DE155340C

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Publication number: DE155340C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Vorliegende Erfindung betrifft eine Druckluftflüssigkeitspumpe, bei welcher durch den Hin- und Hergang des Kolbens einer Luftpumpe Wasser in eine Kammer eingesaugt und unter gleichzeitigem Einpressen' von Luftkolben in die Flüssigkeitssäule in die Höhe gedrückt werden soll.The present invention relates to a compressed air liquid pump, in which water is sucked into a chamber by the reciprocation of the piston of an air pump and while simultaneously pressing air pistons into the liquid column into the Height should be pressed.

Bei den bisher bekannten Druckluftflüssigkeitshebern war stets die Verwendung einerIn the previously known compressed air fluid lifters, the use of a

ίο konstanten Druckluftquelle Voraussetzung, da es erst dadurch möglich war, auf die Wassersäule von unten her einen solchen Druck auszuüben, daß diese trotz der Einführung von Druckluft in die Wassersäule an einer höher gelegenen Stelle in die Höhe gedrückt werden konnte. Man konnte infolgedessen mit den bisher bekannten Druckluftflüssigkeitshebereinrichtungen nicht direkt eine Luftpumpe in Verbindung setzen, weil bei diesen bekannten Einrichtungen eine Luftpumpe bei direkter Einwirkung nicht den zum Heben der Wassersäule notwendigen Druck erzeugen konnte. Aus diesen Gründen waren auch die bisherigen Druckluftflüssigkeitsheber nur dort anwendbar, wo der Heber nicht erst die Aufgabe erfüllen mußte, das Wasser bezw. die Flüssigkeit in die Kammer hinein zu befördern, aus welcher es dann durch die Druckluftwirkung in die Höhe gedrückt werden sollte, weil nämlich mit diesen bekannten Hebern eine Pumpenwirkung nicht hervorgerufen werden konnte. . Die Flüssigkeit mußte stets erst unabhängig von der Heberwirkung in die Kammer eingeleitet werden, und nachdem diese gefüllt war, konnte erst die Hebereinrichtung in Tätigkeit treten.ίο constant compressed air source requirement, because only then was it possible to exert such a pressure on the water column from below that it despite the introduction could be pushed up by compressed air into the water column at a higher point. As a result, one could with the previously known compressed air liquid siphon devices do not use an air pump directly because these known devices have a Air pump not necessary for lifting the water column in the case of direct action Could generate pressure. For these reasons, the previous compressed air fluid lifters were also used only applicable where the siphon did not first have to perform the task, respectively, the water. the liquid in the Chamber to be conveyed, from which it then by the action of compressed air into the Height should be pressed, because with these known lifters a pumping action could not be evoked. . The liquid always had to be independent first are introduced into the chamber by the siphon effect, and after this is filled was, only the lifting device could come into operation.

Es ist nun der Zweck der vorliegenden Erfindung, eine Pumpe zu schaffen, mittels welcher Wasser beispielsweise direkt aus einem Brunnen herausgepumpt werden kann, wobei bei der Druckwirkung der Pumpe von dem oben angegebenen bekannten Grundgedanken der Druckluftflüssigkeitsheber Gebrauch gemacht wird. Es tritt hierbei noch der Vorteil auf, daß man keinen Druckluftbehälter zu verwenden braucht, weil ein konstanter Druck nicht nur nicht nötig ist, sondern gerade vermieden werden muß, weil die direkt wirkende Luftpumpe bei dem einen Hub ihres Kolbens das Wasser in eine Kammer einsaugen muß, um dann bei dem nächsten Hub des Kolbens dieses eingesaugte Wasser unter gleichzeitigem Einpressen von Luftkolben in die Höhe zu drücken.It is now the purpose of the present invention to provide a pump by means of which For example, water can be pumped out directly from a well, with the pressure effect of the pump from the made use of the above-mentioned known basic concept of the compressed air fluid lifter will. There is also the advantage that you do not need to use a compressed air tank because a constant one Pressure is not only not necessary, but must be avoided because it is direct Acting air pump in which one stroke of its piston has to suck the water into one chamber, and then in the next Stroke of the piston of this sucked-in water while simultaneously pressing in air pistons to push upwards.

In den Zeichnungen veranschaulicht Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung, während Fig. 2 dieselbe im vergrößerten Maßstabe und im senkrechten Schnitt darstellt. Die Fig. 3 und 4 zeigen ähnlich wie die Fig. 1 und 2 eine andere Ausführungsform der Vorrichtung, während die Fig. 5 und 6 wagerechte Schnitte nach den Linien a-a und b-b der Fig. 4 sind. Fig. 7 zeigt einen senkrechten Schnitt durch einen Experimentierapparat.In the drawings, FIG. 1 illustrates a side view of an embodiment of the device, while FIG. 2 shows the same on an enlarged scale and in vertical section. 3 and 4 show, similar to FIGS. 1 and 2, another embodiment of the device, while FIGS. 5 and 6 are horizontal sections along the lines aa and bb of FIG. 7 shows a vertical section through an experimental apparatus.

Die Erfindung beruht auf folgendem Grundgedanken : Das Rohr 25 des aus Glas hergestellten Experimentierapparates nach Fig. 7 ist an seinem Ende 27 mit einem senkrechten Rohr 26 verbunden, welches so gebogen ist, daß es mit seinem Schenkel 28 in freier Verbindung mit dem Rohr 25 an dem Punkt 29 steht. Dieser Punkt 29 liegt bedeutend näherThe invention is based on the following basic idea: The tube 25 of the made of glass Experimental apparatus according to Fig. 7 is connected at its end 27 to a vertical tube 26 which is bent so that it is in free connection with the tube 25 at the point 29 with its leg 28 stands. This point 29 is much closer

an der Einlaßöffnung des Rohres 25 als der Punkt 27. Füllt man nun in das Rohr 26 Wasser ein, so daß dieses nicht bis zu den Punkten 29 und 27 reicht, und führt man in das Rohr 25 Druckluft ein, so wird sich der Wasserspiegel in dem Rohr 26 höher einstellen als in dem Schenkel 28. Der Druck wird infolgedessen am Punkt 29 größer als am Punkt 37 sein, und da der Druck aufat the inlet opening of the tube 25 as point 27. The tube 26 is now filled Water in so that it does not extend to points 29 and 27, and one leads a compressed air into the pipe 25, the water level in the pipe 26 will set higher than in the leg 28. The pressure will consequently be greater at point 29 than at point 37, and since the pressure on

ίο die Flüssigkeit in den Rohren 28 und 26 ungefähr gleich dem Druck der Luft an den Punkten 29 und 27 ist, so werden eben die Wasserspiegel die vorher erwähnte Lage einnehmen. Läßt man einen starken Luftstrom in das Rohr 25 eintreten, so kann man das Wasser fast vollkommen aus dem gebogenen Rohr heraustreiben. Die Wirkung ist um so größer, wenn das Rohr 26 einen größeren Durchmesser besitzt als das Rohr 25, weil dann die Luft beim Eintritt in das Rohr 26 am Punkt 27 sich um so schneller ausdehnt und dadurch eine Druckverminderung eintritt, wodurch wiederum ein entsprechend größerer Unterschied zwischen dem Druck auf die Flüssigkeit in dem Rohr 28 und dem Druck auf die Flüssigkeit in dem Rohr 26 hervorgerufen wird.ίο the liquid in tubes 28 and 26 is approximately equal to the pressure of the air at points 29 and 27, the Water level take the previously mentioned position. If you let a strong flow of air enter the tube 25, so you can almost completely remove the water from the curved Drive out pipe. The effect is all the greater if the tube 26 is larger Diameter than the pipe 25, because then the air entering the pipe 26 at point 27 expands that much faster and thereby a pressure reduction occurs, whereby, in turn, a correspondingly larger difference between the pressure on the liquid in the tube 28 and the Pressure on the liquid in the pipe 26 is created.

Nach den Fig. 1 und 2 ist der Zylinder 1, in welchem durch den Kolben 2 die Druck-According to Figs. 1 and 2, the cylinder 1, in which through the piston 2 the pressure

'30 luft erzeugt werden soll, an jedem Ende durch die Rohre 3 mit dem unteren Ende je eines Behälters 4 verbunden. Mit diesen Behältern 4 steht durch das U-förmige Rohr 6 das Wassersaugrohr 5 in Verbindung, wobei an der Verbindungsstelle Rückschlagventile 7 vorgesehen sind. An den oberen Enden der Behälter 4 schließen Rohre 8 an, welche zusammen in das Wasserauslaßrohr 9 münden. Die Verbindung zwischen den Rohren 8 und den Behältern 4 kann ebenfalls durch Rückschlagventile 10 abgeschlossen werden. Von den Rohren 3 aus führen kurze Rohrstutzen 11, in welchen die Rückschlagventile 12 angeordnet sind, nach den oberen Enden der Rohre 8. An den Deckeln des Zylinders 1 sind unter Federwirkung stehende Ventile 31 angebracht, damit eine gewisse Luftmenge in den Zylinder bei den Saugwirkungen des Kolbens 2 eintreten kann.'30 air is to be generated at each end connected by the tubes 3 to the lower end of a container 4 each. With these containers 4, the water suction pipe 5 is connected through the U-shaped pipe 6, with check valves 7 are provided. At the upper ends of the container 4 pipes 8 connect which together open into the water outlet pipe 9. The connection between the tubes 8 and the containers 4 can also be made by non-return valves 10 to be completed. Short pipe sockets lead from the pipes 3 11, in which the check valves 12 are arranged, after the upper ones Ends of the tubes 8. On the lids of the cylinder 1 are under spring action Valves 31 are attached to allow a certain amount of air into the cylinder during the suction effects of the piston 2 can occur.

Dies ist notwendig, damit stets die genügende Luft in der Vorrichtung vorhanden ist, welche, wie später ersichtlich sein \vird, durch die Wirkung der Pumpe teilweise durch das Wasserauslaßrohr angetrieben werden muß.This is necessary so that there is always enough air in the device, which, as will be seen later, is partly due to the action of the pump must be driven through the water outlet pipe.

Die Wirkungsweise der in den Fig. 1 und 2 veranschaulichten Vorrichtung ist folgende:The operation of the device illustrated in FIGS. 1 and 2 is the following:

Bei Beginn wird der Kolben 2 in beiden Hubrichtungen in den Rohren 3 eine Saugwirkung hervorrufen, und zwar bis vermöge der Verbindung der Rohre 3 mit den Behältern 4 in diese so viel Wasser aus dem Rohr 5 gesaugt wurde, daß es durch die Ventile 10 nach den Rohren 8 tritt. Dann fängt die Pumpe an, als Druckpumpe zu wirken, und zwar nach dem in bezug auf den Experimentierapparat geschilderten Prinzip. Während eines jeden Hubes des Kol_: bens 2 wirkt die eine Seite der Pumpe als Saugpumpe und die andere als Druckpumpe.At the beginning of the piston 2 in both stroke directions in the tubes 3 cause a suction effect, until by virtue of the connection of the tubes 3 with the containers 4 in this so much water has been sucked from the tube 5 that it through the valves 10 after the Pipes 8 occurs. Then the pump begins to act as a pressure pump, according to the principle described in relation to the experiment apparatus. During each stroke of the _Kol: bens 2 acts one side of the pump as a suction pump and the other as a pressure pump.

Um die Unterschiede zwischen der vorliegenden Pumpe und den gewöhnlichen Druckpumpen klar zu machen, sei folgendes bemerkt:To see the differences between the present pump and the ordinary To make pressure pumps clear, the following should be noted:

Wäre das Rohr 25 (Fig. 7) zwischen den Punkten 29 und 27 vollständig abgeschlossen, so würde die Druckluft lediglich auf die Flüssigkeit im Rohr 28 wirken und es würde das Wasser ungemischt mit Luft in dem Rohr 26 in die Höhe steigen. Würde man nun die beiden Punkte 29 und 27 dicht zusammenlegen und würde man dem Rohr 26 keinen größeren Durchmesser als dem Rohr 25 geben, so wäre an den Punkten 29 und 27 fast gar kein Druckunterschied vorhanden und es würde der Wasserspiegel in dem Rohr 28 fast genau ebenso hoch sich einstellen wie in dem Rohr 26. Es würde dann kein Wasser in dem Rohr 26 in die Höhe steigen, sondern nur die Luft aus dem Rohr 26 austreten. Zwischen diesen beiden Gegensätzen, wenn also einerseits alles Wasser und keine Luft und andererseits alle Luft und kein Wasser in dem Rohr 26 in die Höhe steigt, ist es möglich, die durch das Rohr 26 austretende Luft- und Wassermenge in ein gewünschtes Verhältnis zu bringen, indem man die Lage der Verbindungsstelle zwischen Druckluftleitung mit dem Rohr 28 zu der Lage der Verbindungsstelle der Druckluftleitung mit dem Rohr 26 und dessen Größe regelt.If the pipe 25 (Fig. 7) were completely closed between points 29 and 27, so the compressed air would only act on the liquid in tube 28 and it would the water unmixed with air in the pipe 26 will rise in height. If one would now put the two points 29 and 27 close together and if the pipe 26 were not given a larger diameter than the pipe 25, there would be points 29 and 27 there is almost no pressure difference and the water level in the pipe 28 would be almost exactly as high as in the pipe 26. There would then be no water in the pipe 26 into the Height increase, but only the air from the pipe 26 exit. Between these two Opposites, if on the one hand all water and no air and on the other hand all Air and no water in the pipe 26 rises in the air, it is possible to get through the pipe 26 to bring the air and water volume exiting in a desired ratio by adjusting the position of the connection point between the compressed air line with the pipe 28 to the position of the connection point of the compressed air line with the pipe 26 and regulates its size.

Der größte Vorteil der Vorrichtung ist der, daß das Wasser nach hoch gelegenen Stellen mit Druckluft von verhältnismäßig niedrigem Druck gehoben werden kann. Die Vorrichtung besitzt außerdem eine größere Leistungsfähigkeit als diejenigen, welche mit Druckluft von sehr hohem Druck arbeiten, denn es geht bei dem Gegenstand der Erfindung nicht so viel Kraft infolge der beim Erzeugen von Druckluft entstehenden Wärme verloren. The main advantage of the device is that the water is directed towards high places can be lifted with compressed air of relatively low pressure. The device also has a greater efficiency than those with compressed air work from very high pressure, because there is not so much force in the subject of the invention due to the generation heat generated by compressed air is lost.

Es ist bei vorliegender Erfindung von größter Wichtigkeit, daß die öffnung eines jeden Rohres 11 nach dem Rohr 8 oberhalb des Ventiles 10 so groß ist, daß unter Berücksichtigung der Höhe des Wasserauslaßrohres und des Druckes der Luft eine genügende Luftmenge in das Wasser eintreten kann, um das Wasser auf die ganze LängeIt is of the greatest importance in the present invention that the opening of a each pipe 11 after the pipe 8 above the valve 10 is so large that taking into account the height of the water outlet pipe and the pressure of the air, a sufficient amount of air can enter the water can to the water on the whole length

des Auslaßrohres zu verteilen und eine solche Luftmenge in das Rohr einzuführen, daß das Gewicht des Gesamtwassers nicht den Druck der Druckluft übersteigt. Es ist ferner sehr wichtig, daß so große Luftmengen durch das Rohr 11 in das Rohr 8 eingeführt werden, um gewissermaßen Luftschichten zwischen den einzelnen, bei jedem Hub der Pumpe in die Höhe getriebenen Wassermengen einzuführen.of the outlet pipe and to introduce such an amount of air into the pipe, that the weight of the total water does not exceed the pressure of the compressed air. It is It is also very important that such large amounts of air are introduced into the tube 8 through the tube 11 be to a certain extent layers of air between the individual, with each stroke of the Pump to introduce high volumes of water.

Nach den Fig. 3 bis 5 sind die beiden Luftröhre 3 mit einem einzigen Rohr 13 verbunden, welches in das Innere des Wasserauslaßrohres 14 hineinragt. An der Verbindungssteile der beiden Rohre 3 mit dem Rohr 13 ist ein Ventil 15 angebracht, welches durch die Bewegung des Kolbens 2 mit Hilfe eines Ansatzes 16 so bewegt wird, daß das Rohr 13 einmal mit dem einen Rohr 3 und das andere Mal mit dem anderen Rohr 3 in Verbindung kommt. Hierdurch wird erreicht, daß zunächst die Luft aus dem Rohr 13 ausgesaugt wird, bis der Kolben einen Teil seines Hubes zurückgelegt hat, worauf dann die Verbindung mit dem betreffenden Rohr 3 abgeschlossen wird und durch' das andere Rohr 3 Druckluft in das Rohr 13 eingeblasen wird. Das Rohr 13 ist am unteren Ende mit einem Kanal 17 verbunden, der aus einem Stück mit dem Oberteil 18 des Behälters 19 gefertigt ist. Dieser Behälter besitzt ebenfalls einen Kanal 20 für die Druckluft, welcher bei 21 nach.dem Innern des Behälters offen steht. An den Behälter 19 ist das Saugrohr 22 angeschlossen, dessen obere Öffnung durch das Ventil 24 geschlossen werden kann. Die obere Öffnung des Behälters 19 kann durch das Ventil 23 abgeschlossen werden. Der Kanal 17 besitzt seitlich ein Rückschlagventil 30, durch welches die Verbindung zwischen diesem Kanal und dem Innern des Auslaßrohres 14 hergestellt werden kann. Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform ist analog der in bezug auf die Fig. 1 und 2 beschriebenen. According to FIGS. 3 to 5, the two trachea 3 are provided with a single tube 13 connected, which protrudes into the interior of the water outlet pipe 14. At the connecting parts of the two tubes 3 with the tube 13, a valve 15 is attached, which is moved by the movement of the piston 2 with the aid of a projection 16 that the pipe 13 once with one pipe 3 and the other time with the other pipe 3 comes in contact. This ensures that first of all the air from the pipe 13 is sucked out until the piston has covered part of its stroke, whereupon then the connection with the relevant pipe 3 is completed and through 'the other Pipe 3 compressed air is blown into the pipe 13. The tube 13 is at the bottom End connected to a channel 17, which is made in one piece with the upper part 18 of the Container 19 is made. This container also has a channel 20 for the Compressed air, which at 21 after the interior the container is open. The suction pipe 22 is connected to the container 19, the upper opening of which can be closed by the valve 24. The top opening of the container 19 can be closed by the valve 23. The channel 17 laterally has a check valve 30, through which the connection between this Channel and the interior of the outlet pipe 14 can be made. The mode of action this embodiment is analogous to that described with reference to FIGS.

Claims

Patent claims:

1. Compressed air liquid pump with conveyance of the liquid column through a press-in Air piston, characterized in that the tube extending from the air pump opens into a chamber and at a point closer to the pump with the liquid riser tube in Connection is so that by virtue of the prevailing at this point in the air line greater pressure than at the lower end of the air tube when lifting the water column, air is pressed into it can be.

2. embodiment of the compressed air liquid pump according to claim 1, characterized characterized in that at each end of a compressed air cylinder (1) an air tube (3) is connected, which is to be closed off at the lower end with a check valve after the suction pipe Container (4) of larger diameter is in communication, each container (4), which is also through Valve (10) against the pipe (8) connected to the water outlet pipe (9) is closed, in this way by means of the tube (8) through the check valve (12) provided nozzle (11) is in connection that with each stroke of the piston in the compressed air cylinder, water is sucked into its container (4) through one air tube (3) and through the other Air pipe (3) water is pressed into the outlet pipe (9).

3. embodiment of the compressed air liquid pump according to claim 1, characterized characterized in that the two air tubes (3) of the compressed air cylinder under Mediation of a valve that is automatically adjusted when the piston moves (15) are connected to an air pipe (13) which is connected to the suction water tank (19) and the water outlet pipe (14) is in communication.

1 sheet of drawings.