DE202004015718U1

DE202004015718U1 - Druckmittelbetätigte Pumpe zum Fördern von Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE202004015718U1
Application number: DE200420015718
Authority: DE
Original assignee: Stitz Mesgeraete und App GmbH; Stitz Messgerate und Apparate GmbH
Current assignee: Stitz Mesgeraete und App GmbH; Stitz Messgerate und Apparate GmbH
Priority date: 2004-10-09
Filing date: 2004-10-09
Publication date: 2005-03-03
Anticipated expiration: 2014-10-10

Abstract

Druckmittelbetriebene Pumpe zum Fördern von Flüssigkeiten,
bestehend aus einem Pumpengehäuse mit einer Einlaßöffnung und einer Auslaßöffnung, einem im Pumpengehäuse angeordneten druckmittelbetriebenen Verdränger und zwei an den Ein- und Auslaßöffnungen angeordneten Rückschlagventilen,
wobei die das Druckmedium erzeugende und steuernde Vorrichtung außerhalb des Pumpengehäuses angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Pumpengehäuse (1) die langgestreckte Form eines Rohres oder wenig elastischen Schlauches hat,
daß das Pumpengehäuse (1) an beiden Enden durch je einen Stopfen (2,3) verschlossen ist, der in seinem Inneren je ein Rückschlagventil enthält,
daß die Rückschlagventile in gleicher Richtung wirkend angeordnet sind,
daß im Inneren des Pumpengehäuse (1) als Verdränger ein elastischer Schlauch (17) oder Beutel mit undurchlässigen Wandungen angeordnet ist,
daß der eine Stopfen (3) eine an die Förderleitung angeschlossene Durchgangsöffnung (9) sowie eine weitere an den Verdränger (17) einerseits und an die das Druckmedium erzeugende und steuernde Vorrichtung andererseits angeschlossene...

Description

Die Erfindung betrifft eine druckmittelbetriebene Pumpe zum Fördern von Flüssigkeiten, bestehend aus einem Pumpengehäuse mit einer Einlaßöffnung und einer Auslaßöffnung, einem im Pumpengehäuse angeordneten druckbetriebenen Verdränger und zwei an den Ein- und Auslaßöffnungen angeordneten Rückschlagventilen, wobei die das Druckmedium erzeugende und steuernde Vorrichtung außerhalb des Pumpengehäuses angeordnet ist.
Zur Entnahme von Flüssigkeiten aus Bohrlöchern kann man für größere Tiefen als acht Meter auf der Erdoberfläche stehende Saugpumpen nicht mehr einsetzen. Man muß dann Förderpumpen in das Bohrloch einbringen, die die zu fördernde Flüssigkeit unter Druck durch einen Schlauch oder ein Rohr aus dem Bohrloch herausdrücken. Dabei kann man fast beliebige Förderhöhen erreichen. Das Problem liegt jedoch in dem Erfordernis eines so großen Bohrlochdurchmessers, daß die Pumpe bis zum Entnahmebereich nahe dem Grund des Bohrloches eingebracht werden kann. Dazu sind im allgemeinen Bohrlochdurchmesser von mindestens 2 Zoll oder mehr erforderlich. Bohrungen dieses Durchmessers herzustellen bedarf insbesondere im freien Feld schon eines erheblichen Aufwandes.
Eine für diese Tätigkeit geeignete Pumpe ist aus der DE-A-32 16 247 bekannt geworden, die mit einem durch Druckluft angetriebenen Doppelkolben ausgestattet ist. Der Vorteil dieser Pumpe ist es, daß die Druckluft oberhalb der Erdoberfläche erzeugbar ist und auch deren Steuerung nicht im Bohrloch zu erfolgen braucht. Ihr Nachteil besteht darin. daß ein geringerer Bohrlochdurchmessers als zwei Zoll bei dieser Pumpe nicht möglich ist und daß die Verwendung eines Kolbens als Fördermittel auch eine Störanfälligkeit mit sich bringt.
Geringe Pumpendurchmesser und geringe Störanfälligkeit sind aber nicht nur in der Geologie und der Untersuchungstechnik zum Schutze der Umwelt gefragt, sondern auf vielen anderen technischen Gebieten ebenfalls.
Die Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der Technik. Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine äußerst einfach aufgebaute, wartungsfreundliche Pumpe geringen Durchmessers zu schaffen, die nicht störanfällig ist.
Die Erfindung besteht darin, daß das Pumpengehäuse die langgestreckte Form eines Rohres oder wenig elastischen Schlauches hat, daß das Pumpengehäuse an beiden Enden durch einen Stopfen verschlossen ist, der in seinem Inneren je ein Rückschlagventil enthält, daß die Rückschlagventile in gleicher Richtung wirkend angeordnet sind, daß im Inneren des Pumpengehäuses als Verdränger ein elastischer Schlauch oder Beutel mit undurchlässigen Wandungen angeordnet ist, daß der eine Stopfen eine an die Förderleitung angeschlossene Durchgangsöffnung sowie eine weitere an den Verdränger einerseits und an die das Druckmedium erzeugende und steuernde Vorrichtung andererseits angeschlossene Durchgangsöffnung aufweist, während der andere Stopfen den Einlaß für die zu fördernde Flüssigkeit bildende, durch ein Rückschlagventil verschlossene Durchgangsöffnung aufweist.
Diese Pumpe ist höchst einfach aufgebaut, kann mit einem so geringen Durchmesser konstruiert werden, daß sie in Bohrungen mit einem Bohrlochdurchmesser von weniger als einem Zoll (2,5 Zentimeter) eingebracht werden kann, und arbeitet durch ihre Unempfindlichkeit auch gegen Schlamm und Gesteinstrümmer praktisch störungsfrei. Dabei ist sowohl der Drucklufterzeuger als auch das Steuerungsgerät für die Druckluft oberhalb der Erdoberfläche aufstellbar.
Der verwendete Schlauch zur Verdrängung der zu fördernden Flüssigkeit ist zweckmäßigerweise aus einem elastischen Material hergestellt, das sich nach der Druckbeaufschlagung auf ein geringes Volumen zurückzieht.
Damit bei dieser Pumpe die Förderung nicht durch den sich beim Pumpenhub ausdehnenden Schlauch behindert wird, ist im Pumpengehäuse parallel zu dem den Verdränger bildenden Schlauch ein Röhrchen oder ein kleiner Schlauch angeordnet, durch das die zu fördernde Flüssigkeit auch dann noch fließen kann, wenn der unter Druckluft aufgeblähte Schlauch den ganzen Innenraum des Pumpengehäuses ausfüllt. Anstelle dieses Röhrchens oder schmalen Schlauches kann auch in der Innenwand des Pumpengehäuses eine Nut vorgesehen sein.
Das Röhrchen dieser Pumpe ist zweckmäßigerweise an seinen beiden Enden mit einem Schlitz oder Loch in seiner Wandung versehen, damit die zu fördernde Flüssigkeit ungehindert in das Röhrchen hinein- und wieder herausfließen kann.
An dieser Pumpe kann an dem Stopfen mit der Einlaßöffnung vor diesem ein Filter angebracht sein, wenn man die Förderung von Schlamm oder Gesteinstrümmern vermeiden will.
Bei dieser Pumpe kann das Pumpengehäuse einen kreisförmigen oder vieleckigen Querschnitt aufweisen.
Vorteilhaft ist es bei dieser Pumpe , daß das Pumpengehäuse an seinen beiden Enden ein Innengewinde aufweist, in die die Stopfen abgedichtet eingeschraubt sind.
Die Konstrucktion dieser Pumpe wird besonders einfach, wenn die Auslaßöffnung des Auslaßstopfens auf der dem Pumpengehäuse zugewandten Seite einen den Innendurchmesser verkleinernden Absatz, der den Ventilsitz des Rückschlagventiles bildet. Auf der dem Pumpengehäuse abgewandten Seite ist ein Anschlußstopfen mit Innengewinde für den Anschluß des Förderschlauches vorgesehen, der gleichzeitig die Bewegung der Kugel begrenzt.
Die Konstruktion dieser Pumpe kann auch dadurch sehr einfach gestaltet werden, daß der Stopfen mit der Einlaßöffnung einen den Ventilsitz bildenden Absatz in der Einlaßöffnung aufweist, und daß der Stopfen auf der dem Absatz entlegenen Seite einen die Förderrichtung querenden Stift und an seiner Außenseite an beiden Enden je ein Gewinde für den Anschluß des Pumpengehäuses auf der einen Seite und für den Anschluß eines Filters auf der anderen Seite aufweist.
Bei dieser Pumpe kann es zweckmäßig sein, daß das Pumpengehäuse aus Kunststoff gefertigt ist und die Stopfen aus Metall.
Es kann aber auch zweckmäßig sein, daß das Pumpengehäuse und die Stopfen aus Kunststoff gefertigt sind und miteinander verklebt, verschraubt und oder verschweißt sind.
Bei der Anbringung eines Filters vor der Eingangsöffnung an der Pumpe ist es vorteilhaft, wenn der Filter den gleichen oder einen geringeren Durchmesser als das Pumpengehäuse hat.
Die Drucklufterzeugung und -steuerung beim Betrieb dieser Pumpe kann mit einer einfach aufgebauten handbetriebenen Pumpe erfolgen, die sich von einer Fahrradluftpumpe nur dadurch unterscheidet, daß eine doppelt wirkenden Kolbendichtung und eine Bohrung im Oberteil an einer Stelle vorgesehen ist, die unter dem oberen Totpunkt der Kolbenbewegung liegt.
Diese Pumpe ist nicht nur für geologische Untersuchungen und Grundwassererkundungen einsetzbar, sie kann wegen der Möglichkeit, sie mit sehr kleinen Abmessungen zu bauen, auf vielen technischen Gebieten zum Einsatz kommen, so in der Medizin, wegen der Möglichkeit, sie aus nicht korrodierenden Teilen und nicht rotierenden oder gleitenden Teilen zu fertigen, in chemischen Labors, in der Raumfahrt und vielen anderen Anwendungsgebieten.
Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Querschnitt durch die Pumpe,
2 einen Querschnitt durch den Pumpenantrieb.
Die Pumpe der 1 ist ein aus einem langgestreckten Rohr, das an beiden Enden mit einem Stopfen verschlossen ist, bestehendes Gebilde, zu dem axial angeschlossene Leitungen führen. Dadurch kann man sie durch ein Bohrloch von geringem Durchmesser zu ihrem Einsatzort herablassen. Betrieben wird die Pumpe der 1 mittels eines in 2 dargestellten Pumpenantriebes durch ein Druckmedium. Der Pumpenantrieb kann weitab von der Pumpe aufgestellt werden. Im Pumpenantrieb wird Druck für die Pumpenhübe erzeugt und gesteuert.
Das in 1 dargestellte rohrförmige Pumpengehäuse 1 ist an beiden Enden durch einen Stopfen 2,3 verschlossen. Der Stopfen 2 auf der Zuflußseite ist mit einer Durchgangsbohrung 4 versehen, die einen Absatz 5 als Ventilsitz aufweist und die eine Kugel 6 als Ventilkörper aufnimmt. Damit die Kugel 6 nicht aus der Bohrung 4 in das Pumpengehäuse 1 entweichen kann, wird die Bohrung 4 durch einen Zapfen 7 durchquert. Auf das Außengewinde 8 des eingangsseitig angeordneten Stopfens 2 ist das eine mit Innengewinde versehene Ende des Pumpengehäuses 1 abgedichtet aufgeschraubt. Somit bildet der eingangsseitige Stopfen 2 das eingangsseitige Ventil, das öffnet, wenn Flüssigkeit in das Pumpengehäuse 1 eindringen will, und das schließt, wenn Flüssigkeit aus dem Pumpengehäuse 1 herausfließen möchte.
Der ausgangsseitige Stopfen 3 ist mit zwei Durchgangsbohrungen 9,14 versehen. Die eine Durchgangsbohrung 9 nimmt eine Kugel 10 als Ventilkörper auf und ist mit einem durchmesserverkleinernden Absatz 11 versehen. Sie dient wiederum als Ventil für die zu fördernde Flüssigkeit. Dieses Ventil öffnet, wenn auf die im Pumpengehäuse befindliche Flüssigkeit Druck ausgeübt wird und die Flüssigkeit aus dem Pumpengehäuse austreten möchte und es schließt, wenn Flüssigkeit in das Pumpengehäuse durch Rückfluß eintreten will.
In das Ende der Durchgangsbohrung 9 ist ein Anschlußstutzen 12 mit Außengewinde für den nicht dargestellten Förderschlauch bzw für das Förderrohr abgedichtet eingeschraubt. Dieser Anschlußstutzen 12 weist am zum Pumpengehäuse 1 gerichteten Ende eine Nut 13 auf; die auch bei anliegender Kugel 10 eine Durchflußmöglichkeit für die zu fördernde Flüssigkeit gewährleistet.
Die zweite Durchgangsbohrung 14 im Stopfen 3 dient zum Einbringen des Druckmittels in das Innere des Pumpengehäuses 1. Nach außen befindet sich in der Durchgangsbohrung 14 ein Anschlußstutzenen 15, nach innen in das Pumpengehäuse 1 ragt aus der Durchgangsbohrung 14 ein weiterer Anschlußstutzen 16 für einen Schlauch 17 oder Beutel, der der Verdrängung von im Pumpengehäuse befindlicher Flüssigkeit dient. Der Schlauch 17 ist an seinem in das Pumpengehäuse 1 frei hineinragenden Ende durch einen auf das Schlauchende aufschraubbaren Verschluß 18 verschlossen. Der Schlauch 17 bzw. ein ihn ersetzender Beutel sind zweckmäßigerweise aus einem elastischen Material hergestellt. Parallel zu dem Schlauch 17 ist ein Röhrchen 19 angeordnet. Dieses ist zweckmäßigerweise etwas länger als der Schlauch 17 ausgeführt und weist an seinen Enden je mindestens eine Nut 20 auf, die immer, wie weit der Schlauch 17 in aufgeblasenem Zustand das Pumpengehäuse auch ausfüllen mag, eine Möglichkeit des Einfließens und Durchfließens von zu fördernder Flüssigkeit durch das Pumpengehäuse 1 offenhält.
Um das Eindringen von Schlamm, Schmutz und Gesteinstrümmern in das Pumpengehäuse 1 zu vermeiden, kann vor dem Einlaßstopfen 2 ein Filter 29 angebracht werden. Ist dieser mit einem Innengewinde versehen, kann er auf ein am Stopfen 2 eingeschnittenes Außengewinde 30 aufgeschraubt werden.
Die beschriebene Pumpe funktioniert folgendermaßen:
Durch das aus den Teilen 4,5,6,7 bestehende Ventil im Eingangsstopfen 2 läuft zu fördernde Flüssigkeit in das Pumpengehäuse 1 ein oder wird in dieses eingesogen. Da das aus den Teilen 4,5,6,7 bestehende Ventil ein Rückschlagventil ist, vermag zu fördernde Flüssigkeit wohl in das Pumpengehäuse hineinzulaufen aber durch dieses Ventil nicht wieder herauszulaufen.
Ist Flüssigkeit in das Pumpengehäuse gelangt, wird durch den Anschlußstutzen 15 unter Druck stehendes Fördermittel in den Schlauch 17 gegeben. Das Fördermittel bläht den Schlauch 17 auf, dadurch wird zu fördernde Flüssigkeit aus dem Pumpengehäuse 1 durch das im Ausgangsstopfen 3 befindliche, aus den Teilen 9,10, 11 bestehende Ausgangsventil herausgedrückt. Da das aus den Teilen 9,10,11 bestehende Ausgangsventil ein Rückschlagventil ist, kann die zu fördernde Flüssigkeit durch dieses Ventil das Pumpengehäuse wohl verlassen, aber nicht wieder in das Pumpengehäuse 1 zurückströmen.
Sodann wird das unter Druck stehenden Fördermittel wieder aus dem Schlauch 17 herausgelassen. Der Schlauch zieht sich elastisch in seine Ausgangsform zurück. Der dabei auftretende verminderte Druck bzw. Unterdruck im Pumpengehäuse 1 saugt durch das im Stapfen 2 befindliche Eingangsventil zu fördernde Flüssigkeit in das Pumpengehäuse 1 bzw. läßt zu fördernde Flüssigkeit in das Pumpengehäuse hineinlaufen. Die Pumpe ist dann für den nächsten Pumpenhub bereit.
Für diese Pumpe der 1 kann ein in 2 in seiner einfachsten Farm dargestellter Pumpenantrieb zum Einsatz kommen. Dieser besteht aus einem Druckrohr 21, das an seinem oberen Ende durch einen mit einer Durchgangsöffnung versehenen Stopfen 22 und an seinem unteren Ende mit einem die zur Pumpe führende Druckleitung 23 aufnehmenden Stopfen 24 verschlossen ist. In dem Druckrohr ist am oberen Ende eine kleine Bohrung 31 vorgesehen. In diesem Druckrohr 21 ist verschiebbar ein Kolben 25 mit einer doppelt wirkenden Dichtungsmanschette angeordnet, der an einer durch den Stopfen 22 sich erstreckenden Kolbenstange 26 befestigt ist. An dieser ist hinwiederum ein Handgriff 27 befestigt, mit dem die Kolbenstange 26 und der Kolben 25 wie bei einer Fahrradpumpe bewegt werden.
Das Druckrohr 21 und der Stopfen 24 stehen auf einer Fußplatte 28.
Diese sehr einfache Aufführung einer Pumpe mit einem entfernt aufstellbaren Pumpenantrieb kann jedermann mit einem Bohrgerät geringen Durchmessers leicht tragen und ohne weitere Hilfe allein zum Einsatz bringen.

1: Pumpengehäuse
2: Stopfen
3: Stopfen
4: Bohrung
5: Absatz
6: Kugel
7: Zapfen
8: Außengewinde
9: Durchgangsbohrung
10: Kugel
11: Absatz
12: Anschußstutzen
13: Nut
14: Durchgangsbohrung
15: Anschlußstutzen
16: Anschlußstutzen
17: Schlauch
18: Verschluß
19: Röhrchen
20: Nut
21: Druckrohr
22: Stopfen
23: Druckleitung
24: Stopfen
25: Kolben
26: Kolbenstange
27: Handgriff
28: Fußplatte
29: Filter
30: Außengewinde
31: Bohrung

Claims

Druckmittelbetriebene Pumpe zum Fördern von Flüssigkeiten, bestehend aus einem Pumpengehäuse mit einer Einlaßöffnung und einer Auslaßöffnung, einem im Pumpengehäuse angeordneten druckmittelbetriebenen Verdränger und zwei an den Ein- und Auslaßöffnungen angeordneten Rückschlagventilen, wobei die das Druckmedium erzeugende und steuernde Vorrichtung außerhalb des Pumpengehäuses angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse (1) die langgestreckte Form eines Rohres oder wenig elastischen Schlauches hat, daß das Pumpengehäuse (1) an beiden Enden durch je einen Stopfen (2,3) verschlossen ist, der in seinem Inneren je ein Rückschlagventil enthält, daß die Rückschlagventile in gleicher Richtung wirkend angeordnet sind, daß im Inneren des Pumpengehäuse (1) als Verdränger ein elastischer Schlauch (17) oder Beutel mit undurchlässigen Wandungen angeordnet ist, daß der eine Stopfen (3) eine an die Förderleitung angeschlossene Durchgangsöffnung (9) sowie eine weitere an den Verdränger (17) einerseits und an die das Druckmedium erzeugende und steuernde Vorrichtung andererseits angeschlossene Durchgangsöffnung (14) aufweist, während der andere Stopfen (2) eine den Einlaß für die zu fördernde Flüssigkeit bildende, durch ein Rückschlagventil verschlossene Durchgangsöffnung (4) aufweist.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Pumpengehäuse (1) parallel zum den Verdränger bildenden Schlauch (17) ein Röhrchen (19) angeordnet ist.
Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrchen (19) an seinen beiden Enden mit einem Schlitz (20) oder Loch in seiner Wandung versehen ist.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Stopfen (2) mit der Einlaßöffnung (4) vor dieser ein Filter (29) angebracht ist.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse (1) einen kreisförmigen oder vieleckigen Querschnitt aufweist.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse (1) an seinen beiden Enden ein Innengewinde aufweist, in die die Stopfen (2,3) abgedichtet eingeschraubt sind.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsbohrung (9) des Auslaßstopfens (3) auf der dem Pumpengehäuse (1) zugewandten Seite einen den Innendurchmesser verkleinernden Absatz (11), der den Ventilsitz des Rückschlagventiles bildet, und auf der dem Pumpengehäuse (1) abgewandten Seite ein Innengewinde für den Anschluß des Anschlußstutzens (12) für den Förderschlauch aufweist.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (2) mit der Einlaßöffnung (4) einen den Ventilsitz bildenden Absatz (5) in der Einlaßöffnung (4} aufweist, und daß der Stopfen (2) auf der dem Absatz (5) entlegenen Seite einen die Förderrichtung querenden Stift (7) und an seiner Außenseite an beiden Enden je ein Gewinde für den Anschluß des Pumpengehäuses (1) auf der einen Seite und für den Anschluß des Filters (29) auf der anderen Seite aufweist.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse (1) aus Kunststoff oder Metall gefertigt ist und die Stopfen (2,3) aus Metall.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse (1) und die Stopfen (2,3) aus Kunststoff gefertigt sind und miteinander verklebt, verschraubt und/oder verschweißt sind.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Schlauch (17) zur Verdrängung der zu fördernden Flüssigkeit aus einem elastischen Material hergestellt ist, das sich nach der Druckbeaufschlagung auf ein geringes Volumen zurückzieht.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Anbringung eines Filters (29) vor der Ein gangsöffnung an der Pumpe das Filter den gleichen oder einen geringeren Durchmesser als das Pumpengehäuse (1) hat.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucklufterzeugung und -steuerung beim Betrieb dieser Pumpe mit einer einfach aufgebauten handbetriebenen Pumpe erfolgt, die sich von einer Fahrradluftpumpe nur daduch unterscheidet, daß eine doppelt wirkende Kolbendichtung und eine kleine Bohrung am oberen Ende des Pumpenzylinders vorgesehen ist.