DE102013003262A1

DE102013003262A1 - Stoßdruckheber für große Pumphöhen

Info

Publication number: DE102013003262A1
Application number: DE201310003262
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-06-11
Filing date: 2013-02-20
Publication date: 2014-01-16

Abstract

Stoßdruckheber für größere Höhen dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Umsetzung des Rohrdurchmessers der sogenannten Treibleitung in einen deutlich größeren Durchmesser am Stoßheber die Fließgeschwindigkeit so weit verkleinert wird, dass mit dieser die Steuerbarkeit bzw. die Funktion des sogenannten Arbeitsventils erhalten bleibt und auch Treibleitungen mit sehr großer Fallhöhe möglich werden.

Description

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen sogenannten Stoßdruckheber für große Pumphöhen. Das sogenannte Arbeitsventil ist im Vergleich zu bekannten Erfindungen deart gestaltet, dass der Verschleiß extrem gemindert wird. Dadurch ist es möglich, sie höheren Arbeitsdrücken dauerhaft auszusetzen. Dieses bedeutet mit anderen Worten, dass die mit diesem Ventil ausgestattete Stoßdruckheber größere Pumphöhen überwinden können. Weitere Besonderheiten sind zudem die Umsetzung der hohen Fließgeschwindigkeit in dem sogenannten Treibrohr in eine wesentlich kleinere Geschwindigkeit zur besseren Feststellung des Auslösezeitpunktes für das Schließen des Arbeitsventils und sowie das Einschließen des Puffergases (des sogenannten Luftkissens) im Windkessel in einen flexiblen Ballon. Dadurch wird das in vielen Erfindungen thematisierte und vielen Verbesserungen unterworfene Schnüffelventil überflüssig. Durch die neuartige Gestaltung des Arbeitsventils wird zudem die durch das typische Schlagen des Ventils entstehende extreme Belastung der Ventildichtungen vermieden. Dadurch werden Wartungsintervalle deutlich verlängert. Mit der erfindungsgemäßen Funktionsweise verliert der Stoßdruckheber zum ersten mal in der Geschichte seine namensgebende Eigenschaft, nämlich das Geräusch des typischen Hämmerns des Arbeitsventils.
Stand der Technik
Die Technik des Stoßdruckhebers ist seit Jahrhunderten bekannt und hat sich im Wesentlichen kaum verändert. Der Stoßdruckheber besteht im Grunde aus einem Windkessel und einem Arbeitsventil. Alle anderen Funktionsteile sind in der Funktion diesen nachgeordnet. Das Arbeitsventil ist bei Beginn offen und lässt das in den Stoßdruckheber fließende Wasser durchfließen bis eine Fließgeschwindigkeit erreicht ist, bei der das schließende Element des Arbeitsventils mitgerissen wird. Wenn dass Ventil geschlossen ist, entsteht Naturgesetzmäßig ein sogenannter Stoßdruck der bis zu 10 mal höher sein kann als der Druck des frei zufließenden Wassers. Der entstandene Druck entlädt sich überein zweites Ventil in den Windkessel, welcher zu Beginn leer ist und sich mit der Zeit mit Wasser füllt und dadurch die vorher eingeschlossene Luft zusammenpresst.
Erreicht der Druck im Kessel, den für die geforderte Pumphöhe nötigen Druck, strömt das Wasser aus dem Kessel und das eigentliche Pumpen beginnt.
Weiterentwicklungen haben sich damit beschäftigt, das Arbeitsventil zu verbessern, um z. B. den Verschleiß durch das sogenannte Hämmern des schließenden Teiles zu mindern.
Daneben gibt es Verbesserungen, für die Steuerungsweise des Arbeitsventils ebenfalls um Wartungen zu mindern.
Es gibt zwar auch Entwicklungen bzw. Patente (z. B. DE000000066035A ), die eine Umsetzung der Kraft und dadurch eine Erhöhung der möglichen Pumphöhe zulassen. Jedoch sind diese Erneuerungen auf der Kesselseite der Maschine angeordnet. Sie können jedoch kein Triebwasser aus großer Höhe verarbeiten. Zudem ist die Konstruktion deutlich aufwendiger in der Herstellung als ein üblicher Stossdruckheber.
Hier sind einige Patentbeispiele.
Arbeitsventil betreffend

DE199 26 226 C2 , AT000000342976B , AT000000124464B , AT000000104047B , AT000000058045B , AT000000044229B , CH000000349166A , CH000000114345A

Luftkissen betreffend

CH000000054904A , DE000000820683B , DE000000502988A

Umsetzung der Kraft betreffend

DE000000066035A

Aufgabe der Erfindung
Ist es einen Stoßdruckheber zu entwickeln, der große Höhen überwinden kann und weit weniger Wartungsintensiv und Verschleißanfällig ist als bekannte Erfindungen. Im sogenannten Windkessel soll das Lösen des Luftkissengases (Gaskissens) im Arbeitsmedium verhindert werden. Das sogenannte Arbeitsventil soll materialschonender arbeiten.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein neuartiger Konstruktionsansatz für das Arbeitsventil benutzt wird, wie Abbildungen gezeigt.
Diese Ventilkonstruktion wirkt erheblich verschleißmindernd allein aufgrund der Konstruktionsmerkmale. Im sogenannten Windkessel wird das als Luftkissen wirkende Gas (meist Atemluft) in einem flexiblen Ballon eingeschlossen und so der Kontakt zu dem Arbeitsmedium ausgeschlossen. Sinnvollerweise nimmt man Material, welches wasserunlöslich und evtl. auch keimhemmende Eigenschaften besitzt.
Das sogenannte Treibrohr mündet nicht wie üblich direkt in den Stoßdruckheber sondern wird vorher in ein Rohr deutlich größeren Ausmaßes übergeleitet. Erst durch diesen gelangt das sogenannte Arbeitswasser in den Stoßdruckheber. Der Stoßdruckheber (bzw. dessen durchflossene Teile) besitzt ebenfalls diese vergrößerten Durchmesser.
Dadurch wird die Fließgeschwindigkeit des Mediums erheblich verlangsamt. Dieses führt zu besseren Eigenschaften bei der Steuerbarkeit des Arbeitsventils. Das Ventil schließt bekanntlich bei Erreichen einer bestimmten Fließgeschwindigkeit. Wenn diese aber zu hoch ist, kann eine präzise Steuerung unmöglich werden, wodurch der Stoßdruckheber nicht mehr Arbeitsfähig ist. Vor dem Schließen des Arbeitsventils gibt es unterschiedliche Geschwindigkeiten in den miteinander verbundenen Rohren abhängig vom Durchmesser des jeweils durchflossenen Bereichs. Vorausgesetzt, dass das Rohrsystem zu jeder Zeit Gasfrei bzw. vollständig mit dem durrchflossenen Medium (z. B. Wasser) gefüllt ist. Der Stoßdruckheber arbeitet aber mit dem statischen Druck, der bei plötzlichem Abbremsen der Fließgeschwindigkeit entsteht. Hierbei herrscht dann den Naturgesetzen nach (geschlossenes Rohrsystem) überall gleicher Druck unabhängig von Rohrdurchmesser. Diese Gesetzmäßigkeit nutzt die erfindungsgemäße Technik, um die bei großen Arbeitshöhen entstehende sehr hohe Fließgeschwindigkeit auf die für das Arbeitsventil beherrschbare herunterzutransformieren.
z. B. bei Erhöhung des Querschnittes um das 10 fache wird die Fließgeschwindigkeit um den selben Faktor verlangsamt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 000000066035 A [0006, 0010]
DE 19926226 C2 [0008]
AT 000000342976 B [0008]
AT 000000124464 B [0008]
AT 000000104047 B [0008]
AT 000000058045 B [0008]
AT 000000044229 B [0008]
CH 000000349166 A [0008]
CH 000000114345 A [0008]
CH 000000054904 A [0009]
DE 000000820683 B [0009]
DE 000000502988 A [0009]

Claims

Stoßdruckheber für größere Höhen dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Umsetzung des Rohrdurchmessers der sogenannten Treibleitung in einen deutlich größeren Durchmesser am Stoßheber die Fließgeschwindigkeit so weit verkleinert wird, dass mit dieser die Steuerbarkeit bzw. die Funktion des sogenannten Arbeitsventils erhalten bleibt und auch Treibleitungen mit sehr großer Fallhöhe möglich werden.
Stoßdruckheber für größere Höhen dadurch gekennzeichnet, dass in dem sogenannten Windkessel das als Luftkissen dienende Gas in einen flexiblen Ballon eingeschlossen und damit das stete Vermischen des Kissengases in das Arbeitsmedium ausgeschlossen wird. Dadurch kann das Gaskissen (z. B. Luft) sich nicht vermindern und eine Wartung bzw. technische Vorrichtung zur Lösung dieses Problems wird überflüssig.
Stoßdruckheber für größere Höhen dadurch gekennzeichnet, dass durch einen neuartigen Konstruktionsansatz des Arbeitsventils die schließende Funktion und die Ansteuerung des Schließzeitpunktes voneinander getrennt werden und damit die beim Schließen entstehende extrem verschleißfördende „Schlagen” des Arbeitsventils ausgeschlossen wird. Schließrichtung des Ventils und die Fließrichtung des Arbeitsmediums wirken nicht mehr in der selben Richtung. Dadurch wirken die beim Schließen auftretende Kräfte nicht mehr zum Beschleunigen des Schließventils. Schließkraft und Steuerkraft sind getrennt.
Stoßdruckheber für größere Höhen dadurch gekennzeichnet, dass statt des Luftkissens eine Federbelastete Zylinder-Kolbeneinheit dessen Aufgabe übernimmt.