DE20264C - Neuerungen an hydraulischen Wasserhebe-Apparaten - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 59: Pumpen.

Das Princip, auf welchem der Hebeapparat beruht, ist folgendes:

Irgend eine in einem Behälter befindliche Flüssigkeit, welche mit und infolge der Bewegung dieses Behälters mit einer gewissen Geschwindigkeit bewegt wird, behält die Richtung dieser Bewegung noch bei, wenn die Bewegung des sie umschliefsenden Behälters entweder aufgehört oder sich in die entgegengesetzte verwandelt hat. Erlaubt dieser Behälter den Austritt der Flüssigkeit, so wird die letztere nach dem angeführten Princip aus dem Behälter ausfliefsen, wenn derselbe aufhört, sich in der anfänglichen Richtung zu bewegen.

Die Neuerungen bestehen in der Art und Weise der Anwendung dieses Princips zum Heben von Flüssigkeiten. Als Flüssigkeitsbehälter werden ein oder zwei Paare von sich abwechselnd hebenden und senkenden Rohren angewendet, welche an ihrem unteren Ende in die zu hebende Flüssigkeit eintauchen, daselbst mit einem Ventil versehen sind und an ihrem oberen Ende einen Ausflufs haben.

Auf beiliegenden Zeichnungen stellt Fig. 1 das untere Ventil, welches die Flüssigkeit einläfst, mit dem Steigrohr im Schnitt dar.

Fig. 2 bis 4 sind verschiedene Ausgufsöffnungen an den oberen Enden der Steigrohre.

Fig. 5 zeigt die Vereinigung zweier Steigrohre zu einem einzigen Ausgufsrohr, welches feststeht, während die Steigrohre sich in den unteren Gabelrohren auf- und abbewegen; die Strömung der Flüssigkeit ist durch Pfeile angedeutet.

Fig. 4 a und 5 a zeigen die Verbindung des unteren Endes eines sich auf- und abbewegenden Steigrohres mit einem auf · dem Boden des Brunnens befestigten Saugventil und einem im Steigrohr angeordneten Druckventil.

Fig. 6 zeigt einen Hebeapparat mit Balancierbewegung.

Fig. 7 stellt einen Bewegungsmechanismus mit doppelten Zahnrädern zum Betrieb von einem Paar Steigrohren dar.

Fig. 8 und 9 sind einzelne Theile dieses Mechanismus.

Fig. 10 zeigt den Betrieb von zwei Steigrohren durch Kurbelbewegung, und

Fig. 11 denjenigen von acht Steigrohren vermittelst zweier Kurbeln.

Fig. 12 ist ein Betriebsmechanismus für einen Hebeapparat mit Schraubenfeder, welche an dem unteren Ende des Steigrohres befestigt ist. Mit Hülfe eines Schwungrades und einer Kurbel wird hier die Bewegung des Steigrohres bewirkt und das Gewicht der Flüssigkeit durch die ausdehnende Kraft einer Schraubenfeder ausgeglichen.

Fig. 13. ist eine veränderte Construction dieses Hebeapparates, bei welchem die Schraubenfeder durch zwei parallele flache Federn ersetzt ist.

Fig. 14 zeigt eine selbsttätige Vorrichtung zum Balanciren der gehobenen Flüssigkeit.

Fig. 14 a sind Details dieser Vorrichtung.

Fig. 15 bis 20 zeigen verschiedene Arten der Lufteinführungen in das zum Heben der Flüssigkeit bestimmte Steigrohr.

Auf allen diesen Figuren sind die Steigrohre mit A und A¹ bezeichnet, während die in den unteren Erweiterungen B befindlichen Ventile mit C bezeichnet sind.

Fig. 7 zeigt einen Hebeapparat, bei welchem die Steigrohre AA¹ an dem unteren Gelenk O zweier Stangen L K aufgehängt sind. Der Mechanismus der Fig. 7 enthält für jedes Steigrohr ein solches Gelenk, während durch die Klemmbacken MM¹ und NN¹, Fig. 8, zwei Steigrohre A und A¹ an ein einziges Gelenk gehängt sind. An den Stangen L und K sind Löcher angebracht, mit welchen dieselben auf Zapfen an der äufseren Seite der Zahnräder D B aufgesteckt werden.

Je nachdem diese Zapfen weiter oder näher an dem Mittelpunkt der Räder eingeschraubt werden, wird der Hub der betreffenden Gelenke 0 und der Steigrohre A A^x ein anderer.

An den entgegengesetzten Enden der Achsen H und G, welche die Räder D und B tragen, sitzen die Räder E und C, welche zur Bewegung der Steigröhre A dienen.

Auf der Achse H sitzt ein Schwungrad V und auf der Achse G ein Trieb F, welches durch das Zahnrad J vermittelst Kurbel oder durch irgend einen Motor getrieben werden kann.

Die Zapfen des Zahnräderpaares DB sind auf der diametral gegenüberliegenden Seite der Zapfen des Zahnräderpaares E C angebracht, wie auf Fig. 9 dargestellt, wodurch bewirkt wird, dafs während des Aufsteigens des einen Gelenkes O mit dem daran hängenden Rohr A¹ das andere Gelenk O¹ mit dem Rohr A herabgeht.

Bei diesem Apparat ist die Geschwindigkeit der Bewegung der Gelenke O O¹ beim Aufgang verschieden von derjenigen des Niederganges.

Durch das Austreten der Flüssigkeit am Ende der aufwärtsgehenden Bewegung des Steigrohres verliert dieses Rohr an Gewicht und das Gleichgewicht zwischen diesem und dem gleichzeitig herabgehenden Rohr würde gestört sein, wenn nicht durch Einrichtungen verschiedener Art für Ersetzung des Gewichtsverlustes gesorgt würde.

Es kann dies entweder durch Anbringung eines Schwungrades oder durch Federkraft geschehen; wo diese beiden Mittel eben nicht anwendbar sind, kann ein abwechselnd durch die gehobene Flüssigkeit selbsttätig wirkendes Gegengewicht angewendet werden. Diese Einrichtung ist durch Fig. 14 dargestellt.

Die beiden Steigrohre AA¹ sind in einer gewissen Höhe mit den inneren doppelten Klappen JJ und J' J¹ versehen, deren verticale Entfernung gröfser wie die Hubhöhe sein mufs. Diese Klappen öffnen sich nach oben, sobald die Ausströmung der Flüssigkeit beginnt, und schliefsen wieder beim Niedergang der Rohre, indem sie wieder durch ihr Gewicht herabfallen.

Mit einem jeden Klappenpaar JJ und J¹ _/' steht die Lilie eines Dreiweghahnes R in' Verbindung, der in einem seitlichen verticalen, feststehenden Rohr V sitzt. Dieses Rohr communicirt oben mit dem Leitungsrohr Y Y¹ und in seinem unteren offenen Ende bewegt sich das mit den Steigrohren fest verbundene und mit denselben sich auf- und abbewegende, unten geschlossene Rohr Z Z¹ zum Tragen der durch die Drehung des Hahnes R in dasselbe fliefsenden Flüssigkeit. Die Lilie, wie auf Fig. 14a zu sehen, ist mit einer Bohrung versehen , welche das Leitungsrohr Y Y¹ mit dem Gegengewichtsrohr Z Z¹ verbindet, und mit einer Winkelbohrung, durch welche das letztere Rohr mit einem seitlich angebrachten Reservoir XX¹ in Verbindung gesetzt wird.

Durch die aufwärtsströmende Flüssigkeit beim Ausfliefsen aus den Steigrohren werden die Klappen JJ¹ gehoben und vermittelst der Bogen c c^l und Stangen T die Bewegung der Klappen auf eine horizontale Stange, welche mit dem Auge O die Stange T umfafst und in den Armen K geführt ist, übertragen. Diese Stange wirkt mittelst eines Gelenkes auf einen an dem Kopf der Lilie sitzenden Arm und dreht die Lilie so, dafs die Verbindung zwischen Y und Z durch das Rohr V hergestellt ist (s. Stellung Fig. 14 a). Die Weite des Rohres Z und die Bohrung des Hahnes R sind so gewählt, dafs das Gewicht der in dem Rohr ZZ' ruhenden Flüssigkeit gleich dem Gewicht der ausströmenden Flüssigkeit ist.

Sobald die nach oben wirkende Strömung der Flüssigkeit im Steigrohr aufhört, fallen die Klappen cc¹, und die Stellung der Lilie wird so, dafs das Rohr ZZ¹ hur mit dem Reservoir XX¹ communicirt, während die Verbindung mit dem Leitungsrohr Y Y¹ geschlossen wird. Demnach haben die nach abwärts sich bewegenden Gewichtsrohre Z Z¹ bei dieser Bewegung nur das Gewicht der in ihnen und dem oben offenen Reservoir XX¹ befindlichen Flüssigkeit zu tragen.

Ein wesentlicher Theil der Neuerung besteht in der Einführung von Luft in die im Steigrohr befindliche Flüssigkeit.

Durch dieselbe wird das Gewicht der im Steigrohr zu hebenden Flüssigkeit während der Hebung bedeutend vermindert, während die gehobene Flüssigkeitsmenge dieselbe bleibt. Dies gilt für Steigrohre von jeder beliebigen Höhe. Verschiedene Arten dieser Lufteinführung sind durch die Fig. 15 bis 20 abgebildet.

Bei den Fig. 15, 16, 17 und 18 wird das Eindringen der Luft unter das Ventil C durch ein oder mehrere Luftrohre D vermittelt. Das obere Ende dieses Rohres ist mit einem Lufteinlafsventil F versehen, während sich am unteren Ende ein Ventil E befindet, durch welches die zu hebende Flüssigkeit beim Aufgang des Steig-

rohres am Eindringen in das Rohr D verhindert wird, während beim Niedergang des Steigrohres sich die. Ventile F und E des am Steigrohr befestigten Luftrohres öffnen.

Es mufs natürlich dieses letztere Rohr so hoch sein, dafs das Ventil F beim tiefsten Stand des Steigrohres noch aufserhalb der Flüssigkeit steht.

Fig. 16 und 17 zeigen eine kreisförmige Lufteinführung durch vier Rohre D.

Fig. 18 zeigt die Art und Weise, wie das obere Ende des Luftrohres D mit einem feststehenden Cylinder H verbunden ist, an dessen Boden sich ein Saugventil J befindet, während das bewegliche Ventil K als Druckventil wirkt, und auf diese Art eine ^Luftdruckpumpe die Luft durch das Rohr D und das Ventil E unter das Hebeventil C des Steigrohres A beim Niedergang dieses Rohres einpumpt. Bei der Fig. 19 ist der Cylinder H durch ein biegsames Rohr M ersetzt, welches an dem oberen Ende des Luftrohres befestigt, die Stelle der Druckpumpe der Fig. 18 ersetzt.

Fig. 20 zeigt eine Lufteinführung, welche sich beim Aufgang, also beim Heben der Flüssigkeit, vollzieht, welches dadurch erreicht wird, dafs das obere offene Ende P des Luftrohres D bei seiner aufwärtssteigenden Bewegung comprimirend auf die im gebogenen Druckcylinder H befindliche Luft wirkt und dieselbe durch das Druckventil K nach dem unteren Einströmungsventil E treibt.

Durch die Hähne O kann die Menge der einzuführenden Luft regulirt werden. Diese Lufteinführung kann sowohl bei Steigrohren mit einem einzigen unteren Hebeventil, als auch bei denen mit beweglichem Ventil N und unterem feststehenden Saugventil J, wie auf Fig. 4 a und 5a, angewendet werden. Auch kann die Einführung der Luft durch solche Einrichtungen bewerkstelligt werden, welche unabhängig von der Bewegung der Steigrohre sind, indem man z. B. Ventilatoren, Luftpumpen oder ähnliche zu diesem Zwecke gebräuchliche Apparate verwendet.

Claims (3)

Patent-Ansprüche: An hydraulischen Hebeapparaten, bei welchen eine Flüssigkeit durch bewegliche Steigrohre gehoben werden kann:

1. Der in Fig. 7, 8 und 9 dargestellte Bewegungsmechanismus , bei welchem die Bewegung der Steigrohre durch die Zahnräder BCDEm Verbindung mit den das Gelenk O bildenden Stangen KL hervorgebracht wird.

2. Der durch Fig. 14 und 14 a dargestellte Apparat zur Ausgleichung des durch die ausfliefsende Flüssigkeit erzeugten Gewichtsverlustes, bestehend aus den in feststehenden Nebenrohren V V mit den Steigrohren A A ¹ sich auf- und abbewegenden Gewichtsrohren Z Z¹ und dem Dreiweghahn R, dessen Drehung durch die durch die Stange T mit einander verbundenen Klappen c c^l bewirkt wird, um die Verbindung der Rohre Z Z' abwechselnd mit den Leitungsrohren Y Y¹ oder den Reservoirs XX¹ herzustellen.

3. Die Einführung von Luft in das Steigrohr A zum Zwecke der Verminderung des Gewichts der zu hebenden Flüssigkeit durch sich mit dem Steigrohr A auf- und abbewegende , mit Ventilen versehene Luftrohre D, vermittelst welcher die Luft entweder beim Niedergang des Rohres A unter das Hebeventil C einströmt, wie auf Fig. 15, 16, 17, 18 und 19, oder bei der aufwärtsgehenden Bewegung dieses Rohres, wie durch die Einrichtung Fig. 20.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.