DE101434C

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Publication number: DE101434C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 35: Hebezeuge.

ERNST MÄHNERT in KARLSRUHE i. B.

Verfahren und Vorrichtung zur Förderung mittels Auftriebes.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 25. September 1895 ab.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren zur Förderung von Lasten unter Benutzung des Auftriebes in Flüssigkeiten. Voraussetzung ist das Vorhandensein einer vom unteren Förderort bis wenigstens annähernd zum oberen reichenden Flüssigkeitssäule, durch welche die Lasten sich hindurchbewegen. Um am unteren Förderort die Lasten, welche nach oben gebracht werden sollen, in die Flüssigkeitssäule einführen oder beim Abwärtsfördern aus ihr herausnehmen zu können, ist dort in die die Flüssigkeit begrenzende Wand eine Schleuse eingebaut, welche mit Absperrungen versehen ist. Das Verfahren ist besonders geeignet zur stetigen Förderung von Sammelgütern geringeren Umfanges an Stelle von Winden, Aufzügen und Förderwerken, besonders für Bergwerke, wo eine genügende Wassermenge zur Verfügung steht, aber auch für Gebäude, Speicher u. s. w. Manche Waaren können ohne Weiteres gefördert werden, und zwar nach oben, wenn sie geringere Dichtigkeit haben als die zu Gebote stehende Flüssigkeit (z. B. Petroleum in Fässern bei Förderung durch Wasser) und im anderen Falle nach unten. Andere Waaren müssen in Behälter eingeschlossen werden, welche bei der Aufwärtsförderung so weit gefüllt werden, daß sie noch schwimmfähig bleiben, bei der Abwärtsförderung belastet werden, bis das Gewicht des ganzen Körpers größer ist als das des verdrängten Wassers. Die Fig. ι der beiliegenden Zeichnungen zeigt den einfachsten Fall der Anwendung des Verfahrens zum Aufwärts- oder Abwärtsfördern, welcher beispielsweise bei Kanälen u. s. w. benutzt werden kann, welche über dem Gelände liegen. In die Wand, welche die Flüssigkeit abgrenzt, ist unten die Schleuse 2 eingebaut, welche zwei Abschlußschieber 3 und 4 besitzt. Beim Aufwärtsfördern z. B. wird zunächst der Schieber 3 geöffnet und die Last 1 in die mit Wasser gefüllte Schleuse eingeführt, wobei die von der Last verdrängte Menge Wasser ausläuft. Dann wird Schieber 3 geschlossen, die Last seitlich unter den Schieber 4 verschoben und letzterer geöffnet; die Last steigt nun vermöge des Auftriebes nach oben; beim Abwärtsfördern nimmt die Last den umgekehrten Weg.

Fig. ö erläutert ein Verfahren zur Abwärtsförderung für denselben Anwendungsfall. Wenn die Lasten specifisch leichter als die Flüssigkeit sind, werden sie zu einer Säule auf einander gestellt, so daß die oberen die Belastung der unteren bilden und das Gewicht der ganzen Säule größer ist als das des verdrängten Wassers. Der unterste Fördergegenstand tritt nach Eröffnung des Einlaßschiebers in die Schleuse 2 ein, wird in dieser seitlich verschoben und nach Schluß des Einlaßschiebers und Oeffnung des Auslaßschiebers herausgenommen.

Den beim Herausnehmen der Last in der Schleuse bleibenden leeren Raum füllt man mit Flüssigkeit an.

In den meisten Anwendungsfällen, z. B. an Stelle von Aufzügen in Gebäuden oder in Bergwerken, ist die Flüssigkeit in einem Rohr eingeschlossen, welches nur wenig weiter ist

(2. Auflage, ausgegeben am ijj. Januar 1905.)

als die zur Aufnahme der Waaren dienenden Behälter, daher gleichzeitig zu ihrer Führung dient.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher verschiedene Schleusen 2, 2 über einander in das Rohr eingebaut sind. Infolge dessen kann man die Last in verschiedenen Höhen einführen und herausnehmen. Das beim Einführen der Last aus der Schleuse austretende Wasser wird von einem die Schleuse umgebenden Sparbecken -5 aufgenommen und läuft bei Ueberschreitung einer bestimmten Standhöhe durch Rohre 8 der unteren Schleuse oder einer Pumpe zu, welche es der Fördervorrichtung durch Leitung 10 an der Stelle zuführt, wo beim Herausnehmen der Last ein leerer Raum entstanden ist. Auf diese Weise wird das Rohr stets voll Wasser gehalten und Wasser gespart.

Fig. 7 erläutert eine Anwendung des Verfahrens, welche besonders für Bergwerke geeignet ist. Die mit Kohlen, Erzen und dergl. beschickten, durch eine Eisenblechtrommel oder dergl. gebildeten Fördergefäße 1 steigen in dem linken Rohr auf, werden oben entleert und gelangen dann in dem rechten Rohr wieder nach unten. Der unterste der leeren Behälter tritt beim Oeffnen des Einlaßschiebers 4 in die Schleuse, wird nach Abschluß desselben unter den Schieber 3 gerückt, dort nach seiner Eröffnung frisch beschickt oder herausgenommen und durch einen gefüllten ersetzt. Der gefüllte Behälter wird dann unter den das Steigrohr schließenden Auslaßschieber geschoben. Nach dessen Oeffnung steigt die Last in dem Steigrohr auf; der oberste Behälter wird von Hand oder durch eine maschinelle Vorrichtung abgehoben, entleert und auf die übrigen im Fallrohr befindlichen Behälter gesetzt. Die Vorrichtung, welche die Säule der niedergehenden Behälter im Fallrohr nach dem Wegnehmen de& untersten Behälters festhält und gestattet, den Einlaßschieber zu schließen und die Dichtung zwischen Schleuse und Fallrohr herzustellen, wird weiter unten beschrieben. Der Wasserspiegel in dem Fallrohr reicht nur bis zu dem Rohre 19, die darüber stehenden Förderbehälter bilden die Belastung, welche, wenn nöthig, unterstützt durch eine besondere Kraft oder das Gewicht des zum Abheben und Aufsetzen benutzten, im Nachfolgenden beschriebenen Gestelles oder dergl., den untersten Behälter in die Schleusenkammer hineindrückt. Auch durch Ablassen von Wasser aus dem Fallrohr kann man das Niedergehen der Behälter im Fallrohr erzielen. Falls die örtlichen Verhältnisse es gestatten, läuft das Wasser oben unter Umständen aus dem Behälter 20 dem Steigrohr zu und bei 19 ab, andernfalls muß es durch eine Pumpe wieder gehoben werden. Zur Verringerung des Widerstandes sind zweckmäßig Umlaufrohre 171 angeordnet, so daß das Wasser nicht den engen Weg neben den Fördergefäßen zu durchfließen braucht.

Fig. 10 erläutert eine abgeänderte Ausführungsform, mit welcher bezweckt wird, die Lasten von verschiedenen Fördersohlen aus fördern zu können. Es sind daher das Steig- und Fallrohr durch verschiedene Schleusenkammern über einander verbunden. Wenn z. B. von der dritten Sohle zur Schachtmündung gefördert werden soll, so müssen die Lasten die Schleusen der ersten und zweiten Sohle durchlaufen. Damit nun in diesen kein Druckausgleich stattfindet, sind in das Steigrohr innerhalb der Kammern stopfbüchsenartige Zwischenstücke eingebaut. Um die Flüssigkeitshöhe im Fallrohr den Bedürfnissen anpassen zu können, ist eine Anzahl von verschließbaren Abflußöffnungen 19 über einander angebracht.

In Fig. 11 ist eine Ausführungsform der Vorrichtung für große Schachttiefen dargestellt, mit welcher ein zu starker Wasserdruck und infolge dessen zu große Wandstärke der Rohre und der Schleusenkammern vermieden werden soll. Zu diesem Zweck sind in das Steigrohr Zwischenkammern eingebaut, welche oben (4) und unten (7) durch Schieber abgeschlossen sind. Das unter dieser Kammer liegende Rohr steht in Verbindung mit einem kurzen, oben offenen Rohr 45. Infoige dessen herrscht in dem Steigrohr nur der der Flüssigkeitshöhe von der unteren Schiebersperrung bis zur Mündung des Rohres 45 entsprechende Druck.

Um die Wandstärke der Schleuse, welche von deren innerer Weite abhängt, zu verringern, besteht die Schleuse aus zwei treppenförmig über einander stehenden Räumen, welche durch eine vermittels Schiebers 3 verschließbare Oeffnung in Verbindung stehen. Durch die Anordnung dieses Schiebers erreicht man denselben Zweck wie durch die Anordnung der Stopfbüchse bei Fig. 10. Das Senken der Lasten im Fallrohr und das Ueberführen der Lasten aus der Zwischenschleuse in den unten anschließenden Theil des Fallrohres kann durch Ablassen von Wasser mittels der verschließbaren Abschiußöffnungen 19 erfolgen.

Nachfolgend sollen noch einige Einzelheiten beschrieben werden:

Die seitliche Verschiebung der Fördergefäße innerhalb der Schleusenkammer erfolgt durch Drehung mittels einer stehenden Achse 34, welche oben aus der Schleuse herausragt (s. Fig. 9). Diese trägt einseitig ein das Fördergefäß aufnehmendes Gestell oder einen Mantel 33. Die drei Oeffnungen der Schleuse

liegen auf einem Kreisbogen um diese Achse. An dem Mantel ist eine Verriegelungsvorrichtung angebracht, welche das Fördergefäß festhält; das in die Schleuse hineingelangende Gefäß trifft auf den Hebel 39 auf, so daß die Stange 38 aufwärts geht und die Nase 40 des Hebels 35 hinter einen Ansatz des Gefäßes ι einfällt. In dieser Stellung wird der Hebel 35 durch den Sperrkegel 36 gehalten. Nun gehen die übrigen Fördergefäße wieder etwas in die Höhe, etwa durch Anheben des obersten Gefäßes, bis der Einlaß schieber über dem in der Schleuse befindlichen Gefäß geschlossen werden kann. Nun kann das letztere unter die Einfüllöffnung und dann nach deren Schluß unter den inzwischen geöffneten Auslaßschieber gedreht werden. Dort angekommen, hebt eine auf der Ringfläche 43 befindliche Erhöhung 44 den Sperrkegel 36 aus, welcher dabei den Hebel 35 freigiebt, der nun durch das steigende Gefäß bei Seite gedrückt wird und letzteres in das Steigrohr gelangen läßt.

In Fig. 8 ist die Vorrichtung veranschaulicht, welche das Abheben des obersten Gefäßes, sein Entleeren und Uebersetzen auf das Fallrohr besorgt. Das Gefäß wird von einem Gehäuse 25 umschlossen, welches mittels einer Gabel 31 von einem beliebig gestalteten Hebezeug getragen wird. Der Deckel, welcher zweckmäßig" mittels der in Fig. 16 ersichtlichen doppelkegelförmigen Dichtung abgeschlossen ist, hängt an einer Angel 30, welche durch Hebel 32 geöffnet und geschlossen werden kann. Das Fördergefäß wird durch einen mittels Hebels 29 verriegelten Sperrkegel 28 gehalten. Das Gehäuse wird angehoben, der Deckel des Gefäßes abgenommen und durch Umkehren des Gehäuses das Gefäß entleert. Dann wird es seitlich verschoben, auf das Fallrohr gesetzt, worauf der Hebel 29 den Sperrkegel 28 freigiebt und nun das Gefäß in das Fallrohr sinkt.

Die Fig. 12 bis 14 erläutern die Sperrvorrichtungen, welche die Behälter in den Rohren oder den Schleusen- und Zwischenkammern festhalten. Damit das in die Schleusenkammer nach Oeffnung des Bodenschiebers 7 auftreibende Fördergefäß nicht gegen die Decke der Schleuse stößt (s. Fig. 11), ist oben in der Schleuse ein Sperrriegel 46 (Fig. 12) angebracht, welcher es auffängt. Von außen gedreht, giebt der Sperrriegel nach Oeffnung des Auslaßschiebers 4 den Behälter frei.

Auch die beiden unter dem Bodenschieber 7 stehenden Behälter werden durch eine Verriegelungsvorrichtung (Fig. 13) gehalten. Es sind dies Hakenhebel 47 mit von außen bethätigten Sperrkegeln 48, welche Sperrkegel derartig mit einander verbunden sind, daß der eine Hakenhebel verriegelt ist, während der andere frei ist. Nach Eröffnung des Bodenschiebers wird der oberste Hakenhebel entriegelt, so daß der Behälter in der Schleuse aufsteigt, während die übrigen zurückgehalten werden; dann wird der untere entriegelt, so daß die Behältersäule aufsteigt und von dem oberen Hakenhebel aufgefangen wird.

Die in Fig. 14 angegebene Verriegelungsvorrichtung ist im Fallrohr angebracht, und zwar in der Zwischenschleusenkammer (Fig. H), um einen Förderbehälter in das unten anschließende Fallrohr überführen zu können. Eine Klinke 46 gestattet den Durchgang des Behälters von oben nach unten, verhindert aber die umgekehrte Bewegung. Der Behälter setzt sich beim Ablassen der Flüssigkeit auf den Knaggen 39, welcher durch Nase 50 und Haken 51 festgestellt ist. Nachdem nun der Bodenschieber 7 geöffnet ist, wird die Säule der auf einander stehenden Behälter im unteren Fallrohr gehoben, z. B. durch Zufluß. Dabei wird der Hebel 52 so gedreht, daß dessen Haken 51 die Nase 50 freigiebt. Der nun niedergehende Behälter setzt sich dann auf die andern auf und gelangt in das untere Fallrohr. Dabei ist der Knaggen 39 und infolge dessen auch der Ausrückhebel 52 in die punktirt gezeichnete Lage gekommen. Dieser ist mit einer Rolle 53 versehen, damit er dem niedergehenden Behälter nicht hinderlich wird. Durch Federdruck oder dergl. kehren dann die Hebel in die Anfangsstellung zurück.

Zuletzt sei noch eine Einrichtung erwähnt, welche zur Entlastung der Absperrschieber dient und in Fig. 15 dargestellt ist. Durch Oeffnung des Muschelschiebers 65 wird in der Schleuse 2 derselbe Druck hergestellt, wie in dem Rohr darüber, so daß der . auf dem Schieber 4 lastende Druck im Wesentlichen aufgehoben wird. Zur Schonung der Sitzfläche kann der Schieber vor dem Aufziehen vermittelst der von außen zu drehenden Wellen 63 und der in den Rand des Schiebers eingreifenden Schienen 64 angehoben werden. Der Muschel schieber 65 gestattet gleichzeitig eine Verbindung der Schleusenkammer mit dem Ueberlaufrohr 45 durch die Verbindung 66 herzustellen.

Die Förderung mittels Auftriebes kann durch einen aufsteigenden oder niedergehenden Flüssigkeitsstrom, ζ. Β. denjenigen einer Wasserleitung, unterstützt werden. Bei Abschluß der Schieber 4 muß in diesem Falle, um den Strom nicht unterbrechen zu müssen, ein Wechselventil mit Umlauf vorhanden sein, damit die Schleusenkammer aus dem Strom ausgeschaltet werden kann (s. Fig. 17).

Fig. 2, 3 und 4 endlich erläutern besondere Anwendungsfälle. Bei Fig. 2 beträgt die Förderhöhe weniger als 10 m. Dann kann man den einen Absperrschieber an der oberen Mündung des Rohres anbringen.

Bei Fig. 3 wird nach einem Preßluft enthaltenden geschlossenen Raum gefördert und in Fig. 4 nach einem mit verdünnter Luft gefüllten. In beiden Fällen kann man von besonderen Sperrungen absehen, da der Luftdruck oder die Wände des Förderraumes deren Stelle übernehmen.

Claims

Patent-Ansprüche:

T. Verfahren zur Förderung· mittels Auftriebes, dadurch gekennzeichnet, daß die zu fördernden Lasten in als Schwimmer oder Belastung dienenden Behältern oder ■ unverpackt in eine zwischen beiden Förderorten befindliche Flüssigkeitssäule gebracht werden und, durch diese hindurchgehend, von einem zum anderen Förderort gelangen, wobei zum Einführen oder Herausnehmen der Lasten eine Schleusenkammer (2) mit Absperrungen (3 und 4) eingebaut ist, zum Zweck, ein stetiges Fördern, wie bei einem Aufzug, B'örderwerk oder dergl., zu ermöglichen.
2. Eine Vorrichtung nach Art der Fig. 5, 7, 10 und 11 zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem Rohr zur Aufnahme der Flüssigkeit und Führung der Lasten, in welches eine oder mehrere über einander angeordnete, zweckmäßig mit Sparbecken (5) verbundene Schleusenkammern (2) eingebaut sind, wobei durch natürlichen Zufluß, durch eine Pumpe oder andere Wasserhebungsvorrichtung das ablaufende Wasser an der Stelle, wo es benöthigt wird, wieder ersetzt wird.
3. Eine Ausführungsform der Fördervorrichtung nach Anspruch 2 nach Art der Fig. 7, 10 und 11, bei welcher ein Rohr zum Aufwärtsfördern und ein Rohr zum Abwärtsfördern mit gemeinschaftlichen Schleusenkammern (2) verbunden sind, wobei die im Fallrohr säulenförmig auf einander stehenden oberen Fördergefäße als Senkkraft für die unteren Gefäße dienen.
4. Eine Anordnung zur Verminderung des Druckes in den unteren Theilen des Steigoder des Fallrohres, bestehend aus einer mit obere (4) und unterer (7) Absperrung versehenen Zwischenkammer, wobei das untere Rohrstück mit einem Ueberlaufrohr (45, Fig. 11) verbunden sein kann.
5. Eine Vorrichtung zur seitlichen Verschiebung der Behälter innerhalb der Schleuse, bestehend aus einem um eine einseitig gelegene, von außen zu bewegende Achse (34) drehbaren Mantel (33), welcher das Fördergefäß aufnimmt und unter die auf einem Kreise liegenden Oeffnungen der Schleuse führt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.