Automatische Wasserhaltungl insbesonder e für den Bergbau. Die Wasserhaltungeng
die in Untertage-Betrie bän das Wasser aus Tiefen von'oftmals-mehreren Hundert Metern
nach oben fördern, bedürfen einer ständigen Überwachung. Es muß bei diesen Wasserhaltungen
nämlich sichergest-ellt sein, daß im Falle eines Ausfallens der elektrischen St-romversorgung
sofort im Steigrohr über der Pumpe ein Absperrorgan geschlossen wird, da sonst der
Druck der im Steigrohr stehenden Wassersäule von mehreren Hundert MeteraHöhe die
Pumpe zerstören könnte. Es sind zwar in diesen Steigrohren stets RUckschlagkglappen
vorgesehen, diese Rückschlagklappen können aber insbesondere in Hinblick-daraufg-daß
das durch die Steigleitung geförderte--Wass--er--viele.Verunreinigungen, enthält"
versagen. # In diesem Pall muß' der die Anla"g'ei.##u#gJbei##ächende Maschinist
sofort eingreifen und die Absperrvorrichtung im Steigrohr schließen. Bei Wiedereinsetzen
der Stromversorgung muß der Maschinist dann, da diese Pumpen nicht selbstansaugend
sind, die Pumpe mit Wasser füllen, sie anlassen und schließlich die Absperrvorrichtung
wieder öffnen.Automatic dewatering especially for mining. The water holdingsg
those in underground operations bän the water from depths of several hundred meters
promote upwards require constant monitoring. It must be with these water holdings
namely it must be ensured that in the event of a failure of the electrical power supply
a shut-off element is immediately closed in the riser pipe above the pump, otherwise the
Pressure of the water column standing in the riser of several hundred meters in height die
Could destroy the pump. There are always non-return flaps in these risers
provided, but these non-return flaps can, in particular, with a view to the fact that
the - water - conveyed through the riser - contains many impurities "
fail. # The machinist who groans the system must be in this pallet
Intervene immediately and close the shut-off device in the riser pipe. When reinserting
The machinist then has to supply the power, as these pumps are not self-priming
fill the pump with water, start it and finally the shut-off device
to open again.
ZwecX der Erfindung ist esq eine automatische Wasserhaltung zu
schaffen,
bei der, ohne daß ein Maschinist eingreift» selbsttätig bei Ausfall der Stromversorgung
und unabhängig davon, ob die Rückschlagklappe sich schließt oder nichtg das Absperrorgan
geschlossen wird. Ferner soll bei Wiedereinsetzen der Stromversorgung das Füllen
und Anlassen der Pumpe und das Üffnen der Absperrvorrichtung im Steigrohr ebenfalls
selbsttätig erfolgen. Die Betätigungsvorrichtungen mUssen dabei absolut zuverlässig
sein und selbst keiner ständigen Wartung bedUrfen.The purpose of the invention is automatic dewatering
create,
with which, without a machinist intervening, »automatically if the power supply fails
and regardless of whether the non-return valve closes or not the shut-off device
is closed. Furthermore, when the power supply is restored, the filling should be carried out
and starting the pump and opening the shut-off device in the riser pipe as well
take place automatically. The actuating devices must be absolutely reliable
and do not require constant maintenance themselves.
Gegenstand der Erfindung ist eine derartige automatische Wasserhaltung
mit einer Pumpe und einer im Steigrohr angeordneten Absperrvorricht-ungl bei der-erfindungsgemäß
die Absperrvorrichtung hydraulisch gesteuert wird durch einen., in einem Zylinder
bewegliehen Kolbeng wobei die eine Seite des Zylinders mit dem Steigrohr äber der
Absperrvorrichtung, die andere Seite jes Zylinders mit dem Steigrohr unter der 1.bsperrvorrichtung
in Verbindung steht. In der Verbindungsleitung zwi#-chen dem Zylinder und dem unter
der'-Absperrvorrichtung liegenden Steigrohr kann ein Dreiweghahn vorgesehen sein,
der durch den den Pumpenmotor antreibenden Strom elektromagnetisch so gesteuert
wirde daß der Steuerzylinder der Absperrvorrichtung bei laufender Pumpe mit dem
Ste:Lgrohrg bei stillstehender rumpe mit der Außenluft in Verbindung steht. Der
Steuerkolben der A-bsperrvorrichtung ist zweckmäßig ein,Differentialkolben, dessen
größere Fläche durch den Druck im--Steigrohr unter der Absperrvorrichtung und dessen
kleinere Fläche durch-den Druck im Steigrühr Über der Absperrvorrichtung beaufschlagt
ist. Dadurch wird erreicht daß.--bei--Au-sfall der Stromversorgu-ng der Steuerkolben
nur einseitig
Druck der Wassersäule im Steigrohr beaufschlagt
bich die.Absperrvorrichtung-zuverlässig schließt. Sie öffnet sich erst wieder? wenn
-durch die,,-iiederkehr der Stromversorgang der Dreiweghahn wieder die- Stellung
einnimmt, in der
der Steuerzylinder mit dem Steigrohr unterhalb der Absperrvor-
:richtung in Verbindung steht und durch Anlaufen der Pumpe
der
Brack-Im Steigrohr unterhalb der Absperrvorrichtung soweit
ange-
st:iggen ist, daß im Steuerzylinder der die Offnungsbewegung
be-
w:ix-kende Druck so groß geworden ist, daß er den Gegendruck
der
Übtex,der Absperrvorrichtung stehenden Wassersäule zu überwinden
Damit auch das Füllen und Anlassen der Fumpe selbsttätig erfolgt,
kann gemäß der weiteren Erfindung zwischen der Pumpe und dem
Steig-
ruhriÜber der Absperrvorrichtung eine Verbindungeleitung
- Füll-
leitung - vorgesehen sein mit einer elektromagnetisch
betätigten
Absip,errvorrichtung, die bei stillstehender stromloser Pumpe
ge-
düMm-zsen istg sich beim Einschalten der elektrischen Spannung)
d.h.
bel'Wi,edexkehr der Stromversorgumg öffnet und sich nach dem
An-
imuf-:en der Pumpe wieder schließt. Damit durch diese Fulleitung
die
I%mpe nur gefüllt# aber nicht dem hohen Druck der Im Steigrohr
äteh(end,en Wassersäule ausgesetzt wirdp kann f e2her
-an der Pumpe üoäh
vorgesehen sein. Die Durchfluß-querädtihitte"
',büü4 die Atrömungewiderstäftde der Fälleitung und der Übeelaufleitung
äg-U-Len dabei so bemessen seing daß durch diö Fülleitung
mehir Waägät
äuf-Mäßen ka='-# als durch die Überlaufleitung abfließt# so
daß äiöh
ein DIfferenzdruck einstellt4 Durch diesen Diffeirenzdr-Uak
kann eine
üt-;eu,ervorriohtung beeinflußt *erden, die einerseits
dab Anlassen
dee Tumpenmotors und anderseite dan Schließen der,
4n *.üer Fülleitung und der Überlaufleltung bewirk--t6
Bift Ausführungsbeispiel-einer gutomatischen-Waseie rhaltmt
getäß
,der Erfindung ist In Abb, 1 siehematisch dargestellt
Abb. 2 zeigt den Z;r-eiwegliehn In der Stellung-- bei,
laüfender Pump . e und
Abbe 3 in der Stellung bei aussetzender lumpe.-
Die Pumpe 1 naugt das zu fördernde Wasser durüh da$
Rah-r 2 an und
drückt es in das Steigrohr 3. In diesem Steigrohr befindet
sich eine hückschlagklappe 4 und über dieser eine Absperrvorrichtung z.B. ein Keilschieber
5. Der Keilschieber wird betätigt durch einen, im Steuerzylinder
7 beweglichen Steuerkolben 6, der zweckmäßig als Differentialkolben
ausgebildet ist. Die kleinere Kolbenfläche., deren Beaufschlagung das'Schließen
des Keilschiebers bewirkt, ist durch eine Rohrleitung 8 mit dem Steigrohr
3 oberhalb der Absperrvorrichtung 5 verbunden. Die andere Seite des
Differentialiolbens, deren Beauf-7 schlagung das Öffnen der Absperrvorrichtung
5 bewirkty ist Über die Rohrleitung 9 und den Dr'eiweghahn
10 mit dem Steigrohr 3 unterhalb der Rückschlagklappe 4 verbunden.The subject of the invention is such an automatic dewatering with a pump and a shut-off device arranged in the riser pipe, in which, according to the invention, the shut-off device is hydraulically controlled by a piston movable in a cylinder, one side of the cylinder with the riser pipe above the shut-off device, the other side of each cylinder is connected to the riser pipe under the 1st locking device. In the connecting line between the cylinder and the riser pipe located under the shut-off device, a three-way valve can be provided, which is controlled electromagnetically by the current driving the pump motor so that the control cylinder of the shut-off device with the pump running with the control pipe when the pump is at a standstill The pump is in contact with the outside air. The control piston of the shut-off device is expediently a differential piston, the larger area of which is acted upon by the pressure in the ascending pipe under the shut-off device and the smaller area of which is acted upon by the pressure in the riser above the shut-off device. This means that - in the event of - failure of the power supply, the control piston is only on one side Pressure applied to the water column in the riser pipe before the shut-off device closes reliably. Is it only opening again? if -by the ,, - iiederkehr the power supply the three-way cock again assumes the- position in which the control cylinder with the riser pipe below the shut-off valve
: direction is connected and by starting the pump of the
Brack-in the riser below the shut-off device as far as possible
st: iggen is that the opening movement in the control cylinder
w: ix-kende pressure has become so great that it reduces the back pressure of the
Übtex, the shut-off device to overcome standing water column
So that the filling and starting of the pump also takes place automatically,
can according to the further invention between the pump and the riser
ruhri over the shut-off device a connection line - filling
line - be provided with an electromagnetically operated
Absip, err device, which is activated when the de-energized pump is
düMm-zsen is when the electrical voltage is switched on) ie
bel'Wi, edexkehr the power supply opens and after arrival
When the pump closes again. Thus through this full line the
I% mpe only filled # but not the high pressure in the riser
äteh (end, en water column can wirdp exposed e2her f -an the pump üoäh
be provided. The through-flow querädtihitte "
', büü4 the flow resistance of the downpipe and the overflow
Äg-U-Len be measured in such a way that through the filling line more scales
äh-Mäß ka = '- # than flows through the overflow line # so that äiöh
a differential pressure is set4 Through this differential pressure a
üt-; eu, ervorriohtung influenced * earth, on the one hand dab starting
dee Tumpenmotors and other side dan closing the,
4n * via the filling line and the overflow line - t6
Bift embodiment-a gutomatic-Waseie rhaltmt täß
The invention is shown in Fig. 1 thematically
Fig. 2 shows the Z; r-eiwegliehn in the position - with the pump running . e and
Abbe 3 in the position with the pump stopping.
The pump 1 sucks in the water to be pumped through da $ Rah-r 2 and
It pushes it into the riser pipe 3. In this riser pipe there is a non-return valve 4 and above this a shut-off device, e.g. a wedge slide 5. The wedge slide is actuated by a control piston 6 which is movable in the control cylinder 7 and which is expediently designed as a differential piston. The smaller piston area, the action of which causes the wedge slide to close, is connected by a pipeline 8 to the riser pipe 3 above the shut-off device 5 . The other side of the differential valve, the action of which causes the shut-off device 5 to open, is connected to the riser pipe 3 below the non-return valve 4 via the pipeline 9 and the three-way valve 10.
Bei laufender Pumpe befindet sich der Dreiweghahn 10 in der
in Ab-
bildung 2 dargestellten Stellung, so daß die größere Seite des Differentialkolbens
6 durch den vollen, von der Pumpe erzeugten Wasserdruck beaufschlagt ist.
Die Absperrvorrichtung wird somit durch de n Differentialkolben in Offenstellung
gehalten.With the pump running, the three-way cock 10 is in the formation in the absence 2 shown position, so that the larger side of the differential piston is acted upon by the full, water generated by the pump pressure. 6 The shut-off device is thus held in the open position by the differential piston.
Der Dreiweghahn 10 ist elektromagnetisch so gesteuert, daß
erg solange die Stromversorgung des Pumpenmotors in Ordnung ist, in der in Abb.
2 dargestellten Stellung festgehalten wird, daß er aber, sobald die Stromversorgung
ausfällt, durch eine Rückstellkraft in die in Abbildung 3 dargestellte Stellung
umgestellt wird. Bei dieser Stellung steht die Leitung 9 mit der Außenluft
in Verbind:ungy so daß die linke Seite des Differentialkolbens 6 nicht mehr
von Druck beaufschlagt ist. Da auf die rechte Seite-des Differentialkolbens der
volle Druck im Steigrohr wirktg wird die Absperrvorrichtung 5 durch den Wasserdruck
sofort geschlossen, unabhängig davon, ob sich auch die hückschlagklappe 4 schließt
oder ob diese durch irgendeine ,Störung ganz oder teilweise geöffnet bleibt. Bei
Wiedereinsetzen der Stromversorgung wird der Dreiweghahn durch die elektromagnetische
Steuervorrichtung wieder in die in Abb. 2 dargestellte Stellung
zu:rÜckbewegte
Die Absperrvorrichtung 5 öffnet sich aber erstt wenn nach dem Wiederinbetriebsetzen
der Pumpe der Wasserdruck unter der Ab-
sperrvorrichtung 5 soweit angestiegen
isty daß der den Differentialkolben 6 von-linke beaufschlagende Druck dem
den Differentialkolben von rechte beaufschlagenden Druck überwiegt. Durch die Ausbildung
des Kolbens 6-als Differentialkolben wird dieser Zustand.bereite
de' li
erreichtg ehe der von der Pumpe erzeugte DruckWollen Druck
der
über der Absperrvorrichtung stehenden Wassersäule erreicht hat, und nach Druckausgleich,
d.h. bei Wiederherstellung des normalen Pumpenbetriebes bleibt die Ab.sperrvorrichtung
5 geöffnet. Damit der Dreiweghahn-10 und die Steuervorrichtung.69
7 für die Absperr-.vorrichtung 5 nicht etwa durch im abzupumpenden
Wasser enthaltene
Verunreinigungen verschmutzt und in ihrer.Wirkungsweise beein-
9
trächtigt werden, ist-zweckmäßig in den Rohrleitungen
N und 8 je
ein Filter 11 vorgesehen.The three-way valve 10 is electromagnetically controlled so that as long as the power supply to the pump motor is in order, it is held in the position shown in Fig. 2, but that, as soon as the power supply fails, it is switched to the position shown in Fig. 3 by a restoring force will. In this position, the line 9 is in communication with the outside air, so that the left side of the differential piston 6 is no longer pressurized. Since the full pressure in the riser acts on the right side of the differential piston, the shut-off device 5 is immediately closed by the water pressure, regardless of whether the swing check valve 4 closes or whether it remains fully or partially open due to some disturbance. When the power supply is restarted, the three-way valve is moved back to the position shown in Fig. 2 by the electromagnetic control device: The shut-off device 5 does not open until the water pressure under the shut- off device 5 has risen to the point that the shut-off device 5 has risen after the pump has been restarted Differential piston 6 from the left acting pressure outweighs the pressure acting on the differential piston from the right. Through training of the piston 6 - as a differential piston, this state is ready
de 'li
before the pressure generated by the pump reaches the pressure
has reached standing water column above the shut-off device, and after pressure equalization, ie when normal pump operation is restored, the shut-off device 5 remains open. So that the three-way cock 10 and the control device 69 7 for the shut-off device 5 are not caused by the water to be pumped out Impurities are dirty and their mode of operation is
9
is-expedient in pipelines N and 8 each
a filter 11 is provided.
Die für derartige Wasserhaltungen verwendeten Pumpen sind in der
Regel nicht selbstansaugend undmüssen nach Stillstand,v-vor
allem
v or
.nach längerem Stillstand dem Anlassen mit Wasser.gefüllt werden.
Zu
diesem Zweck ist zwischen dem Steigrohr 3 und der Pumpe 1 eine' FUlleitung
12 vorgesehen mit einer elektromagnetisch betätigten ,Absperrvorrichtung
13. Ferner ist an der Pumpe eine Überlaufleitung 14 mit einer ebenfalls elektromagnetisch
betätigten Absperrvorrichtung 15 angeschlossen. Der D#urchflußquerschnitt
der Leitung 12 Ist dabei größer als der Durchflußquerschnitt der Leitung 14, wobei
es u.U. genügt, bei sonst gleichen Durchflußquerschnitten in der Leitung 14 eine
Drosseistelle vorzusehen. Auf diese Weise wird erreicht, daß durch die Überlaufleltmg
weniger Wasser abfließt, als durch die FÜlleitung zuflieetp so daß sich die Pumpe
füllt und bei Erreichen der vollständigen Füllung eine Druel#-diffferenz
einstellt.
Ein auf diese Druckdifferenz ansprechender Differenzdruckmesser oder eine durch
das in der Rohrleitung 14 abströmende Wasser beeinflußte Meßvorrichtung bewirkt
Über eine nicht gezeichnete Schaltvorrichtung das Anlassen des Pumpenmotors und
gleichzeitig das Schli.eßen der Absperrvorrichtungen,13 und 15. Das sich
anschließend, wie bereits beschrieben, die Absperrvorrichtung 5
in der Steigleitung
öffnet, wird auf diese -Weise, ohne daß es irgendeiner Tätigkeit einer Bedienungsperson
bedarf, die Waäserhaltung in Betrieb gesetzt# sobald die elektrische Stromversorgung
wieder eineetzt. Für besondere Fälle kann an der Absperrvorrichtung
5 eine nicht gezeichnete Vorrichtung angebracht sein, die auch ein Schließen
der Absperrvorrichtung von hand ermöglicht. # . The pumps used for such water retention are in the Usually not self-priming and must after standstill, v-especially
v or
.filled with water after a long period of inactivity. to
For this purpose, a filling line 12 with an electromagnetically actuated shut-off device 13 is provided between the riser 3 and the pump 1. Furthermore, an overflow line 14 with a likewise electromagnetically actuated shut-off device 15 is connected to the pump. The flow cross-section of the line 12 is larger than the flow cross-section of the line 14, whereby it may be sufficient to provide a throttle point in the line 14 with otherwise the same flow cross-sections. In this way it is achieved that less water flows off through the overflow line than flows in through the filling line, so that the pump fills and a pressure difference sets in when it is completely filled. A differential pressure meter responsive to this pressure difference or a measuring device influenced by the water flowing out in the pipe 14 causes the pump motor to be started and, at the same time, to close the shut-off devices 13 and 15 via a switching device (not shown) The shut-off device 5 in the riser opens, in this way, without the need for any action by an operator, the water maintenance is put into operation # as soon as the electrical power supply is switched on again. For special cases , a device (not shown) can be attached to the shut-off device 5 , which also enables the shut-off device to be closed by hand. # .