DE1911525A1 - Pumpsystem mit ausserhalb eines gebohrten Brunnens angebrachter Pumpe - Google Patents

Description

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Roberto De Stefani

Via Adua 17, Cusano Milanino, Mailand ( Italien )

Pumpsystem mit ausserhalb eines gebohrten Brunnens angebrachter Pumpe.

Priorität : Italienische Patentanmeldung No. Ή679/ A/68 vom. 80 März 1968.

Die Erfindung betrifft ein System zum Fördern von Wasser aus gebohrten Brunnen, Bishpr werden zur Förderung von Wasser aus gebohrten Brunnen elektrische Pumpen verwendet, die in Form von F>pselpumpen ode"¹" Vibrationspumpen auf dem Grund den Brunnenschachtes eingebaut weräen.

Die Kapselpumpen enthalten im (ί-phäuno au so er der Pumpe selbst a.uch einen Elektromotor, ^τν"π ^Qinn besondere
Bauweise erfordert, damit der Durchmesser klein genup· ist, um in den Schacht 'eingeführt werden zu können. Sie sind daher schwer und kostsnielig. Erhöhte Kosten hat man auch bei der Installation, da die Pumpe und die Kabel zur Stromversorgung entsprechend isoliert werden müsr-en.

Die Notwendigkeit, nur El ekt^omotoren zu verwenden, machte aus^erdem die Benutzung von 'rebohrten Brunnen in Gegenden, wo noch keine Stromversorgung ist, so
gut wie unmögliche

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Die Erfindung überwindet diese Mängel, Sie ermöglicht ' . _.' im innern des -Brunnens eine ehr einfache Pumpenanlage vorzusehen, welche leicht und widerstandsfähig ist und.-. :- keine zu isolierenden elektrischen Teile hat. Ausserdem ist die ganze Anlage wenig kostspieTig und gestattet, Elektromotoren oder Verbrennungsmotoren zu verwenden, um somit auch die Förderung von Wasser in Gebieten zu ermöglichen in denen noch keine elektrische Energie vorhanden ist. Die Motoren werden stets ausserhalb des Brunnens angeordnet. Das. erfindungsgemässe System besteht aus einer zylindrischen Kammer, deren äusserer Durchmesrer wenig kleiner als der Durchmesser des gebohrten Brunnenschacht ist. Im Innern dieser Kammer ist eine elastische Lunge vorhanden, die abwechselnd ausgedehnt" und zusammengezogen wird, wodurch der freie innere Raum dieser Kammer verändert wird. Diese Kammer hat im unteren Teil eine, durch ein Rückschlagventil verschliesfibare Einlassöffnung, während im oberen Teil eine Auslassöffnung vorhanden ist, die mit einem FörEderrohr über ein Rückschlagventil verbunden ist. Die Lunge ist durch eine Rohrleitung mit einer Vorrichtung verbunden, welche den Druck einer die Lunge füllenden Flüssigkeit verändern kann sodass das Volumen der Lunge abwechselnd verändert wird. -

Somit ruft diese Lun^e, wenn sie sich zusammenzieht ₍ einen Unterdruck im freien Ra.um zwischen ihr und der zylindrischen Kammer hervor, welche auf diese Weise das Wasser durch die Einlassöffnung ansaugt, während, wenn sich die Lunge auseinanderzieht, das Volumen dieses freien Raumes vermindert und das in der zylindrischen Kammer befindliche Wasser gezwungen wird, durch das Förderrohr zu entweichen,, ■ . .

Der Gegenstand der Erfindung wird noch beispielsweise aber ohne Beschränkung in den Zeichnungen Erläutert welche darstelLen :

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Fig.1 eine.Ansicht in achsialem Schnitt einer zylindrischen Kammer zur Wasperförderung ,

Fig.2 eine Gesamtansicht einer ganzen Pumpanlage mit einer Torrichtung gemäss der Fig.1,

Pig.3 eine Torrichtung zur Tolumenveränderung der Lunge im Innern der Kammer der Fig,1.

Gemäss Fig.i, ist eine zylindrische Kammer 1 mit einem Durchmesser, der etwas geringer ist als der Durchmesser des gebohrten Brunnens, dazu bestimmt, auf der Sohle des Brunnens angebracht zu v/erden, um die Förderung des Wassers zu übernehmen« ■

Diese Kammer ist unten durch einen Flansch 2 und oben durch einen Flansch 3 geschlossen. Diese Flanschen 2 und 3 sind hermetisch gegen die Endränder der zylindrischen Kammer abgedichtet, zum Beispiel mittels Zugstangen 4, die in den Flanschen 2 und 3 am Umfang bei 5 und 6 verankert sind.

Flansch 2 hat eine mittlere Einlassoffnunσ welche mit einem Rückschlagventil verschlosnen ist, das in der Zeichnung durch Kugel 8 beispielsweise dargestellt ist.

Der Flansch 3 hat eine Auslassöffnung 9, ebenfalls durch ein Rückschlagventil verschlossen und beispielsweise durch die Kugel 10 dargestellt, sowie eine zweite öffnung 1 von der ein entsprechend gestaltetes Rohr 12 ausgeht«

Die Öffnung 9 hat einen mit Gewinde versehenen Sitz an welchen ein Förderrohr 13 angeschlossen ist, vorzugsweise aus starrem Material, während die Bohrung 11 einen mit Gewinde versehenen Sitz hat, an welchem Rohr 14 angeschlossen wird, ebenfalls vorzugsweise aus starrem Material und verbunden mit einer Torrichtung die den Druck einer Flüssig keit verändern kann.

An Rohr 12 ist in der Kammer 1 eine Lunge 15 angeschlossen, die sieh auf fast die gesamte Länge der zylindrischen Kamner 1 erstreckt sie besteht auf? elastischem Material und ist zum Beispiel Gummi od^r anderes geeignetes Material, \^rorzugsweise axis extrudiertem Rohr hergestellt.

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Die Lunge.15 ist am oberen Rohr 12 durch eine Rohrschelle 16 befestigt und unten durch einen Stopfen 17 verschlossen, um den ebenfalls eine Rohrschelle fest anliegt. . ·

Wenn die zylindrische Kammer 1 auf die Sohle des Brunnens versenkt-wird, wird zunächst der Druck des Wassers die,Öff* nung des Rückschlagventils 8 bewirken und' iäs Wasser wird in das Innere der Kammer eindringen, bis dass der gesamte Raum zwischen der zylindrischen Wandung und der Lunge 15 mit Wasser gefüllt ist«.

Wenn man nun, durch die Rohre 14 und 12 eine unter Druck stehende Flüssigkeit in den Innenraum der Lunge einlässt, zum Beispiel l/asser unter Druck, wird sich die Lunge ausdehnen und das Volumen des freien Raumes zwischen derselben und der zylindrischen Wandung vermindern. Hierdurch wird ^. ein Druck auf das in diesem Volumen befindliche Wasser aus_r geübt. Infolgedessen schliesst sich das Ventil 8 und das Ventil 10 öffnet sich und lässt das Wasser durch die Leitung 13 strömen.

Wenn, man den Druck im Innern d-er Lunge/vermindert, wird sich dier?e letztere zusammenziehen und setzt die Kammer unter Unterdruck wodurch sich das Ventil 10 schliesst und* ^ventil 8 öffnet, was weiteres Wasser in den Innenraum der Kammer 1 einströmen lässt. " "

Wenn man mit einer gewissen Frequenz die Oszillationen des" Volumens der Lunge/ändert, wird man eine·,· erhebliche Wasserströmung durch das Rohr 13 und eine angemessene Förderleistung erhalten.

Um die abAvechselnde Volumensänderung der Lunge 15 zu erhalten, ist sie ( Fig. 1 und 2 ) über Rohr 12 mit einem entsprechenden Organ verbunden, zum Beispiel mit einer Pumpe 19 ( Kolbenpumpe.) die durch einen Elektromotor 20 betätigt wird.

Statt dessen kann die Kolbenpumpe aber auch durch einen Verbrennungsmotor betrieben werden, da sich der Motor ja äusserhalb des Brunnenschachtes befindet und daher von

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jeder "beliebigen Bauart sein kann. Selbsverständlich werden der Kompressionsraum der Pumpe, das Rohr 14, das Rohr 12 und die Lunge 15 durch ein konstantes Flüssigkeitsyolumen gefüllt, zum Beispiel Wasser, welches zum Beispiel durch eine Füllöffnung 21, die durch einen entsprechenden Stopfen 22 verschiiessbar ist, eingefüllt wird.

Die Verwendung einer Kolbenpumpe, wenn diese auch benutzbar ist, kann jedoch den Übelstand des viasserverlustes zwischen Zylinder und Kolben haben.

Um diesen Übelstand zii vermeiden, kann erfindungsgemäss die in der Fig. 3 dargestellte Vorrichtung verwendet werde. Diese Vorrichtung besteht aus einer Kammer 23, begrenzt durch zwei gegenüberliegende konische Wandungen, davon eine vordere 24 und eine hintere 25. Zwischen diesen Wandungen ist eine starke Membran 26 beispielsweise aus Gummi mit geringer elastischer Hysterese als eine robuste Feder angebracht, welche durch einen Stutzen 27 und ein Pleuel 28 mit einem Exzenter 29 verbunden ist. Der letztere wird von einem Rad 30 getragen, das durch den Motor 20, der ein Elektromotor oder ein Verbrennungsmotor sein kann, über ein Reduktionsgetriebe 31 ( Fig. 2 und 3 ) angetrieben wird.

Die vordere Wandung 24 hat einen Stutzen 32 welcher mittels eines Rohrbogens 33 an das Rohr 14 angeschlossen ist. Der Raum zwischen Wandung 24 und eier. Feder 26 stellt die Kompressionskammer der Vorrichtung dar_o

Wenn die Feder 26 von der Wandung- 24 entfernt wird, wird die Flüssigkeit aus dem Rohr 14 angesaugt und die lunge unter 'Unterdruck gebracht und somit Zusammengezogen; wenn dagegen die Feder sich der Wandung 24 nähert, drückt sie die Flüssigkeit durch das Rohr 14 bringt die Lunge 15 unter Druck und dehnt sie aus.

Trotz der Reduzierung die über das Vorlegegetriebe erhalten wird, hat die Lunge eine erhebliche Anzahl Volumenveränderungen pro Minute ( beispielsweise 100-200 ) und somit ist eine erhebliche Förderleistung durch das Rohr 13 ge-

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sichert. Ausser&em kann man nach, jedem Zusammendrücken der Feder' 26 die durch sie aufgespeicherte elastische Energie für die Rückkehr in die Unterdruckphase ausnützen, weshalb ein Motor geringer Leistung verwendet werden kann. --- . .

Me Erfindung kann auch. noch, in anderer Weise verwirklicht werden ohne dadurch aus ihrem Rahmen heraus zu kommen.

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Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE

   Pumpsystem für Wasser aus gebohrten Brunnen, dadurch ekennzeichnet, da^ss es eine auf der Brunnen sohle angebrachte zylindrische Kammer (1) besitzt, die unten eine durch ein Rückschlagventil (8) verschliessbare Wassereinlassöffnung und oben eine ebenfalls durch ein Rückschlagventil (10) verschliessbare Wasserauslassöffnung aufweist, welch letztere mit einem Förderrohr (13) verbunden ist, und dass im Innern dieser Kammer (1) eine elastische Lunge {^S) mit abwechsend ausdehnender- und zusammenziehender Bewegung angebracht ist, sodass das Volumen zwischen Lunge (15) und den Wandungen der zylindrischen Kammer (1) abwechselnd verändert wird·, auf eine Weise, dass die Zusammenziehung der Lunge den Einlauf des Wassers in diese Kammer über die Einlassöffnung gestattet, während die Ausdehnung der Lunge den Auslauf des Wassers durch die Auslassöffnung in die Förderleitung (13) bewirkt.
2. 2. Pumpsystem nach Anöpruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wechselspiel von Ausdehnen und Zusammenziehen der Lunge (15) durch eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, mittels einer Vorrichtung bewirkt wird_t welche einen abwechselnden Druck und Unterdruck hervorzurufen vermag und über Leitungen (12, 14) mit der Lunge (15) verbunden ist.
3. 3. System nach Anspruch" 1 , und 2, dadurch g e k e η η ζ. e lohne t, dass die Veränderung der Druckyerhältnisse, um das Ausdehnen- und Zusammenziehen der Lunge (15) zu erreichen, durch eine Kolbenpumpe bewirkt wird, die durch einen ausserhalb des Brunnens angeordneten Elektromotor oder Verbrennungsmotor betätigt wird.
4. 4. System nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e k e nn^ z ei chnet, dass das Organ, welches die Druckveränderung hervorruft, aus einer Kammer (23) besteht, welche

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   awei gegenüberliegende konische Wandungen (24,. 25) hat, zwischen-denen eine aus einer robusten Feder aus elastischem Material bestehende Membran (26) arbeitet welche über einen entsprechenden antrieb. von einem Blektro- oder Verbrennungsmotor hin- und her bewegt wird.

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