DE2422855C3

DE2422855C3 - Liquid column machine

Info

Publication number: DE2422855C3
Application number: DE19742422855
Authority: DE
Inventors: Ahmed 8170 Bad Toelz Tissira
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-05-10
Filing date: 1974-05-10
Publication date: 1978-04-20
Also published as: DE2422855A1; DE2422855B2

Description

S Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkeitssäulenmaschine, umfassend einen Flüssigkeitsbehälter mit absperrbarem, mit einer Flüssigkeitsquelle, insbesondere mit einem offenen Gewässer verbundenen Einlaß und untenliegendem, absperrbarem Ablaß sowie eine mitS The invention relates to a liquid column machine, comprising a liquid container with a lockable, with a liquid source, in particular with an inlet connected to an open body of water and a lockable outlet below, as well as one with

ίο dem oberen Ende des Behälters in Verbindung stehende Zylinder-Kolben-Anordnung, wobei der Einlaß unterhalb des unteren Totpunkts der Kolbens liegtίο related to the top of the container Cylinder-piston arrangement, the inlet being below the bottom dead center of the piston

Eine derartige Maschine ist bekannt (DT-PS 406 134). Hierbei bildet der Behälter gleichzeitig denSuch a machine is known (DT-PS 406 134). Here, the container also forms the

is Zylinder der Zylinder-Kolben-Anordnung, und der Zylinder wird abwechselnd auf seiner Oberseite und seiner Unterseite mit dem Differenzdruck beaufschlagt, der sich aus der Fallhöhe des Gewässers ergibt Um den Kolben abwechselnd nach unten und oben zu schieben, hierzu den Kolben abwechselnd auf seiner Ober- und Unterseite mit dem Oberwasser zu beaufschlagen und dabei jeweils das auf der anderen Seite des Kolbens befindliche Wasser zum Unterwasser hin auszutreiben, sind Einlasse und Auslässe am unteren und oberen Ende des Behälters, also insgesamt vier Einlaß- und Auslaßventile erforderlich. Ein Nachtes: der bekannten Maschine ergibt sich dabei dann, wenn die Hin- und Herbewegung des Kolbens in üblicher Weise, beispielsweise mittels eines Kurbelantriebs, in eine Drehbewegung umgewandelt werden soll. Dabei ist ein derartiger Bewegungsverlauf des Kolbens erforderlich, daß dessen Geschwindigkeit in den Totpunkten zu Null wird, dagegen in der Mitte zwischen diesen ein Maximum erreicht Dieses Geschwindigkeitsmaximum ist jedoch bei der bekannten Maschine davon abhängig, wie schnell das Wasser durch den jeweils geöffneten Auslaß ausgeschoben werden kann. Die Auslässe müssen also hinsichtlich ihres Querschnitts für die maximale Geschwindigkeit des Kolbeiis und somit relativ groß bemessen werden, was zu einem entsprechenden Bauaufwand der an ihnen angeordneten Ventile führt Dies gilt insbesondere dann, wenn die Maschine bei Fallhöhen zum Einsatz kommen soll, die in der Größenordnung der Höhe der dem Umgebungsdruck entsprechenden Flüssigkeitssäule liegen.is cylinder of the cylinder-piston arrangement, and the The cylinder is alternately subjected to the differential pressure on its top and bottom, which results from the height of the water falling To push the piston alternately up and down, for this purpose, to act on the piston alternately on its upper and lower side with the upper water and to drive out the water on the other side of the piston towards the underwater, are inlets and outlets at the lower and upper end of the container, so a total of four inlet and Exhaust valves required. One night: the known one Machine arises when the reciprocating movement of the piston in the usual way, for example by means of a crank drive, is to be converted into a rotary movement. Here is one of those Movement of the piston required that its speed in the dead center is zero, on the other hand, a maximum is reached in the middle between these. However, this maximum speed is in the known machine depends on how fast the water through the respectively open outlet can be pushed out. The outlets must therefore in terms of their cross section for the maximum Speed of the Kolbeiis and thus be measured relatively large, which leads to a corresponding This is especially true when the machine at Heads of fall should be used that are in the order of magnitude of the ambient pressure corresponding column of liquid.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkeitssäulenmaschine mit geringem Bauaufwand so weiterzubilden, daß bei zur Verfügung stehenden Fallhöhen, die etwas größer als die Höhe der demThe invention is based on the object of providing a liquid column machine with low construction costs to continue training so that with available heights of fall that is slightly greater than the height of the dem

so Umgebungsdruck entsprechende Flüssigkeitssäule sind, ein ruhiger Lauf des Kolbens erreicht wird.so that the liquid column corresponds to the ambient pressure, the piston will run smoothly.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Flüssigkeitssäulenmaschine der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die bis zu dem im oberen TotpunktThe object is achieved according to the invention in a liquid column machine of the type mentioned at the beginning solved in that the up to the top dead center

SS located piston measured total height of The container and cylinder above the drain is larger than that Height corresponding to the ambient pressure Column of liquid. In the machine according to the invention is the

Geschwindigkeit des Kolbens während des Arbeitshubs nicht mehr an die jeweilige Geschwindigkeit der Wassersäule gebunden; beim Arbeitshub des Kolbens aus seinem oberen Totpunkt heraus kann er dem sich unter ihm bildenden Vakuum mit beliebiger Geschwin-The speed of the piston during the working stroke no longer corresponds to the respective speed of the Water column bound; during the working stroke of the piston from its top dead center, he can do this forming a vacuum at any speed

6s digkeit folgen, solange er hierbei die abfließende Flüssigkeitssäule nicht berührt Da der Kolben aus dem oberen Totpunkt beginnend mit der Geschwindigkeit Null anläuft und erst zwischen oberem und unteremFollow 6s, as long as he is doing the draining Liquid column not touched As the piston from top dead center starting with the speed Zero starts and only between the upper and lower

Totpunkt sein Geschwindigkeitsmaximum erreicht, kann dieses Geschwindigkeitsmaximum größer sein als diejenge Geschwindigkeit, mit der die Flüssigkeitssäule abläuft, wenn ihre Höhe derjenigen Stellung des Kolbens entspricht, bei der er sein Geschwindigkeitsmaximum aufweistDead center has reached its maximum speed, this maximum speed can be greater than the speed with which the column of liquid expires when its height corresponds to that position of the piston at which it is its maximum speed having

Eine Maschine gemäß der Erfindung ist aufgrund ihrer einfachen Bauart zu vielseitiger Verwendung geeignet In Flüsse mit relativ geringem Gefälle und großer pro Zeiteinheit zur Verfugung stehender Wassermenge kann bei entsprechender Kanalisierung oder Stauung eine Maschine mit einer Vielzahl von Flüssigkeitsbehältern und Zylinder-Kolben-Einheiten eingebaut werden, sofern nur die zur Verfugung stehende Fallhöhe etwas größer als die Höhe der dem Luftdruck entsprechenden Wassersäule ist Die einfache Bauart erlaubt auch einen Betrieb mit Abwässern. So kann eine Maschine gemäß der Erfindung beispielsweise in ein Hochhaus eingebaut werden, um aus den abfließenden Abwässern Energie zurückzugewinnen. In entsprechend größerem Maßstab ist es gleichfalls möglich, aus den in der Kanalisation von Großstädten fließenden Abwasserströmen Energie zu gewinnen.A machine according to the invention is of versatile use because of its simple construction Suitable in rivers with relatively low gradients and larger ones available per unit of time With appropriate canalization or stowage, a machine with a large number of Liquid containers and cylinder-piston units are installed if only those are available standing height of fall is slightly greater than the height of the water column corresponding to the air pressure. The simple one Construction also allows operation with waste water. For example, a machine according to the invention can be built into a high-rise building in order to recover energy from the waste water running off. In on a correspondingly larger scale it is also possible from the sewers of large cities to generate energy from flowing wastewater streams.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert in denen ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt ist Es zeigt The invention is explained in more detail below with reference to the drawings, in which an exemplary embodiment is shown schematically. It shows

F i g. 1 eine hydrostatische Maschine gemäß der Erfindung,F i g. 1 a hydrostatic machine according to the invention,

Fig.2 und 3 Zeitdiagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise der Maschine gemäß F i g. 1,Fig. 2 and 3 timing diagrams to explain the Mode of operation of the machine according to FIG. 1,

Fig.4 einen Teil einer abgewandelten Ausführung der Maschine gemäß Fig. t.4 shows a part of a modified embodiment the machine according to FIG.

Die Maschine gemäß F i g. 1 umfaßt einen Flüssigkeitsbehälter 10, der nahe seinem unteren Ende ein Auslaßrohr 12 aufweist in das ein von einem Stellantrieb 14 verstellbares Ventil 16 eingeschaltet ist Der Behälter 10 weist eine Höhe auf, die größer ist als die Höhe der dem Umgebungsdruck entsprechenden Wassersäule. Beispielsweise kann bei einem Luftdruck von annähernd 10 m die Höhe des Behälters 10 über dem Ablaß 13 m betragen. Der Behälter 10 ist aus einem offenen Gewässer 18, dessen Flüssigkeitsstand mindestens der Höhe des Behälters 10 entspricht, über ein, Einlaßrohr 20 befüllbar, in das ein von einem Stellantrieb 22 verstellbares Vent!¹ 24 eingeschaltet ist. Der obere Teil des Behälters 10 dient gleichzeitig als Zylinder 26 einer Zylinder-Kolben-Anordnung, die einen im Zylinder 28 abgedichtet geführten Kolben 28 umfaßt Dieser arbeitet über seine Kolbenstange 30, eine Geradführung 32 und ein Pleuel 34 auf eine Kurbelwelle 36. Sind weitere, nicht gezeigte Flüssigkeitsbehälter und Kolben-Zylinder-Anordnungen vorgesehen, so arbeiten deren Kolben gemeinsam auf die Kurbelwelle 36, wobei die Kolben einen gegeneinander phasenverschobenen Bewegungsablauf haben. Die jeweilige Stellung der Kurbelwelle 36 und damit des Kolbens 28 ist mittels eines Stellungsgebers 38 als elektrisches Signal erfaßbar.The machine according to FIG. 1 comprises a liquid container 10, which near its lower end has an outlet pipe 12 into which a valve 16 adjustable by an actuator 14 is switched on. The container 10 has a height which is greater than the height of the water column corresponding to the ambient pressure. For example, at an air pressure of approximately 10 m, the height of the container 10 above the drain can be 13 m. The container 10 can be filled from an open body of water 18, the liquid level of which corresponds to at least the height of the container 10, via an inlet pipe 20, into which a vent that can be adjusted by an actuator 22! ¹ 24 is switched on. The upper part of the container 10 serves at the same time as a cylinder 26 of a cylinder-piston arrangement which comprises a piston 28 which is guided in a sealed manner in the cylinder 28. Liquid containers and piston-cylinder arrangements (not shown) are provided, so their pistons work together on the crankshaft 36, the pistons having a movement sequence that is out of phase with one another. The respective position of the crankshaft 36 and thus of the piston 28 can be detected by means of a position transmitter 38 as an electrical signal.

Bei der beschriebenen Anordnung hat der Kolben 18 in seinem oberen Totpunkt eine Höhe von 13 m über dem Ablaßrohr 12. Der Hubweg des Kolbens 28 ist so bemessen, daß er mindestens der Differenz zwischen derjenigen Höhe von 13 m, bis zu der der Behälter 10 befüllbar ist, und der Höhe von 10 m der dem Umgebungsdruck entsprechenden Flüssigkeitssäule über dem Ablaßrohr 12 entspricht, also mindestens 3 m beträgt. Der untere, in Fi g. 1 gestrichelt eingezeichnete Totpunkt des Kolbens 28 liegt also in einer Höhe von 10 m ober dem Ablaßrohr 22 oder tiefer, worauf noch einzugehen sein wird. Das Einlaßrohr 20 mündet in den Behälter 10 in einer Höhe, die in jedem Falle bei im unteren Totpunkt befindlichem Kolben 28 noch eineIn the arrangement described, the piston 18 has a height of 13 m above its top dead center the drain pipe 12. The stroke of the piston 28 is dimensioned so that it is at least the difference between the height of 13 m up to which the container 10 can be filled, and the height of 10 m of the dem Ambient pressure corresponding to the liquid column above the drain pipe 12, so at least 3 m amounts to. The lower, in Fi g. 1 dead center of the piston 28, shown in dashed lines, is therefore at a height of 10 m above the drain pipe 22 or below, whereupon will have to be received. The inlet pipe 20 opens into the container 10 at a height which in each case at im piston 28 located at the bottom dead center

Befüllung des Behälters 10 zuläßt Beispielsweise kann das Einlaßrohr 20 in einer Höhe von 8,80 m über dem Auslaßrohr 12 münden,Filling of the container 10 allows For example, the inlet pipe 20 at a height of 8.80 m above the Outlet pipe 12 open,

Grundsätzlich könnte der Kolben 28 als Tauchkolben ausgeführt sein. Beim Ausführungsbeispiel ist er jedoch,In principle, the piston 28 could be designed as a plunger piston. In the exemplary embodiment, however, it is

ίο wie bereits erwähnt abgedichtet im Zylinder 26 geführt und die Kolbenstange 30 ist abgedichtet durch die obere Stirnseite des Zylinders 26 hindurchgeführt so daß der Zylinder 26 auf der der Saugseite des Kolbens 28 abgewandten Seite abgedichtet ist Dieser abgedichteteίο, as already mentioned, guided in the cylinder 26 in a sealed manner and the piston rod 30 is sealed through the upper end face of the cylinder 26 passed so that the The cylinder 26 is sealed on the side facing away from the suction side of the piston 28

ij Raum steht über ein von einem Stellantrieb 40 verstellbares Ventil 42 mit der Umgebung in Verbindung. ij space is available from an actuator 40 adjustable valve 42 in communication with the environment.

Die zyklische Steuerung der Ventile 16, 24 der Maschine- und beim Ausführungsbeispiel zusätzlich auch des Ventils 42 erfolgt mittels einer Steuervorrichtung 44 über Leitungen 46, 48, 50. Die Steuervorrichtung 44 erzeugt hierzu elektrische Stellsignale, die den Stellantrieben 14, 22, 40 zugeführt werden. Diese Stellsignale werden in Abhängigkeit vom Ausgangssignal desThe cyclical control of the valves 16, 24 of the The machine and, in the exemplary embodiment, also the valve 42, take place by means of a control device 44 via lines 46, 48, 50. For this purpose, the control device 44 generates electrical actuating signals which the actuators 14, 22, 40 are fed. These control signals are generated depending on the output signal of the

2s Stelli'.ngsgebers 38 erzeugt Zusätzlich kann die Erzeugung der Steiisignale auch in Abhängigkeit vom Ausgangssignal einer Sonde 52 erfolgen, die dieses Ausgangssignal dann erzeugt wenn die Flüssigkeitssäule im Behälter 10 ihren niedrigsten zulässigen Stand erreicht.2s Stelli'.ngsgebers 38 generated In addition, the Generation of the control signals also take place as a function of the output signal of a probe 52, which this The output signal is generated when the column of liquid in the container 10 is at its lowest permissible level achieved.

Der Ablauf eines Steuerzyklus sei zunächst anhand von F i g. 1 in Verbindung mit F i g. 2 erläutert In F i g. 2 zeigt die Kurve V24 die Stellung des Ventils 24, die Kurve V16 die Stellung des Ventils 16, die Kurve V42 die Stellung des Ventils 42, die Kurve N den Stand der Flüssigkeitssäule im Behälter 10 und die Kurve Z die Stellung des Kolbens 28, jeweils in Abhängigkeit von der Zeit t Zunächst ist das Einlaßventil 24 geö'fnet, das Auslaßventil 16 abgesperrt und das Ventil 42 geöffnet Dadurch wird der Behälter 10 bis zum maximalen Stand ar Flüssigkeitssäule befüllt wenn sich der Kolben 28 gemäß Kurve Z in seiner oberen Totpunktlage befindet Wird nun das Einlaßventil 24 geschlossen und das Auslaßventil 16 geöffnet, so fließt Wasser aus dem Auslaßventil 16 ab, und die Flüssigkeitssäule im Behälter 10 sinkt gemäß Kurve Λ/ab. Dabei bildet sich über ihr ein Vakuum, durch dessen Saugwirkung der Kolben 28 gemäß Kurve Z nach unten gezogen wird und dem Spiegel der Flüssigkeitssäule folgt, bis zur Teil U die untere Totpunkflage erreicht ist Diese Bewegung erfolgt zeitlich annähernd linear, da sich die Gesamthöhe der Flüssigkeitsä-jle nicht sehr stark ändert.The sequence of a control cycle is initially based on FIG. 1 in connection with F i g. 2 explains in FIG. 2 shows the curve V24 the position of the valve 24, the curve V 16 the position of the valve 16, the curve V42 the position of the valve 42, the curve N the level of the liquid column in the container 10 and the curve Z the position of the piston 28, each as a function of time t First, the inlet valve 24 is geö'fnet, the outlet valve 16 closed and the valve 42 is thereby opened, the container 10 is filled to the maximum level ar column of liquid when the piston 28 according to the curve Z is in its top dead center position If the inlet valve 24 is now closed and the outlet valve 16 is opened, water flows out of the outlet valve 16 and the column of liquid in the container 10 sinks according to the curve Λ /. A vacuum is formed above it, the suction effect of which pulls the piston 28 downwards according to curve Z and follows the level of the liquid column until the lower dead center position is reached at part U. -jle doesn't change very much.

'") Abänderung des beschriebenen Verlaufs könnte auch beim Offnen des Abschlußventils 16 zunächst das'") Modification of the course described could also when opening the shut-off valve 16 initially the

SS Ventil 42 geschlossen bleiben, wodurch der Kolben 28 an einer Abwärtsbewegung gehindert würde. Diese Bewegung würde somit erst dann erfolgen, wenn das Ventil 42 geöffnet wird. Die sich hierbei ergebende absatzweise Betriebsweise ist jedoch nur für Sonderfälle geeignet, insbesondere für den Fall, daß nur eine einzige Zylinder-Kolben-Anordnung auf die Kurbelwelle 36 arbeitet und diese nicht kontinuierlich umläuft.SS valve 42 remains closed, causing piston 28 would be prevented from moving downwards. This movement would therefore only take place if that Valve 42 is opened. The intermittent mode of operation that results is only for special cases suitable, especially in the event that only a single cylinder-piston arrangement is mounted on the crankshaft 36 works and this does not run continuously.

Nach Erreichen des unteren Totpunkts zur Zeit /, wird das Ablaßventil 16 geschlossen, während gleichzeitig das Einlaßventil 24 geöffnet wird. Der Behälter wird nun wieder bis zu seinem ursprünglichen Stand gefüllt, während gleichzeitig der Kolben 28 unter dem hydrostatischen Druck des Wassers im Gewässer 18After reaching bottom dead center at time /, the drain valve 16 is closed while at the same time the inlet valve 24 is opened. The container will now be filled again to its original level, while at the same time the piston 28 is under the hydrostatic pressure of the water in the body of water 18

angehoben und ggf. durch weitere auf die Kurbelwelle 36 wirkende Kolben mitgenommen wird, bis er wieder seinen oberen Totpunkt erreicht. Diese Bewegung ist nicht in allen Fällen linear, da die vom hydrostatischen Druck des Gewässers 18 auf die Unterseite des Kolbens 28 ausgeübte Kraft mit dessen Bewegung nach oben abnimmt. Diese Wirkung ist jedoch vorteilhaft, da sich hierdurch der zeitliche Verlauf der Bewegung des Kolbens 28 einer Cosinus-Funktion nähert, die gegenüber einem aus linearen Abschnitten Zusammengesetzten Dreieckverlauf der Kurve Z einen ruhigeren, gleichmäßigen Lauf der Kurbelwelle 36 bedeutet.is raised and, if necessary, taken along by further pistons acting on the crankshaft 36 until it is again reached its top dead center. This movement is not linear in all cases because that of the hydrostatic Pressure of the water 18 on the underside of the piston 28 force exerted with its movement upwards decreases. This effect is advantageous, however, since it changes the course over time of the movement of the Piston 28 approximates a cosine function, which compared to a composite of linear sections The triangular shape of the curve Z means that the crankshaft 36 runs more smoothly and evenly.

Der genannte cosinusförmige Verlauf der Bewegung des Kolbens 28 kann durch geeignete Steuerung der Ventile 16,24,42 weiter unterstützt werden. Dies sei im folgenden anhand von F i g. 1 in Verbindung mit F i g. 3 erläutert. Hierbei ist wieder von der gleichen Ausgangsstellung wie in F i g. 2 ausgegangen. Das Ablaßventil 16 wird jedoch nicht plötzlich voll geöffnet und ebenso plötzlich geschlossen, sondern sein Öffnungsquerschnitt wird annähernd entsprechend einer Sinus-Funktion verstellt. Hierdurch ergibt sich für das Absinken der Flüssigkeitssäule gemäß Kurve Nund für die Bewegung des Kolbens 28 gemäß Kurze Z ein cosinusförmiger Verlauf, bis zu einer Zeit fi, deir untere Totpunkt erreicht ist. Die Zeit W ist größer als fi wenn der gleiche maximale Durchflußquerschnitt des Ablaßventils 16 beibehalten wird. Durch sachgemäße Wahl dieses Querschnitts können jedoch sowohl fi als auch W weitgehend beliebig gewählt werden.The aforementioned cosine-shaped course of the movement of the piston 28 can be further supported by suitable control of the valves 16, 24, 42. In the following, this is based on FIG. 1 in connection with F i g. 3 explained. This is again from the same starting position as in FIG. 2 assumed. The drain valve 16 is not suddenly fully opened and just as suddenly closed, but its opening cross-section is adjusted approximately in accordance with a sine function. This results in a cosine-shaped curve for the lowering of the liquid column according to curve N and for the movement of the piston 28 according to short Z, up to a time fi when bottom dead center is reached. The time W is greater than fi if the same maximum flow area of the drain valve 16 is maintained. By choosing this cross-section properly, however, both fi and W can be chosen largely arbitrarily.

Alternativ zum Verlauf der Kurve N in F i g. 3 ist es auch möglich, bei entsprechend großem Durchflußquerschnitt des Ablaßventils 16 ein sehr schnelles Absinken der Flüssigkeitssäule im Behälter 10 zu erreichen, eine ebenso schnelle Abwärtsbewegung des Kolbens 28 jedoch dadurch zu vermeiden, daß während dieser Abwärtsbewegung in Saugrichtung das Ventil 42 mehr oder weniger geschlossen wird. Das Ablaßventil 16 muß in diesem Fall früher als zu demjenigen Zeitpunkt t\' geschlossen werden, zu dem der Kolben 28 den unteren Totpunkt erreicht.As an alternative to the course of curve N in FIG. 3 it is also possible, with a correspondingly large flow cross-section of the drain valve 16, to achieve a very rapid drop in the liquid column in the container 10, but to avoid an equally rapid downward movement of the piston 28 by closing the valve 42 more or less during this downward movement in the suction direction will. In this case, the drain valve 16 must be closed earlier than that point in time t ' at which the piston 28 reaches bottom dead center.

Aus Fig.3 geht weiter hervor, wie eine Cosinus-Funktion der anschließendem Aufwärtsbewegung des Kolbens 28 gefördert werden kann. So kann das Einlaßventil 24 gemäß Kurve V24 langsam und kontinuierlich bis zu seinem vollen Durchtrittsquerschnitt geöffnet werden, und/oder das Ventil 42 kann zu Beginn der Bewegung des Kolbens 28 entgegen der Saugrichtung zunächst geschlossen und anschließend langsam geöffnet werden, so daß der Kolben 28 gegen einen gewissen Staudruck anlaufen muß. Die zweite Maßnahme ist allerdings wegen der mit der Drosselung des Luftstroms im Ventil 42 verbundenen Verluste nur für Sonderfälle geeignetFrom Fig.3 it is further evident how a cosine function the subsequent upward movement of the piston 28 can be promoted. So can it Inlet valve 24 according to curve V24 slowly and continuously up to its full passage cross section be opened, and / or the valve 42 can at the beginning of the movement of the piston 28 against the Suction direction are initially closed and then slowly opened so that the piston 28 against must start a certain back pressure. The second measure, however, is because of the throttling of the air flow in the valve 42 associated losses are only suitable for special cases

Sobald sich der Kolben 28 wieder in der oberen Totpunktlage befindet, wird ggf. unter ihm angesammeltes Gas durch eine Ventilanordnung 60 entfernt, die aus einem das Eindringen von Umgebungsluft verhindernden Rückschlagventil und einem den Austritt von Wasser verhindernden Entgasungsventil besteht.As soon as the piston 28 is back in the top dead center position, there may be some accumulated under it Gas removed through a valve assembly 60, which prevents the ingress of ambient air Check valve and a degassing valve preventing the escape of water.

Hei der seitherigen Beschreibung des Ausführungsbeispiels anhand von Fig. 2 und 3 wurde davon ausgegangen, daß der Stand der Flüssigkeitssäule und damit der Kolben 28 nur so weit abgesenkt werden, daß die verbleibende Höhe der Flüssigkeitssäule dem Umgebungslufttlruck entspricht, also beispielsweise 10 m beträgt. Beim Erreichen dieser Höhe befindet sich jedoch die Flüssigkeitssäule in einer Bewegung und die kinetische Energie, die die Flüssigkeitssäule hierdurch hat, kann zu einer weiteren Verringerung der Höhe der Flüssigkeitssäule und einer entsprechenden Vergrößerung des Hubweges des Kolbens 28 ausgenutzt werden. So kann beispielsweise bei den für die Maschine gemäß H ig. 1 gegebenen Zahienbeispieien der untere Totpunkt des Kolbens 9 m über dem unteren Auslaßrohr 9 liegen. In diesem Fall ist es allerdings erforderlich, unbedingt das Ablaßventil 16 dann zu schließen, wenn die Flüssigkeitssäule zur Ruhe kommt, da unmittelbar darauf Luft aus der Umgebung durch das Ablaßventil 16 hindurch in den Behälter 10 einströmen würde. Ein mit Sicherheit rechtzeitiges Absperren wird durch die Ausgestaltung gemäß F i g. 4 erreicht, wobei dann der Sensor 52 a» F i g. 1 wegfallen kann.In the previous description of the exemplary embodiment with reference to FIGS. 2 and 3, it was assumed that the level of the liquid column and thus the piston 28 are only lowered so far that the remaining height of the liquid column corresponds to the ambient air pressure, for example 10 m. When this height is reached, however, the column of liquid is in motion and the kinetic energy that the column of liquid has as a result can be used to further reduce the height of the column of liquid and to increase the stroke of the piston 28 accordingly. For example, for the machine according to H ig. 1 given Zahienbeispieien the bottom dead center of the piston 9 m above the lower outlet pipe 9. In this case, however, it is absolutely necessary to close the drain valve 16 when the liquid column comes to rest, since air from the environment would immediately flow into the container 10 through the drain valve 16. Shutting off with certainty in good time is ensured by the configuration according to FIG. 4 reached, in which case the sensor 52 a » F i g. 1 can be omitted.

Bei der Abwandlung gemäß F i g. 4 ist zunächst ein Flüssigkeitsbehälter 10' gezeigt, der die Form eines gegenüber dem Flüssigkeitsbehälters 10 in F i g. 1 dünneren Rohres hat. Für den Querschnitt des Behälters genügt es nämlich, wenn dieser dem Abfließen des Wassers keinen größeren Strömungswiderstand als der Ablaß entgegensetzt. Der Zylinder 26 der Kolben-Zylinder-Anordnung am oberen Ende des Behälters kann demgegenüber einen größeren Querschnitt aufweisen, um eine Kolbenfläche von gewünschter Größe zuzulassen. In the modification according to FIG. 4, a liquid container 10 'is first shown, which has the shape of a compared to the liquid container 10 in FIG. 1 thinner tube. For the cross section of the container It is sufficient if this does not have a greater flow resistance than the drainage of the water Opposite indulgence. The cylinder 26 of the piston-cylinder arrangement on the other hand, the upper end of the container can have a larger cross-section, to allow a piston area of the desired size.

Das Abflußrohr 12' gemäß Fig.4 schließt an das untere Ende des rohrförmigen Behälters 10' an und ist derart gebogen, daß es eine im Behälter 10' liegende Abflußöffnung 54 und einen dieser gegenüber höher liegenden Überlauf 56 aufweist, zwischen denen das zum Absperren dienende Ventil 16 liegt. Weiter ist zwischen Abflußöffnung 54 und Überlauf 56 ein Sensor 58 angeordnet, der beim Absinken des Flüssigkeitsstands im Ablaßrohr 12" unter die Höhe des Überlaufs 56 ein Ausgangssignal erzeugt, das anzeigt, daß die Flüssigkeitssäule nach ihrer Abwärtsbewegung ih'en tiefsten Stand erreicht hat und dabei ist, ihre Bewegungsrichtung umzukehren und Luft einzusaugen. Daher kann nun in Abhängigkeit von diesem Ausgangssignal, das anstelle des Ausgangssignals des Sensors 52 der Steuervorrichtung 44 zugeführt wird, ein Steüsignal erzeugt werden, das die Betätigung des Stellantriebs 14 und das Absperren des Ventils 16 bewirktThe drain pipe 12 'according to Figure 4 connects to the lower end of the tubular container 10' and is bent in such a way that there is a drain opening 54 located in the container 10 'and one of these is higher than this has lying overflow 56, between which the valve 16 serving to shut off is located. Next is A sensor 58 is arranged between the discharge opening 54 and the overflow 56, which when the liquid level in the drain pipe 12 "falls below the height of the overflow 56 generates an output signal indicating that the column of liquid is after it has moved downward has reached its lowest level and is about to reverse its direction of movement and suck in air. Therefore, as a function of this output signal, which instead of the output signal of the sensor 52 the control device 44 is supplied, a control signal can be generated that the actuation of the actuator 14 and causes the valve 16 to shut off

For this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claims;

1. Liquid column machine, comprising a liquid container with lockable, with a Liquid pool, in particular with an inlet connected to an open body of water and below, lockable AbIaB as well as one connected to the upper end of the container Cylinder-piston arrangement, the inlet being below the bottom dead center of the piston, characterized in that the piston (28) up to the top dead center measured total height of container (10) and cylinder (26) above the outlet (12) is greater than that Height of the liquid column corresponding to the ambient pressure.

2. Machine according to claim 1, characterized in that da> B a single inlet (20) and one single drain (12) are provided.

3. Machine according to claim 1 or 2, characterized in that the stroke of the piston (28) is at least as large as the difference between the height up to which the container (10) can be filled, and the level of the ambient pressure corresponding liquid column above the outlet (12).

4. Machine according to one of the preceding claims, characterized in that the piston-cylinder arrangement (26,28) is arranged so that the piston (28) when the container (10) is filled is wetted.

5. Machine according to one € "s preceding claims, characterized by a arranged in the inlet (20) and the outlet (12) valves (24,16) control device cyclically controlled (44).

6. Machine according to one of the preceding claims, characterized in that the piston (28) is guided in a sealed manner in the cylinder (26) of the piston-cylinder arrangement (26,28) and that the The cylinder (26) is sealed on the side facing away from the suction side of the piston (28) and via a adjustable valve (42) communicates with the environment

7. Machine according to claim 5 or according to claim 5 and 6, characterized in that the Control device (44) controls an adjustable valve (16, 24, 42) in time such that the driven Movement of the piston (28) in the suction direction corresponds to a temporal cosine function.

8. Machine according to one of the preceding claims, characterized by several liquid containers (10) and a corresponding number of out of phase on a common crankshaft (36) working cylinder-piston assemblies (26,28).

9. Machine according to one of the preceding claims, characterized in that the drain (12 ") a drain opening (54) located in the container (10 ') and a drain opening (54) located opposite it Has overflow (96), between which the valve (16) serving to shut off is located

10. Machine according to claim 9, characterized in that between the discharge opening (54) and Overflow (56) a sensor (58) is arranged, which when the liquid level drops in the drain (12 ') below the level of the overflow (56) an output signal is generated, depending on that in the drain (12 ') arranged valve (16) can be shut off