DE2102386A1

DE2102386A1 - Behalterlose, automatische Wasser Versorgungsanlage

Info

Publication number: DE2102386A1
Application number: DE19712102386
Authority: DE
Inventors: Floyd M Little Rock Ark Nash (V StA) P
Original assignee: Jacuzzi Brothers Inc
Current assignee: Jacuzzi Brothers Inc
Priority date: 1970-04-15
Filing date: 1971-01-19
Publication date: 1971-11-04
Also published as: US3876336A; ZA71349B; SE411572B; BR7100742D0; FR2092270A5; CA931465A; GB1293996A; ES388113A1

Description

D R.-I NG. DIPL-INQ. G. R IEE LI NG

PATENTANWALT

Mein Zeichen

319B-14/1 o/Ulm

Bitte in der Antwort wiederholen

Ihr Zeichen

Betreff:

Ihre Nachricht vom

Meine Nachricht vom

Jacuzzi Bros. Incorporated

11511 New Benton Highu/ay, Little Rock,

Arkansas/USA

899 Lindau (Bodensee)

Rennerle 10 Postfach 365

18. Januar 1971

Behälterlose, automatische lUasseruersorgungsanlage.

Die Erfindung betrifft Uiasserv/ersorgungsanlagen und insbesondere eine automatische UJasserv/ersorgungsanlage,

""ornsprecher: Lindau (06382) 0Θ1 7 <fi.: Kwnpton Fu 26St M7

eiber: Sprechzeit: flanickonten:

05 4374 patent d nach Vereinbarung Bayer.Staatsbank Lindau (B) Nr. 1562

Bayar.Hypothakan-WachMlbank LindauNr.278920

Poitjchei.kkor.tc München 2i 5

-Z-

Frühere UJasserversorgungsanlagen umfassten die Verwendung eines hoch angebrachten Behälters, von welchem Uiasser durch Schwerkraft zugeführt wurde. Vor vielen Jahren begann der hydropneumatisch^ Behälter den erhöht angebrachten Behälter zu ersetzen, weil er billiger war, weniger Platz erforderte und im allgemeinen höheren Druck und frischeres UJasser erlaubte.

Eine anschliessende und entschiedene Verbesserung gegenüber dem erwähnten hydropneumatischen Behälter ist in dem US-Patent Nr. 3.394.733 offenbart, wobei diese patentierte Anlage ein Abnehmerspeicherbauteil verwendet, das ein der Atmosphäre ausgesetztes aufblasbares Rohr von angemessener Aufnahmefähigkeit umfasst, welches mit der Anschlussleitung der Anlage in Fließverbindung steht.

Solche hydropneurijatischen Behälter und Anlagen, die diese Bauteile verwenden, führten jedoch ein Problem des periodisch wiederholten Inbetriebsetzens der Pumpe mit entsprechenden Schwankungen des Leitungsdruckes ein. Anschliessende Verbesserungen

109845/ 1 051

haben aine Verminderung der Frequenz des wiederholten Pumpenbetriebes in solchen UJasserversorgungsanlagen erlaubt, aber das Problem bleibt, obwohl verbessert, bestehen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine neuartige und verbesserte automatische UJasserversorgungsanlage zu schaffen, bei welcher die Frequenz des wiederholten Inbetriebsetzens der Pumpe im wesentlichen ausgeschaltet ist, während sie den Betriebsbedarf deckt, wobei die Anlagen nur bei Bedarf arbeiten, und U/asser bei im wesentlichen konstantem Druck zuführt, und keine Speicherbehälter erforderlich sind.

Weitere Aufgaben der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform derselben in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen zum Ausdruck gebracht.

Es zeigt:

Fig.-1 eine Ansicht einer die vorliegende Erfindung verkörpernden automatischen Ulasserversorgungsanlage;

10984 5/1051

Fig. 2 eine Schnittansicht einer Ventilanordnung, die einen kritischen Teil der Anlage von
Fig. 1 bildet;

Fig. 3 ein Aufriß der Ventilanordnung von Fig. 2j

Fig. 4 eine Ansicht einer Modifikation der Anlage v/on Fig. 1 ;

Fig_e 5 eine Schnittansicht einer Ventilanordnung,

die in der Anlage von Fig. 4 verwendet wird;

Fig. 6, 7 und 8 charakteristische Leistungskurven der zu/ei veranschaulichten Anlagen und die Leistungskurve einer vergleichbaren Anlage, die einen Abnehmerspeicherbehälter verwendete

^ Die bevorzugte Form der Anlage der Erfindung umfasst

eine Pumpe 1, die durch einen Motor 3 angetrieben tuird, welcher auf geeignete lUeise damit verkuppelt ist.

Die Pumpe saugt Wasser von einer geeigneten Quelle, u/ie beispielsweise von einem Brunnen 5 mittels einer

109845/1051

Saugleitung 7, die an einem Ende mit der Ansaugseite der Pumpe v/erbunden ist, und sich in den Brunnen hinunter erstreckt, wo sie unterhalb der UJasseroberflache in einem Grundventil 9 endeto Das somit aus dem Brunnen 5 gesaugte Wasser wird über eine Anschlussleitung 11 ausgestoßen, die sich von der Auslaßseite der Pumpe 1 zum Anschluss erstreckt, ωά/sie in einem steuerbaren l/entil 13, wie beispielsweise einem Hahn oder dergleichen endet.

Gemäss der vorliegenden Erfindung ist eine Schaltanordnung 21 in der Anlage eingebaut, welche auf das Öffnen einer Anschlussleitung anspricht, um die Pumpe in Betrieb zu setzen und unverzüglich Wasser im wesentlichen bei konstantem Druck zu liefern, so lange ein Bedarf an Wasser in der Anlage besteht. Bei Beendigung des Wasserbedarfes wird die Schaltanordnung 21 unverzüglich in ihren früheren Zustand zurückgebracht, indem der Pumpenmotor abgeschaltet wird, um die Pumpe anzuhalten, welche bereit bleibt, ansprechend auf einen anschliessenden Wasserbedarf in dem System wieder eingeschaltet

— 6 —

109845/ 1051

zu werden.

Eine solche Schaltanordnung umfasst einen Druckschalter 23, eine variable Druckvorrichtung 25, tuelche in Fließverbindung damit steht und eine Ventilanordnung 27, welche das Aufbringen und Absperren von Druck an den Druckschalter steuert»

^ Der Druckschalter ist von herkömmlicher Bauart und ist geeignet, bei einem vorherbestimmten Druck zu schliessen und bei einem vorherbestimmten höheren Druck zu öffnen. Solche Druckschalter sind weitgehend bei bekannten UJasserversorgungsanlagen verwendet worden.

In solchen Anlagen arbeitete der Druckschalter, um den Pumpenmotor mit einer elektrischen Stromquelle zu verbinden, wenn sich die UJasserzufuhr in dem Speicherbehälter oder dem aufblasbaren Rohr auf einen Punkt niedrigen Druckes verminderte, zu welchem Zeitpunkt die Pumpe in Betrieb gesetzt wurde, um den Behälter oder die Rohrbauteile aufzufüllen, während ein bestehender Bedarf gedeckt wird.

109845/1051

Ulenn immer der hydropneumatische Behälter oder die Rohrbauteile ihren vollen Zustand erreichten, entsprechend der oberen Druckeinstellung des Druckschalters, schaltete der Druckschalter den Pumpenmotor ab und setzte die Pumpe still, worauf das Decken des anschliessenden Bedarfes auf den Behälter oder die Rohrbauteile übertragen uiurde. Wenn dieser Bedarf den Drujk in dem hydropneuraatischen Behälter oder den Rohrbauteilen zur unteren Druckeinstellung des Druckschalters brachte, wurde der Pumpenmotor erneut eingeschaltet und der Zyklus wiederholt,,

Der Druckschalter setzte demgemäss die Pumpe nur in Betrieb, nachdem der Inhalt des Speicherbehälters bis zu dem Punkt des niedrigeren Druckes geleert morden war und dieser Punkt wird begreiflicheru/eise nur nach vielen Wasserentnahmen erreicht.

In der Anlage der vorliegenden Erfindung arbeitet jedoch der Druckschalter eher in der Art eines An-Aus-Schalters, um den Pumpenmotor ansprechend auf jedes Öffnen eines Anschlussleitungsventils einzuschalten und nicht mit dem Einschalten des

109845/1051

-B-

Putnpenmotors so lange zu marten, bis ein Vorratsbehälter oder dergleichen in der Anlage im wesentlichen geleert morden ist.

Die variable Druckvorrichtung 25 ist von einer Bauart, u/elche auf den Druck in der Anschlussleitung ansprechen und auf den Druckschalter übertragen kann.

" In ihrer bevorzugten Form umfasst diese variable Druckvorrichtung ein aufblasbares Rohr 29 in einem Gehäuse 31 und steht in Fließverbindung mit der Pumpe 1 und der Anschlussleitung 11 und ist mit dem Druckschalter 23 gekoppelt.

Strukturell ist das aufblasbare Rohr 29 ein an einer Seite offenes Rohr, das axial von dem Gehäuse aufgenommen ufird, wobei in dem Gehäuse ausreichend Platz für die Expansion des Rohres infolge von in das Rohr " unter Druck gepumptem Wasser vorhanden ist. Eine Seite des Rohres steht in Fließverbindung mit der Pumpe und der Anschlussleitung über die Ventilanordnung 27, mährend die andere Seite des Rohres mit dem Druckschalter 23 gekoppelt ist, modurch der herrschende

109845/10-51

Druck des Wassers in dem Rohr auf den Druckschalter einwirken wird, um seine Betätigung zu bestimmen.

Das Innere des Gehäuses für das ausdehnbare Rohr steht über einen Auslaß 32 in dem Gehäuse mit der Atmosphäre in Verbindung, in welchem Fall diB variable Druckvorrichtung strukturell eine grosse Ähnlichkeit mit jener in dem oben erwähnten US-Patent aufweist. Ungeachtet solcher Ähnlichkeiten ist es wichtig zu bemerken, daß ein sehr wesentlicher Unterschied darin besteht, daß während das expandierbare Rohr in der bekannten Anlage eine Bedarfsspeichervorrichtung ist, um den Bedarf für einen Zeitraum zu decken und seine Aufnahmefähigkeit in Litern gemessen wird, die variable Druckvorrichtung der Anlage der vorliegenden Erfindung von solch geringer Aufnahmefähigkeit ist, daß.sie lediglich durch das Öffnen der Anschlussleitung unverzüglich entlastet wird, wodurch ein Schliessen des Druckschalters bewirkt wird, unmittelbar bei Entstehen eines Bedarfes von der Anschlussleitung, so daß die Pumpe unverzüglich in Betrieb gesetzt wird, um diesen Bedarf zufriedenzustellen. IYlIt anderen Worten, die

-1ο-

109845/1051

- 1ο -

Pumpe wird bei jedem Bedarf in Betrieb gesetzt.

Eine Aufnahmefähigkeit in der Grössenordnung von nur 34o Gramm (12 ounces) wird die Erfordernisse der vorliegenden Anlage erfüllen, uias vom Standpunkt der Grosse bedeutet, daß die variable Druckvorrichtung der vorliegenden Anlage nur ein Zehntel oder weniger der Grosse des bekannten Bauteils aufzuweisen braucht. Diese variable Druckvorrichtung wird zweckmässigerweise als Hflinizelle bezeichnet.

Für den zufriedenstellenden Betrieb der in Fig. 1 dargestellten Anlage ist die Zusammensetzung der Ventilanordnung 27 sehr wichtig, durch welche die variable Druckvorrichtung in Fließverbindung mit der Pumpe und der Anschlussleitung steht.

Diese Ventilanordnung umfasst einen Ventilkörper 33, der zum Anbringen in der Anschlussleitung 11 an den gegenüberliegenden Stirnseiten offen ist, und einen erweiterten Blittelabschnitt umfasst, durch den sich eine Trennwand erstreckt, die einen horizontalen Abschnitt 37 enthält, welcher mit einer Ventilöffnung

- 11 109845/1051

39 v/ersehen ist.

über dieser Uentilöffnung ist in dem Ventilkörper eine Öffnung mit einem Gewinde 43 fluchtend angeordnet, in der eine Fließuerbindung 45 eingebaut ist, die mit einem nach innen zeigenden den Fließdurchgang umgebenden Ventilsitz ausgebildet ist_o Somit stehen beide Ventilöffnungen einander fluchtend gegenüber.

Zwischen diesen Ventilsitzen ist eine Ventilanordnung eingebaut, welche ein Schließventil 51 enthält, das die Ventilöffnungen in der Trennwand überdeckt,und ein Absperrventil 53, das den Durchgang in der Fließverbindung 45 zu der variablen Druckvorrichtung überdeckt, wobei beide Ventile normalerweise in Sitzeingriff mit ihren naheliegenden Ventilsitzen durch eine Druckfeder 55 gedruckt werden, die unter Druck zwischen den zwei Ventilen eingebaut ist, wobei jedes Ende der Feder in einer Vertiefung sitzt, die dafür in dem naheliegenden Ventil vorgesehen ist.

Das Schliessventil 51 dichtet mit einem Dichtungsring 56 längs der Uiand der Ventilöffnung 39 und dichtet folglich vor der Vollendung ihres Weges in der Schließ^- richtung.

- 12 -

109845/1051

Beide Ventile 51, 53 »eisen zentrale Öffnungen 57 bzu/. 59 auf, welche zueinander ausgerichtet sind, zur Aufnahme eines Rohres 61, vorzugsweise aus Messing, das in der zentralen Öffnung 59 des Absperrventils 53 befestigt ist, u/ährend die Öffnung in dem Schließventil 51 ausreichend gross ist, um einen Auslaufdurchgang 63 durch dieses l/entil um das naheliegende Ende des Rohres vorzusehen«

Neben jedem Ende des Rohres 61 ist an jedem der beiden Ventile eine Anzahl von am Umfang im Abstand zueinander angeordneten Auflagen 67 angearbeitet, wobei jene auf dem Schließventil abwärts zeigen, und die an dem Absperrventil angebrachten, in die Fließverbindung zu der variablen Druckvorrichtung zeigen.

Eine Ventilscheibe 71 aus Gummi oder dergleichen Material überdeckt die Auflagen auf dem Schließventil und eine ähnliche Ventilscheibe 73 überdeckt die Auflagen des Absperrventils, wobei beide Scheiben durch einen Verbindungsdraht 75,vorzugsweise aus Messing, normalerweise in einer Stellung an den

- 13 -

109845/1051

Auflagen gehalten werden und der Draht durch eine Kunststoffuiulst 77 an jedem Ende in Berührung mit der naheliegenden Scheibe unter Spannung gehalten ist. Unter der Bedingung, u/enn sowohl das Schließventil, als auch das Absperrventil aufliegen, erlauben die Öffnungen zwischen den Auflagen 67 den Fluß der Flüssigkeit durch das Rohr 61.

Jedoch beim Heben oder Öffnen des Schließventils 51, wenn die Pumpe arbeitet, werden die damit verbundenen Auflagen von der Ventilscheibe 71 abgehoben und die Scheibe ist frei, um sich in eine Stellung über dem unteren Ende des Rohres zu bewegen und als ein Ventil zu wirken, und jenes Ende des Rohres ansprechend auf den Ausstoß von der Pumpe zu schliessen, wodurch der Eintritt des UJassers in das Rohr gesperrt wird, während Wasser von der Pumpe an die Anschlussleitung abgegeben wird_o Unter diesen Bedingungen kann der Pumpenausstoß nicht in das Rohr eintreten, um in die variable Druckvorrichtung zu gelangen. Folglich tritt der gesamte Ausstoß der Pumpe in die Anschlussleitung ein,

- 14 -

109845/1051

und der Druckschalter 23 kann nicht beeinflusst werden.

Wenn das Schließventil 51 geschlossen und das Absperrventil 53 offen ist, uias der Fall sein wird, luenn die Pumpe nicht arbeitet, und es uiird eine Anschlussleitung geöffnet, tuird sich die Uentilscheibe 71 mit dem Absperrventil 53 abwärts bewegen und uiird demgeraäss seine Relation bezüglich des naheliegenden Endes des Rohres beibehalten. U/ährend dies eine offene Fließverbindung zwischen der variablen Druckvorrichtung 25 und der Pumpe 1 freilässt, wird von der variablen Druckvorrichtung kein Fluß zur Pumpe stattfinden, aufgrund der Tatsache, daß der Bereich unter dem Schließventil 51 mit Flüssigkeit gefüllt ist. Die variable Druckvorrichtung tuird folglich ihren Inhalt unverzüglich an die Anschlussleitung abgeben, mann diese Leitung geöffnet uiird, wodurch hinsichtlich ihrer begrenzten Aufnahmefähigkeit der Druck in der variablen Druckvorrichtung rasch von der hohen Druckeinstellung des Druckschalters auf den niedrigeren Druck abfallen wird, bei ujelchem der Druckschalter

- 15 -

109845/1051

reagieren wird, um den Pumpenmotor einzuschalten, und die Pumpe in Betrieb zu setzen, um den bestehenden Bedarf zu decken.

Der Auslaufdurchgang 63 durch das Schließ\/entil 51 am unteren Ende des Rohres 61 führt im Betrieb der vorliegenden Anlage zwei luichtige Funktionen aus.

Erstens dichtet das Schließv/entil, wie bereits angeführt, uor der Vollendung seines vollen UJeges. Ohne einen solchen Auslaufdurchgang würde das zwischen der Pumpe und dem Schließventil eingeschlossene Wasser, da es inkompressibel ist, den beim Schliessen des infrage kommenden Ventils notwendigen Uberu/eg sperren.

Zweitens wird in dem Fall eines langsamen Auslaufens in der Anschlussleitung, wie es beispielsweise durch eine schadhafte Dichtung in einem Wasserhahn der Fall ist, ein Fließdurchgang von der variablen

Druckvorrichtung durch diese schadhafte Stelle *"

vorgesehen und ein langsames Ausströmen gleich dem Auslauf von der Anschlussleitung wird dazu dienen,

- 16 -

10984 5/1051

die Anschlussleitung \/oll zu halten, bis der Druck in der variablen Druckvorrichtung auf den Wert abfällt, bei u/elchem der Druckschalter den Pumpenmotor einschaltet und die Pumpe kann dann die variable Druckvorrichtung wieder auf ihren Schließdruck auffüllen. Solang ein solcher tropfender Hahn geduldet uiird, wird somit die Pumpe von Zeit zu Zeit betrieben, um eine volle h Anschlussleitung beizubehalten.

In e'inBr Anlage, wie beschrieben, ist einzusehen, daß bei voll gefüllter variabler Druckvorrichtung 25 die Anlage jederzeit betriebsbereit ist, und daß beim Öffnen einer Anschlussleitung die variable Druckvorrichtung unverzüglich Druck verlieren wird, bis zu dem Punkt des Auslösens des Druckschalters und der Inbetriebsetzens des Pumpenmotors, u/odurch die Pumpe dann ihren Betrieb aufnehmen und den herrschenden Bedarf decken u/ird, und die Anschlussleitung unter konstantem Druck hält, solang der Bedarf besteht. Die variable Druckvorrichtung und der Druckschalter bilden zusammen eine Schaltvorrichtung, tuelche auf das Öffnen der Anschlussleitung

- 17 -

109845/1051

anspricht, um die Pumpe in Betrieb zu setzen.

Während des Betriebes der Pumpe befindet sich die Ventilscheibe 71 in ihrer geschlossenen Stellung an dem Ende des Rohres 61 und sperrt somit jegliche Fließverbindung von der Pumpe zu der variablen Druckvorrichtung. Somit geht der gesamte Pumpen— ausstoß zur Anschlussleitung.

Bei dem Vorgang des Sperrens der Anschlussleitung schliesst das Ventil 51 und während des Schliessens öffnet die Ventilscheibe 71, wobei somit die variable Druckvorrichtung in Fließverbindung mit der Pumpe gebracht uiird, und die Pumpe bringt diese variable Druckvorrichtung unverzüglich mieder auf den Druck, bei welchem der Druckschalter den Pumpen— motor abschaltet und die Pumpe stillsetzt.

Die Variable Druckvorrichtung ist von solch begrenztem Volumen, daß sie ansprechend auf jedes Öffnen einer Anschlussleitung die Pumpe in Gang setzen wird und sollte nicht mit einem Bedarfsspeicherbehälter verwechselt werden, dessen Zweck es ist, den Verbraucher-

- 18 -

109845/1051

bedarf über einen Zeitraum bereitzustellen, was wiederholtes Öffnen der Anschlussleitung ohne einen Betrieb der Pumpe umfassen kann. Die hauptsächliche Funktion der Pumpe in einer solchen bekannten Anlage besteht darin, den Speicherbehälter mieder aufzufüllen, obwohl, uienn während diesem UJiederauffüllen ein Bedarf auftreten sollte, die Pumpe auch den Bedarf decken wird, obgleich der Grad der jeu/eiligen Versorgung variieren uiird, da die herrschenden Bedingungen variieren.

In einer in Fig. 4 veranschaulichten modifizierten Anlage der vorliegenden Erfindung ist der Druckschalter 23 direkt mit der Anschlussleitung 11 gekoppalt und zwar über eine Ventilanordnung 85, mährend die variable Druckvorrichtung 25 ohne ein dazwischen liegendes Ventil direkt an die Anschlussleitung angeschlossen ist.

Während die variable Druckvorrichtung und der Druckschalter in dieser Ausführungsform physikalisch nicht auf die selbe Weise, wie in der Ausführungsform von Fig. 1 aufeinander bezogen sind, verbleiben sie über einen dazwischen liegenden Teil, der dia beiden

- 19 -

109845/1051

verbindenden Anschlussleitung druckgekoppelt. Diese Ausführungsform gestattet jedoch eine vereinfachte Ventilanordnung, iuie sie in Fig. 5 der Zeichnungen veranschaulicht ist, auf weiche vermiesen wird.

In dieser Ventilanordnung meist der Ventilkörper 87 einen durchlaufenden Durchgang 89 auf, an dessen eine Seite die variable Druckvorrichtung 25 gekoppelt ist und mit dessen anderer Seite die Anschlussleitung 11 verbunden ist» Zwischen den Enden dieses Durchganges befindet sich eine Öffnung zum Anschliessen einer Fließverbindung 91 von der Pumpe. Diese Verbindung über.spannt ein Schließventil 93, ähnlich dem Schließventil 51,und umfasst einen Dichtungsring 95, wobei das Ventil durch eine an der Oberseite des Venfilgehäuses in einer dafür vorgesehenen Vertiefung 1o1 abgestützte Druckfeder 97 in seine Schließstellung gedrückt wird»

Im Zentrum der ringförmigen Vertiefung ist ein Durchgang 1o3 durch die Wand des Ventilgehäuses angebraucht, der in einem an das Gehäuse angegossenen

- 2o -

109845/1051

- 2ο -

Anschlussteil 1ο5 endet, welches eine Gewindeöffnung aufweist, an welche der Druckschalter gekoppelt ist, um ihn in Druckverbindung mit dem Inneren des l/entilgehäuses zu bringen.

Ein Scheibenventil 1o9 neben dem Eingang zu dem Durchgang ist axial auf einem Draht 111 befestigt, welcher an einem Ende das Schließventil 93 zentral durchläuft, und durch eine Biegung in dem Draht am Abziehen gehindert ist. An seinem anderen Ende tritt der Draht frei in den Durchgang 1o3 ein. Eine Schraubenfeder 112 unter Druck zwischen dem Schließventil 93 und dem Scheibenv/entil dient dazu, das Scheibenventil zu stabilisieren und die ordnungsgemässe Funktion desselben sicherzustellen.

Ein Auslaufdurchgang 113 zwischen dem Draht und dem Schließventil 93 gestattet den Überweg

" dieses Uentils, welcher der anfänglichen Dichtungs—

berührung durch den Dichtungsring 95 während des Schließens dieses l/entils folgt.

Das Scheibenventil auf dem Draht ist so angeordnet,

- 21 -

109845/1051

daß 8s anschliessend an das anfängliche Abdichten während des Überweges des schliessenden Ventils öffnen u/ird, um somit den Druckschalter den Druckbedingungen in der Anschlussleitung auszusetzen.

In der offenen Stellung des Schließventils, wenn die Pumpe die Anschlussleitung versorgt, wird das Scheibenventil an dem naheliegenden Ende des Durchganges 1o3 anliegen, um dadurch den Druckschalter von den in der Anschlussleitung herrschenden Bedingungen abzusperren.

Beim Betrieb der Anlage von Fig. 4 ist zu beobachten, daß im Ruhezustand der Anlage das Schließventil seine Schließstellung einnehmen uiird, wobei der Druckschalter den in der variablen Druckvorrichtung 25 bestehenden Druckbedingungen ausgesetzt ist_o

Beim Öffnen einer Anschlussleitung wird die variable Druckvorrichtung wie in der vorher beschriebenen Anlage von Fig. 1 unverzüglich entleeren und im Druck auf den U/ert abfallen, welcher den Druckschalter veranlassen

- 22 -

109845/1051

u/ird, den Pumpenmotor einzuschalten und die Pumpe in Betrieb zu ,setzen, wodurch das sich daraus ergebende Öffnen des Schließventils zur Anschlussleitung ein Schliessen des Scheibenventils 1o9 zustande bringen wird, um den Druckschalter von den in der Anschlussleitung bestehenden Druck— bedingungen zu trennen.

In dieser Anlage u/ird die variable Druckvorrichtung, die den Druckbedingungen in der Anschlussleitung vollständig ausgesetzt ist, unverzüglich auf den in der Anschlussleitung herrschenden Druck gebracht, ujodurchbei einem nachfolgenden Schliessen der Anschlussleitung ihr Druck einen Betrag erreicht haben wird, der ausreicht, um den Druckschalter zu betätigen» Das Schliessen des Ventils 93 öffnet das Scheibenventil 1o9 und die variable Druckvorrichtung, die nun mit dem Druckschalter druckgekoppelt ist, iuird den Pumpenmotor unverzüglich ausschalten, um die Pumpe stillzusetzen.

Die zwei oben beschriebenen Anlagen, obwohl sie sich in mancher Hinsicht leicht unterscheiden, haben Vieles

- 23 -

109845/1051

gemeinsam, u/ie aus den in Fig. 6, 7 und 8 dargestellten Betriebseigenschaften der Anlagen zu ersehen ist, uiorin die Anlagen grundsätzlich miteinander und mit einer bekannten Anlage verglichen werden, die einen Bedarfsspeicherbehälter verwendet.

In Fig. 6 stellt eine Kurve den Betrieb der Anlage von Fig. 1 dar, die eine Pumpe verwendet mit einer Kapazität von 18,9 Ltr. (5 gallons) pro Minute bei einem Ausgangsdruck von 3,872 kp/cm (55 pounds per square inch) und 1,5 Ltr. (o,4 gallons) pro Minute bei einem Ausgangsdruck von 4,22 kp/cm (6o pounds per square inch). Das variable Druckbauteil besitzt eine Kapazität von o,38 Ltr. (o,1 gallon) und eine Füllgeschuiindigkeit von 1,5 Ltr. (o,4 gallons) pro Minute. Der Druckschalter wurde eingestellt, um den Pumpenmotor einzuschalten, uienn der Druck in der variablen Druckvorrichtung auf 1,41 kp/cm (2o pounds per square inch) abfiel und den Pumpen-* motor auszuschalten, uienn der Druck in der variablen Druckvorrichtung einen Betrag von 3,52 kp/cm (5o pounds per square inch) erreichte.

Beim Öffnen des Ventils 13 der Anschlussleitung

- 24 -

109845/1051

fällt der Druck in der variablen Druckuorrichtung unverzüglich innerhalb etu/a i/5o einer Sekunde von dem hohen Druck von 3,52 kp/cm (5o pounds per square inch) auf den niedrigen Druck von 1,41 kp/cm (2o pounds per square inch) ab, um die Pumpe in Betrieb zu setzen, u/obei der Ausstoßdruck einem sehr stellen Kurventeil 115 folgt. Unmittelbar beim Inbetriebsetzen der Pumpe baut sich der Druck fe beinahe augenblicklich auf einen U/ert von etwa 3,872 kp/cm (55 pounds per square inch) auf, längs eines vertikalen Kurventeils 117, u/elcher Druckiuert, obwohl höher als der Ausschaltdruck des Druckschalters, kein Abschalten das Pumpenmotors ergibt, u/eil an diesem Punkt die variable Druckvorrichtung von der Anlage abgesperrt ist. Die Pumpe kann deshalb die Anschlussleitung bei diesem Druck und bei einem Ausstoß von 18,9 Ltr. (5 gallons) pro Minute kontinuierlich versorgen, bis das Ventil der Anschlussleitung abgesperrt u/ird. Dies u/ird durch einen horizontalen Kurventeil 119 dargestellt.

Bei ungefähr diesem Punkt, uio das Ventil der Anschlussleitung geschlossen u/ird, ist die variable

- 25 -

109845/1051

Druckvorrichtung mit der Pumpe verbunden und weil die Fließgeschwindigkeit zur variablen Druckvorrichtung im wesentlichen geringer ist als jene,mit der vorher die Anschlussleitung versorgt wurde, springt der Pumpendruck auf einen höheren Betrag in der Grössenordnung von 4,22 kp/cm (6o pounds per square inch) und behält einen hohen Druck längs eines Kurventeils 121 bei, bis der sich in der variablen Druckvorrichtung ergebende Druckaufbau den Ausschaltdruck von 3,52 kp/cm (5o pounds per square inch) erreicht, an welchem Punkt der Druckschalter den Pumpenmotor ausschalten und die Pumpe stillsetzen wird.

llJie aus der Kurve von Fig. 7 hervorgeht, wird der Druck in der variablen Druckvorrichtung beim Öffnen des Ventils der Anschlussleitung auf eine Ausatoßgeschwindigkeit von 18,9 Ltr. (5 gallons) pro Minute unverzüglich längs eines steilen Kurventeils 125 von dem Ausschaltdruck von 3,52 kp/cm (5o pounds per square inch) auf den ,Einschaltdruck von 1,41 kp/cm (2o pounds per square inch) abfallen und die Pumpe wird längs des

- 26 -

109845/1051

beinahe senkrechten Kurventeils 127 zu arbeiten beginnen, um einen Druck in der Grössenordnung von 3,872 kp/cm (55 pounds per square inch) zu erreichen, bei welchem Druck sie sowohl die Anschlussleitung versorgt, als auch die variable Druckvorrichtung wieder auffüllt. Obwohl dieser Druck den Ausschaltdruck des Druck— schalters übersteigt, wird der Druckschalter nicht beeinflusst, weil er in diesem Stadium wirksam von den in der Anlage bestehenden Druckbedingungen abgesperrt und isoliert ist„

Der Ausstoß zur Anschlussleitung wird i»ie in der Anlage von Fig. 1 bei einem im wesentlichen konstanten Druck fortgesetzt, solang dies gewünscht ist„ Dies wird durch den horizontalen Kurventeil 129 dargestellt,,

UJenn die wasserzufuhr nicht mehr gewünscht ist, wird das Uentil der Anschlussleitung geschlossen. Der Druck an dem Schliessventil 93 wird den Ausgleich bis zu einem Grad erreichen» der dem Uentil erlaubt, zu schliessen, in dessen Verlauf

- 27 -

109845/1051

das Scheibenventil 1o9 öffnen und dem Druckschalter der Druckbedingung in der Anlage aussetzen iuird. UJeil der Druck in diesem Stadium hoch wird, erzeugt er unverzüglich einen Druckanstieg in dem Druckschalter, um die Pumpe stillzusetzen. Dieser Druckanstieg tuird dargestellt durch den beinahe vertikalen Anstieg des Druckes längs des Kurventeils 131 und die demselben Druck ausgesetzte variable Druckvorrichtung wird für die nächste Dienstleistung vorbereitet.

In beiden Anlagen beginnen deshalb die Pumpen ansprechend auf das Öffnen einer Anschlussleitung unverzüglich ihren Betrieb und können den Ausstoß zur Anschlussleitung bei einem konstanten Druck aufrechterhalten, solang dies erforderlich ist. Wenn die Wasserentnahme nicht mehr gewünscht ist, werden die Pumpen unverzüglich stillgesetzt und verbleiben in ihrem Ruhezustand, bis mieder Wasserentnahme gewünscht wird.

Ulie aus der Kurve von Fig. 8 hervorgeht, welche den Betrieb einer bekannten Anlage darstellt, die einen

- 28 -

109845/1051

Bedarfsspeicherbehälter verwendet, beginnt die Pumpe ihren Betrieb nicht ansprechend auf das Öffnen einer Anschlussleitung, sondern verbleibt im Ruhezustand, bis der Inhalt des Bedarfsspeicherbehälters bis zu einem Punkt entnommen morden ist, u/o der Druck darin auf den Einschaltdruck der Pumpe abgefallen ist, zu u/elchem Zeitpunkt die Pumpe ihren Betrieb beginnt, um den Behälter u/ieder ^ zu.füllen, wenn keine weitere Entnahme ausgeführt

u/ird. Sollte ein Bedarf zur Wasserentnahme bestehen, wird die Pumpe dann Beides bei einem Druck versorgen, der durch die gesamte Last an der Pumpe bestimmt wird. In der in Fig. 8 dargestellten Kurve für eine solche Anlage wurde ein vollstäpdig gefüllter Speicherbehälter an dem Punkt des Öffnens des Anschlussleitungsventils angenommen und folglich ist der Druck längs eines Kurventeils 135 von 3,52 kp/cm (5o pounds per square inch)

2

über einen Zeitraum auf 1,41 kp/cm (2o pounds per square inch) abfallend dargestellt. Uienn der niedrigere Druck erreicht ist, wird die Pumpe in Betrieb gesetzt, um den Behälter längs eines Kurventeils 137 nachzufüllen, und der Zyklus ujurd mit Variationen

- 29 -

109845/1051

wiederholt, abhängig von der Zeit und !Klenge des Wasserbedarfs. Auf jeden Fall schwankt der Druck in dem Druckschalter periodisch, u/as deutlich durch diese Kurve zum Ausdruck gebracht wird. Die Pumpe in einer solchen Anlage kann die V/ersorgung nicht bei einem konstanten Druck durchführen, welches eine wichtige Eigenschaft der Anlagen der vorliegenden Erfindung ist.

Patentansprüche

- 3o -

109845/1051

Claims

- 3ο -

Patentansprüche

/J 1 ,JAutomatische U/asserversorgungsanlage, gekennzeichnet durch eine Pumpe (1), einen Antriebsmotor (3), der an die Pumpe gekuppelt ist, wenigstens eine Anschlussleitung (11), die durch die Pumpe versorgt wird, eine Schaltanordnung (21), die an den Pumpen— motor angeschlossen ist, und auf das Öffnen der Anschlussleitung (11) anspricht, um den Motor (3) in Betrieb zu setzen.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltanordnung (21) einen Druckschalter (23) enthält, der geeignet ist, bei einem vorbestimmten Druck zu schliessen und bei einem höheren Druck zu öffnen, und eine variable Druckvorrichtung (25) in Druck, verbindung mit dem Druckschalter gekoppelt ist, und einen variablen Druckbereich aufweist, dar den niedrigen

- 31 -

1 09845/1051

zum hohen Druckbereich des Druckschalters (23) überspannt, eine Vorrichtung die Pumpe (1) mit der Schaltanordnung (21) in Fließverbindung bringt und eine Uorrichtung die Schaltanordnung ausser Betrieb setzt, mährend die Pumpe den normalen Betriebsbedarf erfüllt.
3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die variable Druckvorrichtung (25) ein expandierbares Rohr (29) enthält, das in Fließverbindung mit der Auslaßseite der Pumpe und der Anschlussleitung (11) steht und in Druckverbindung mit dem Druckschalter (23) angeordnet ist.
4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das aufblasbare Rohr (29) ein Fassungsvermögen in der Grössenordnung von 34o Gramm (12 ounces) aufweist und einen Druckbereich, der die niedrige und hohe Druckleistung des Druckschalters (23) überspannte

- 32 -

10984 5/1051
5. Anlage nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die den Druckaufbau in dem Druckschalter (23) sperrt, während die Pumpe (1) die Anschlussleitung (11) uersorgt.
6. Anlage nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die auf das im wesentlichen Schließen der Anschlussleitung (11) anspricht, um die Sperrvorrichtung zu lösen, und den Druckschalter (23) der Schaltanordnung (21) zurückzustellen, und den Motor (3) abzuschalten.

109845/1051