DE2456622B2

DE2456622B2 - Selbsttaetige pumpeinrichtung

Info

Publication number: DE2456622B2
Application number: DE19742456622
Authority: DE
Inventors: Tomohiko Hitachi Taki (Japan)
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1973-11-30
Filing date: 1974-11-29
Publication date: 1977-09-22
Also published as: DE2456622A1; JPS5828436B2; DE2456622C3; US3973877A; JPS5084902A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätige Pumpeinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 bezeichneten Gattung.

Bei Pumpen, die zum selbsttätigen Ein- und Ausschalten einen Drucktank zum Speichern von unter Druck stehendem Wasser benötigen, besteht die Gefahr, daß der Drucktank verhältnismäßig groß ausgebildet wird. Damit muß auch die Gesamtgröße der den Drucktank einschließenden Pumpeinrichtung zunehmen. Es wurde bereits versucht, die Größe des Drucktanks zu verringern, um so eine gedrängt ausgebildete selbsttätige Pumpeinrichtung zu erhalten, wobei ein Stellglied vorgesehen wurde, das auf den Wasserdurchsatz im Fördersystem der Pumpe anspricht und den Einlaß des Druckschalters, der den Druck auf s der Förderseite der Pumpe erfußt, öffnet und schließt.

Da jedoch der Einlaß des Druckschalters bei dieser Einrichtung durch Ausnutzen des Wasserdurchsatzes im Fördersystem der Pumpe geöffnet und geschlossen wird, ist die Arbeitskraft, mit der der Einlaß des ίο Druckschalters geöffnet und geschlossen wird, nicht erhöhbar. Dies bedingt, daß der Durchmesser des Druckschaltereinlasses auf nicht mehr als ca. 2 mm verringert werden darf.

Dadurch ergibt sich der Nachteil, daß bei plötzlichem vollständigem öffnen des mit dem Ende des Fördersystems der Pumpe verbundenen Absperrhahns zur Wasserabgabe dem aus dem Druckschalter durch den sehr kleinen Einlaß ausgestoßenen Wasser ein hoher Widerstand entgegengesetzt wird, wodurch der Wasjo serdruck im Druckschalter nicht schnell auf den Wert des Innendrucks des Drucktanks gesteuert gebracht werden kann.

Selbst wenn also der Innendruck des Drucktanks (d. h. der Druck auf der Förderseite der Pumpe) auf den Wert gebracht wird, bei dem die Pumpe einzuschalten ist, oder aufgrund des Öffnens des Absperrhahns unter diesen Wert abfällt, kann der Druck im Druckschalter den genannten Wert nicht schnell genu erreichen. Somit ergibt sich eine Zeitverzögerung zwischen dem Zeitpunkt, in dem der Druck im Druckschalter den Wert erreicht, bei dem die Pumpe einzuschalten ist, und dem Zeitpunkt, in dem der Innendruck des Drucktanks diesen Wert erreicht.

Infolgedessen ergibt sich die Schwierigkeit eines verzögerten Einschaltens der Pumpe und einer Unterbrechung des durch den Absperrhahn abgegebenen Wasserstroms. Wenn zum öffnen und Schließen des Druckschaltereinlasses für das Ein- und Ausschalten der Pumpe Mittel vorgesehen wären, wäre der Drucktankeinlaß jederzeit dem Druck im Fördersystem der Pumpe ausgesetzt. Dieser Druck wäre bei laufender Pumpe hoch, so daß es erforderlich wäre, den Drucktank durch stärkere Wandungen hochfest auszubilden.

Bei einer selbsttätigen Pumpeinrichtung der eingangs erwähnten Gattung (FR-PS 8 56 060) wird als Stellglied ein reines Rückschlagventil eingesetzt, das einen Zufluß von Flüssigkeit von der Pumpe in den Drucktank ermöglicht, aber grundsätzlich jeden Rückfluß von Flüssigkeit aus dem Drucktank in die Verbraucherleitung ausschließt. Soll ein derartiger Flüssigkeitsstrom ermöglicht werden, muß eine gesonderte Bypassleitung geöffnet werden. Wenn die Pumpe läuft, wird Flüssigkeit in die Verbraucherleitung und in den Tank gefördert. Solange der sich im Drucktank aufbauende Druck unter dem Abschaltdruck des Druckrelais liegt, ist das Stellglied ohne Bedeutung. Wird jedoch aus der Verbraucherleitung keine Flüssigkeit mehr entnommen, steigt notwendig der Druck vor dem Rückschlagventil schnell an, so daß Flüssigkeit in den Drucktank unbehindert Hießen und der Druck auf den Abschaltdruck ansteigen kann.

Da der Drucktank hier also lediglich als Puffer für das Schaltrelais und nicht als Puffer für eine Flüssigkeitsentnahme dient, muß ein Drucktank von nicht unerhebli-( >s eher Größe vorliegen, wenn ein dauerndes Schalten des Schallrelais vermieden werden soll.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, eine selbsttätige Pumpeinrichtung der eingangs erwähnten Gattung so

auszubilden, daß unter Vermeidung der Nachteile der bisher bekannten Einrichtungen die Verwendung eines kleinen Drucktanks und damit ein kontinuierliches Arbeiten mit konstanter Flüssigkeitsmenge sowie eine lange Lebensdauer bei einfachstem Aufbau möglich sind.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit der Lehre des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unieran-Sprüchen festgelegt.

Bei der Pumpeinrichtung gemäß der Erfindung wird der Zufluß der Flüssigkeit zum Drucktank unterbrochen, wenn ein vorbestimmter Durchfluß durch die öffnung in der Durchflußblende erreicht ist. Diese Durchflußmenge ist wesentlich geringer als die mögliche Fördermenge der Pumpe. Wenn also die aus der Verbraucherleitung entnommene Menge geringer ist als die mögliche Fördermenge der Pumpe und wenn der gewünschte Leitungsdruck erreicht ist, wird durch das Ventilverschlußstück der Zufluß zum Drucktank gesperrt. Die Pumpe läuft dabei entsprechend der zu entnehmenden Menge laufend weiter. Fällt die Entnahme auf Null ab, so wird der Einlaß zum Drucktank freigegeben, und die Pumpe fördert nun voll in den Drucktank, so daß dort der zulässige Höchstdruck schnell erreicht ist und das Schaltrelais die Pumpe abschaltet.

Das Abschalten der Pumpe wird also lediglich durch die Durchflußmenge durch die öffnung ^:.n der Durchflußblende bestimmt und steht in keiner Abhängigkeit von der Größe des Drucktanks. Der Drucktank kann also sehr klein gehalten werden.

Weiter wirkt sich normale Leitungsdruck im gesamten System nicht auf den Drucktank aus, so daß der Drucktank auch entsprechend einfacher ausgelegt werden kann. Schließlich wird die Schalthäufigkeit herabgesetzt, so daß auch die Belastung der Schaltteile verringert wird. Eine Pumpeinrichtung gemäß der Erfindung hat sich besonders für Haushaltswasserversorgungen bewährt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Pumpeinrichtung,

F i g. 2 und 3 Ansichten zur Verdeutlichung der Arbeitsweise des Ventils nach Fig. 1,

Fig.4 einen vergrößerten Teilschnitt durch das Ventil nach F i g. 1 und

Fig.5 eine Pumpkennlinie der selbsttätigen Pumpeinrichtung.

Gemäß F i g. 1 wird eine Pumpe 2 von einem mit einer Stromversorgung V verbundenen Elektromotor 1 angetrieben.

Die Pumpe 2 hat ein Gehäuse 3, in dem ein mit einer Welle (nicht gezeigt) des Elektromotors verbundenes Laufrad (nicht gezeigt) angeordnet ist. Beim Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Kreiselpumpe 2.

Eine Saugleitung 4 ist an einem Ende mit der Ansaugseite S der Pumpe 2 verbunden, während ihr anderes Ende in einen Wasserbehälter o. ä. eintaucht.

Ein Ventil 5 ist auf der Förderseite D der Pumpe 2 angeordnet. Das heißt, das Ventil 5 ist im Förderkreis 6 der Pumpe 2 angeordnet und hat einen zylindrischen Hauptkörper, in dem ein Haupteinlaß 7 und ein Hauptauslaß 8 ausgebildet sind. Vorzugsweise ist der Haupteinlaß 7 in der Mitte des Bodens des zylindrischen

llauptköpers angeordnet Lind der Hauptauslali 8 ii einem Oberabschnitt einer Seitenwand 15 des Haupt körpers ausgebildet. Ein einen Teil des Fördersystem.* ( bildendes Förderrohr 9 ist an einem Ende mit den Hauptauslaß 8 verbunden, und an seinem anderen Ende ist ein Absperrhahn bzw. mehrere Absperrhähne (nich gezeigt) gesichert, durch den von der Pumpe Ί gefördertes Wasser abgegeben wird. Der Haupteinlaß i ist mit einem Förderauslaß 10 der Pumpe 2 verbunden.

Zueinander im wesentlichen parallele Membraner IM und WB sind im Hauptkörper des Ventils f angeordnet und unterteilen diesen in eine auf der Seite des Haupteinlasses 7 liegende Eiinlaßkammer 12 unc eine auf der Seite des Hauptauslasses 8 liegende Auslaßkammer 13. Die Membranen IM und 1 Ißsind ir der Mitte miteinander verbunden und bilden eine Einheit. Sie können jedoch auch voneinander unabhän gig ausgebildet sein. Zwischen der Membran IM, die der Einlaßkammer 12 zugewandt ist, und der Membrar WB, die der Ausfaßkammer J3 zugewandt ist, liegt eine Zwischenkammer 14, die durch eine kleine öffnung 16 ir der Seitenwand 15 des Hauptkörpers des Ventils 5 mil der Atmosphäre verbunden ist.

Ein Abstandsstück 17 ist zwischen den Memb-anen IM und 1 Iß gehalten und in der Mitte zwischen ihnen angeordnet. Gemäß Fig.4 ist das Abstandsstück 17 se ausgebildet, daß entgegengesetzte Endabschnitte voneinander verschiedene Durchmesser haben, wie bei K angedeutet ist. Dies wird unter Bezugnahme auf Fig.4 noch näher erläutert. Das Abstandsstück 17 hat eine mit der Innenfläche der einen Membran IM in Berührung stehende Aufnahmefläche 18. Ein Endabschnitt des Abstandsstücks 17 mit der Aufnahmefläche 18 hat einen Außendurchmesser d\, der kleiner als der Außendurchmesser di eines Endabschnitts des Abstandsstücks 17 mit einer Aufnahmefläche 19 ist, die mit der Innenfläche der anderen Membran 11 ß in Berührung gehalten wird.

Bei dieser Ausführung ergibt sich der wirksame Druckaufnahmebereich S der Membran allgemein durch die folgende Gleichung:

D + d \²

(D

D = Membranaußendurchmesser und

d = Membraninnendurchmesser.

Gemäß Gleichung (1) ergibt sich der wirksame Druckaufnahmebereich Si des Druckaufnahmeabschnitts 20 der Membran IM wie folgt:

(2)

d\ = Außendurchmesser des Endabschnitts des Abstandsstücks 17 mit der Aufnahmefläche 18.

Andererseits ergibt sich der wirksame Druckaufnahmebereich S₂ eines Druckaufnahmeabschnitts 21 der der Auslaßkammer 13 zugewandten Membran llß aufgrund der Gleichung (2) wie folgt:

S₁ =

cfe = Außendurchmesser des Endabschnitts des Ab-Standsstücks mit der Aufnahmefläche 19.

In diesem Fall ist der wirksame Druckaufnahmebereich Si der Membran 11Λ auf ein niedrigeres N iveau als der wirksame Druckaufnahmebereich S₂ der der Auslaßkammer 13 zugewandten Membran 1 Iß eingestellt.

Ein Wasserdurchlauf 22 ist in der Mitte der Membranen IM und 11B ausgebildet und unterhalt die Verbindung zwischen der Einlaßkammer 12 und der Auslaßkammer 13, die den Membranen IM bzw. llß zugewandt sind. Eine von den Membranen IM und llß gehaltene öffnung 23 ist im Wasserdurchlauf 22 vorgesehen. Diese öffnung 23 ist unveränderbar, sie kann jedoch veränderbar sein.

Gemäß F i g. 1 hat ein kleiner Drucktank 24 mit geringem Volumen einen Einlaß 25, der der Auslaßkammer 13 des Ventils 5 zugewandt ist und damit durch eine im Hauptkörper ausgebildete öffnung verbunden ist, wodurch der Drucktank 24 mit der Auslaßkammer 13 in Verbindung gehalten wird. Vorzugsweise sind dser Einlaß 25, die öffnung 23 und der Haupteinlaß 7 miteinander ausgerichtet. Ein Ventilsitz 26 ist an einem Abschnitt der Innenwand der Auslaßkammer 13 ausgebildet und dem Einlaß 25 des Drucktanks 24 zugewandt. Ein Ventilverschiußstück 27 ist mit dem Abstandsstück 17 verbunden und aufgrund der Verschiebungen der Membranen IM und llß zum öffnen und Schließen des Einlasses 25 des Drucktanks 24 bewegbar. Am Vorderende des Ventilverschlußstücks 27 ist ein Ventilkissen 28 gesichert. Wenn sich das Ventilverschlußstück 27 aufgrund der Verschiebungen der Membranen IM und llß in Pfeilrichtung F(F ig. 2 und bewegt, wird das Ventilkissen 28 zum Schließen des Einlasses 25 des Drucktanks 24 in Anlage an den Ventilsitz 26 gebracht.

Gemäß F i g. 1 ist ein üblicher Druckschalter 29 über eine Druckleitung 30 mit dem Drucktank 24 verbunden. Das Innere des Druckschalters ist zwar nichtr gezeigt, er erfaßt jedoch den Innendruck des Drucktanks 24 zum Steuern des Ein- und Ausschaltens des Elektromotors zum Antrieb der Pumpe 2. Somit ist das Ein- und Ausschalten der Pumpe 2 durch den Druckschalter steuerbar.

Der Druckschalter 29 wird zum Einschalten der Pumpe 2 geschlossen, wenn er erfaßt, dall der Innendruck des Drucktanks einen Wert erreicht hat, bei dem die Pumpe einzuschalten ist. Wenn der Druckschalter 29 erfaßt, daß der Innendruck des Drucktanks einen Wert erreicht hat, bei dem die Pumpe au'ir'üf.chalien ist. wird er geöffnet und unterbricht den Betrieb der Pumpe 2.

Es wird jetzt der Betrieb des Ventils 5 erläutert. Wenn kein Strom von der Stromversorgung V zum Elektromotor i fließt, sind die Membranen IM und 11 ö im Gleichgewichtszustand und sind in keine Richtung ausgelenkt. In diesem Fall befindet sich das Ventilverschlußstück 27 vom Ventilsitz 26 in geringem Abstand, so daß der Einlaß 25 des Drucktanks 24 etwas geöffnet ist. Wenn dem Elektromotor 1 Strom zugeführt wird, während der nut dem Ende der Förderleitung 9, rlic- mit dem Hauptauslaß 8 des Ventils 5 verbunden ist, verbundene Absperrhahn geschlossen bleibt, wird das

Ventil 5 mit dem Innendruck der Pumpe 2 beaufschlagt, (3) wodurch der Druck in der Einlaßkammer 12 und der

Auslaßkammer 13 ansteigt und auf die Membranen IM und Uß wirkt. Da der wirksame Druckaufnahmebes reich S₁ der der Einlaßkammer 12 zugewandten Membran IM kleiner als der Druckaufnahmebereich & der der Auslaßkammer 13 zugewandten Membran Hü ist ist die auf die der Auslaßkammer 13 zugewandten Membran 11 ß ausgeübte Kraft größer als die auf die der Einlaßkammer 12 zugewandten Membran IM wirkende Kraft aufgrund des Unterschieds der Druckaufnahmebereiche, wenn das Ventil 5 mit dem Innendruck der Pumpe 2 beaufschlagt wird. Infolgedessen verschieben sich die Membranen IM und llß aufgrund der ,5 Differenz der auf sie ausgeübten Kräfte zum Hauptein^la In diesem' Fall bewegt sich der Ventilkörper 26 aufgrund der Verschiebung der Membranen IM und llß zum Haupteinlaß 7, wodurch der Einlaß 25 des Drucktanks 24, der der Auslaßkammer 13 des Ventils 5 zugewandt ist, vollständig geöffnet wird. Dadurch kann das Innere des Drucktanks 24 mit dem Förderdruck der Pumpe 2 beaufschlagt werden, so daß der Druckschalter 26 geöffnet und die Pumpe 2 abgeschaltet wird. , _s Wenn irgendeiner der mit dem Ende des Förderrohrs ' 9 verbundenen Absperrhähne zur Wasserabgabe geöffnet wird, wird das; im Förderrohr 9 und im Drucktank 24 vorhandene Wasser abgegeben. Gleichzeitig findet ein Abfall des Innendrucks im Drucktank 24 ,o statt. Wenn der Innendruck des Drucktanks 24 einen Wert erreicht, bei dem die Pumpe 2 einzuschalten ist, erfaßt der Druckschalter 29 diesen Druck und wird geschlossen. Nach Schließen des Druckschalters 29 wird die Pumpe 2 sofort eingeschaltet, und das von ihr geförderte Wasser strömt durch den Haupteinlaß 7 in das Stellventil 5. Das unter Druck stehende Wasser wird in die Einlaßkammer 12 gelassen, aus der es durch den Durchlauf 22 in die Auslaßkammer 13 strömt. Gleichzeitig strömt das unter Druck stehende Wasser 40 zum Hauptauslaß 8 und durch diesen in das Förderrohr 9 zu Abgabe durch den Absperrhahn am Ende des Förderrohrs 9.

Wenn in das Ventil 5 strömendes, unter Druck stehendes Wasser durch die öffnung 23 im Wasser-4.S durchlauf 22 des Ventils 5 strömt, setzt die öffnung dem strömenden Wasser Widerstand entgegen, so daß zwischen der Einlaßkammer 12 und der Auslaßkammer 13 ein Differenzdruck erzeugt wird.

Infolgedessen wird der Druck Pi in der Einlaßkammer so 12 höher als der Druck P₂ in der Auslaßkammer (Fig.2). Zusammen mit dem durch das in die Einlaßkammcr 12 fließende Wasser auf die Membran IM ausgeübten Druck erzeugt der Differenzdruck eine Änderung im Gleichgewicht der Kräfte, die auf die 55 Membranen IM und llß ausgeübt werden, so daß die Membranen IM und llß zur Auslaßkammer 13 hin

vcrsCTiöDcn w'crucfi \r i g, JJ.

Der sich aufgrund der Verschiebung der Membranen verschiebende Vcntilkörper 27 bewegt sich zum EmIaU ho 25 des Drucktanks 24 und schließt ihn. Dadurch wird der Innendruck des Drucktanks 24 auf oder gering über dem Wert gehalten, bei dem die Pumpe einzuschalten ist. In diesem Fall wird der Innendruck des Drucktanks 24 von dem auf der Förderseite der Pumpe 2 vorhandenen Druck abgesperrt, selbst wenn der Innendruck im Fördersystem der Pumpe 2 ansteigt, da der Einlaß des Drucktanks 24 geschlossen ist. Wenn der Öffnungsgrad des Abspenhahns vcrklei-

nert wird, um die dadurch abgegebene Wassermenge zu verringern, wird der Durchsatz des in die Einlaßkammer 12 des Ventils 5 fließenden, unter Druck stehenden Wassers gesenkt. Gleichzeitig wird auch der Widerstand der öffnung 23 in bezug auf das sie durchströmen- s de Wasser verringert, so daß sich in der Beziehung zwischen den auf die Membranen WA und llß ausgeübten Kräfte eine Änderung ergibt. Da jedoch der Druck auf der Förderseite D der Pumpe 2 mit verringerter Wassermenge durch den Absperrhahn ₍₀ ansteigt, wird der Differenzdruck zwischen dem Inneren des Ventils 5 und dem Inneren des Drucktanks 24 größer. Infolgedessen wird das Ventilverschlußstück 27, das aufgrund der Verschiebung der Membranen WA und llß zur Rückkehr in seine Ausgangslage (Fig.3) ,_s neigt, an dieser Rückkehr gehindert, da er durch den Differenzdruck gegen den Ventilsitz 26 gedruckt wird, wodurch der Einlaß 25 zum Drucktank 24 geschlossen gehalten wird.

Wenn der Absperrhahn vollständig oder beinahe geschlossen ist, strömt im wesentlichen kein Wasser von der Einlaßkammer 12 durch die öffnung 23 in die Auslaßkammer 13. Dadurch wird der Differenzdruck zwischen der Einlaßkammer 12 und der Auslaßkammer 13, der durch den Widerstand der öffnung gegen das strömende Wasser hervorgerufen wird, beseitigt, wodurch der Druck in der Einlaßkammer 12 im wesentlichen gleich dem im der Auslaßkammer 13 wird. Inzwischen steigt der Druck auf der Förderseite der Pumpe 2 gleichmäßig an, so daß der Druck im Ventil 5 _3C ansteigt und auf die Membranen IM und llß ein im wesentlichen gleichmäßiger hoher Druck ausgeübt wird.

Wie bereits erläutert, haben die wirksamen Druckaufnahmebereiche Si und 52 der der Einlaßkammer 12 zugewandten Membran WA und der der Auslaßkammer 13 zugewandten Membran llß des Ventils 5 die Beziehung 52>5i; dieser Unterschied der Druckaufnahmebereiche erhöht die Kraft, die die Membranen IM und llß zur Einlaßkammer 12, in der der Haupteinlaß 7 liegt, verschiebt. Wenn diese Kraft größer als die auf das Ventilverschlußstück 27 vom Differenzdruck ausgeübte Kraft, die das Ventilverschlußstück in der Lage nach F i g. 2 hält, wird, werden die Membranen 11A und llß zur Einlaßkammer 12 verschoben, das Ventilverschlußstück 27 löst sich vom Ventilsitz 26 und öffnet dadurch den Einlaß 25 des Drucktanks 24. Danach strömt das unter Druck stehende Wasser im Stellventil 5 und im Fördersystem 6 durch den Einlaß 25 in den Drucktank 24.

Der Innendruck des Drucktanks 24 steigt, wälircnü das unter Hochdruck stehende Wasser in ihn strömt. Wenn der Innendruck des Drucktanks 24 den Wert erreicht,, auf dem die Pumpe 2 abzuschalten ist, erfaßt der Druckschalter 29 diesen Druck und wird geöffnet. Gleichzeitig mit dem öffnen des Druckschalters 29 wird ss die Pumpe 2 ausgeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt ist der Ventilkörper 27 in die Lage nach F i g. 3 zurückgekehrt. Wenn der Absperrhahn wieder gcölfnet wird, wird der erläuterte Vorgang wiederholt und die Pumpe eingeschaltet. («,

Wie crwiihnt, arbeitet das Ventil 5 so, daß es den Einlaß 25 des Drucktanks 24 schließt, nachdem der Druckschalter 29 geschlossen oder die Pumpe 2 nach dem Schließen des Druckschalters 29 eingeschaltet wurde, und dann verhindert das Ventil, daß der Druck (,_s im Fördersystem 6 das Innere des Drucktanks 24 beaufschlagt. Ferner bleibt der Einlaß 25 des Drucktanks 24 geschlossen, bis der Wasserdurchsat/, durch

35

₄₀

45 den Absperrhahn oder durch die Öffnung 23 unter den Mindestwert verringert wird. Wenn also der Durchsatz des durch das Fördersystem 6 der Pumpe 2 strömenden Wassers über dem Mindestweit liegt, setzt die Pumpe ihren Betrieb ohne Unterbrechung fort tind arbeitet nie schrittweise. Der Mindestwasserdurchsatz ist gegeben, wenn die auf die Membran WA und das Ventilverschlußstück 27 wirkende Kraft zum Abwärtsbewegen des Ventilverschlußstücks 27, die den auf die Membran WA wirkenden Wasserdruck in der Auslaßkammer 13 einschließende Kraft, der auf den Ventilkörper 27 wirkende Innendruck des Drucktanks 24 und das Gewicht der Membran und der öffnung größer als die Kraft sind, die das Ventilverschlußstück 27 in der Lage nach Fig.2 hält und den auf die Membran llß wirkenden Wasserdruck in der Einlaßkammer 12 und den auf das Ventilverschlußstück 27 wirkenden Wasserdruck in der Auslaßkammer 13 einschließt. Der Mindestdurchsatz kann sich in Abhängigkeit vom Innendurchmesser der öffnung 23, von der Rauhigkeit der Innenfläche der öffnung 23, den wirksamen Druckaufnahmebereichen 5i und 52 der Membranen 11/4 und llßund vom Gewicht des von den Membranen gehaltenen Teils ändern. Es ist zu beachten, daß der Mindestdurchsatz durch geeignete Ausbildung der öffnung 23, der Membranen 11Λ und llß und des Abstandsstücks 17 auf einen gewünschten Wert einstellbar ist. Der Mindestdurchsatz kann auf einen relativ niedrigen Wert von z. B. 2 l/min herabgesetzt werden.

Wenn der Durchsatz des Wassers im Fördersystem 6 der Pumpe 2 unter den Mindestwert verringert wird, bewegen sich die Membranen zusammen mit dem Ventilkörper 27 nach unten, und der Einlaß 25 des Drucktanks 24 wird geöffnet. Das Innere des Drucktanks wird mit dem Hochdruck in der Auslaßkammer 13 beaufschlagt, so daß der Pumpbetrieb sofort durch den Druckschalter 29 unterbrochen wird, der ein Ansteigen des Innendrucks im Drucktank 24 erfaßt.

Selbst wenn also die Pumpe so arbeitet, daß die pro Stunde durch den Absperrhahn abgegebene Wassermenge kleiner als die von der Pumpe geförderte Wassermenge ist, setzt die Pumpe 2 ihren Betrieb unabhängig von Änderungen der durch den Absperrhahn abgegebenen Wassermenge fort, da der Innendruck des Drucktanks 24 durch das Ventil 5 vom Druck im Fördersystem 6 abgesperrt ist, wie bereits erläutert wurde.

F i g. 5 zeigt eine Pumpkennlinie. Es sei angenommen, daß ijci verwendete Druckschalter 23 bei c-hil-mi Wasserstand H\ zum Einschalten der Pumpe 2 geschlossen und bei einem Wasserstand H> zum Ausschalten der Pumpe geöffnet wird. Bei einer Einrichtung, die kein crfindungsgemiißes Ventil verwendet, wird die Pumpe eingeschaltet, wenn der Innendruck des Drucktanks 24 (oder der Druck in der Förderöffnung der Pumpe) H\ ist, und ausgeschaltet, wenn der Druck H-> ist. Somit arbeitet die l'umpc so, daß die Menge des hochgepumpten Wassers zwischen Q₁ und Qi liegt oder der Betrieb an einem Einschaltpunkt F.IN\ beginnt und an einem Ausschaltpunkt AUS₂ endet.

Andererseits ist bei einer crfindungsgemiißcn Pumpe die Einstellung eines Mindcslwasscrdurchsatzes auf einen Wert möglich, der im Bereich des Ausschaltbcrcichs der Pumpe 2 liegt. Wenn der Mindestwert bei Qi eingestellt wird, kann der Betrieb der Pumpe 2 ohne Unterbrechung fortgesetzt werden, bis die hochgcptimptc Wasscrmcngc Q\ erreicht, und die Pumpe 2

wird an einem Ausschaltpunkt AUS₁ ausgeschaltet. Durch die Erfindung kann also der Arbeitsbereich der Pumpe, der zwischen EIN\ und AUSj liegt, über den Arbeitsbereich der Pumpe ohne das erfindungsgemäße Ventil, der zwischen EIN) und AUS₂ liegt, erweitert werden. Infolgedessen arbeitet die Pumpe 2 kontinuierlich, und der Druckschalter 29 wird nicht geöffnet oder geschlossen, während die Pumpe innerhalb dieses Bereichs arbeitet. Dadurch werden Änderungen der pro Stunde geförderten Wassermenge vermieden, die sonst durch den diskontinuierlichen Betrieb der Pumpe auftreten könnten. Das heißt, die durch den Absperrhahn pro Stunde abgegebene Wassermenge kann konstant gehalten werden.

Somit schafft die Erfindung eine selbsttätige Pumpe, die unabhängig von Änderungen der durch den Absperrhahn abgegebenen Wassermenge kontinuierlich arbeiten kann und ein Konstanthalten der pro Stunde geförderten Wassermenge selbst dann ermöglicht, wenn der verwendete Drucktank klein ist.

Gemäß der Erfindung wird das Ein- und Ausschalten der Pumpe 2 dadurch gesteuert, daß das öffnen und Schließen des Einlasses 25 des Drucktanks 24 durch das Ventil 5 erfolgt. Dadurch wird verhindert, daß der Hochdruck im Fördersystem 6 der Pumpe 2 auf das Innere des Drucktanks 24 ausgeübt wird, und zwar insbesondere bei laufender Pumpe. Dadurch ergibt sich eine längere Lebensdauer der Pumpeinrichtung, da verhindert wird, daß beim Drucktank 24 Ermüdungserscheinungen auftreten, die sonst durch die Wirkung des im Fördersystem 6 der Pumpe 2 vorhandenen Hochdrucks hervorgerufen werden würden.

Ferner arbeitet das Ventil 5 so, daß es den Einlaß 25 des Drucktanks 24 unmittelbar nach dem Schließen des Druckschalters 29 und dem Einschalten der Pumpe 2 schließt. Dadurch bleibt der Einlaß 25 des Druck tanks 24 geschlossen, während die Pumpe 2 läuft, wobei der Innendruck des Drucktanks 24 jederzeit nahe dem Wert gehalten wird, bei dem die Pumpe einzuschalten ist.

Dadurch erfolgt ein Anstieg des Innendrucks des Drucktanks 24 auf den Wert, bei dem die Pumpe 2 einzuschalten ist, mit Zeitverzögerung nach dem Schließen des Absperrhahns. Infolgedessen wird die Pumpe 2 selbst dann nicht häufig ein- und ausgeschaltet,

ίο wenn der Absperrhahn häufig geöffnet und geschlossen wird. Somit hat eine Verringerung der Größe oder des Volumens des Drucktanks keine Minderung seiner Arbeitsweise zur Folge, so daß der Nutzwert der einen kleinen Drucktank verwendenden Pumpe gesteigert wird.

Das Ventil 5 für die Steuerung des Betriebs der Pumpe 2 ist so aufgebaut, daß die in ihm angeordneten Membranen unterschiedliche wirksame Druckaufnahmebereiche haben, und im Wasserdurchlauf ist eine von den Membranen im Ventil 5 begrenzte öffnung zum Unterhalten der Verbindung zwischen der Einlaß- und der Auslaßkammer vorgesehen, so daß die Kraft, mit der der Einlaß 25 des Drucktanks geöffnet und geschlossen wird, durch diesen Aufbau des Ventils erzieibar ist. Dadurch entfällt die Notwendigkeit der Verwendung einer Feder oder anderen Federung, deren Federeigenschaft sich nach längerem Gebrauch ändern

könnte, zum öffnen und Schließen des Drucktanks.

Wenn also das erfindungsgemäße Ventil zum Öffnen und Schließen des Drucktankeinlasses verwendet wird, ergibt sich selbst dann keine Änderung der Kraft, mit der der Drucktankeinlaß geöffnet und geschlossen wird, wenn das Stellventil lange Zeit benutzt wird. Dadurch ist eine zwangläufige Steuerung des Ein- und Ausschaltens der Pumpe möglich.

I licivu 3 Blatt Zcichnuimcn

Claims

Patentansprüche:

!. Selbsttätige Pumpeinrichtung mit einer Pumpe, mit einem an das Fördersystem der Pumpe angeschlossenen Drucktank, mit einem im Fördersystem der Pumpe angeordneten Ventil mit einem Ventilverschlußstück zum öffnen und Schließen des Einlasses des Drucktanks und mit einem Druckschalter zum Ein- und Ausschalten der Pumpe in Abhängigkeit vom Druck im Drucktank, dadurch gekennzeichnet, daß der lnnenr^um des Ventils (5) durch zwei in den seitlichen Wänden des Ventilhauptkörpers verankerte, im wesentlichen parallel zueinander liegende, eine zentrale Durchflußblende (23) tragende Membranen (HA 11 B) in eine unten liegende Einlaßkammer (12) mit den mit der Förderöffnung (10) der Pumpe (2) in Verbindung stehenden Haupteinlaß (7), in eine zwischen den Membranen liegende Zwischenkammer (14) und in eine oben liegende Auslaßkammer (13) mit dem zu einer Abgabevorrichtung führenden Hauptauslaß (8) und dem Einlaß (25) des Drucktanks (24) unterteilt ist, und daß das Ventilverschlußstück (27) an der Durchflußblende (23) angeordnet ist, wobei die Einlaßkammer (12) und die Auslaßkammer (13) über eine in der Durchflußblende (23) vorgesehene öffnung (22) in Verbindung stehen und die der Auslaßkammer (13) zugewandte Membran (i\B) einen wirksamen Druckaufnahmebereich (S 2) hat, der größer als der wirksame Druckaufnahmebereich (Si) der der Einlaßkammer (12) zugewandten anderen Membran (11 A) ist.
2. Pumpeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenkammer (14) über eine Öffnung (16) in Verbindung mit der Atmosphäre steht.
3. Pumpeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilhauptkörper zylindrisch ist und daß der Haupteinlaß (7), die Öffnung (22) in der Durchflußblende (23) und der Einlaß (25) des Drucktanks (24) auf der Mittellinie des Ventilhauptkörpers miteinander fluchten.
4. Pumpeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 —3, gekennzeichnet durch ein zwischen den parallelen Membranen (ItA HßJ liegendes Abstandsstück (17), das in die Durchflußblende (23) eingesetzt ist, wobei ein Teil des Abstandsstücks (17), der mit der der Auslaßkammer (13) zugewandten Membran (11 B) in Berührung gehalten ist, einen größeren Bereich als ein anderer Teil hat, der mit der der Einlaßkammer (12) zugewandten Membran (MA)'m Berührung gehalten ist.