DE16968C

DE16968C - Neuerungen an Pumpen mit hydraulischem Gestänge

Info

Publication number: DE16968C
Application number: DENDAT16968D
Authority: DE
Original assignee: C. BLASENDORFF in Neusalz a. d. Oder

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung betrifft Pumpen, welche Wasser oder andere Flüssigkeiten aus gröfseren Tiefen, als die Maximalsaugehöhe der betreffenden zu hebenden Flüssigkeit beträgt, fördern sollen; dies wird im wesentlichen durch ein oder mehrere in den Brunnenschacht in gewisser Tiefe einzubauende Hülfspumpen mit Differentialkolben, welche abwechselnd durch Ansaugen und durch den 'eigenen Druck der gehobenen Flüssigkeitssäule bewegt werden, erreicht.

Fig. ι und 2 zeigen in schematischer Form die Anordnung solcher Pumpenanlagen. A in Fig. ι _ ist eine gewöhnliche Säugpumpe, in Fig. 2 eine Saug- und Druckpumpe, beide ohne Saugventile; B ist eine Hülfspumpe mit Differentialkolben.

Der Kolben α ist ein gewöhnlicher Saugkolben mit Ventil und durch die Stange c fest mit dem vollen Kolben b verbunden.

Der Querschnitt des Kolbens b ist der Förderhöhe entsprechend gröfser als der des Kolbens a. Die Hülfspumpe B communicirt durch Rohr d mit der Pumpe A; f ist das Saugventil, g das Saugrohr der Hülfspumpe.-Je nach der Förderhöhe ist der Kolben b zu belasten oder zu entlasten.

Die Pumpe functionirt nun wie folgt:

Angenommen, es seien beide Pumpen, sowie die Rohre d und g mit Wasser gefüllt und Kolben b nähme seine höchste Lage ein. Wird nun Kolben i herabbewegt, so tritt Flüssigkeit durch Ventil m. Bewegt man den Kolben darauf nach oben, so wird derselbe die Flüssigkeit aus der Hülfspumpe B heraussaugen, vorausgesetzt, dafs die Belastung des Kolbens b derart bemessen ist, dafs der Atmosphärendruck hinreicht, denselben niederzudrücken. Wird nun Kolben i wieder nach unten bewegt, so wird die Flüssigkeitssäule des Rohres d ein Heben der beiden Kolben b und α und dadurch ein Ansaugen durch Kolben α bewirken, vorausgesetzt, dafs diese Flüssigkeitssäule schwer genug ist.

Die Beziehungen, welche zwischen den Gröfsen herrschen, berechnet Erfinder folgendermafsen:

Es bezeichnen:

/ die verticale Entfernung des Kolbens b bei seinem höchsten Stand vom niedrigsten Flüssigkeitsspiegel in Decimeter;

Q das auf den Kolben b wirkende Gewicht in Kilogramm;

a² den Querschnitt des Kolbens a in Quadratdecimeter;

b² den Querschnitt des Kolbens b in Quadratdecimeter;

h und h¹ die verticale Höhe der Flüssigkeitssäule in Decimeter von unterhalb Kolben b bei seinem höchsten Stand bis zum Auslauf der Flüssigkeit;

k die verticale Höhe einer Flüssigkeitssäule in Decimeter, welche dem mittleren Drucke der atmosphärischen Luft entspricht;

y der Maximalhub des Kolbens b in Decimeter,;

ζ die Höhe in Decimeter, um welche die Flüssigkeit mit dem Kolben i zurückgeht.

Damit bei einer Aufwärtsbewegung des Kolbens i die Flüssigkeitssäule demselben folgt, mufs sein:

P ' k -4- Q > P (h + y),

und wird bei vollem Hub des Kolbens b von

der Pumpe A ein Quantum angesaugt, welches dem Räume y b"* entspricht. Damit ferner bei der Abwärtsbewegung des Kolbens i die Flüssigkeitssäule im Rohre d ein Heben der beiden Kolben b und α bewirkt, mufs sein:

bei Fig. ι (V — a²) (A — z) > «² /+ Q,

bei Fig. 2....{P — a*)(/i+A')>a*/+Q.

Es tritt also bei vollem Hub des Kolbens b in die Pumpe B eine Flüssigkeitsmenge y (b² — a²) zurück. Ist der Kolben V am Ende seines Hubes angekommen, so wird bei einer weiteren Abwärtsbewegung des Kolbens i Ventil m sich öffnen, so dafs so viel Flüssigkeit ausgiefst, als von dem Kolben α angesaugt war, d.h. y a² bezw. um wie viel weniger Flüssigkeit in die Hülfspumpe B zurückgetreten war, welches ist: y.p—y(P — a*)=zya\

Sieht man von den Widerständen ab, so läfst sich Formel I auch wie folgt schreiben:

Aus dieser Gleichung geht hervor, dafs Q positiv, negativ oder Null sein kann, je nachdem

oder k = h-\-y ist.

In Fig. ι ist angenommen, dafs h -\- y kleiner als k, also bei Wasser beispielsweise bedeutend kleiner als io m, dann wird Q negativ, d. h. der Kolben b mufs entlastet werden. Am bequemsten erfolgt dies durch die dargestellte Hebelentlastung mittelst Stange t des durch r gestützten Hebels s mit Gewicht q. Ist jedoch h -{-y gröfser als k, so mufs der Kolben b belastet werden, was mittelst Gewichtes, wie Fig. 2 zeigt, oder mittelst einer Flüssigkeitssäule von entsprechender Höhe oder Windkessel erfolgen kann.

Um bei gröfseren Tiefen bezw. Förderhöhen jede Belastung des Kolbens b zu vermeiden, kann man auch mehrere derartige, durch Rohr d mit einander verbundene Hülfspumpen B über einander anordnen; jedoch ist zu bemerken, dafs bei allen diesen Hülfspumpen, mit Ausnahme der am tiefsten gelegenen, das Saugventil fortfallen mufs.

Fig. 3 zeigt eine Zwillingshülfspumpe, welche mit einer doppelt wirkenden Pumpe ohne Saugventil oder zwei einfachen, abwechselnd wirkenden, wie in Fig. ι und 2, oder mit einem Wassermotor A, Fig. 3, verbunden werden kann. Diese Hülfspumpe besitzt zwei Saugcylinder mit Saugkolben α und a¹ und zwei Saug- und zwei Druckventile, sowie einen Arbeitscylinder mit Arbeitskolben b. Diese drei Kolben sind conaxial und durch eine Stange mit einander verbunden. Hier ersetzt abwechselnd eine der Wassersäulen der Rohre d und d^! das Treibgewicht Q.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. An der in Fig. 2 dargestellten Pumpe das sich nach aufsen öffnende Ventil m.

2. Bei Pumpen mit hydraulischem Gestänge die Verbindung der mit Ventilkolben i versehenen Pumpe A, Fig. 1, ohne Saugventil durch Rohr d mit der mit dem durch Gewicht g abbalancirten Differentialkolben a b versehenen Pumpe B.

3. Die Combination der Zwillingshülfspumpe B, Fig. 3, mit Differentialkolben und zwei Steigeröhren d und d¹ mit dem doppelt wirkenden Wassermotor A, Fig. 3, oder mit einer doppelt wirkenden oder zwei abwechselnd einfach wirkenden Pumpen ohne Saugventile.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.