oder im oberen Drittel der Triebleitung angeordnet. Depending on the design and preference of the pumping system in different areas of the power line occur at extreme negative pressures leading back to the power line. Accordingly, the inventive device for reducing extreme pressures at any point in the transmission line can be arranged. Such damage can occur, for example, increasingly in the upper half or the upper third of the transmission line, where the static pressure is lower and there the total pressure in the transmission line approaches the critical value. In such systems, the device according to the invention is preferably arranged in the upper half or in the upper third of the drive line.

[0014] In einer weiteren Ausführung der Erfindung, weist die Vorrichtung zur Verminderung von Druck-Extremwerten in der Druckleitung wiederum eine in der Druckleitung angeordnete Druckdämpfungs-Kammer und ein nach innen öffnenden Einweg-Ventil auf, wobei das Einweg-Ventil von Aussenluft umgeben ist. Die Kammerweist in dieser Ausführung eine Kolbenkammer mit einem Kolben sowie ein weiteres Einweg-Ventil auf, wobei die Druckdämpfungskammer mit der Kolbenkammer über eine Öffnung verbunden ist und beide Einweg-Ventile an der Kolbenkammer angeordnet sind. Das weitere Einweg-Ventil mündet in eine Leitung, die in die Luftkammer über dem Förderventil des Widders führt, und ist ein zu dieser Leitung öffnendes Ventil. Die Vorrichtung stellt sicher, dass sowohl Unterdrücke als auch Überdrücke in der Druckleitung vermindert werden. Die Vorrichtung bewirkt, dass in der Luftkammer des Widders stets genügend Luft vorhanden ist, und dadurch dessen Funktion der Druckdämpfung voll gewährleistet ist. Dadurch reduzieren sich auch die Druck-Extremwerte in der Druckleitung. Beim Druckstoss in der Druckleitung aufgrund eines Schliessens des Stossventils wird der Kolben in der Kammer nach oben gedrückt und somit die Luft über dem Kolben komprimiert und über das Einweg-Ventil an der Leitung zur Luftkammer durch diese Leitung in die Luftkammer des Widders gedrückt. Lässt die Druckwelle nach, senkt sich der Kolben wieder, das Einweg-Ventil nach aussen öffnet sich, und Luft fliesst von aussen in die Kammer über dem Kolben nach. Dies gewährleistet, dass die Luftkammer bei jedem Zyklus der Pumpe stets wieder mit Luft von aussen versorgt wird. Diese Lösung erlaubt zudem die Versorgung der Luftkammer mit Luft ohne Zuhilfenahme einer Gasflasche oder sonstiger Einrichtung zur Gewährleistung eines steten Gasdruckes. In a further embodiment of the invention, the device for reducing extreme pressure values in the pressure line in turn has a arranged in the pressure line pressure damping chamber and an inwardly opening one-way valve, wherein the one-way valve is surrounded by outside air , The chamber in this embodiment has a piston chamber with a piston and another one-way valve, wherein the pressure damping chamber is connected to the piston chamber via an opening and both one-way valves are arranged on the piston chamber. The other one-way valve opens into a conduit which leads into the air chamber above the delivery valve of the ram, and is a valve opening to this line. The device ensures that both negative pressures and overpressures in the pressure line are reduced. The device causes that in the air chamber of the ram always enough air is present, and thus its function of the pressure damping is fully guaranteed. This also reduces the extreme pressures in the pressure line. The pressure surge in the pressure line due to a closing of the shock valve, the piston is pushed up in the chamber and thus compresses the air above the piston and pressed through the one-way valve on the line to the air chamber through this line in the air chamber of the ram. If the pressure wave decreases, the piston lowers again, the one-way valve opens outwards, and air flows from the outside into the chamber above the piston. This ensures that the air chamber is always supplied with air from the outside for each cycle of the pump. This solution also allows air to be supplied to the air chamber without the aid of a gas bottle or other means to ensure a steady gas pressure.

Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures

[0015] Es zeigen <tb>Fig. 1a–c<sep>eine schematische Darstellung eines Wasserpumpensystems mit hydraulischem Widder gemäss dem Stand der Technik, Fig. 2–6je eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Vermeidung von Extrem-Drücken in einem Wasserpumpensystem mit hydraulischem Widder, wobei <tb>Fig. 2a–b<sep>eine Vorrichtung mit einer Kammer und einem Einweg-Ventil gemäss der ersten Ausführung der Erfindung, <tb>Fig. 3a–c<sep>eine Vorrichtung mit vergrösserter Kammer und Einweg-Ventil gemäss einer weiteren Ausführung der Erfindung, <tb>Fig. 4a–b<sep>eine Vorrichtung gemäss einer weiteren Ausführung der Erfindung mit einer Kammer, einem Einweg-Ventil und zusätzlicher Wasserleitung, <tb>Fig. 5a–c<sep>eine Vorrichtung mit zusätzlicher Wasserleitung wie in Fig. 4 jedoch zwei Kammern und zwei Einweg-Ventilen zeigt, <tb>Fig. 6a–c<sep>eine Vorrichtung zur Verminderung von Extrem-Drücken in der Triebleitung eines Wasserpumpensystems mit hydraulischem Widder mit einer Kammer, zwei Einweg-Ventilen, einem zusätzlichen Kolben und einer Leitung zur Luftkammer des Widders.It show <Tb> FIG. 1a-c <sep> a schematic representation of a water pump system with hydraulic ram according to the prior art, Fig. 2-6je a schematic representation of an inventive device for the prevention of extreme pressures in a water pump system with hydraulic ram, wherein <Tb> FIG. 2a-b <sep> a device with a chamber and a one-way valve according to the first embodiment of the invention, <Tb> FIG. 3a-c <sep> a device with enlarged chamber and one-way valve according to a further embodiment of the invention, <Tb> FIG. 4a-b <sep> a device according to another embodiment of the invention with a chamber, a one-way valve and additional water pipe, <Tb> FIG. 5a-c <sep> shows a device with additional water line as in FIG. 4, however, two chambers and two one-way valves, <Tb> FIG. 6a-c <sep> a device for reducing extreme pressures in the power line of a hydraulic ram water pumping system having a chamber, two one-way valves, an additional piston and a conduit to the air chamber of the ram.

[0016] Gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren bezeichnen jeweils gleiche Elemente. Like reference numerals in the various figures indicate like elements.

Ausführungsbeispiele der ErfindungEmbodiments of the invention

[0017] Den Fig. 1a–c ist die grundlegende, bekannte Funktionsweise eines Wasserpumpensystems mit hydraulischem Widder zu entnehmen. In einer Wasserquelle 1 mit einem Niveau 5, beispielsweise eine Quelle, ein Bach, Teich oder Sammelschacht ist eine Trieb- oder Druckleitung 2 gelegt, die Wasser bergab zu einem Widder 9 führt: Das Wasser fliesst dort in eine Widder-Kammer 6 mit Auslass, wobei es aufgrund seiner kinetischen Energie einen Druck P1 erzeugt. Solange der Druck unter einem bestimmten Druck bleibt, fliesst Wasser durch diesen Auslass. Während das Wasser durch den Ausfluss der Widder-Kammer strömt, bleibt ein an der Widder-Kammer angeordnetes Förderventil V2 geschlossen (Fig. 1a). Erreicht das Wasser eine bestimmte Geschwindigkeit, so schliesst sich ein im Auslass positioniertes Stossventil V1 (Fig. 1b), worauf sich der Druck in der Kammer 6 des Widders und der Triebleitung 2 auf P2 erhöht, das Förderventil oder Überdruckventil V2 sich öffnet und Wasser in eine Luftkammer 7 des Widders strömt. Eine nach oben offene Förder- oder Steigleitung 8 führt von der Luftkammer 7 zu einem offenen Auslass, der auf einem höheren Niveau als das Niveau 5 der Wasserquelle 1 liegt, zum Beispiel in einem Haus oder Stall. Durch das Eintreten des Wassers in die Luftkammer 7 wird ein Luftpolster über dem Wasserpegel in der Kammer 7 komprimiert. Nach Entspannung des Drucks P2, schliesst sich das Förderventil V2 und aufgrund des Luftdrucks im Luftpolster über dem Wasser steigt das Wasser die Steigleitung auf das Niveau 8 hoch. In der Kammer 6 besteht jedoch noch immer ein Überdruck P3, der sich entlang der Triebleitung 2 ausbreitet (Fig. 1c). Es folgt eine Druckschwingung in der Triebleitung zwischen Überdrücken, die bei einer Förderhöhe von 500 m bis zu 50 bar erreichen können, und extremen Unterdrücken bis an den Dampfdruck, wobei diese extremen Druckschwingungen über einen Zeitraum von wenigen hundertstel von Sekunden bestehen. Diese Druckschwingungen flauen innerhalb eines kurzen Zeitraums ab. Insbesondere die negativen Amplituden der Schwingung verursachen jedoch oft Kavitationsschäden an der Triebleitung. 1a-c is the basic, known operation of a water pump system with hydraulic ram refer. In a water source 1 with a level 5, for example, a source, a stream, pond or collection shaft a drive or pressure line 2 is laid, the water downhill leads to a ram 9: The water flows there into a ram chamber 6 with outlet, whereby it generates a pressure P1 due to its kinetic energy. As long as the pressure remains below a certain pressure, water flows through this outlet. While the water is flowing through the outflow of the ram chamber, a delivery valve V2 arranged at the ram chamber remains closed (FIG. 1a). When the water reaches a certain speed, an exhaust valve V1 (Fig. 1b) positioned in the outlet closes, whereupon the pressure in the chamber 6 of the ram and the transmission line 2 increases to P2, the delivery valve or pressure relief valve V2 opens and water in an air chamber 7 of the ram flows. An upwardly open conveyor or riser 8 leads from the air chamber 7 to an open outlet which is at a higher level than the level 5 of the water source 1, for example in a house or stable. By entering the water in the air chamber 7, an air cushion over the water level in the chamber 7 is compressed. After relaxation of the pressure P2, closes the delivery valve V2 and due to the air pressure in the air cushion above the water, the water rises the riser to the level 8 high. In the chamber 6, however, there is still an overpressure P3, which propagates along the power line 2 (Fig. 1c). This is followed by a pressure oscillation in the transmission line between overpressures, which can reach up to 50 bar at a head of 500 m, and extreme suppression up to the vapor pressure, these extreme pressure oscillations over a period of a few hundredths of seconds. These pressure oscillations settle within a short period of time. In particular, the negative amplitudes of the vibration, however, often cause cavitation damage to the transmission line.

[0018] Fig. 2a und b zeigen eine erste und einfachste Vorrichtung gemäss der Erfindung zur Verminderung von Extrem-Drücken, das in der Triebleitung eines Wasserpumpensystems mit hydraulischem Widder, wie zum Beispiel in Fig. 1 gezeigt, eingebaut werden kann. Es zeigt eine Ausführung der Erfindung mit einem von Aussenluft umgebenen Einweg-Ventil. Von dem Wasserpumpensystem sind lediglich die Wasserquelle 1 mit Niveau 5 und ein erster Abschnitt der Triebleitung 2 gezeigt. Der Widder und die Steigleitung sind am Ende der Triebleitung 2 angeordnet und können wie in Fig. 1 ausgebildet sein. Die Triebleitung weist in einem beliebigen Abschnitt eine Druckdämpfungs-Kammer 4 auf, die ein zur Kammer 4 hin öffnendes Einweg-Ventil V3 aufweist. Das Einweg-Ventil V3 ist dabei an seiner Aussenseite von Aussenluft umgeben. Ein erster Teil der Triebleitung 2 ist über eine Einlassöffnung 4a mit der Kammer verbunden, ein zweiter Teil führt von einer Auslassöffnung 4b der Kammer 4 zum Widder. Die Auslassöffnung 4b ist dabei auf einem Niveau unter dem der Einlassöffnung angeordnet. Fig. 2a and b show a first and simplest device according to the invention for reducing extreme pressures, which can be installed in the drive line of a water pump system with hydraulic ram, as shown for example in Fig. 1. It shows an embodiment of the invention with a one-way valve surrounded by outside air. Of the water pump system, only the water source 1 with level 5 and a first portion of the power line 2 are shown. The ram and the riser are arranged at the end of the power line 2 and can be formed as in Fig. 1. The drive line has in any section to a pressure damping chamber 4, which has a one-way valve V3 opening towards the chamber 4. The one-way valve V3 is surrounded on its outside by outside air. A first part of the drive line 2 is connected to the chamber via an inlet opening 4a, a second part leads from an outlet opening 4b of the chamber 4 to the ram. The outlet opening 4b is arranged at a level below that of the inlet opening.

[0019] Vorzugsweise, ist die Einlassöffnung nahe an der Oberkante und die-Auslassöffnung nahe an der Unterkante der Kammer 4 angeordnet, dass der untere Rand der Einlassöffnung über dem Niveau des oberen Randes der Auslassöffnung liegt. Zudem kann die Kammer 4 mit einem Querschnitt grösser als der Durchmesser der Druckleitung ausgebildet sein. Ein relativ zur Druckleitung grosser Querschnitt trägt zu einer Beruhigung der Strömung in der Kammer 4 bei, wodurch vermieden wird, dass Luftblasen von der Strömung in Richtung Widder mitgerissen werden. Auch eine relativ zur Druckleitung grosse Höhe führt zu einer entsprechend starken Höhenversetzung der Einlass- und Auslassöffnung, wodurch wiederum die Luft aus dem Ventil V3 in Richtung Wasserquelle aufsteigt und nicht von der Strömung mitgerissen wird. Preferably, the inlet opening close to the top edge and the outlet opening is arranged close to the lower edge of the chamber 4, that the lower edge of the inlet opening is above the level of the upper edge of the outlet opening. In addition, the chamber 4 may be formed with a cross-section larger than the diameter of the pressure line. A relative to the pressure line large cross-section contributes to a calming of the flow in the chamber 4, thereby avoiding that air bubbles are entrained by the flow in the direction of Aries. Also, a height that is great relative to the pressure line results in a correspondingly high vertical displacement of the inlet and outlet openings, which in turn causes the air to rise from the valve V3 in the direction of the water source and is not entrained by the flow.

[0020] Wie in Fig. 2a gezeigt, ist im Fall von Überdruck oder statischem Druck, während dem das Stossventil im Widder offen ist und Wasser aus der Quelle fliesst, das Ventil V3 geschlossen. Entsteht im Zuge von Druckschwingungen aus dem Widder ein extremer Unterdruck in der Triebleitung 2, öffnet sich das Ventil V3 und Luft gelangt in die Kammer 4 (Fig. 2b), sodass sich das Unterdruck-Extremum reduziert. Weil die Auslassöffnung 4b im Vergleich zur Einlassöffnung 4a auf tieferem Niveau liegt, treiben Luftblasen mehrheitlich nach oben in Richtung Wasserquelle 1. Der Widder bleibt dadurch frei von Luftblasen und störungsfrei. Diese Vorrichtung lässt sich insbesondere in Triebleitungen mit steilem Gefalle anwenden. Beispielsweise, kann die Vorrichtung an einer Stelle mit grossem Gefalle in der Triebleitung angeordnet werden, wobei nach der Kammer 4 die Triebleitung ein kleineres Gefalle hat. Dort treiben die Luftblasen zur Wasserquelle hin. As shown in Fig. 2a, in the case of overpressure or static pressure, during which the shock valve in the ram is open and water flows from the source, the valve V3 is closed. If, in the course of pressure oscillations from the ram, an extreme negative pressure develops in the transmission line 2, the valve V3 opens and air enters the chamber 4 (FIG. 2b), so that the negative pressure extremum is reduced. Because the outlet opening 4b is at a lower level compared to the inlet opening 4a, most air bubbles drive upward in the direction of the water source 1. The ram remains free of air bubbles and trouble-free. This device can be used in particular in power lines with steep slope. For example, the device can be arranged in a location with a great deal in the drive line, after the chamber 4, the drive line has a smaller slope. There, the bubbles drive to the water source.

[0021] Fig. 3a–c zeigen eine Variante der erfindungsgemässen Vorrichtung mit einer Kammer 11, die im Vergleich zur Kammer 4 in Fig. 2grösser ausgebildet ist. Insbesondere weist sie über einem Wasserpegel unter dem Einweg-Ventil V3 einen mit Luft gefüllten Raum 12 auf. Während Wasser durch die Druckleitung 10 und 2 zum Widder fliesst, ist das Ventil V3 geschlossen und die Vorrichtung nimmt keinen Einfluss auf die Funktion der Pumpe (Fig. 3a). Nach erfolgtem Druckstoss wird das Luftvolumen 12 durch die Querdruckwelle komprimiert, wobei der Teil 10 der Triebleitung vom Überdruck isoliert bleibt. Der Wasserpegel in Kammer 11 steigt, währenddessen das Ventil V3 noch immer geschlossen bleibt (Fig. 3b). Entsteht in der Triebleitung 2 ein nachfolgender Unterdruck, fällt der Wasserpegel, das Ventil V3 öffnet sich, und Luft fliesst in den Raum 12 nach (Fig. 3c). Der Unterdruck wird dadurch sogleich gedämpft. Wiederum bleibt der Teil 10 der Triebleitung vom Unterdruck verschont. Fig. 3a-c show a variant of the inventive device with a chamber 11 which is formed larger in comparison to the chamber 4 in Fig. 2. In particular, it has an air-filled space 12 above a water level below the one-way valve V3. As water flows through the pressure line 10 and 2 to the ram, the valve V3 is closed and the device does not affect the function of the pump (Figure 3a). After the pressure surge, the air volume 12 is compressed by the transverse pressure wave, wherein the part 10 of the transmission line remains isolated from the pressure. The water level in chamber 11 rises while valve V3 still remains closed (Figure 3b). If a subsequent negative pressure arises in the transmission line 2, the water level drops, the valve V3 opens and air flows into the space 12 (FIG. 3c). The negative pressure is thus dampened immediately. Again, the part 10 of the power line is spared from the negative pressure.

[0022] Fig. 4a–b zeigen eine Ausführung der erfindungsgemässen Vorrichtung, bei der das Einweg-Ventil nicht von Luft sondern von Wasser umgeben ist und bei Unterdruck in der Druckleitung Wasser ansaugen lässt, wodurch der Druck ausgeglichen wird. Die Kammer 4 ist an dem Einweg-Ventil V3 an ihrer oberen Seite mit einer zusätzlichen zweiten Wasserleitung 3 verbunden, die Wasser von der Wasserquelle 1 zum Einweg-Ventil V3 führt. Im Fall eines Unterdrucks in der Triebleitung 2, 10 wie in Fig. 4bgezeigt, öffnet sich das Ventil V3, wobei Wasser nachfliesst und den Unterdruck eliminiert. Hat sich der Unterdruck stabilisiert, schliesst sich das Ventil V3. Die Leitung 3 verläuft beispielsweise parallel zur Druckleitung. Fig. 4a-b show an embodiment of the inventive device in which the one-way valve is not surrounded by air but by water and can suck in water at negative pressure in the pressure line, whereby the pressure is compensated. The chamber 4 is connected to the one-way valve V3 at its upper side with an additional second water pipe 3, which leads water from the water source 1 to the one-way valve V3. In the case of a negative pressure in the transmission line 2, 10 as shown in Fig. 4b, the valve V3 opens, with water flowing in and eliminating the negative pressure. If the negative pressure has stabilized, the valve V3 closes. The line 3 runs, for example, parallel to the pressure line.

[0023] Fig. 5a–c zeigen eine erweiterte Variante der Druckdämpfungsvorrichtung, die die Vorrichtung von Fig. 4 umfasst und zusätzlich mit einer zusätzlichen Kammer 13 mit zusätzlichem Einweg-Ventil V4 kombiniert ist, das wiederum ein zum Innenraum der Kammer 13 öffnendes Ventil ist und an seiner Aussenseite von Aussenluft umgeben ist. Die Wasserleitung 3 führt von der Wasserquelle 1 zu einer Einlassöffnung der Kammer 13, wobei in der Kammer 13 ein Luftvolumen 14 vorhanden ist, das durch einen Wasserpegel von der Wasserleitung 3 getrennt ist. Bei einem Unterdruck in der Triebleitung 2 öffnet sich zunächst das erste Einweg-Ventil V3, wobei primär das komprimierte Luftvolumen 14 reagiert und Wasser aus der Kammer 13 durch das Einweg-Ventil V3 gedrückt wird und den Unterdruck ausgleicht. Die Kombination der zwei Ventile gewährleistet eine schnelle Reaktion der Ventile, indem beide Ventile V3 und V4 sich simultan öffnen können und Wasser sofort aus der Leitung 3 nachfliessen kann. Fig. 5a-c show an expanded variant of the pressure damping device comprising the device of Fig. 4 and additionally combined with an additional chamber 13 with additional one-way valve V4, which in turn is an opening to the interior of the chamber 13 valve and surrounded on its outside by outside air. The water pipe 3 leads from the water source 1 to an inlet opening of the chamber 13, wherein in the chamber 13, an air volume 14 is present, which is separated by a water level of the water pipe 3. At a negative pressure in the transmission line 2, first opens the first one-way valve V3, primarily the compressed air volume 14 responds and water is pressed out of the chamber 13 through the one-way valve V3 and compensates for the negative pressure. The combination of the two valves ensures a fast reaction of the valves, in that both valves V3 and V4 can open simultaneously and water can immediately flow from the line 3.

[0024] Fig. 5a zeigt die Situation während des Fliessens von Wasser von der Quelle 1 durch die Druckleitung 2 und 10 zum Widder bei geöffnetem Druckstossventil im Widder. Beide Ventile V3 und V4 sind dabei geschlossen. Fig. 5b zeigt die Situation während des Druckstosses, nachdem das Förderventil im Widder geschlossen hat. Auf den folgenden Unterdruck öffnet sich das Ventil V3 und das komprimierte Luftvolumen 14 in der Kammer 13 drückt Wasser aus der Kammer 13 durch das Ventil V3. Der Unterdruck wird schnell und vollständig aufgehoben. Überschüssige Luft steigt durch die Leitung 3 Richtung Wasserquelle hoch, was gewährleistet, dass keine Luft in die Druckleitung gelangt. Fig. 5czeigt das geöffnete Ventil V4, wenn sich der Druck in der Kammer 13 gesenkt hat. Luft wird von aussen nachgesaugt, sodass das Luftpolster 14 aufrechterhalten bleibt. Sinkt der Druck in der Kammer 13 unter den von der Druckhöhe des Niveaus 5 erzeugten statischen Druck, fliesst Wasser durch die Leitung 3 nach. Fig. 5a shows the situation during the flow of water from the source 1 through the pressure line 2 and 10 to the ram with open pressure shock valve in the ram. Both valves V3 and V4 are closed. Fig. 5b shows the situation during the pressure surge, after the delivery valve has closed in Aries. On the following negative pressure valve V3 opens and the compressed air volume 14 in the chamber 13 presses water from the chamber 13 through the valve V3. The negative pressure is quickly and completely released. Excess air rises through the line 3 high water source, which ensures that no air enters the pressure line. Fig. 5c shows the opened valve V4 when the pressure in the chamber 13 has decreased. Air is sucked in from the outside, so that the air cushion 14 is maintained. If the pressure in the chamber 13 drops below the static pressure generated by the pressure level of the level 5, water flows through the line 3.

[0025] Fig. 6a–c zeigen eine weitere Variante der Druckdämpfungsvorrichtung, die eine Art «Kompressor» zur Regelung und insbesondere Verminderung der Unter- und Überdruckstösse in der Triebleitung umfasst, wobei der «Kompressor» das Luftvolumen in der Luftkammer 7 des Widders 9 stetig aufrechterhält. Dadurch treten Unterdrücke und gegebenenfalls Überdrücke in der Triebleitung 2 in geringerem Ausmass auf und Kavitationsschäden können vermieden werden. In der Triebleitung ist wiederum eine Druckdämpfungskammer 4 angeordnet mit einem Einweg-Ventil V5, das sich bei Unterdruck nach innen öffnet. Die Druckdämpfungskammer 4 umfasst zusätzlich eine Öffnung 16, die in eine Kolbenkammer 17 mit einem Kolben 18 mündet. Das Einweg-Ventil V5 ist an der Kolbenkammer 17 angeordnet, wobei der Kolben18 zwischen dem Einweg-Ventil V5 und der Öffnung 16 zur Kolbenkammer 17 angeordnet ist. Zwischen Einweg-Ventil V5 und Kolben 18 befindet sich ein komprimierbares Luftvolumen 19. Das Luftvolumen 19 der Kammer 17 ist zudem über ein weiteres Einweg-Ventil V6 mit einer Leitung 15 verbunden, die zum Luftvolumen der Kammer 7 des Widders 9 führt. Fig. 6a-c show another variant of the pressure damping device, which includes a kind of "compressor" for regulating and in particular reducing the underpressure and overpressure surges in the transmission line, the "compressor" the volume of air in the air chamber 7 of the ram. 9 steadily sustains. As a result, negative pressures and possibly overpressures in the transmission line 2 occur to a lesser extent and cavitation damage can be avoided. In the drive line, in turn, a pressure damping chamber 4 is arranged with a one-way valve V5, which opens at negative pressure to the inside. The pressure damping chamber 4 additionally comprises an opening 16, which opens into a piston chamber 17 with a piston 18. The one-way valve V5 is disposed on the piston chamber 17 with the piston 18 disposed between the one-way valve V5 and the opening 16 to the piston chamber 17. Between the one-way valve V5 and piston 18 is a compressible air volume 19. The air volume 19 of the chamber 17 is also connected via a further one-way valve V6 with a line 15, which leads to the air volume of the chamber 7 of the ram 9.

[0026] In Fig. 6a strömt das Wasser aus der Wasserquelle 1 über die Druckleitung 2 in den Widder, wobei das Druckstossventil V1 offen ist. Bei Schliessung des Druckstossventils V1 und Öffnung des Förderventils V2, bewirkt der Druckstoss in der Druckleitung 2 ein Heben des Kolbens 18, sodass Luft aus dem Volumen 19 über das Einweg-Ventil V6 und die Leitung 15 in das Volumen 7 gelangen kann und dies befüllt (Fig. 6b). Durch das genau definierte Volumen 16 kann der Unterdruck in einem exakt begrenzten Bereich reduziert werden, sodass einerseits genügender Unterdruck zum Öffnen des Stossventils V1 vorhanden ist, anderseits der Unterdruck so stark reduziert, dass er keine Kavitation an der Druckleitung verursachen kann. Dies ist im Gegensatz zu den im Zusammenhang mit dem Stand der Technik erwähnten «Schnüffelventile», die über keine derartige Regulierung verfügen und bei denen der Unterdruck unkontrolliert vermindert wird, was zu Störungen des Pumpenbetriebs führen kann, weil das Stossventil nicht zuverlässig öffnet. Beim nachfolgenden Unterdruck in der Druckleitung 2, senkt sich der Kolben 18 wieder (Fig. 6c), der Druck in Kammer 17 senkt sich, sodass das Einweg-Ventil V5 sich öffnet und Luft von aussen in das Volumen 19 nachfliesst. Bei dieser Variante der Erfindung ist es zudem ausgeschlossen, dass Luft in die Triebleitung 2 oder in die Kammer 6 des Widders eindringen kann. In Fig. 6a, the water flows from the water source 1 via the pressure line 2 into the ram, wherein the pressure push valve V1 is open. Upon closure of the pressure push valve V1 and opening of the delivery valve V2, the pressure surge in the pressure line 2 causes a lifting of the piston 18, so that air from the volume 19 via the one-way valve V6 and the line 15 can enter the volume 7 and this filled ( Fig. 6b). By the well-defined volume 16 of the negative pressure can be reduced in a precisely limited range, so on the one hand sufficient negative pressure to open the shock valve V1 is present, on the other hand, the negative pressure reduced so much that it can not cause cavitation on the pressure line. This is in contrast to the "sniffer valves" mentioned in connection with the prior art, which have no such regulation and in which the negative pressure is reduced in an uncontrolled manner, which can lead to disturbances of the pump operation, because the shock valve does not reliably open. During the subsequent negative pressure in the pressure line 2, the piston 18 lowers again (FIG. 6 c), the pressure in chamber 17 lowers so that the one-way valve V 5 opens and air flows in from outside into the volume 19. In this variant of the invention, it is also excluded that air can penetrate into the transmission line 2 or into the chamber 6 of the ram.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

[0027] <tb>1<sep>Wasserquelle <tb>2<sep>Trieb- oder Druckleitung <tb>3<sep>Wasserleitung, Druckdämpfungsleitung <tb>4<sep>Druckdämpfungskammer <tb>4a<sep>Einlassöffnung <tb>4b<sep>Auslassöffnung <tb>5<sep>Niveau der Wasserquelle <tb>6<sep>Kammer im Widder <tb>7<sep>Kammer mit Luftvolumen <tb>8<sep>Steig- oder Förderleitung <tb>9<sep>hydraulischer Widder <tb>10<sep>Trieb- oder Druckleitung, Teil über der Druckdämpfungskammer <tb>11<sep>Druckdämpfungs-Kammer <tb>12<sep>Luftvolumen in Kammer 11 <tb>13<sep>Druckdämpfungs-Kammer <tb>14<sep>Luftvolumen <tb>15<sep>Leitung zur Luftkammer des Widders <tb>16<sep>Öffnung zur Kolbenkammer <tb>17<sep>Kolbenkammer <tb>18<sep>Kolben <tb>19<sep>Luftvolumen <tb>V1<sep>Stossventil <tb>V2<sep>Förder- oder Überdruckventil <tb>V3, V4,V5, V6<sep>Einweg-Ventil[0027] <Tb> 1 <sep> Water Source <tb> 2 <sep> drive or discharge line <tb> 3 <sep> water pipe, pressure damping pipe <Tb> 4 <sep> pressure damping chamber <Tb> 4 <sep> inlet port <Tb> 4b <sep> outlet <tb> 5 <sep> level of water source <tb> 6 <sep> Chamber in Aries <tb> 7 <sep> chamber with air volume <tb> 8 <sep> Climbing or delivery line <tb> 9 <sep> hydraulic ram <tb> 10 <sep> Transmission or pressure line, part above the pressure damping chamber <Tb> 11 <sep> pressure damping chamber <tb> 12 <sep> air volume in chamber 11 <Tb> 13 <sep> pressure damping chamber <Tb> 14 <sep> Air volume <tb> 15 <sep> Direction to the air chamber of Aries <tb> 16 <sep> Opening to the piston chamber <Tb> 17 <sep> piston chamber <Tb> 18 <sep> Piston <Tb> 19 <sep> Air volume <Tb> V1 <sep> straight valve <tb> V2 <sep> Delivery or overpressure valve <tb> V3, V4, V5, V6 <sep> Disposable valve

Claims

1. A water pump system with hydraulic ram (9) has a pressure line (2, 10) which leads from a water source (1) with a level (5) under gravity to the hydraulic ram (9), wherein the hydraulic ram (9 ) has a chamber (6) with a pressure surge valve (V1) and a delivery valve (V2), and the delivery valve (V2) in an air chamber (7) opens, from which a riser (8) leads to an open outlet, which on a Higher level than the level (5) of the water source (1), characterized in that the water pump system comprises a device for reducing extreme pressure values, which in the pressure line (2, 10) arranged pressure damping chamber (4) having an inlet opening (4a) and outlet opening (4b) and a one-way valve (V3), wherein the pressure damping chamber (4) from the ram (9) spaced in the pressure line (2, 10) is arranged by a first part of the pressure line (10) from the water source (1) to the inlet Opening (4a) of the pressure-damping chamber (4) and a second part of the pressure line (2) from the outlet opening of the pressure-damping chamber (4) to the hydraulic ram (9), wherein the one-way valve (V3) in a wall of the Pressure damping chamber (4) is arranged and with respect to the pressure damping chamber (4) inwardly opening valve.

2. Water pump system with hydraulic ram (9) according to claim 1, characterized in that the one-way valve (V3) is surrounded by outside air.

The hydraulic ram water pumping system (9) according to claim 2, characterized in that the inlet port (4a) is located near the top of the pressure damping chamber (4) and the outlet port (4b) is located near the bottom edge of the pressure damping chamber (4) and the inlet port (4a ) is at a higher level than the outlet port (4b).

4. Water pump system with hydraulic ram (9) according to claim 2, characterized in that the cross section of the pressure damping chamber (4) or the height of the pressure damping chamber (4) or both is greater than the diameter of the pressure line (2, 10) of the pressure damping chamber (4). greater than the diameter of the pressure line (2, 10).

5. Water pump system with hydraulic ram (9) according to claim 2, characterized in that the pressure damping chamber (4) in the area above its inlet opening (4a) and below the one-way valve (V3) has a space to be filled with air (12).

6. Water pump system with hydraulic ram (9) according to claim 1, characterized in that the water pump system in addition to the pressure damping chamber (4) with one-way valve (V3) has a second water line (3) from the water source (1) to the disposable Valve (V3) leads the pressure damping chamber.

7. Water pump system with hydraulic ram (9) according to claim 6, characterized in that the water pump system additionally comprises a further, second pressure damping chamber (11) with a second one-way valve (V4), said second pressure damping chamber (11) itself from the one-way valve (V3) of the pressure-damping chamber (4) in the pressure line (2, 10) to the outside and the second water pipe (3) opens via an inlet opening in the second pressure-damping chamber (11), and the second pressure-damping chamber (11) comprises a space (12) which extends over the upper edge of the inlet opening of the second pressure damping chamber (11) and on the upper side of the second one-way valve (V4) is arranged, wherein the second one-way valve ( V4) is a valve which opens inwardly with respect to the second pressure-damping chamber (11) and is surrounded by outside air.

8. Water pump system with hydraulic ram (9) according to claim 1, characterized in that the pressure damping chamber (4) has a piston chamber (17) with a piston (18), wherein the pressure damping chamber is connected via an opening with the piston chamber (17) and the Disposable valve (V5) is arranged on the piston chamber (17), is surrounded on its outer side by outside air and with respect to the piston chamber (17) inwardly opening valve, and on the piston chamber (17) has a second one-way valve (V6 ), which leads into a conduit (15) leading to the air chamber (7) of the hydraulic ram (9), and the second one-way valve (V6) is a valve opening in the direction of the conduit (15).

9. Water pump system with hydraulic ram (9) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the pressure damping chamber (4) in the upper half of the pressure line (2, 10) is arranged.

10. Water pump system with hydraulic ram (9) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the pressure damping chamber (4) in the upper third of the pressure line (2, 10) is arranged.

11. Water pump system with hydraulic ram (9) according to claim 6 or 7, characterized in that the second water line (3) from the water source (1) to the pressure damping chamber (4) parallel to the pressure line (2, 10).