DE2622087A1 - Selbsttaetiges pumpwerk - Google Patents
Selbsttaetiges pumpwerkInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein selbsttätiges Pumpwerk.
Gegenwärtig handelt es sich bei selbsttätigen Wasserpumpen für die häusliche Einzelversorgung aus Flachbrunnen
in der Regel um sogenannte Westco-Pumpen mit Selbstansaugung. In-der Regel werden diese Flachbrunnenpumpen dazu benutzt,
Wasser über eine Strecke von 8m oder weniger vom Wasserspiegel des Brunnens aus bis zurErdoberfläche bzw. der
Montagestelle der Pumpe zu fördern. Für größere Förderhöhen als 8m werden Tiefbrunnenpumpen benutzt, bei denen Kombinationen
aus Kreiselpumpen und Strahlpumpen zur Anwendung kommen. Bei solchen Pumpen wird der Pumpenbetrieb selbsttätig durch
öffnen und Schließen eines Hahnes gesteuert. Um diesen selbsttätigen Betrieb zu ermöglichen, ist ein Druckschalter
mit der Wasser- bzw. Lieferleitung auf der Druckseite der
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Gr
Pumpe verbunden, der durch eine Druckänderung in der Lieferleitung auf der Druckseite betätigt wird, die durch
öffnen und Schließen des Hahnes verursacht wird. Dieser Druckschalter kann den Speisekreiseines die Pumpe antreibenden
Motors ein- bzw. ausschalten.
Mit der Lieferleitung auf der Druckseite verbunden ist ein Wasser- bzw. Druckkessel, dem der Druckschalter
zugeordnet ist. Aus noch zu erläuternden Gründen muß dieser Druckkessel für Einzelversorgungsbrunnen bei herkömmlichen
Pumpwerken sehr groß sein. Der Druckkessel besteht in der Regel aus Walzstahlplatten.
Ein erster Grund für die Größe des Druckkessel liegt darin, daß die Anzahl der Schließ- und Öffnungsvorgänge des
Druckschalters beim selbsttätigen Betrieb möglichst unterhalb eines Grenzwertes liegen soll. Dies hat zur Folge, daß die
Pumpe möglichst lange stillsteht, bevor der Pumpenbetrieb wieder aufgenommen wird. Wenn dies nicht erreicht wird,
wird der Druckschalter innerhalb kurzer Zeit beschädigt, so daß selbsttätiger Pumpenbetrieb und automatische Wasserversorgung
unmöglich werden.
Bei der Festlegung der Größe eines herkömmlichen Druckkessels werden folgende Größen als Kriterien benutzt:
- 1/Paus) (1)
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Dabei gilt: AV = gespeicherte Wassermenge in Litern;
V = Volumen des Druckkessels;
P . = manometrischer Einschaltdruck des ein
Pa = manometrischer Ausschaltdruck des
Druckschalters in kp/cm2;
manometrischer Ausschaltd: Druckschalters in kp/cm2.
Q - Qein + Qaus '2 .
Darin gilt: Q . = Pumpendurchfluß (1I/min) bei Einschalt-
druck;
Q_ = Pumpendurchfluß (l/min) bei Ausschaltaus
druck.
T = AV/2 (min) (3)
T in Gleichung (3) dient als Kriterium. Wenn ein möglichst großer Wert für T gewählt wird, wird dadurch die
Anzahl der Ein-Aus-Schaltungs/orgänge des Druckschalters
vermindert, wodurch die Lebensdauer des Druckschalters erhöht wird. Dies heißt mit anderen Worten, daß das Volumen
des Drucktanks möglichst groß zu machen ist.
Ein zweiter Grund, der besonders bei Anwendung einer Westco-Pumpe von Bedeutung ist, liegt in der Eigenschaft
einer solchen Pumpe, daß dann, wenn der Durchfluß abnimmt, der Elektromotor, der die Pumpe antreibt,übermäßig stark
belastet ist, was zu einem sehr starken Anstieg der Leistungs-
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aufnahme führt. Dies ist ein erheblicher Nachteil. Beispielsweise bei einer Westco-Pumpe mit einem Durchfluß von
30 l/min nimmt die Leistungsaufnahme um ungefähr den Faktor 2,5 zu, wenn der Durchfluß gegen Null geht. Mit
steigender Leistungsaufnahme nimmt die Gefahr einer überhitzung sowie einer Beschädigung der Isolation des
Elektromotors zu, während gleichzeitig der Pumpenwirkungsgrad (Pumpleistung/elektrische Leistungsaufnahme) schlechter
wird und daher die Betriebskosten beträchtlich ansteigen.
Die Pumpe eines Einzelversorgungspumpwerkes ist in der Regel nur schwach belastet, so daß sich ziemlich kleine
Pumpendurchflüsse ergeben, wie sie beispielsweise durch einen Wasserhahn oder dergleichen verursacht werden. Da jedoch
bei niedrigen Durchflüssen Westco-Pumpen den beschriebenen Nachteil haben, muß nach Möglichkeiten gesucht werden, zu
verhindern, daß der Pumpendurchfluß unter einen bestimmten Wert absinkt.
Dieser Nachteil kann mit einem großen Druckkessel überwunden werden. Wenn nämlich der Durchfluß auf der
Wasserleitung klein ist, ermöglicht ein Druckkessel mit großem Volumen, daß die Differenz zwischen dem Pumpendurchfluß
und dem Durchfluß auf der Wasserleitung ausreichend groß sein kann und daß die Differenzmenge vom Druckkessel
aufgenommen wird. Das Pumpwerk kann daher so ausgelegt werden, daß in jedem Fall verhindert wird, daß der Pumpendurchfluß
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unter einen bestimmten Wert absinkt.
Es sind bereits verschiedene Möglichkeiten in Betracht gezogen worden, um die Ein-Aus-Periode des
Druckschalters zu verlängern. Zu diesen Möglichkeiten gehört beispielsweise die Anwendung eines Verzögerungselementes. Dies ist jedoch im Hinblick auf die in Verbindung
mit dem zweiten Grund erläuterten Probleme unzweckmäßig.
Aus den erläuterten Gründen sind gegenwärtig Einzelversorgungspumpwerke
mit großen Druckkesseln üblich. In jüngerer Zeit geht jedoch die Entwicklung in Richtung
kleinerer, leichterer Produkte, und die Hersteller haben ihre Produktion entsprechend ausgerichtet.
Im folgenden wird bereits hier unter Bezugnahme auf die Fig. 17 bis 20 ein herkömmliches selbsttätiges Pumpwerk
erläutert.
In Fig. 17 ist ein herkömmliches selbsttätiges Pumpwerk dargestellt. Zu diesem Pumpwerk gehört eine Pumpe 123, die
aus einem Brunnen 124 über ein Brunnenrohr 125, ein Rückschlagventil 126 und ein Saugrohr 127 Wasser ansaugt und
über ein Druckrohr 128 und eine Wasserleitung 129 zu einem Hahn 130 fördert. Mit dem Druckrohr 128 ist ein Druckschalter
132 zur Steuerung eines die Pumpe antreibenden
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Motors 131 verbunden. Ferner ist mit dem Druckrohr ein
großer Druckkessel 133 verbunden, der mit dem Druckschalter 132 gekoppelt ist.
Wenn der Wasserhahn 130 geöffnet wird, strömt im Druckkessel 133 gespeichertes Wasser aus, wobei der Druck
in der Wasserleitung 129 fällt und der Druckschalter 132
in seine Ein-Stellung gebracht wird, wodurch der Motor 131
eingeschaltet wird und somit selbsttätig die Pumpe 123 in Betrieb gesetzt wird. Wenn der Hahn 130 geschlossen wird,
steigt der Druck in der Wasserleitung 129, wodurch der Schalter 132 in seine Aus-Stellung gebracht wird und dadurch
die Pumpe 122 abschaltet.
Da herkömmliche Einzelversorgungspumpwerke keinen
Wasserregler oder dergleichen aufweisen, wiederholt sich der im folgenden beschriebene Vorgang. Wenn der Wasserhahn
weit geöffnet ist, erreicht der Druck in der Wasserleitung nicht den Wert, bei dem der Druckschalter 132 ausgeschaltet
wird, was zurFolge hat, daß die Pumpe 123 weiterarbeitet.
Wenn dagegen der Wasserhahn 130 vollständig geschlossen wird, erreicht der Druck in der Wasserleitung 129 einen solchen
Wert, daß der Druckschalter 132 ausgeschaltet wird. Dadurch wird die Pumpe 123 außer Betrieb gesetzt. Es kann dann jedoch
noch im Druckkessel 133 gespeichertes Wasser in die Wasserleitung 129 einströmen, wobei der Druck im Druckrohr 128 und
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der Wasserleitung 129 allmählich abnimmt. Aufgrund des Rückschlagventils 126 findet keine Rückströmung des Wassers
aus dem Druckkessel 133 durch das Druckrohr 128 statt, so daß das Wasser allein in die Wasserleitung 129 einfließt.
In dieser wird ein Druck erreicht, bei dem der Druckschalter 132 eingeschaltet wird, so daß die Pumpe 123
selbsttätig erneut in Betrieb gesetzt wird. Daher wird dann wieder Wasser aus dem Brunnen 124 angesaugt, wobei
ein Teil des Wassers im Druckkessel 133 gespeichert wird. Dieser Vorgang wiederholt sich ständig. Da die Zeitdauer
zwischen dem Einschalten und dem Ausschalten des Druckschalters 132 durch das Fassungsvermögen bzw. Volumen des
Druckkessels 133 bestimmt ist, führt ein Druckkessel mit großem Volumen zu einer längeren Zeitdauer.
Gegenwärtig übliche Einzelversorgungspumpwerke haben in der Regel ein Fassungsvermögen von 20 1. Dies gilt für
ungefähr 50% der Einzelversorgungspumpwerke. Es ist ermittelt worden, daß bei einem Druckkessel mit 20 1 die Ein-Aus-Schaltperiode
des Druckschalters 132 ungefähr 30 see beträgt. Da die Lebensdauer eines solchen Einzelversorgungspumpwerks
10 000 Stunden beträgt, wird der Druckschalter während dieser Lebensdauer ungefähr 1 200 000 mal ein- und ausgeschaltet.
Da die Lebensdauer eines üblichen Druckschalters ungefähr 1 000 000 Schaltvorgänge ermöglicht, führt eine einfache
Verminderung des Volumens des Druckkessels auf 1/10 des
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ursprünglichen Volumens zu einer Verminderung der Lebensdauer des Schalters auf 1 000 Stunden für 1 200 000 Schaltvorgänge.
Dies heißt, daß das Volumen des Druckkessels nicht einfach ohne Nachteile vermindert werden kann.
Für die Leistungsaufnahme des Motors 131 gilt dabei folgendes. Selbst wenn mit einer Westco-Pumpe bei einem
Druck, der den Druckschalter 132 einschaltet, gearbeitet wird, erfolgt der Pumpenbetrieb im Bereich eines Durchflusses,
bei dem der Motor nicht übermäßig stark belastet wird. Unabhängig davon, wie oft der Druckschalter den
Ein-Aus-Schaltvorgang ausführt, wird daher der Motor 131
nicht beschädigt.
Wenn der Hahn 130 vollständig geschlossen wird, steigt der Druck in der Wasserleitung 129 und im Druckrohr 128,
so daß der Druckschalter 132 in seine Aus-Stellung gebracht wird. Aufgrund des Anstiegs des Drucks im Druckkessel
hält der Druck in der Wasserleitung 129 den Druckschalter ausgeschaltet, so daß auch die Pumpe 132 außer Betrieb
bleibt, bis der Hahn 130 geöffnet wird. Wenn der Hahn geöffnet wird, fließt im Druckkessel 133 gespeichertes Wasser
ab und wird der Druckschalter 132 eingeschaltet, so daß sich der beschriebene Vorgang wiederholt, da in der Wasserleitung
129 der Druck abfällt. Der selbsttätige Betrieb einer herkömmlichen Einzelversorgungspumpe erfolgt somit
in vorstehend beschriebener Weise.
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Bekannte Vorrichtungen zur einfachen Verminderung der
Anzahl der Ein-Aus-Schaltvorgänge des Druckschalters 132 sind in den Fig. 18 und 19 dargestellt.
Bei der in Fig. 18 dargestellten Vorrichtung befindet sich in einem Druckrohr 135 einer Pumpe 134 ein bewegbares
Element 136. Ein Einlaßkanal 138 eines Druckschalters wird je nach der Stellung des bewegbaren Elementes 136
geöffnet oder geschlossen, wodurch der Druckschalter 137 gesteuert wird.
Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 19 ist ein Ventil
vorgesehen, das während des Betriebs einer Pumpe 139 in Funktion tritt und zusammen mit einem Hilfsventil 141
die Einspeisung in einen Druckkessel 143 steuert, der mit einem Druckschalter 142 versehen ist.
Bei der in Fig. 18 dargestellten Vorrichtung sind ferner ein Elektromotor 145, ein Druckkessel 146, eine
Druckleitung 147 sowie eine Feder 148 vorgesehen, die eine Vorspannkraft auf das bewegbare Element 136 ausübt.
Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 19 sind ferner eine
Verbindung 149 zwischen dem Ventil 140 und dem Hilfsventil 141, eine Einstellfeder 150 sowie ein Elektromotor 151 vorgesehen.
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Wie bekannt ist, dient der Druckschalter dazu, den Durchfluß in der Wasserleitung bzw. Lieferleitung zu
steuern. Wenn der Durchfluß oberhalb eines bestimmten Wertes liegt, arbeitet der Druckschalter in der Weise, daß
er die Pumpe unabhängig vom Druck in der Wasserleitung dauernd in Betrieb hält. Wenn der Durchfluß unter diesen
bestimmten Wert fällt, ermöglicht der Druckschalter, daß die Pumpe selbsttätig in Beziehung zum Druck in der Wasserleitung
arbeitet.
Bei dem in Fig. 20 dargestellten Pumpwerk sind ein Druckkessel 152 und ein damit verbundener Druckschalter
153 getrennt mit einem Durchflußschalter 155 versehen, der den Durchfluß in einer Wasserleitung 154 erfühlt. Wenn der
Durchflußschalter in Betrieb ist, arbeitet eine Pumpe 156
normal. Wenn der Durchflußschalter außer Betrieb ist,
kann die Pumpe selbsttätig unter Steuerung durch den Druckschalter 153 arbeiten.
Wenn der Betriebsdurchfluß vom Durchflußschalter vermindert wird, kann bei diesen Mechanismen der Bereich
des kontinuierlichen Pumpenbetriebs stark erhöht werden.· Wenn solche herkömmliche Vorrichtungen in Verbindung mit
Westco-Pumpen benutzt werden, treten jedoch folgende Nachteile auf.
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1. Da die Westco-Pumpe ohne Berücksichtigung des Druckschalters
betrieben wird, kann überlastung der Pumpe nicht verhindert werden.
2. Wenn der Durchfluß in der Wasserleitung abnimmt, wird der Betrieb nicht mehr durch den Druckschalter
gesteuert. Daher muß der Druck, bei dem der Druckschalter ausschaltet, auf einen Wert unter dem Pumpenlief
erdruck eingestellt werden. Dies heißt mit anderen Worten, daß ein BypassStrömungskanal für die Westco-Pumpe
benötigt wird, damit eine überlastung des Motors verhindert wird. Wenn der Lieferdruck der
Westco-Pumpe unter diesem zu überlastung führenden Wert gehalten wird, muß der Druck, bei dem der Druckschalter
ausschaltet, unter diesem Wert liegen. Dadurch nimmt jedoch -die im Druckkessel gespeicherte Wassermenge ab,
da diese Menge in Beziehung zum Ein-Aus-Betrieb des Druckschalters steht. Wenn der Durchfluß in der Wasserleitung
unterhalb eines bestimmten Wertes liegt, beispielsweise wenn der Wasserhahn undicht ist, tritt
daher die ungünstige Situation auf, daß die Anzahl der Ein-Aus-Schaltvorgänge des Druckschalters aufgrund der
geringen Menge des im Druckkessel gespeicherten Wassers zunimmt.
3. Durchflußschalter sind teuer und haben geringe Lebensdauer, da es sich bei den elektrischen Kontakten
um Zweipunktkontakte handelt.
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Mit der Erfindung wird ein neues selbsttätiges Pumpwerk ohne die beschriebenen Nachteile angestrebt. Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein kompaktes, leichtes Pumpwerk zu schaffen, bei dem das Volumen des
Drucktanks für eine Flachbrunnenpumpe, insbesondere eine Westco-Pumpe, wesentlich vermindert ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Pumpwerks, bei dem Überlastung einer Westco-Pumpe
trotz stark verminderten Druckkesselvolumens vermieden wird.
Ein wiederum weiteres Ziel der Erfindung sind Maßnahmen, die Schwingungen des Pumpwerks dadurch vermeiden, daß Vorrichtungen
zur Verhinderung von Überlastungen vorgesehen sind.
Ein wiederum weiteres Ziel der Erfindung sind Maßnahmen^
die den kontinuierlichen Betrieb einer Westco-Pumpe verlängern, so daß dadurch die Anzahl der Ein-Aus-Schaltvorgänge des
Druckschalters wesentlich vermindert wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung von Maßnahmen zur Konstanthaltung des den Druckschalter betätigenden
Wasserleitungsdrucks, wobei dies möglich sei soll trotz Änderungen des tatsächlichen Durchflusses in der Wasserleitung.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Pumpwerks, bei dem eine ausreichende Menge von Wasser
in einem äußerst kleinen Druckkessel selbst dann gespeichert werden kann, wenn durch die Wasserleitung eine sehr schwache
Strömung erfolgt, beispielsweise wenn der Wasserhahn undicht ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Pumpwerks,bei dem Ausfälle durch im Wasser enthaltene
Verunreinigungen vermieden werden.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Pumpwerks, bei dem Beschädigungen der Wasserleitung
durch den angelegten Druck möglichst weitgehend vermindert sind.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Regeleinrichtung zur verhinderung von Schwankungen
des Lieferdrucks eines Pumpwerks.
Ein erfindungsgemäßes Pumpwerk ist in den Patentansprüchen gekennzeichnet.
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der folgenden Besdireibung von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:
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Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Pumpwerks;
Fig. 2 eine ausführlichere Darstellung des Pumpwerks gemäß Fig. 1;
Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Wasserregler des erfindungsgemäßen Pumpwerks;
Fig. 4 eine Vorderansicht und eine Seitenansicht eines Widerstandelementes eines Durchflußfühlers;
Fig. 5 ein Diagramm, das die Kennlinien des erfindungsgemäßen Pumpwerks zeigt;
Fig. 6 ein Diagramm, das den Druckabfall am Durchflußfühler zeigt;
Fig. 7 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Druckreglers;
Fig. 8 einen ausschnittsweisen Querschnitt durch einen Druckregler zur Erläuterung von dessen Wirkungsweise;
Fig. 9 ein Diagramm, das die Kennlinien des Druckreglers zeigt;
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Fig. 10 einen Querschnitt durch einen herkömmlichen Druckregler;
Fig. 11 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Wasserreglers;
Fig. 12 ein Diagramm, das die Durchfluß- und Druckschalterkennlinien
des erfindungsgemäßen Pumpwerks zeigt;
Fig. 13 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wasserreglers;
Fig. 14 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wasserreglers;
Fig. 15 einen Querschnitt durch die Steuerventileinrichtung der Ausfiiirungsform gemäß Fig. 14;
Fig. 16 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wasserreglers;
Fig. 17 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen
Pumpwerks;
Fig. 18 den Aufbau des Wasserreglers eines herkömmlichen Pumpwerks;
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Fig. 19 den Aufbau einer weiteren Ausführungsform
eines herkömmlichen Pumpwerks; und
Fig. 20 den Aufbau einer weiteren Ausführungsform
eines herkömmlichen Pumpwerks.
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• 2S22087
Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen selbsttätigen Pumpwerkes. Dieses Pumpwerk umfaßt
einen Elektromotor 1, der eine Pumpe 2 antreibt, bei der es sich um eine sogenannte Westco-Pumpe handelt. Die Pumpe
saugt über ein Brunnenrohr 4, ein Rückschlagventil 5 und ein Saugrohr 6 Wasser aus einem Brunnen 3 an und versorgt
damit über ein Druckrohr 7 und eine Wasserleitung 8 einen Hahn 9. Vom Druckrohr 7 geht eine Bypassleitung 10 aus,
die zum Saugrohr 6 führt. Mit dem Druckrohr 7 der Pumpe sind ein kompakter Druckkessel 11 und ein Druckschalter
verbunden, der den Motor 1 einschaltet bzw. eingeschaltet hält, wenn der Druck unter den Einschaltdruck sinkt bzw.
noch unterhalb des Ausschaltdrucks liegt. In der Wasserleitung 8 befindet sich ein Durchflußfühler 13.
In der Bypassleitung 10 befindet sich ein Bypassdurchfluß
14, der von einem Signal vom Durchflußfühler 13 gesteuer wird, sowie ein Druckregler 15, der in Abhängigkeit
vom Lieferdruck der Pumpe im Druckrohr 7 gesteuert wird.
Fig. 2 zeigt das Pumpwerk gemäß Fig. 1 etwas gegenständlicher. In Fig. 2 sind für gleiche Teile wie in Fig.
gleiche Bezugszeichen benutzt. Der Elektromotor 1 treibt die Westco-Pumpe 2 an, die sich in einem Gehäuse 16 befindet.
Vom Motor 1 wird ein Kondensator 17 in Abhängigkeit von einer nicht dargestellten elektrischen Spannungsquelle
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betätigt. Im oberen Bereich der Pumpe 2 befindet sich eine
Wassereinspritzöffnung 18 zum Einspritzen von Füllwasser in die Anlage. Die Pumpe 2 ist mit dem Saugrohr 6 verbunden,
an dessen unterem Ende sich ein Bodenventil 19 befindet. An die Pumpe 2 ist ferner das Druckrohr 7 angeschlossen.
In der Bypassleitung befindet sich ein Wasserregler 20, der einen Durchflußfühler, eine Einrichtung zum öffnen und
Schließen der Bypassleitung sowie den Bypassdurchflußregler umfaßt. An das Druckrohr 7 ist die Wasserleitung 8 angeschlossen,
die zu den üblichen Wasserhähnen 9 eines Hauses führt. Der Druckschalter 12 wird bei einem Absinken
des wirkenden Drucks eingeschaltet und bei einem Ansteigen des wirkenden Drucks ausgeschaltet, so daß der Motor 1 durch
Änderungen des Drucks im Druckrohr 7 bzw. der Wasserleitung eingeschaltet- und ausgeschaltet wird. Der Druckkessel 11 ist
äußerst kompakt und klein und an das Druckrohr 7 angeschlossen. Das Saugrohr 6 ragt in den Brunnen 3.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch den in Fig. 2 dargestellten Wasserregler 20. Der Wasserregler 20 umfaßt
Anschlüsse für das Druckrohr 7, die Wasserleitung 8 und das Saugrohr 6. Ferner umfaßt der Wasserregler den Durchflußfühler
13, den Bypassdurchflußregler 14, den Druckregler 15 und den Druckschalter 12. Der Durchflußfühler 13 befindet
sich in einem Hauptkanal 21, der das Druckrohr 7 und die Wasserleitung 8 verbindet, und umfaßt einen Ventilsitz 22,
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ein Ventil- bzw. Widerstandselement 23, das die vom Ventilsitz 22 begrenzte Öffnung frei öffnen und schließen kann,
sowie eine Feder 24, die das Ventilelement 23 von der stromab gelegenen Seite aus gegen den Ventilsitz 22 drückt.
Das Widerstandselement 23 ist in einem Element 25 gelagert und umfaßt auf seiner dem Ventilsitz 22 zugewandten Seite
eine Nut 23', wie dies Fig. 4 zeigt.
Stromauf des Durchflußfühlers zweigt vom Hauptkanal 21 die Bypassleitung 10 ab, die zum Saugrohr 6 führt und
mit dem Bypassdurchflußregler 14 verbunden ist, der ein
Ventilelement 27 umfaßt, das gegenüber einem Ventilsitz 26 in der Bypassleitung 10 angeordnet ist. Zum Bypassdurchflußregler
gehören ferner ein mit dem Ventilelement 27 verbundener Ventilschaft 28 und eine Membran 31, die mit Hilfe von
Platten 29 und 30 am Ventilschaft 28 befestigt ist. Auf jeder Seite der Membran 31 befindet sich eine Druckkammer 32 bzw.
33. Diese Druckkammern werden mit Signaldrücken jeweils über eine Signaldruckleitung 36 bzw. 37 beaufschlagt, die
zur Einlaßseite 34 bzw. zur Auslaßseite 35 des Widerstandselementes 23 des Durchflußfühlers 13 führen. Die Membran 31
wird von einer Feder 38 beaufschlagt, die das Ventilelement auf den Ventilsitz 26 zu drücken versucht.
Eine Wand 39 der Druckkammer 33 ist gleichzeitig Bestandteil des Druckschalters 12. Durch eine Signaldruckieitung
40 in der Wand 39 gelangt ein Drucksignal zum Druck-
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schalter. In einer Bohrung in einer Wand 41, durch die
der mit der Membran 31 verbundene Ventilschaft 28 verläuft, befindet sich eine Dichtung 42,die die Bypassleitung 10 von der Druckkammer 32 trennt.
der mit der Membran 31 verbundene Ventilschaft 28 verläuft, befindet sich eine Dichtung 42,die die Bypassleitung 10 von der Druckkammer 32 trennt.
Der Druckregler 15 befindet sich in dem Bereich des
Hauptkanals 21, von dem die Bypassleitung 10 abzweigt.
Der Druckregler umfaßt einen Ventilsitz 42 stromauf des
Durchflußfühlers 13. Dieser Ventilsitz 43 dient gleichzeitig als Bypassleitungseinlaß. Ferner umfaßt der Druckregler ein Regelventilelement 44, das dem Ventilsitz 43
zugeordnet ist, ein erstes Stellelement 45, zu dem eine
mit dem Ventilelement 44 verbundene Membran gehört, und ein zweites Stellelement 46, das ebenfalls eine ähnliche Membran umfaßt.
Hauptkanals 21, von dem die Bypassleitung 10 abzweigt.
Der Druckregler umfaßt einen Ventilsitz 42 stromauf des
Durchflußfühlers 13. Dieser Ventilsitz 43 dient gleichzeitig als Bypassleitungseinlaß. Ferner umfaßt der Druckregler ein Regelventilelement 44, das dem Ventilsitz 43
zugeordnet ist, ein erstes Stellelement 45, zu dem eine
mit dem Ventilelement 44 verbundene Membran gehört, und ein zweites Stellelement 46, das ebenfalls eine ähnliche Membran umfaßt.
Unterhalb des ersten Stellelementes 45 ist in einem
Gehäuse 47 eine Kammer 48 ausgebildet, die mit dem Hauptabschnitt der Bypassleitung 10 in Verbindung steht. Zwischen dem ersten Stellelement 45 und dem zweiten Stellelement 46
befindet sich eine Druckkammer 51, die von einem Gehäuse 49 und einem Abstandshalter 50 begrenzt wird. Die Außenseite
des zweiten Stellelementes 46 ist an einem Gehäuse 52 angebracht. Die Druckkammer zwischen dem ersten Stellelement 45 und dem zweiten Stellelement 46 wird über eine Signaldruckleitung 53 mit einem Signaldruck aus dem Hauptkanal 21 versorgt. An der Rückseite des zweiten Stelielementes 46 ist
Gehäuse 47 eine Kammer 48 ausgebildet, die mit dem Hauptabschnitt der Bypassleitung 10 in Verbindung steht. Zwischen dem ersten Stellelement 45 und dem zweiten Stellelement 46
befindet sich eine Druckkammer 51, die von einem Gehäuse 49 und einem Abstandshalter 50 begrenzt wird. Die Außenseite
des zweiten Stellelementes 46 ist an einem Gehäuse 52 angebracht. Die Druckkammer zwischen dem ersten Stellelement 45 und dem zweiten Stellelement 46 wird über eine Signaldruckleitung 53 mit einem Signaldruck aus dem Hauptkanal 21 versorgt. An der Rückseite des zweiten Stelielementes 46 ist
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mittels einer Mutter 55 ein Federsitz 54 angebracht. In dem Gehäuse 52 befindet sich eine Feder 56, die das Regelventilelement
44 auf den Ventilsitz 43 zu drücken versucht. Am Gehäuse 52 befindet sich ferner eine Einstellschraube 57.
Wenn diese Schraube gedreht wird, kann dadurch über eine Platte 58 die Federkraft eingestellt werden. Ferner weist
das Gehäuse 52 ein zur umgebenden Atmosphäre offenes Loch auf, so daß die Rückseite des zweiten Stellelementes 46
atmosphärischem Druck ausgesetzt ist. Die druckbeaufschlagte Fläche des zweiten Stellelementes 46 ist größer
als die druckbeaufschlagte Fläche des ersten Stellelementes 45, und zwar ungefähr um den Faktor 1,3.
Bei dem Pumpwerk mit dem anhand der Fig. 1 bis 3
beschriebenen Aufbau wird im kleinen Druckkessel 11 gespeichertes
Wasser in das Druckrohr 7 und die Wasserleitung 8 eingelassen, wenn der Hahn 9 geöffnet wird, wobei sowohl im Druckrohr
als auch in der Wasserleitung 8 ein Druckabfall erfolgt. Dies wiederum vermindert den auf den Druckschalter 12 wirkenden
Druck, der dadurch eingeschaltet wird und den Motor 1 in Betrieb setzt. Von der Pumpe 2 wird dann Wasser aus dem
Brunnen 3 durch das Bodenventil 19 und das Saugrohr 6 angesaugt und unter hohem Druck in das Druckrohr 7 der Pumpe
eingespeist.
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Im folgenden wird der Fall beschrieben, daß der Hahn weit aufgedreht wird.
Wenn der Hahn 9 weit aufgedreht wird, so führt dies zu hohem Durchfluß im Druckrohr 7 und der Wasserleitung 8,
was dazu führt, daß das Widerstandselement 23 des Durchflußfühlers 13 entgegen der Kraft der Feder 24 nach links
(in Fig. 3) verschoben wird. Der Druckverlust, zwischen
dem Hauptkanal 21 und der Ausgangsseite 35 des Ventilelementes 23, das einen niedrigen Widerstand hat, nimmt einen
Wert an, der durch die Feder 24 und den freien Strömungsquerschnitt des Ventilsitzes 22 bestimmt ist. Dieser Druckverlust
führt zu einem Druckunterschied zwischen den Signaldruckleitungen 36 und 37. Die Membran 31 des Bypassdurchflußreglers
14, die mit diesen Drucksignalen beaufschlagt wird, wird daher entgegen der Kraft der Feder 38 nach links
verschoben, wobei sie das Ventilelement 27, mit dem sie verbunden ist, vom Ventilsitz 26 abhebt und dadurch eine
Verbindung zwischen der Bypassleitung 10 und dem Saugrohr herstellt.
Währenddessen erfolgt eine Druckbeaufschlagung des Druckschalters 12 über die Signaldruckleitung 37, die
Druckkammer 33 und die Signaldruckleitung 40. Da der Druck in der Wasserleitung 8 gering ist, behält der Druckschalter
seine Ein-Stellung.
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Auf das Regelventilelement 44 des Druckregelers 15 wirkt einerseits eine Kraft, die dem Druckunterschied zwischen
dem atmosphärischem Druck am zweiten Stellelement 46 und dem Druck im Druckrohr 7 entspricht und andererseits eine
Kraft, die dem Druckunterschied zwischen dem Druck im Druckrohr 7 und im Saugrohr 6 am ersten Stellelement 45
entspricht. Da jedoch die druckbeaufschlagt Fläche des ersten Stellelementes kleiner als die des zweiten Stellelementes
ist, ergibt sich aus diesen Kräften eine Kraft, die das Regelventilelement nach oben (in Fig. 3) zu heben
versucht. Ferner wirkt auf das Regelventilelement eine nach oben gerichtete Kraft aufgrund des Drucks in der öffnung
des Ventilsitzes. Da jedoch von der Feder 56 eine nach unten gerichtete Vorspannkraft ausgeübt wird, hält das Regelventilelement
44 den Ventilsitz 43 geschlossen, bis der Druck aus dem Saugrohr 7 einen bestimmten, eingestellten Wert erreicht.
Durch die Bypassleitung erfolgt daher keine Strömung, so daß die gesamte Födermenge der Pumpe 2 auf die Wasserleitung
gelangt.
Im folgenden wird der Fall beschrieben, daß der Hahn 9 allmählich geschlossen wird.
Wenn der Hahn 9 allmählich geschlossen wird, steigt der Druck im Druckrohr 7, d.h. im Hauptkanal 21, allmählich
an, was dazu führt, daß das Regelventilelement 44 im Druck-
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regler 15 entgegen der Kraft der Feder 56 angehoben wird
und dadurch die öffnung im Ventilsitz öffnet. Dadurch werden die öffnung im Ventilsitz 43 und die Kammer 48 in Verbindung
miteinander gebracht, was zu einer Strömung auf der Bypassleitung 10 führt. Das Ventilelement 27 des Bypassdurchflußreglers
14 ist vom Ventilsitz 26 abgehoben und ermöglicht dadurch eine Bypassströmung zum Saugrohr 6. Selbst wenn
im Druckrohr 7 der Druck weiter ansteigt, wird das Ausmaß der vom Regelventilelement 44 des Druckreglers 15 freigegebenen
öffnung proportional mittels der Feder 56 eingestellt, so daß trotz Änderungen des Durchflusses auf der
Wasserleitung 8 der Druck auf annähernd gleicher Höhe gehalten wird.
Im folgenden wird der Fall beschrieben, daß der Hahn vollständig geschlossen wird.
Wenn der Hahn 9 vollständig geschlossen wird und dadurch die Strömung auf der Wasserleitung 8 aufhört, schließt das
Ventilelement 23 des Durchflußfühlers 13 den Ventilsitz Aufgrund der Nut 23' im Widerstands- bzw. Ventilelement 23
wird der Druckunterschied zwischen der Einlaßseite 34 und der Auslaßseite 35 des Ventilelementes vollständig abgebaut. Dies
führt zu gleichen Drücken in den Druckkammern 32 und 33 des Bypassdurchflußregelers 13, so daß die Feder 38 die Membran
nach rechts (in Fig. 3) schieben kann, so daß wiederum das
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Ventilelement 27 den Ventilsitz 26 schließt. Dadurch wird die Strömung auf der Bypassleitung 10 gesperrt. Am
Druckschalter 12 wirkt jetzt ein Druck oberhalb des Aus—
schaltdrucks, so daß der Druckschalter 12 in seine Aus-Stellung
gebracht wird und !dadurch der Elektromotor 1 und somit die Pumpe 2 abgeschaltet werden.
Die vorstehende Betriebsweise ist im Diagramm gemäß Fig. 5 dargestellt. Erfindungsgemäß wird der Lieferdruck
der Westco-Pumpe 2 unabhängig vom Durcxifluß in der Wasserleitung
unterhalb eines bestimmten Wertes gehalten. Wenn allerdings der Durchfluß in der Wasserleitung 8 unter einen
Wert Q fällt, arbeitet die Pumpe 2 mit dem normalen Lieferdruck.
Im Diagramm gemäß Fig. 5 gibt die gestrichelte Kurve Q
die Leistungsaufnahme des die Pumpe 2 antreibenden Motors wieder. Die Kennlinien Qb~p b und Q, gelten für eine
herkömmliche Westco-Pumpe.
Die für das erfindungsgemäße Pumpwerk geltende Kurve Qo-P kann in einem weiten Bereich mittels der Einstellschraube
57 des Druckreglers 15 eingestellt werden. Dies heißt mit anderen Worten, daß nach dem Zusammenbau der
Pumpe oder sogar nach dem Anschließen des Wasserreglers an eine Pumpe mit einer anderen Förderleistung die Kennlinie
Q -P noch unter den Druck gebracht werden kann, bei dem der Druckschalter 12 in seine Aus-Stellung übergeht. Ferner
ie stabile Q-P- Sl a
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ist es möglich, eine stabile Q -P -Kennlinie dadurch zu
Sl a
erhalten, daß lediglich die Einstellschraube 57 so eingestellt wird, daß Schwankungen der eingestellten Drücke aufgrund
von Unterschieden der jeweiligen Leitungen absorbiert werden.
Auf vorstehende Weise wird daher eine Überlastung des
Motors 1 verhindert.
Fig. 6 zeigt die Signaldruckdifferenz am Durchflußfühler
13. Die Kurve a gibt den Strömungswiderstand des Widerstandselementes 23 mit der Nut 23' wieder, und die
Kurve b zeigt die Konstantdruckkennlinie, die sich aufgrund des Zusammenwirkens des Widerstandselementes 23 und der
Feder 24 ergibt. Für die Gesamtkennlinie gilt folgendes. Wenn der Durchfluß auf der Wasserleitung 8 niedrig ist,
wird das Widerstands- bzw. Ventilelement 23 von der Feder auf den Ventilsitz 22 gedrückt, so daß die Signaldruckdifferenz
der hauptsächlich durch die Nut 23' bestimmten Strömungswiderstandskurve folgt. Wenn der Durchfluß allmählich
größer wird, steigt die Druckdifferenz an, was dazu führt, daß das Widerstandselement 23 entgegen der Kraft der Feder
nach links verschoben wird, so daß die Druckdifferenz einen konstanten Wert annimmt. Der Durchflußwert Q wird durch
die Größe der Membran 31 des Bypassdurchflußreglers 14 in Verbindung mit der Kraft der Feder 38 bestimmt. Die
Besonderheit der Konstantdruckkennlinie des Widerstandelementes 23 liegt darin, daß der Druckverlust im Durchflußfühler
13 sehr gering ist und nicht weiter ansteigt, wenn der
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Durchfluß in der Wasserleitung 8 zunimmt. Außerdem wird
selbst dann, wenn der Durchfluß abnimmt, eine ausreichende Signaldruckdifferenz erzeugt. Wenn der Druckverlust gering
ist, kann die Förderleistung der Pumpe 2 praktisch verlustlos auf die Wasserleitung 8 gelangen.
Das Widerstandselement 23 weist eine Nut 23' auf,
damit die Druckdifferenz zwischen den mit der Einlaßseite 34 bzw. der Auslaßseite 35 des Widerstandselementes 23
verbundenen Sxgnaldruckleitungen auf Null absinkt, wenn der Durchfluß in der Wasserleitung 8 auf Null sinkt. Ferner
sorgt die Nut 23' dafür, daß das Ventilelement 27 des Bypassdurchflußreglers 14 schließt. Ferner erweist sich
die Form der Nut 23' als äußerst wirksames Gegemittel gegen
die Ansammlung von Verunreinigungen während des Pumpenbetriebs. Wenn beispielsweise stattdessen Löcher vorgesehen
wären, so wurden diese dazu neigen, von Verunreinigungen blockiert zu werden, was gleichmäßigen Wasserdurchfluß
erschweren würde. Die Nut behindert dagegen die Strömung nicht und vermeidet dadurch Funktionsstörungen.
Der Bypassdurchflußregler 14 ist so eingestellt, daß er bei einem bestimmten Wert Q , der größer als Null ist,
arbeitet, damit dauernder Betrieb vermieden wird, wenn die Wasserleitung 8 oder der Hahn 9 lecken sollten. Dauernder
Pumpenbetrieb aufgrund von kleinen Lecks ist selbstverständlich
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-23-
unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten ungünstig. Daher ist Q nicht auf Null sondern einen von Null abweichenden,
bestimmten Wert eingestellt.
Aufgrund der vorstehend beschriebenen Funktionsweise wird eine Überlastung des Motors 1 der Pumpe 2 vermieden.
Ferner übersteigt die Anzahl der Ein-Aus-Schaltungen des
Druckschalters 12 nicht die Anzahl der Zeiten, zu denen der Hahn 9 geöffnet ist, so daß der Schalter eine erhöhte
Lebensdauer hat.
Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform des
Druckreglers 15. Die Wirkungweise dieser Ausführungsform stimmt vollständig mit der Wirkungsweise der vorstehend
beschriebenen Ausführungsform überein, wobei allerdings die abstoßenden Kräfte von Magneten 60 und 61 statt der Feder
zur Anwendung kommen. Die abstoßenden Kräfte der Magneten werden mittels einer Einstellschraube 62 eingestellt, die den
Spalt zwischen den Magneten ändern kann.
Im folgenden wird erneut auf Fig. 2 Bezug genommen. Der Abstand Hs zum Wasserspiegel ist aufgrund regionaler und
klimatischer Bedingungen stark unterschiedlich. Wenn sich Hs ändert, ändert sich der Druck im Saugrohr 6, so daß sich
dadurch der Druck am saugrohrseitigen Ende der Bypassleitung ändert. Wie aus Fig. 9 erkennbar ist, ändert sich der Lieferdruck
der Pumpe 2 bei einer änderung des Abstandes Hs des
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Wasserspiegels von Null auf 8m von X1 zu X2. Wenn die öffnung des Regelventilelementes 44 des Druckreglers 15
konstant ist, nimmt dabei der Druck in der Wasserleitung von Y1 auf Y2 ab, da sich der Lieferdruck der Pumpe 2 von
X1 auf X2 ändert. Der Druck in der Wasserleitung 8 kann nur dann konstant gehalten werden, wenn der Durchfluß in
der Bypassleitung von Qd1 auf Qd2 geändert wird. Wenn jedoch die Größe der Ventilöffnung festliegt, wandert der
Druck am Punkt A zum Punkt B, so daß die genannte Änderung der Kennlinie von Y1 zu Y2 erfolgt (siehe Fig. 9), Diese
führt zu einem nachteiligen Druckabfall in der Wasserleitung 8,
Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckreglers 15, dessen Funktionsweise
im folgenden beschrieben wird.
Die auf das erste Stellelement 45 des Druckreglers ausgeübte Druckdifferenz ist der Druckdifferenz zwischen
dem Druckrohr 7 und einem Bereich 63 auf der Saugrohrseite äquivalent. Da der auf das Regelventilelement 44 vom
Ventilsitz 43 ausgeübte Druck vernachlässigt werden kann, drückt ein auf die Fläche A3 - A2 wirkender Druck das
Regelventilelement 44 entgegen dem Stellelement 45 nach oben. Wenn der Durchmesser des Regelventilelmentes 44
gleich A2 gemacht wird, steht A1 - A2 in Beziehung zu A3 - A2. Wenn dies der Fall ist, erfolgt keine Änderung
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der Stellung des Regelventilelementes 44, selbst wenn sich der Druck Ps im Bereich 63 ändert. Wenn A1 - A2 größer ist
als A3 - A2 und Ps steigt, ist es möglich, zu bewirken, daß sich das Regelventilelement 44 in Schließrichtung bewegt.
Daher ist es möglich, den Druck in der Wasserleitung 8 auf Y1 beim Bypassdurchfluß Qd2 zu erhöhen, wie dies am
Punkt A in Fig. 9 gezeigt ist. Dies heißt im Hinblick auf die Regeleigenschaften, daß selbst dann keine Abweichungen
von der Y1-Kennlinie erfolgen, wenn Änderungen des Abstandes Hs zum Wasserspiegel auftreten.
In Fig. 10 ist der Aufbau eines herkömmlichen Druckreglers dargestellt. Dieser herkömmliche Druckregler umfaßt
eine Dichtung 65, ein Ventilgehäuse 66, eine Membran 67 und ein Gehäuse 68, wobei diese vier Elemente am Wasserregler
mittels einer Schraube 69 befestigt sind. Ein Ventilelement 70 ist mittels einer Mutter 71 an der Membran 67 und einem
Halteteil 72 befestigt. Auf das Ventilelement 70 drückt über das Halteteil 72 eine Feder 73, die sich an einem Federsitz
74 abstützt, der mittels einer Einstellschraube 75 eingestellt werden kann. Das Gehäuse 68 weist eine öffnung 76 auf,
so daß im Inneren des Gehäuses atmosphärischer Druck herrscht.
Im folgenden wird die Funktionsweise dieses herkömmlichen Druckreglers beschrieben. Der Hauptkanal 21, der vom Druckrohr
7 zur Wasserleitung 8 führt, steht in Verbindung mit einer
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Kammer 77, in der sich das Ventilelement 70 befindet, so
daß dann, wenn der Druck im Druckrohr 7 steigt, der auf die Membran 67 ausgeübte Druck zunimmt und die Kraft der Feder
überwindet. Es wird dann eine Bypassströmung aus der Kammer in den Bereich 63 ermöglicht, wonach sich die gleiche
Wirkungsweise wie beim vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Druckregler ergibt. Der herkömmliche Druckregler
hat jedoch folgende Nachteile.
Wenn der Abstand Hs zum Wasserspiegel zunimmt, nimmt auch die Strecke im Saugrohr 6 bis zum Wasserspiegel zu.
Da der Bereich 63 über die Bypassleitung 10 in Verbindung mit dem Saugrohr 6 steht, nimmt der Unterdruck in dem Bereich
63 aufgrund meherer Einflußgrößen zu. Zu diesen Einflußgroßen gehören beispielsweise eine Änderung der öffnung des
Hahnes 9 oder die pulsierende Bewegung des Pumpenrades. Daher wirkt dann auch an der Unterseite 78 des Ventilelementes
gleichzeitig ein Unterdruck. Dies bewirkt eine Kraft, die das Ventilelement 70 nach unten zu ziehen versucht, so daß
das Ventilelement 70 unabhängig von der von der Membran ausgeübten Kraft nach unten gezogen wird und dadurch den
freien Strömungsguerschnxtt 85 vermindert. Da dadurch der Durchfluß gedrosselt wird, wird der Unterdruck im Bereich
noch größer, was zu einer Unterdruckwelle führt, die zum brunnenseitigen Ende des Saugrohres 6 übertragen wird und
dann von dort reflektiert wird. Dadurch wird der beschriebene
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2S22087
Effekt noch verstärkt, so daß das Ventilelement 70 weiter nach unten gezogen wird und die Unterdruckwelle noch verstärkt.
Es besteht daher die Gefahr, daß das Saugrohr 6 durch Schwingungen beschädigt wird, die durch die Auf- und Abbewegung
des Ventilelementes 70 und die Reflexion der Druckwelle erzeugt werden.
Zur Verhinderung dieses Schwingungsphänomens ist es möglich, einen Schwelltank einzubauen, der die Druckwellen
im Bereich 63 und im Saugrohr 6 dämpft. Durch Versuche konnte nun nachgewiesen werden, daß das Schwingungsphänomen
auch dadurch unterdrückt werden kann, daß beim erfindungsgemäßen Pumpwerk die druckbeaufschlagte Fläche des ersten
Stellelementes 45 so bemessen wird, daß sie kleiner oder gleich dem 1,3-fachen der Fläche des öffnungs- und Schließabschnitts
64 des Ventilelementes ist.
Der Grund für diese Schwingungsdämpfung ist folgender. Auf das Ventiielement 44 in Fig. 8 wirkt eine Kraft, die
sich aus einer an der Fläche A3 - A2 angreifenden, nach oben wirkenden Kraft und einer Kraft zusammensetzt, die an der
Fläche A1 - A2 angreift und nach unten wirkt. Wenn im Hinblick auf diese Kraftdifferenz obige Bedingung, d.h.
A1 < 1,3 A3, eingehalten wird, kann verhindert werden, daß
das Regelventilelement 44 übermäßig stark nach unten gedrückt wird. Dies heißt mit anderen Worten, daß die Kraftdifferenz
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wesentlich kleiner als die bei der unter Bezugnahme auf Fig. 10 erläuterten herkömmlichen Ausführungsform auftretende
Kraft ist. Daher erfolgt keine Verstärkung der Druckwelle im Bereich 63; vielmehr wird die Druckwelle gedämpft und
zu Null gemacht.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Pumpwerk mit einem herkömmlichen Pumpwerk verglichen und erläutert, warum
der Druckkessel eine große Wassermenge liefern kann.
Wie die Kennlinien gemäß Fig.5 zeigen, wird beim erfindungsgemäßen
Pumpwerk der Lieferdruck der Pumpe nicht über den Druck erhöht, der den Druckschalter ausschaltet, um eine
Überlastung des Motors zu vermeiden. Wenn beispielsweise bei anderen Mechanismen, bei denen die Pumpe unabhängig vom
Lieferdruck über den Druckschalter betrieben wird, der Durchfluß in der Wasserleitung abnimmt, muß der Druckschalter
in seine Aus-Stellung gebracht werden, wenn der Lieferdruck einen entsprechenden Druck erreicht. Daher ist
es erforderlich, daß der Druck, bei dem der Druckschalter ausgeschaltet wird, unter die Kennlinie Q -P_ gebracht wird.
et el
Andererseits kann jedoch der Druck nicht stark abgesenkt werden, da Fälle berücksichtigt werden müssen, bei denen der Druck
zum Einschalten des Druckschalters auf die Wassersäule über dem Pumpendruckrohr eingestellt ist, was beispielsweise der
Fall ist, wenn sich die Pumpe im ersten Stockwerk und der
609649/0725
087
Wasserhahn im zweiten Stockwerk befindet. Dies heißt mit anderen Worten, daß es bei zunehmender Wassersäule Fälle
gibt, in denen der Druckschalter nicht in seine Ein-Stellung
gebracht wird. Daher darf der Druck zum Betätigen des Druckschalters nicht auf einen extrem niedrigen Wert fallen.
Wenn andererseits nur der Ausschaltdruck vermindert wird, nimmt die Menge des im Druckkessel gespeicherten
Wassers ab.
Erfindungsgemäß ist es nun möglich, den Ausschaltdruck des Druckschalters stark zu erhöhen. Dies wird dadurch
erreicht, daß der Lieferdruck der Pumpe unterhalb Q während
eines kurzen Zeitraumes hoch gehalten wird.
Fig. 11 zeigt eine weitere Ausführuhgsform der
Erfindung mit einem Durchflußfühler sowie einem Mechanismus zum öffnen und Schließen der Bypassleitung. Bei dieser
Ausführungsform wird die Bewegung eines Widerstandselementes
eines Durchflußfühlers ausgenutzt. Diese Ausführungsform weist ferner eine einfache Konstruktion auf.
In der Stirnfläche des Widerstands- bzw. Ventilelementes 23 des Durchflußfühlers 13 befindet sich die Nut 23',
die als Sickerkanal wirkt. Das Widerstandselement wird von der Feder 24 gegen den Ventilsitz 22 gedrückt. Dieser
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2622ÖS7
Ventilsitz 22 ist kreisförmig und wird von einem membranförmigen Verbindungselement 80 an seinem äußeren Umfang
getragen, das in das Gehäuse des Wasserreglers 20 eingesetzt ist. Stellungsänderungen des Ventilsitzes 22 wirken so,
daß eine auf der Einlaßseite 34 des Widerstandselementes 23 gelegene Bypassöffnung 81 geöffnet bzw. geschlossen wird.
Die Bypassöffnung 81 steht in Verbindung mit der Bypassleitung 10 und dem Druckregler 15.
getragen, das in das Gehäuse des Wasserreglers 20 eingesetzt ist. Stellungsänderungen des Ventilsitzes 22 wirken so,
daß eine auf der Einlaßseite 34 des Widerstandselementes 23 gelegene Bypassöffnung 81 geöffnet bzw. geschlossen wird.
Die Bypassöffnung 81 steht in Verbindung mit der Bypassleitung 10 und dem Druckregler 15.
Bei der in Fig. 11 dargestellten Ausführungsform sind
solche Teile, die in gleicher Weise arbeiten wie Teile der bereits beschriebenen Ausführungsformen mit gleichen
Bezugszeichen bezeichnet.
Bezugszeichen bezeichnet.
Wenn der Durchfluß von Wasser, das durch das Saugrohr 6 angesaugt wird, und über das Druckrohr 7 zum Durchflußfühler 13
gelangt, größer als Q2 (siehe Fig. 12) ist, wird dadurch
die Stellung des Widerstandselementes 23 entgegen der Kraft der Feder 24 verändert und über die Wasserleitung 8
Wasser geliefert. Zu diesem Zeitpunkt herrscht zwischen der Einlaßseite 34 und der Auslaßseite 35 des Widerstandselementes 23 eine solche Druckdifferenz, daß der Ventilsitz 22 weitestmöglich (nach links in Fig. 11) verschoben ist, so daß die Bypassöffnung 81 offen ist. Daher steht das Druckrohr 7 in
Verbindung mit der Bypassleitung 10.
die Stellung des Widerstandselementes 23 entgegen der Kraft der Feder 24 verändert und über die Wasserleitung 8
Wasser geliefert. Zu diesem Zeitpunkt herrscht zwischen der Einlaßseite 34 und der Auslaßseite 35 des Widerstandselementes 23 eine solche Druckdifferenz, daß der Ventilsitz 22 weitestmöglich (nach links in Fig. 11) verschoben ist, so daß die Bypassöffnung 81 offen ist. Daher steht das Druckrohr 7 in
Verbindung mit der Bypassleitung 10.
SÖ9849/Ö725
Wenn aus dem Wasserhahn 9 sehr wenig Wasser fließt und dieser Durchfluß unter den Wert Q1 in Fig. 2 absinkt, wird
das Widerstandäelement 23 von der Feder 24 so nach rechts (in Fig. 11) gedrückt, daß es auf dem Ventilsitz 22 sitzt.
Da sich jedoch im Widerstandselement 23 die Nut 23' befindet,
kann über die Nut 23' eine geringe Wassermenge in die Wasserleitung 8 strömen. Die Druckdifferenz zwischen der
Einlaßseite 34 und der Auslaßseite 35 des Ventilelementes 25 ist in diesem Fall geringer, so daß die Feder 24 das
Ventilelement 23 in eine Stellung drücken kann, in der es die Bypassöffnung 81 schließt und dadurch die Bypassleitung
blockiert. Diese Blockierung hat zur Folge, daß der Lieferdruck der Pumpe 2 einen Wert entsprechend der ursprünglichen
Kennlinie annimmt, so daß der Lieferdruck gemäß Kurve d auf einen Wert gemäß Kurve a (siehe Fig. 12) ansteigt,
wobei der Druckschalter 12 geöffnet wird und dadurch die Pumpe 2 abgeschaltet wird.
Bei der beschriebenen Ausfuhrungsform kann der Ventilsitz
22 des Durchflußfühlers 13 entsprechend der Druckdifferenz am Widerstands- bzw. Ventilelement so verschoben werden, daß
der Ventilsitz den öffnungs- und Schließvorgang der Bypassleitung steuert. Die Konstruktion des Wasserreglers ist
somit einfacher, da ein getrennter Bypassregler nicht eingebaut zu werden brau <ht.
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~37~ 2622ÖS7
Fig. 13 zeigt eine weitere Ausführungsform der
Erfindung, bei der der Druckregler 15 und der Druckschalter 12 zu einer Einheit kombiniert sind. Die Bypassleitung
steht in Verbindung mit dem Druckrohr 7 und dem Saugrohr und ist ferner mit dem Druckregler 15 und dem Bypassdurchflußregler
14 verbunden. Das Regelventilelement 44 des Druckreglers 15 ist mit einer Membran 82 kombiniert und
so angeordnet, daß es den Ventilsitz 34 öffnen und schließen kann, wobei es von einer Feder 83 beaufschlagt
ist, die das Ventilelement zum Ventilsitz 43 drückt.
Der Druckschalter 12 umfaßt eine Schaltplatte 85, die vom Ventilschaft 84 des Regelventxlelementes 44
betätigt wird, eine bewegbare Kontaktzunge 86, die nach Art eines Schnappschalters von der Schaltplatte 85'
betätigt wird, einen festen Kontakt 87 sowie eine Feder 88, die die Schnappwirkung hervorruft. Die Feder 83 sitzt auf
der Schaltplatte 85', die dire Federkraft zum Regelventilelement 44 überträgt.
Der Bypassdurchflußregler 14 hat den vorstehend beschriebenen Aufbau und die entsprechende Funktion.
Im folgenden wird die Funktionsweise der in Fig. dargestellten Ausführungsform beschrieben. Der Lieferdruck
der Pumpe 2 wirkt im Bereich 89 am unteren Abschnitt des
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Regelventilelementes 44 des Druckreglers 15. Wenn der
Wasserhahn 9 geschlossen wird und dadurch die abfließende Wassermenge abnimmt, steigt der Druck in der Bypassleitung
und im Bereich 89, so daß die Membran 82 entgegen der Kraft der Feder 83 angehoben wird. Dadurch wird die Öffnung des
Ventilsitzes 43 geöffnet, so daß ein Teil der Strömung von der Pumpe 2 in die Bypassleitung 10 gelangen kann. Wenn der
Wasserhahn 9 weiter geschlossen wird, wird die Membran 82 weiter angehoben, so daß der Durchfluß in der Bypassleitung
zunimmt, während der von der Pumpe 2 gelieferte Gesamtdurchfluß annähernd konstant gehalten wird und nicht gedrosselt
wird. Durch die Einstellung der von der Feder 83 auf die Membran 82 des Druckreglers 15 ausgeübten Kraft ist der
Druck im Bereich 89 festgelegt, bei dem die Membran 82 angehoben wird. Das Ventilelement hebt daher vom Ventilsitz 43
nicht ab, bevor im Bereich 89 dieser Druck herrscht. Trotz beliebig häufiger Änderungen des Durchflusses am Wasserhahn
wird daher der von der Pumpe 2 gelieferte Durchfluß auf dem Wert Q2 oder oberhalb dieses Wertes gehalten (siehe Fig. 12).
Wenn der Wasserhahn 9 vollständig geschlossen wird, hört die Strömung durch den Durchflußfühler 13 auf, so daß
der Bypassdurchflußregler 14 in weiter oben beschriebener Weise vom Durchflußfühler gesteuert die Bypassströmung sperrt.
Der Durchfluß in der Bypassleitung 10 geht daher gegen Null,
so daß der Lieferdruck über dem Wert Q1 (siehe Fig. 12) ansteigt. Der Druck in der Druckleitung 7 und im Bereich
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2522087
steigt dabei über den Ausschaltdruck des Druckschalters 12,
was dazu führt, daß die Membran 82 stark nach oben ausgelenkt wird. Dadurch wiederum wird die Schaltplatte 85' angehoben,
wodurch die bewegbare Kontaktzunge 86 nach unten umschnappt, so daß sie sich vom festen Kontakt 87 trennt und dadurch
die Kontakte geöffnet werden. Mit anderen Worten heißt dies, daß der Druckschalter 12 in seine Aus-Stellung übergeht und
dadurch den Motor sowie die Pumpe 2 abschaltet, die das Wasser fördert.
Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Pumpwerks können der Druckschalter und der Druckregler ihre jeweiligen Funktionen unabhängig voneinander ausführen
und beim Schließen des Wasserhahnes 9 so zusammenwirken, daß der Druckschalter 12 zuverlässig ausgeschaltet wird.
Aufgrund der geringen Anzahl der bei dieser Ausfuhrungsform
erforderlichen Teile können die Kosten erheblich gesenkt werden.
Fig. 14 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung,
bei der die Ventileinrichtung des Bypassdurchflußreglers ersetzt ist durch die Ventileinrichtung des Druckreglers.
Die Signaldruckleitungen 36 und 37 vom Durchflußfühler 13, der in der Wasserleitung 8 angeordnet ist, sind
mit einer Steuerventileinrichtung 90 verbunden. Wie Fig. zeigt, umfaßt die Steuerventileinrichtung 90 eine Druck-
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kammer 91, eine druckbeaufschlagte Membran 92, einen Ventilsitz
93, der von der Membran 92 geöffnet und geschlossen wird, eine Feder 94, die die Membran 92 gegen den Ventilsitz
93 drückt, sowie einen Strömungskanal 94, zu dem auch der Ventilsitz 93 gehört. Die Signaldruckleitung von der Einlaßseite
des Durchflußfühlers und die Signaldruckleitung von der Auslaßseite des Durchflußfühlers sind mit dem Strömungskanal
95 bzw. der Druckkammer 91 verbunden. Der in die Bypassleitung 10 eingebaute Druckregler 15 umfaßt eine Druckkammer 96,
einen Strömungskanal 97, eine erste Membran 98 mit einer verhältnismäßig großen Oberfläche, die die Druckkammer 96
auf einer Seite begrenzt, eine zweite Membran 99, die die andere Seite der Druckkammer 96 bildet und eine kleinere
Oberfläche als die gegenüberliegende erste Membran 98 hat, ein Regelventilelement 100, das zum öffnen und Schließen
des Strömungskanals 97 von der ersten Membran 98 und der
zweiten Membran 99 verstellt werden kann, sowie eine Feder 101, die auf die erste Membran 98 in solcher Richtung wirkt, daß
diese das Regelventilelement 100 in Schließstellung zu bringen versucht. Einlaßseitig ist der Strömungskanal 97 mit
dem Druckrohr 78 und auslaßseitig mit dem Saugrohr 6 verbunden. Die Druckkammer 96 steht über eine Signaldruckleitung
102 mit der Steuerventileinrichtung 90 in Verbindung. Ferner ist ein Strömungskanal 105 vorgesehen, der von der
Druckkammer 96 über ein Filter 103 und eine Drosselstelle 104 zum Saugrohr 6 führt.
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Bei der in den Fig. 14 und 15 dargestellten Ausführungsform kann die Membran 92 der Steuerventileinrichtung 90 entgegen
der Kraft der Feder 94 nach oben gedrückt werden, so daß der Strömungskanal 95 dann offen ist. Es kann dann eine
Wasserströmung von der Steuerventileinrichtung 90 zur Druckkammer 96 des Druckreglers 15 erfolgen. Diese Strömung erreicht
das Saugrohr 6 über das Filter 103 und die Drosselstelle 104. Da jedoch die Drosselstelle 104 einen hohen Strömungswiderstand
hat, wird die Druckkammer 96 auf einem Druck gehalten, der praktisch gleich dem Druck im Druckrohr 7 ist. Wenn der
Durchfluß am Wasserhahn 9 den Wert Q1 (siehe Fig. 12) erreicht, wird die Membran 92 der Steuerventileinrichtung 90 aufgrund
der geringen Druckdifferenz zwischen der Einlaßseite und der Auslaßseite des Durchflußfühlers 13 von der Feder 94 nach
unten gedrückt. Der Strömungskanal 95 wird daher am Ventilsitz 93 geschlossen, so daß der Druck aus dem Druckrohr 7
nicht langer in der Druckkammer 96 des Druckreglers 15
herrscht. Dies hat zur Folge, daß der Druck in der Druckkammer über die Drosselstelle 104 auf den Druck in der Bypassleitung
10 absinkt, so daß dann in der Druckkammer 96 ein Unterdruck herrscht, der es der Feder 101 ermöglicht, die auf die
erste Membran 98 ausgeübte Kraft zu überwinden und dadurch das Regelventilelement 100 stärker nach unten zu drücken,
so daß der Strömungskanal 97 geschlossen wird. Der Durchfluß durch die Bypassleitung 10 wird daher zu Null, so daß der
Druck im Druckrohr 7 gemäß der Kennlinie d in Fig. 12
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ansteigt und der Druckschalter 12 in seine Aus-Stellung gebracht wird, so daß der Motor 1 und die Pumpe 2
abgeschaltet werden.
Da sich die druckbeaufschlagten Flächen der zwei
Elemente, die das Regelventilelement 100 verstellen, unterscheiden,
kann dieser Unterschied dazu benutzt werden, das Regelventilelement 100 zu verstellen, wenn an die Druckkammer
96 des Druckreglers 15 ein Druck angelegt wird, was zu zuverlässiger Funktion führt. Da an die Druckkammer
über die damit verbundene Drosselstelle 104 ein Unterdruck angelegt werden kann, braucht von der Steuerventileinrichtung
90 keine Lieferdruck-Unterdruck-Umschaltsteuerung ausgeführt
zu werden, so daß die Steuerventileinrichtung einfacher konstruiert ist.
Fig. 16 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung,
bei der die Ventileinrichtung des Bypassdurchflußreglers durch die Ventileinrichtung des Druckreglers ersetzt ist. Auch
diese Ausführungsform umfaßt einen Druckregler 15, der mit
der Bypassleitung 10 und einer Steuerventileinrichtung in Verbindung steht.
Die Steuerventileinrichtung 90 umfaßt zwei Druckkammern 107 und 108, die von einer Membran 106 getrennt
werden, einen Ventilsitz 109, der von der Membran 106
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geöffent und geschlossen wird, ein Umschaltventilelement 111
zum öffnen und Schließen eines Strömungskanals 110 in
Abhängigkeit von der Stellung der Membran 106, eine Feder
112, die die Membran 106 in Anlage am Ventilsitz 109 zu
drücken versucht und dabei außerdem das ümschaltventilelement 111 in Öffnungsrichtung bewegt, sowie eine Verbindungsleitung
113; die die Druckkammer 107 und den Strömungskanal 110 mit dem Druckregler 15 verbindet» Der
Druck auf der Auslaßseite des Durchflußfühlers 13 wird über eine Signaldruckleitung 114 auf die Druckkammer 108 gegeben,
und der Druck auf der Einlaßseite des Durchflußfühlers wird über eine Signaldruckleitung 115 auf die Durckkammer 107
gegeben. Ferner ist der Strömungskanal 110 über eine Signaldruckleitung.
11 6 mit der Saugseite der Pumpe 2 verbunden.
Der Druckregler 15 umfaßt eine Druckkammer 117, eine
erste Membran 118 mit einer verhältnismäßig großen Fläche, die eine Seite der Druckkammer 117 begrenzt, eine zweite
Membran 119, die die andere Seite der Druckkammer 117 bildet
und eine kleinere Oberfläche als die gegenüberliegende erste Membran 118 hat, ein Regelventilelement 121, das von
der ersten Membran 118 und der zweiten Membran 119 zum
öffnen und Schließen eines Strömungskanals 120 verstellt werden kann, sowie eine Feder 122, die auf die erste Membran
118 in Schließrichtung des Regelventilelementes 121 drückt.
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Die Druckkammer 117 steht über die Verbindungsleitung 113
in Verbindung mit der Steuerventileinrichtung 90, und der Strömungskanal 120 steht in Verbindung mit der Bypassleitung 10,
Wenn der Durchfluß am Wasserhahn 9 größer als Q1
(in Fig. 12) wird, nimmt die Druckdifferenz auf beiden Seiten des Durchflußfühlers 13 zu# was zu einem hohen
Signaldruck auf der Signaldruckleitung 115 und einem
niedrigen Signaldruck auf der Signaldruckleitung 114 führt.
Da diese Druckdifferenz dazu führt, daß die Membran 106 der Steuerventileinrichtung 90 entgegen der Kraft der Feder
112 angehoben wird, spricht das Umschaltventilelement 111
in der Weise an, daß es die Verbindung zwischen der Leitung
113 und der Signaldruckleitung 116 sperrt und die Verbindung
der Leitung 1-13 mit der Signaldruckleitung 115 offenhält.
Da in der Signaldruckleitung 115 der Druck im Druckrohr 7
herrscht, wird dieser Druck auf die Druckkammer 117 des
Druckreglers 15 über die Verbindungsleitung 113 gegeben.
Wenn die Menge des am Wasserhahn 9 entnommenen Wassers unter den Wert Q1 fällt, entsteht eine sehr geringe
Druckdifferenz zwischen der Einlaßseite undder Auslaßseite
des Durchflußfühlers in der zum Wasserhahn führenden Leitung. Diese geringe Druckdifferenz wird über die Signaldruckleitungen
114 und 115 weitergeleitet, so daß der Druck in
der Druckkammer 108 ansteigt und die Membran 106 von der
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Feder 112 nach unten gedrückt werden kann, wodurch der Ventilsitz
109 geschlossen wird und vom Umschaltventilelement 111 der Strömungskanal 110 mit der Signaldruckleitung 116
verbunden wird. Daher wird dann über die Verbindungsleitung 113, den Strömungskanal 110 und die Signaldruckleitung 116
die Druckkammer 117 des Druckreglers 15 mit "dem Druck im
Saugrohr 6 beaufschlagt. Da der Druck im Saugrohr 6 ein Unterdruck oder ein geringer Überdruck ist, fällt der Druck
in der Druckkammer 117, so daß die Kraft der auf die Membran
118 wirkenden Feder das Regelventilelement 121 nach unten
drücken und dadurch die Bypassleitung 10 schließen kann. Die Bypassströmung hört daher auf, so daß der Druck im
Druckrohr 7 den entsprechenden Wert der Kennlinie d in Fig. annimmt, wobei der Druck auf einen Wert ansteigt, der zum
Ausschalten des Druckschalters 12 ausreicht, so daß die Pumpe 2 stillgesetzt wird.
Bei der in Fig. 16 dargestellten Ausführungsform weist
der Druckregler ein Element auf, das ein Regelventilelement in Abhängigkeit vom Lieferdruck verstellen kann, sowie
ferner ein weiteres Element, das das Regelventilelement durch Feststellung einer Druckdifferenz zwischen dem Lieferdruck
und dem Saugrohrdruck verstellen kann, wobei der Steuerdruck zwischen dem Lieferdruck und dem Saugrohrdruck in Abhängigkeit
vom abgenommenen Durchfluß umgeschaltet wird. Dies ermöglicht einen Betrieb ohne Druckkessel, wobei dennoch die Anzahl der
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Ein- und Ausschaltungen des Druckschalters nicht erhöht ist, so daß sich ein Pumpwerk mit hoher Lebensdauer, geringen
Abmessungen und niedrigen Kosten ergibt. Da ferner die zwei Elemente, die das Regelventilelement verstellen, unterschiedlich
große druckbeaufschlagte Flächen haben, kann dieser Unterschied dazu ausgenutzt werden, das Regelventilelement
zu verstellen, wenn der Lieferdruck auf die Druckkammer des Bypassdurchflußreglers gegeben wird, so daß
einwandfreie Funktion sichergestellt ist.
Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, ermöglicht ein EinzelVersorgungspumpwerk für Flachbrunnen
mit dem erfindungsgemäßen Wasserregler und Druckregler, eine Erhöhung der Anzahl abrupter Ein-Aus-Schaltungen des Druckschalters
selbst dann zu verhindern, wenn ohne den herkömmlichen großen Druckkessel gearbeitet wird. Wenn mit
einer Westco-Pumpe gearbeitet wird, kann ferner verhindert werden, daß der Elektromotor überlastet wird, wobei vom
Druckregler gleichzeitig für den Ausgleich von Druckschwankungen des Wasserleitungsdrucks gesorgt wird. Daher
sind keine aufwendigen Vorrichtungen zum Unterdrücken dieser Druckschwankungen erforderlich. Ferner können Systemschwingungen
durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Druckreglers vermieden werden. Schließlich führt die
Erfindung zu einem kompakten und leichten Pumpwerk, ohne daß irgendwelche Schwierigkeiten in Kauf genommen werden
müssen.
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Claims (17)
1.) Selbsttätiges Pumpwerk, gekennzeichnet durch eine Pumpe
(2) mit einer Lieferleitung (7, 8) und einem Saugrohr (6),
einen die Pumpe antreibenden Elektromotor (1), einen Druckschalter
(12), der den Elektromotor in Abhängigkeit vom Druck in der Lieferleitung steuert, eine von der Lieferleitung
abzweigende Bypassleitung (10), die mit dem Saugrohr verbunden ist, einen Druckregler (15), der den Durchfluß in
der Bypassleitung durch Feststellung des Drucks in der Lieferleitung steuert und diesen Druck unterhalb eines
Wertes hält, der den Druckschalter einschaltet, einen Durchflußfühler (13) zur Feststellung des Durchflusses
in der Lieferleitung stromab der Abzweigung der Bypassleitung und eine Vorrichtung (14) zum Schließen und öffnen
der Bypassleitung, die die Bypassleitung in Abhängigkeit von einem Signal vom Durchflußfühler schließt bzw. öffnet.
2. Pumpwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Druckfühler (15) ein erstes Stellelement (46, 88, 118), das vom Druck in der Lieferleitung (7) betätigt wird, ein
zweites Stellelement (45, 99, 119), das von einer Druckdifferenz zwischen der Lieferleitung und dem Saugrohr (6)
betätigt wird, und eine öffnungs- und Schließeinrichtung (44, 100, 121) umfaßt, die mit dem ersten und dem zweiten
Stellelement verbunden ist.
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~48' 2S22ÖS7
3. Pumpwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Druckregler (15) mit einer zusätzlichen Einrichtung (56,
60, 61) zum Betätigen der öffnungs- und Schließeinrichtung (44, 100, 121) versehen ist, und daß das erste Stellelement
(46, 88, 118) von einer Druckdifferenz zwischen dem Druck in der Lieferleitung (7)"und dem atmosphärischen Druck
betätigt wird.
4. Pumpwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Einrichtung des Druckreglers (15) eine
Feder (56) oder einen Magneten (60, 61) umfaßt, die bzw. der frei einstellbar ist.
5. Pumpwerk nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Stellelement (46, 88, 118)
und das zweite Stellelement (45, 99, 119) als biegsame Elemente ausgebildet sind und daß die wirksame druckbeaufschlagte
Fläche des zweiten Stellelementes im Verhältnis kleiner als die wirksame druckbeaufschlagte Fläche des
ersten Stellelementes ist und um ungefähr einmal bis 1,3mal größer als die Fläche des einen Ventilsitz (43)
öffnenden und schließenden Elementes (44, 100, 121) der öffnungs- und Schließeinrichtung ist.
6. Pumpwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußfühler (13) ein Element
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(23), das in Abhängigkeit vom Durchfluß in der Lieferleitung
(8) stromab der Abzweigung der Bypassleitung (10) öffnet und schließt, eine am öffnungs- und Schließelement vorgesehene
Zusatzverbindung (23') und Signaldruckleitungen (36, 37) umfaßt, die sich auf der Einlaßseite (34) bzw.
Auslaßseite (35) des öffnungs- und Schließelementes befinden, über die eine zwischen der Einlaßseite und der Auslaßseite
des öffnungs- und Schließelementes herrschende Druckdifferenz abgenommen werden kann.
7. Pumpwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzverbindung des öffnungs- und Schließelementes
(23) des Durchflußfühlers (13) eine im öffnungs- und
Schließelement ausgebildete Nut (23') umfaßt.
8. Pumpwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (14) zum öffnen und
Schließen der Bypassleitung (10) in Verbindung steht mit den Signaldruckleitungen (36, 37) des Durchflußfühlers (13)
und ein bewegbares Element (31) umfaßt, das in Abhängigkeit vom Signal auf den Signaldruckleitungen verschoben wird,
und daß diese Vorrichtung (14) ferner eine mit dem bewegbaren Element verbundene Ventileinrichtung (26, 27) zur Steuerung
des Durchflusses in der Bypassleitung umfaßt, wobei die Ventileinrichtung den Durchfluß in der Bypassleitung auf
einen Wert begrenzt, der den Druckschalter (12) in seine
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Ein-Stellung bringt, wenn der Durchfluß in der Lieferleitung
(7, 8) stromab der Abzweigung der Bypassleitung unterhalb eines bestimmten Wertes liegt.
9. Pumpwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Ventilsitz (22) für ein öffnungs- -und Schließelement (23) des Durchflußfühlers (13) in
Abhängigkeit von einer Druckdifferenz verschoben werden
kann, so daß die Bypassleitung (10) durch Verschiebung dieses Ventilsitzes geöffnet und geschlossen wird.
10. Pumpwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das öffnungs- und Schließelement einen Ventilsitz (22)
und ein Ventilelement (23) umfaßt, das von einer Feder (24) gegen den Ventilsitz gedrückt wird, und daß der
Ventilsitz in einem Gehäuse von einem elastischen Element (80) getragen wird und in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz
zwischen der Einlaßseite (34) und der Auslaßseite (35) des Ventilelementes verschoben werden kann,
so daß dadurch eine Bypassöffnung (81) im Bereich des Ventileinlasses geöffnet und geschlossen wird.
11. Pumpwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (23), das in und außer Berührung mit
einem Ventilsitz (22) des öffnungs- und Schließelementes treten kann, einen Leckweg (23') umfaßt.
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12. Pumpwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckschalter (12) mit dem in die Bypassleitung (10)
eingesetzten Druckregler (15) so zu einer Einheit kombiniert ist, daß der Druckschalter mit dem bewegbaren Element (44)
des Druckreglers gekoppelt ist.
13. Pumpwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Druckregler (15) eine zwischen dem ersten Stellelement (98) und dem zweiten Stellelement·(99) ausgebildete
Druckkammer (96) aufweist und ein Element (100) umfaßt, das mit Hilfe der Stellelemente die Bypassleitung (10)
steuert, wobei die Druckkammer mit einem Drucksignal über eine Steuerventileinrichtung (90) beaufschlagt wird,
die von einem Signal vom Durchflußfühler (13) betätigt
wird.
14. Pumpwerk nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die
Druckkammer (96) des Druckreglers (15) einen Strömungskanal (105) umfaßt, der zum Saugrohr (6) führt, und daß'
sich in dem zum Saugrohr führenden Strömungskanal eine Drosselstelle (104) befindet.
15. Pumpwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Druckregler (15) eine zwischen dem ersten Stellelement (118) und dem zweiten Stellelement (119) ausgebildete
Druckkammer (117) sowie ein Element (121) umfaßt, das mit
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Hilfe der Stellelemente die Bypassleitung (10) steuert, und daß sich in einer zur Druckkammer führenden Signaldruckleitung
(113) eine Umschalteinrichtung (90) befindet, die auf ein Signal vom Durchflußfühler (13) anspricht
und von der der Druckregler entweder mit dem Lieferdruck der Pumpe oder dem Saugrohrdruck gespeist wird.
16. Pumpwerk nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
sich in dem Strömungskanal (105) von der Druckkammer (96)
des Druckreglers (15) zum Saugrohr (6) ein Filter (113)
befindet.
17. Pumpwerk nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die
Umschalteinrichtung (90) ein Stellelement (106), das in Abhängigkeit von einem Signal vom Durchflußfühler (13)
ausgelenkt werden kann, und ein mit dem Stellelement verbundenes Ventilelement (111) umfaßt und daß mittels des
Ventilelementes entweder eine Verbindung zwischen einer Lieferleitungssignaldruckleitung (115) und der Druckkammer
(117) oder zwischen einer Saugrohrsignaldruckleitung (116)
und der Druckkammer (117) hergestellt wird, wobei die
Bypassleitung (10) dadurch geschlossen wird, daß die Saugrohrsignaldruckleitung mit der Druckkammer in Verbindung
gebracht wird, wenn der Durchfluß in der Lieferleitung stromab der Abzweigung der Bypassleitung unterhalb eines
bestimmten Wertes liegt.
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