DE25545C - Steuerungsvorrichtung für Apparate zum Heben von Wasser mittelst Luftdruck und Gefäfskolonnen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Diese in Folgendem näher beschriebene Erfindung bezweckt:

1. Die Förderung von Flüssigkeiten (Wasser, Petroleum etc.) aus sehr engen, aber tiefen Schächten, in denen die Einbringung eines Pumpengestänges unmöglich ist.

2. Die Möglichkeit der Aufstellung und Wartung aller Maschinerie für Wasserhaltung zu Tage und seitwärts der Schächte.

3. Eine billige und ökonomische Wasserhaltung zu schaffen, die keinen besonderen Schacht zur Wasserhaltung beansprucht, für jede beliebige Teufe ohne Abänderung pafst und Sicherheit gegen das Ersaufen bietet.

Es bedeutet P, Fig. 1, einen in der Nähe des Schachtes aufgestellten Luftcompressor mit dem Compressionscylinder C, welcher durch das Saugrohr i und ij Luft ansaugt und die comprimirte Luft durch das Rohr / dem Accumulator A zuführt. In dem Schachte S bezeichnet U den Sumpf; in den seitlichen Nischen des Schachtes S befinden sich die Behälter Mi Mu Mm. Ein Heber- und Saugrohr 57 reicht vom Boden des Behälters Mi in den Sumpf U und trägt hier einen Saugkorb k mit Brunnenventil r. Vom Boden desselben Behälters ausgehend, führt ein Rohr d mit Rückschlagventil <5/ und mittelst des Rohres i5/; zu dem Behälter Mn, von welchem ein anderes Rohr &m nach dem Behälter Mm führt, dessen Rohr &_t endlich in die Ablaufrinne E mündet.

Eine Luftdruckleitung d verbindet den Accumulator A mit dem Behälter Mi. Oi bezeichnet ein nach innen sich öffnendes Luftventil und η einen Dreiweghahn, beide in der Saugleitung i des Compressors eingeschaltet; α bezeichnet einen Dreiweghahn, der die Saugleitung i mit der Druckleitung d verbindet. Beide Dreiweghähne η und α sind durch eine gemeinsame Zugstange verbunden.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Die Dreiweghähne sind so gestellt, dafs Dreiweghahn α die Druckleitung d vom Accumulator A abschliefst, während der Dreiweghahn η das Saugrohr i von der Atmosphäre absperrt und den Compressionscylinder C durch die Leitung d mit dem Saugrohr des Behälters Mi in Communication setzt. Infolge dessen entsteht im Behälter Mi eine Luftverdünnung und die Atmosphäre treibt die Flüssigkeit durch si aus dem Sumpf U in diesen Behälter Mi. Nachdem dieser gefüllt ist, wird die Luftverdünnung immer weiter getrieben und das Luftventil Oi wird sich öffnen; man stellt nun die Dreiweghähne α und η so, dafs z/ mit dem Saugrohr des Compressionscylinders communicirt, dagegen d von demselben abgeschlossen ist und gleichzeitig die Verbindung des Behälters M\ mit dem Accumulator A hergestellt wird. Das Brunnenventil r bleibt geschlossen, der Druck aus dem Accumulator wirkt auf die Flüssigkeit und treibt den Inhalt des Behälters durch das Steigrohr b, das Rückschlagventil <5i und das Steigrohr &₃ nach dem Behälter Mn, dessen Inhalt aber etwas gröfser als Mi ist.

Damit aber die in dem Behälter Mn enthaltene Luft nicht comprimirt zu werden braucht,

ist in diesen Behälter ein Luftventil w eingebaut, welches, wie Fig. ia zeigt, aus dem Ventilgehäuse 6 mit zwei Führungen für die Ventilstange 5 und dem zugleich als Schwimmer dienenden hohlen Kugelventil 4 besteht. Durch sein Gewicht bleibt das Ventil 4 so weit, als es der Bund auf der Ventilstange gestattet, offen, bis die Flüssigkeit es durch Heben oder die comprimirte Luft es durch ihr rasches Ausströmen schliefst, wonach es, so lange Druck in dem Behälter vorhanden ist, geschlossen bleibt.

Sobald alle Flüssigkeit bis an die Mündung des Steigerohres #₂ aus dem Behälter Mi ausgetrieben ist, tritt die Druckluft in das Steigerohr ^₂ und wirkt auf den Flüssigkeitsinhalt des Behälters Mn; dieser Inhalt ergiefst sich infolge dessen in den etwas gröfseren Behälter Mm ^und wird von hier endlich aus dem Steigerohr A₄ in die Abflufsrinne R ausgegossen.

Entsprechend dem Druck im Accumulator A ist die senkrechte Entfernung der Behälter Mj Mu und Mm von einander und von letzterem bis R zu wählen. Beträgt z. B. die Luftpressung 6 Atmosphären Ueberdruck, so ist für Wasserförderung die Entfernung der Behälter geringer als 60 m zu wählen etc.

Der Betrieb kann ebensowohl anstatt mit comprimirter Luft direct durch Dampf erfolgen. In diesem Falle steht das Rohr d direct mit dem Dampfraum eines Dampfkessels in Verbindung und auch der Behälter Mi erhält ein Luftventilchen w, wie in Fig. 1 a gezeichnet, jedoch mit einem Rohraufsatz t, welcher in der Figur punktirt angegeben. Der Behälter Mi steht dann unter dem tiefsten Wasserspiegel, füllt sich jedesmal von selbst und wird dann durch den darauf wirkenden Dampf hochgetrieben. Das Oeffnen und Schliefsen des Dampfhahnes geschieht über Tage in Pausen und kann von Hand oder durch eine unabhängige, mittelst Maschine betriebene Vorrichtung erfolgen.

Das Rohr t in Fig. ia reicht bis über den höchsten vorkommenden Wasserspiegel.

Fig. 2 zeigt, wie die Umsteuerung selbstthätig durch einen Katarakt erfolgen kann.

Der Hahn nj ist hier zu einem Vierweghahn ausgebildet und communicirt durch das Rohr d mit dem Behälter Mi, durch das Saugrohr i₂ mit dem Accumulator A und durch den Rohrstutzen ai mit der atmosphärischen Luft.

In das Rohr <5₄' ist ein Dreiweghahn eingeschaltet, der entweder so eingestellt ist, dafs A₄ frei in das Gefäfs K mündet, oder aber bei entsprechender Stellung des Dreiweghahnes χ in eine Rohrleitung y. Die Schlüssel der Hähne n; und χ sind mit/ und e bezeichnet und durch die Zugstange z/ mit dem doppelarmigen Hebel m verbunden, auf dessen einem Schenkel das Gefäfs K mit einem Ablauf hahn ri befestigt ist und dessen anderer Schenkel ein Ausgleichgewicht q, welches verschieden eingestellt werden kann, trägt.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Das Gefäfs K ist mit Wasser bezw. Flüssigkeit angefüllt und drückt durch sein Gewicht den Hebelarm m nieder, wodurch die Hähne ni und χ in die gezeichnete Lage kommen.

Das Saugrohr z₂ des Compressors ist dadurch mit dem Rohr d in Verbindung getreten, während die Rohre e; und ö/ von demselben abgeschlossen sind.

Der Compressor erzeugt eine Luftverdünnung in d und Mi und Mi füllt sich. Inzwischen ist aus dem Regulirhähnchen r/ so viel Inhalt aus dem Gefäfs K ausgeflossen, dafs dasselbe durch das Ausgleichgewicht q wieder gehoben wird, wodurch sich der Vierweghahn «/ so eingestellt hat, dafs «/ mit z₂ und i/ mit d communicirt und der Dreiweghahn χ den Durchgang durch O₄ freigiebt und y abschliefst. Der Druck des Accumulators wirkt nun auf den Inhalt des Behälters Mi u. s. w. und der Inhalt des letzteren ergiefst sich endlich durch ^₄ in das Gefäfs K, wodurch sich dieses wieder senkt und das Spiel sich wiederholt u. s. w. Um die in den Rohrleitungen d und den verschiedenen Behältern noch restifende comprimirte Luft zu Ventilations- und anderen Zwecken verwendbar zu machen, kann dieselbe durch das Rohr y fortgeleitet werden.

Es bezeichnen P, Fig. 3, den in der Nähe des Schachtes aufgestellten Luftcompressor mit dem Compressionscylinder C, welcher Luft aus der Atmosphäre ansaugt, comprimirt und durch das Rohr / dem Accumulator A zuführt. 5 ist der Schacht mit dem Sumpf U. Der tiefste Behälter Mi ist an den Haken «₃ mittelst der Kette y in dem Aufzug bezw. der Winde mit Handkurbel H aufgehängt und kann somit nach Bedürfnifs gesenkt oder gehoben werden. In entsprechenden Höhen seitlich im Schachte sind die Behälter Ma und Mm befestigt. Aus dem Accumulator A führt das Druckrohr d, welches in einen Gummischlauch di endigt, der andererseits wieder durch Schlauchkupplung mit dem Behälter Mi verbunden ist, zu letzterem. Der Behälter Mi besitzt an seinem unteren Ende das Rückschlagventil r mit dem Saugkopf k. Ein Rohr b ist mittelst Schlauchkupplung mit dem Gummischlauch S₁ verbunden und endigt andererseits in das feste Steigrohr ^₂, welches, durch den Boden des Behälters Mm eingeführt, sich in den oberen Theil desselben ergiefst. In gleicher Weise führt das Rohr b_% zu dem Behälter Mm, und das Rohr O₄ ergiefst sich endlich in das Gefäfs K. Sämmtliche Behälter sind mit dem in Fig. 1 a dargestellten Luftauslafsventil w armirt und der Behälter Mi ist aufserdem noch mit einem Luftrohr t, welches sich unmittelbar an w anschliefst, versehen,

damit die Luft ungehindert durch die über w. stehende Wassersäule passiren kann.

Die Umsteuerung besteht, wie schon in Fig. 2 beschrieben, aus einem Gefäfs K mit Regulirhahn rj, welches auf dem Schenkel m eines doppelarmigen Hebels mit dem Drehpunkt ν und dem Gegengewichte q balancirt.

Der verlängerte Hebelarm ist durch die Zugstange ζ mit dem Hebel des Absperrhahnes a verbunden.

Die Wirkungsweise dieser ganzen Vorrichtung ist folgende:

Sowie der Behälter Mj in den Sumpf U gesenkt wird, öffnet sich das Ventil r und der Behälter füllt sich mit Wasser, während die in dem Behälter enthaltene Luft durch das Ventil w und das Rohr t so lange ausströmt, bis das aufsteigende Wasser mittelst des Schwimmers das Ventil w schliefst. Der Compressor drückt nun direct oder durch den Accumulator A comprimirte Luft in die Rohrleitung d di, erstere wirkt auf den Wasserspiegel innerhalb des Behälters Mi und der Inhalt desselben ergiefst sich infolge des Luftdruckes in den Behälter Mjj, aus welchem die darin stehende Luft aus w entweicht und der Inhalt desselben schliefslich durch die nachströmende comprimirte Luft nach Mm gedrückt wird. Von hier aus ergiefst sich der Wasserinhalt ebenfalls durch die weiter wirkende Luftpressung unter den gleichen Verhältnissen durch das Steigrohr A₁ in das Gefäfs K. Sobald sich das Gefäfs K genügend gefüllt hat, sinkt es durch sein gröfseres Gewicht, der Hebel m zieht durch ζ ' den Hebel / nieder, wodurch der Absperrhahn α abgeschlossen wird. Die Höhe des Gefäfses K über dem Behälter M_m ist nun so gewählt, dafs die Expansionskraft der in der Rohrleitung d und in dem Behälter Mj und Mn enthaltenen comprimirten Luft das Wasser aus Mm nach K treibt, aus welchem es durch den Ueberlauf b in die Rinne JR abfliefst. Die Stellung des Regulirhahnes r/ wird so gewählt, dafs der zurückbleibende Inhalt des Gefäfses K durch T₁ in derselben Zeit ausfliefst, welche gebraucht wird, bis sich der Behälter Mi vollständig gefüllt hat. Hat sich in dieser Zeit nun K entsprechend geleert, so zieht das Gegengewicht q den Hebel η wieder hoch, wodurch sich der Absperrhahn α öffnet, und das Spiel beginnt von neuem.

Claims (2)

1. Patent-AnSprüche:
   An Apparaten zum Heben von Wasser mittelst

   Luftdruck- und Gefäfscolonnen:

   • 1. Bei Saug- und Druckwirkung die Umsteuerungsvorrichtung, Fig. 2, im wesentlichen bestehend aus dem Vierweghahn ni, dem Dreiweghahn χ mit den dazu gehörigen Rohrleitungen und dem auf einem doppelarmigen Hebel m stehenden Gefäfse K mit dem Regulirungshahn r_u welch ersterer mit den Hahnschlüsseln durch die Zugstange Z₁ verbunden ist.
2. 2. Bei Druckwirkung allein die vereinfachte Umsteuerung durch die Verbindung des Hebelarmes m mit dem Schlüssel des Zweiweghahnes a, Fig. 3.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.