DE160072C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

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PATENTAMT₀

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Widder, bei dem in bekannter Weise außer der eigentlichen Stoßkammer des Widders eine Nebenkammer angeordnet ist, die gegen die Stoßkammer um einen nachgiebigen oder verschiebbar gelagerten Körper ständig abgeschlossen ist, beispielsweise durch einen Kolben, der, ohne eine Verbindung zwischen den beiden Kammern herzustellen, den

ίο zeitweisen Stoß des Wassers aufnimmt und infolgedessen in die Nebenkammer eindringt, beim Nachlassen des Wasserstoßes dagegen in seine ursprüngliche Lage zurückkehrt. Hierdurch wird in der Nebenkammer eine pumpenartige Wirkung hervorgerufen, die zum Fortbewegen von Flüssigkeiten oder zur Erzeugung von Druck- bezw. Saugluft benutzt werden kann.

Die Erfindung besteht darin, daß in der Stoßwasserleitung zwei mit Nebenkammern und Kolben versehene Stoßkammern hintereinander angeordnet sind, von denen die eine mit dem oberen Wasserbehälter, die andere mit einem unteren Wasserbehälter in Verbindung steht, während beide Stoßkammern durch ein Rohr miteinander verbunden sind, das an bei-

. den Enden nach den Stoßkammern hin sich öffnende Ventile besitzt. Hierdurch wird der Wasserstrom beim Schließen des von ihm zuerst erreichten Ventiles in zwei Teile geteilt, von denen der eine nach dem oberen Wasserbehälter zurückgedrängt wird, der andere dagegen nach dem unteren Wasserbehälter fließt, so daß unter den die Nebenkammern abschließenden Kolben eine Luftleere erzeugt wird, die einerseits einen schnellen Rückgang der Kolben, andererseits beim folgenden Arbeitsvorgänge ein starkes Wiederanstoßen des ■Wassers bewirkt. Diese Wirkung kommt in folgender Weise zustande.

Das durch das Zuleitungsrohr nach dem Widder hinströmende Wasser nimmt in bekannter W⁷eise nach und nach eine solche Geschwindigkeit an, daß es das in der ersten Stoßkammer befindliche Ventil schließt, wobei der von dem Wasser ausgeübte Stoß auf den in der Stoßkammer angeordneten Kolben übertragen wird, der hierdurch nach außen getrieben wird. Durch den Schluß des Ventiles wird sogleich der Wasserstrom in zwei Teile geteilt. Kurz nach Schluß des Ventiles entsteht in der die erste Stoßkammer ausfüllenden Wassermenge eine Rückwirkung, durch welche das Stoßwasser teilweise in die Zuflußleitung und in den mit dieser verbundenen Behälter zurückgedrängt wird. Dadurch entsteht unter dem vorgetriebenen Kolben eine seinen Rückgang bewirkende Luftleere. Ist der Druckausgleich* wieder hergestellt, so kommt der Druck der Außenluft zur Geltung und drückt das zurückgewichene Wasser in die Stoßkammer zurück. Durch die Schließung des in der ersten Stoßkammer befindlichen Ventiles wird das durch das Verbindungsrohr in die zweite Stoßkammer gelangte und von dieser nach dem Abflußbehälter strömende Wasser aber nicht plötzlich aufgehalten, sondern es erzeugt zunächst infolge seines Beharrungsvermögens eine Luftleere in der zweiten Stoßkammer und in dem Verbindungsrohr. Kurz hierauf treibt der atmosphärische ^; Druck, der auf dem -unteren Abflußbehälter

und der Abflußleitung ruht, das Wasser in die zweite Stoßkammer zurück, wodurch das in dieser befindliche Ventil des Verbindungsrohres geschlossen und der die Nebenkammer der zweiten Stoßkammer abschließende Kolben nach oben gedrückt wird. Gleichzeitig strömt wieder Wasser von dem oberen Behälter durch das inzwischen geöffnete Ventil der ersten Stoßkammer; beide Wasserströme stoßen nunmehr zusammen und fließen nach dem Abfluß-' behälter, wobei der Kolben der zweiten-Stoßkammer zurückbewegt wird.

Durch die Wirkung der abwechselnd, erzeugten Stöße und Luftleeren in den beiden Stoßka'mmern werden einerseits starke Stöße des Wassers erzielt, die ein plötzliches und schnelles Schließen der Ventile, sowie ein kräftiges Vordrücken der Kolben bewirken, während andererseits durch die Luftleeren ein schneller Rückgang der vorgedrückten Kolben in die Anfangslage erzielt wird. Auf diese Weise erhält die Vorrichtung eine verhältnismäßig hohe Geschwindigkeit, indem sie mit Leichtigkeit iii der Minute etwa 180 Stöße ausführt. Ihre Wirkung unterscheidet sich von den bekannten Vorrichtungen ähnlicher Art dadurch, daß dasselbe Wasser zweimal benutzt wird, nämlich einmal zum Heben und Senken des Kolbens in der ersten Kammer und sodann zum Heben und Senken des Kolbens in der zweiten Kammer, wodurch die Arbeitsleistung der Vorrichtung um das Doppelte erhöht wird.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen eines doppelt wirkenden hydraulischen Widders nach der Erfindung zum Heben von Wasser dargestellt.

Fig. ι zeigt den Widder mit einer Einrichtung zur Erzeugung von Druckluft in Verbindung mit einer Vorrichtung zum Heben von Wasser aus einem tief gelegenen Schacht mit Hilfe der erzeugten Druckluft.

Fig. 2 und 3 zeigen Einzelansichten der Fig. ι in größerem Maßstabe, und

Fig. 4 zeigt den Widder mit einer Einrichtung zum unmittelbaren Heben von Flüssigkeit aus einem weniger tief gelegenen Schacht.

Der doppelt wirkende Widder nach Fig. 1 besteht aus den beiden Stoßkammern α und b, die durch das Rohr ζ miteinander verbunden sind. An den Enden dieses Verbindungsrohres ζ sind Stoßventile c und d angeordnet, * die sich nach dem Innern der Stoßkammern α und b öffnen. Letztere tragen oben je ein Kreuzstück e bezw. /, auf welche die zylindrischen Gehäuse g und h aufgesetzt sind. Die Stoßkammer α steht durch das Zulaufrohr i mit einem Flüssigkeitsbehälter I, die Stoßkammer b dagegen durch das Tauchrohr j mit dem niedriger gelegenen Flüssigkeitsbehälter / in Verbindung.

Die Gehäuse g und h sind mit einem kleinen, nach außen abschließbaren Tauchrohre k bezw. / und mit einem sich von oben nach unten öffnenden Luftventil m bezw. n, sowie mit einem sich von unten nach oben öffnenden Ventil 0 bezw. p versehen; letztere beiden Ventile 0 und p sind durch eine Leitung" q mit einem Rohr r verbunden. Die Kreuzstücke. e und / tragen in der Mitte einen BoI-ζ en .? bezw. t, dessen oberes Ende einer Schraubenfeder, als Widerlager dient, die sich andererseits gegen den Boden u bezw. ν eines den nachgiebigen Abschlußkörper der Stoßkammer bildenden Hohlkolbens zv bezw. χ abstützt, der sich in dem Gehäuse g. bezw. h auf- und niederbewegen kann.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende:

Um die Vorrichtung in Gang zu setzen, füllt man zunächst die Gehäuse g und h oberhalb der Kolben w und χ durch die Rohre k und I mit einer Wassermenge, die den Rauminhalt dieser Gehäuse vermindert und dem Rauminhalt der Kolben w und χ entspricht. Wird aus dem Behälter / durch das Rohr i Wasser in das Gehäuse α gelassen, so füllt es letzteres an und tritt durch die infolge ihres Eigengewichtes offen stehenden Stoßventile c und d in das Gehäuse b über, füllt dieses an und fließt schließlich durch das Tauchrohr / in den Behälter / ab. Wenn die Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstromes genügend groß ist, schließt das Wasser das Stoßventil c, so daß der Füssigkeitsstrom in zwei Teile geteilt wird, von denen der eine sich vor, der andere hinter dem Ventil c befindet.

Der vor dem Ventil c befindliche und durch die Schließung des letzteren plötzlich abgeschnittene Flüssigkeitsstrom wirkt in bekannter Weise stoßend und übt infolgedessen in dem Gehäuse α eine Druckkraft aus, die den Kolben w mit der darauf ruhenden Wasserschicht nach oben verschiebt, wodurch die darüber befindliche Luft zusammengepreßt und nach Erreichung einer bestimmten Druckhöhe zum Teil durch das Ventil 0 in die Rohrleitung q fortgedrückt wird. Sobald das Ventil c geschlossen ist, entsteht in der die Stoßkammer α anfüllenden Wassermenge eine Rückwirkung nach dem Behälter / hin und dadurch unter dem vorgetriebenen Kolben w eine Luftleere, durch die der Kolben schnell zurückbewegt wird.

Der hinter dem Ventil c befindliche Flüssig₇ keitsstrom, der nach Schließung des Ventiles c ' seine Bewegung anfangs fortsetzt, kehrt infolge der hinter ihm entstehenden Luftleere und des auf dem Wasserspiegel des Behälters / ruhenden Luftdruckes um, schließt hierbei das Stoßventil d und übt in gleicher Weise einen- ^;, Druck auf den Kolben χ aus, der dadurch

ebenfalls nach oben verschoben _:. wir el,- ■ die darüber befindliehe Luft zusammenpreßt und zum Teil durch das Ventil p in die-Leitung q fortdrückt. :■ ■ ■ ■. ■;■■,.!;.■■;'■::·ι,_;::._:,,.. ',.'■<

Die geschilderte Einrichtung stellt also eine Luftpumpe dar, ·. deren Kolben unmittelbar durch die Stoßwirkung . des Wassers angetrieben werden. ■ ,

Wie die Fig. ι. weiter zeigt, kann die durch

ίο den Widder erzeugte Druckluft beispielsweise zum Heben von Wasser aus einem tief ge-

: ; legen en Schachte benutzt werden·. . ,.

-Auf dem Boden des W^asserschachtes y ist zu diesem Zwecke ein aus den vier Abteilungen i, 2, 3, 4.bestehenderDruckbehälter angeordnet. Der unterste Teil 1 wird von dem darüber befindlichen Teil 2 durch einen Zwischenboden 5 getrennt, der mit zwei sich von unten nach oben öffnenden, unter Federwirkung stehenden Ventilen 6 versehen ist. Auf dem Zwischenboden 5 ist in der Mitte eine senkrecht nach oben gerichtete Stange 7 befestigt, die' einen Anschlagring 8 besitzt und zur Führung eines Schwimmers 9 dient. Letzterer ist mit einer Stange 10 ausgestattet, die in einem Rohr 12 verschiebbar ist, das an seinem unteren Teil mit einer Büchse 13 verschraubt ist. Im Innern dieser Büchse 13 liegt ein auf der Stange 10 befestigter Anschlagring 1.1.

Das' Rohr 12 trägt einen Schwimmer 14, der in dem Teil 3 des Druckbehälters liegt, und auf das obere Ende des Rohres 12 ist eine Doppelhaube 15, 17 (Fig. 2 und 3) aufgeschraubt, deren beide Teile an den einander zugekehrten Enden mit Ringflantschen versehen und durch eine Scheibe 16 aus Leder, Gummi oder dergl. voneinander getrennt sind. Der Teil 15 der Doppelhaube ist mit mehreren Seitenöffnungen versehen, durch deren eine das nach oben gebogene Ende 19 eines Rohres 18 hindurchgeführt wird, welches durch das Rohr r mit dem Druckluftrohr q des Widders in Verbindung steht. Der obere Teil 17 der Doppelhaube ist ebenfalls mit einer Anzahl Seitenöffnungen und mit einer oberen Öffnung 20 versehen, durch welche ein an dem Deckel 23 der obersten Abteilung 4 des im Schacht y befindlichen Behälters befestigtes Rohr 21 frei hindurchgeführt ist. Dieses Rohr 21 mündet nach oben in die Luft. Im Inneren des Behälters 1,2,3,4 ist ein Tauchrohr 24 ange-. bracht, dessen unteres Ende mit einem Rückschlagventil 25 versehen, dessen oberes Ende aus dem Schacht y herausgeführt ist und in einen Sammelbehälter 26 mündet.

Wenn das freie Ende 19 des mit der Leitung r verbundenen Rohres 18 durch die darüber liegende Scheibe 16 nach außen abgedeckt wird, so kann die Druckluft nicht nach ■60 oben in den Druckbehälter entweichen. Das Wasser des Schachtes y dringt durch, die.-.Ventile 6 in den Teil 2 des'Druckbehälters ein, hebt zunächst den Schwimmer 9 bis zu seinem Anschlag an den Ring 8, und nach \veiterem Steigen den im Teil 3 befindlichen Schwimmer 14. Wenn das Wasser den Teil 2 anfüllt, so entweicht hierbei die in diesem Teil enthaltene Luft durch.die im oberen Teil 17 der Doppelhaube, befindlichen Seitenöffnungen und durch das unten frei gegebene Rohr 21. Beim Steigen hebt der Schwimmer 14 die Doppelhaube 15,17 an und entfernt·'. dadurch die Scheibe 16 von der Öffnung 19 des Rohres .18, so daß nun die Druckluft aus der Öffnung 19 in den unteren Teil 15 der Haube und durch deren Öffnungen in den Druckbehälter 1,2, 3, 4 ausströmen kann. Die Druckluft übt dann auf das in diesem Behälter befindliche Wasser einen Druck aus und drückt es.unter Öffnung des Rückschlagventiles 25 durch das Rohr 24 So in den Sammelbehälter 26 fort. Hierbei wird der Schwimmer 14 durch den auf die Scheibe 16 wirkenden Druck der eintretenden Druckluft in seiner angehobenen Lage gehalten, wobei die Scheibe 16 die untere Mündung des Rohres 21 abschließt und durch den im Behälter herrschenden Überdruck gegen die Mündung ange- . preßt wird. Wenn der Wasserspiegel bis zu dem Schwimmer 9 gesunken ist, so folgt dieser der weiteren Senkung des Wassers, bis sein Ring 11 auf der Innenseite der Büchse zum Anschlag kommt, worauf er durch sein Eigengewicht den Schwimmer 14 und das Rohr 12 mit der Doppelhaube 15, 17 herabzieht. Hierdurch wird .die Scheibe 16 von der Mündung des Rohres 21 abgerissen und auf die Mündung 19 des Rohres 18 gesenkt. Die im Behälter befindliche Luft entweicht dann durch das Rohr 21. Hierauf kann sich der Behälter i, 2, 3, 4 wieder mit Wasser füllen, worauf sich das beschriebene Spiel wiederholt. Da die Scheibe 16 mit einer gewissen, dem im Druckbehälter herrschenden Überdruck entsprechenden Kraft gegen die Mündung des Rohres 21 angepreßt wird, so muß der Schwimmer 9 so schwer gemacht werden, daß er nach Entfernung des Wassers die andrückende Kraft zu überwinden vermag. Zwecks Regelung seines Gewichtes kann man den Schwimmer 9 mit Belastungsscheiben oder dergl. versehen.

Wenn es sich darum handelt, das Wasser auf eine sehr große Höhe zu heben,- so werden zweckmäßig zwei oder mehr der beschriebenen Druckbehälter 1,2,3,4 in geeigneten Entfernungen übereinander angeordnet, die alsdann sämtlich durch die Leitung r, 18 mit Druckluft gespeist werden und durch Rohre nach Art des Rohres 24 untereinander verbunden sind.

Die Ausfülirungsform der Fig. 4, mittels welcher Wasserniengen aus geringerer, die Saughöhe nicht überschreitender Tiefe ge-

hoben werden können, ist der oben beschriebenen Einrichtung sehr ähnlich, nur daß hier die beiden Ventile m und η der zylindrischen Gehäuse g und h nicht mit der Außenluft in Verbindung stehen, sondern durch die beiden Zweigrohre 29 bezw. 30 an ein Saugrohr 28 angeschlossen sind, das in das Wasser des Schachtes 27 eintaucht. Bei dem durch die . Stöße des Wassers erzeugten Hin- und Hergehen der Kolben w und χ wird dann nicht, wie oben, Luft in die Gehäuse g und h eingesaugt, sondern Wasser, das durch die Rohre 31, 32 und 33 in den Sammelbehälter 34 gedrückt wird.

Claims (1)

1. Patent-ANSPRUCH:

   Hydraulischer Widder mit gesonderter, durch das Stoßwasser betriebener Pumpvorrichtung, bei dem die Stoßkammer mit einer durch einen nachgiebigen Kolben gegen sie abgeschlossenen Nebenkammer versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei -in der' Stoßwasserleitung hintereinander iang'eordnete Stoßkammern (a,b), ';vdn^: 'denen die. eine (a) mit dem oberen Wasserbehälter (I), die andere (b) mit einem unteren'Wasserbehälter (J) verbunden ist, durch ein mit Ventilen(c,d),welche sich nach den Stoßkammern hin öffnen, versehenes Rohr (ζ) derartig untereinander in Verbindung stehen, daß der Wasserstrom durch Schließen des von ihm ^: zuerst erreichten Ventiles in zwei Teile geteilt wird, von denen der in der ersten Stoßkammer befindliche in den oberen Wasserbehälter zurücktritt, der andere in der zweiten Stoßkammer befindliche dagegen nach dem unteren Wasserbehälter fließt, wodurch unter den die Nebenkämmern abschließenden Kolben (w und x) eine Luftleere entsteht, durch die einerseits ein schneller Rückgang der Kolben, andererseits beim folgenden Arbeitsvorgänge . ein starkes Wiederanstoßen des Wassers bewirkt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.