DE270519C

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Publication number: DE270519C
Application number: DENDAT270519D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 85 c. GRUPPE

JAMES ALGER COOMBS in CHESTER, Engl.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verteilung des Sielwassers oder von anderen Flüssigkeiten auf Filtrierbetten durch zwei oder mehrere Behälter, welchen abwechselnd die zu verteilende Flüssigkeit zugeführt wird, und welche abwechselnd in über dem Filterbett liegende, die Flüssigkeit auf dieses fein verteilende Sprengrohre entleert werden. Das Einfließen der Flüssigkeit in

ίο den einen Behälter bewirkt eine Vergrößerung der Druckkraft in dem anderen Behälter, aus dem die Flüssigkeit ausströmt, wodurch das Herausstoßen des Strahles der Flüssigkeit vergrößert wird. Ermöglicht wird dies dadurch, daß die beiden Behälter miteinander in Verbindung gebracht werden, und zwar derart, daß die Luft, welche durch die in den zu füllenden Behälter eintretende Flüssigkeit verdrängt wird, durch diese Flüssigkeit in den anderen Behälter gedrückt wird, wodurch der Druck auf die Flüssigkeit in diesem Behälter erhöht wird.

Verschiedene Ausführungsformen der Vorrichtung gemäß der Erfindung sind auf den Zeichnungen veranschaulicht.

Die Fig. 1 und 2 veranschaulichen in einem Schnitt und teilweise in Ansicht zwei verschiedene Ausführungsformen einer .Vorrichtung zum Verteilen der Flüssigkeiten auf ein Filtrierbett.

Fig. 3 veranschaulicht eine Vorrichtung ge-

" maß der Erfindung in Verbindung mit den X^erteilungs- bzw. Sprengröhren.

Fig. 4 veranschaulicht eine andere Ausführungsform einer hydraulischen Vorrichtung zum Bewegen der Ventile der Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht im wesentlichen aus zwei Flüssigkeitsbehältern ι, welche in einer Kammer 2 des Filtrierbettes 3 untergebracht sein können, wie es in der Fig. 3 veranschaulicht ist. Den Behältern 1 wird die zu verteilende Flüssigkeit durch den Kanal bzw. durch die Leitung 4 zugeführt. Die zu verteilende Flüssigkeit wird aus den Behältern 1 durch die Rohre 6 abgeleitet. Von den Rohren 6 wird die Flüssigkeit zu den Hauptrohren 7 geführt, welche sich an den gegenüberliegenden Seiten der Behälter 1 entlang der Seite des Filtrierbettes 3 erstrecken. Von diesen Hauptrohren 7 erstreckt sich eine Reihe von Sprengrohren 8 quer über das Filtrierbett.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Behälter zylindrisch und horizontal angeordnet.

Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 1 sind die beiden Behälter 1 an ihrer oberen Seite durch ein Rohr 10 miteinander verbunden. In dem Einlaßrohr 5 der Behälter ist ein Rückschlagventil 11 angebracht, welches sich in einem Zylinder 12 bewegt, der eine Öffnung 13 besitzt. Jedes Auslaßrohr 6 der Behälter besitzt ein Ventil 16, welches in einem Zylinder 17 sich bewegt, der mit einer Öffnung 18 versehen ist. Diese Ventile 11 und 16 sind

durch eine Stange 20 miteinander \^erbunden und werden durch selbsttätige Mittel in Bewegung gesetzt. Diese selbsttätigen Mittel bestehen bei der Ausführungsform gemäß der ; Fig. ι aus zwei Flüssigkeitsbehältern 21, die j an einem schwingbar gelagerten Balken 22 hängen. Durch Hähne 23 werden diese Behälter 21 abwechselnd gefüllt. Diese Hähne 23 sind in Rohrleitungen 24 angeordnet und werden unter Vermittlung von Hebeln 25^X und Stangen 23^X durch Schwimmer 25 geöffnet bzw. geschlossen. Der eine Hahn mit dem j einen Behälter 21 gehört zu dem einen Behälter i, und der andere Hahn 23 mit dem Behälter 21 gehört zu dem anderen Behälter 1 der Vorrichtung. Der eine Behälter 21 wird durch den Schwimmer des gegenüberliegenden Behälters ι beeinflußt, und umgekehrt. Die Behälter ι werden schneller gefüllt als sie sich entleeren.

Wird angenommen, daß der eine Behälter 1 gerade gefüllt ist und nun entleert werden kann, so befinden'sich die mit diesem Behälter in Verbindung stehenden Ventile 11 und 16 in der in der Fig. 1 auf der linken Seite veranschaulichten Lage, so daß die Einlaßöffnung 13 geschlossen und die Auslaßöffnung 18 geöffnet ist. Zur gleichen Zeit befinden sich die Ventile 11 und 16 des anderen Behälters 1, welcher gefüllt ist, in der an der rechten Seite der Fig. 1 veranschaulichten Lage, so daß die . Einlaßöffnung 13 geöffnet und die Auslaßöffnung 18 geschlossen ist. Das Wasser kann alsdann von dem Einlaßrohr 5 in den rechten leeren Behälter 1 einströmen. Durch die durch das Rohr 56 in den leeren Behälter einströmende Flüssigkeit wird in diesem befindliche Luft durch das Rohr 10 in den anderen Behälter ι gedrückt, so daß der Druck auf die Flüssigkeit in diesem Behälter erhöht wird. Der Druck ist am größten beim Beginn des Auslasses der Flüssigkeit aus diesem Behälter, so daß die aus den Düsen der Röhren 8 austretenden Flüssigkeitsstrahlen sehr weit gespritzt werden. Um die Ausströmung aus den Röhren 8 in einer seitlichen Richtung zu ermöglichen, sind die Düsen dieser Röhren ungefähr in einem Winkel von 45⁰ angeordnet. Wenn das Wasser in dem sich entleerenden Behälter abnimmt, so vermindert sich auch der Druck auf die Flüssigkeit dieses Behälters, während gleichzeitig der Wasserspiegel in dem sich anfüllenden Behälter steigt, in welchem der Luftdruck ebenfalls abnimmt. Das Auffüllen erfolgt am Ende langsamer als am Beginn des Einströmens der Flüssigkeit in dem zu füllenden Behälter. Da der Druck in dem sich entleerenden Behälter abnimmt, vermindert sich auch der Druck in den Röhren 8, so daß die aus den Düsen der Röhren 8 austretenden Strahlen allmählich abnehmen. Diese Strahlen treffen zuerst auf den entferntesten Teil des-Filtrierbettes, und allmählich nähern sich die Strahlen dem Teil des Filtrierbettes, welcher unterhalb der Röhren 8 sich befindet.

Da die Behälter 1 schneller angefüllt werden als sie sich entleeren, so strömt, wenn der eine zu füllende Behälter vollkommen voll ist, noch Flüssigkeit 'aus dem anderen aus, bis dieser Behälter entleert ist, und zwar so lange, bis das in dem Behälter befindliche Wasser so weit gefallen ist, daß der Schwimmer 25 die Ventile 11 und 16 beeinflußt. Wenn der Schwimmer 25 sich senkt, wird der Hahn 23, welcher mit dem anderen Behälter 1 verbunden ist, geöffnet, so daß Flüssigkeit in den zu diesem Hahn gehörigen Behälter 21 einströmt. Dieser Behälter 21 wird alsdann gefüllt, während zu dieser Zeit der gegenüberliegende Behälter 21 leer ist. Durch das Gewicht der in diesem Behälter 21 befindlichen Flüssigkeit wird alsdann der Ventilmechanismus in Bewegung gesetzt, so daß auf der linken Seite des Apparates das Ventil 11 geöffnet und das Ventil 16 geschlossen wird. Gleichzeitig werden ■ die Ventile 11 und 16 an der rechten Seite des Apparates durch die Bewegung des Hebels 22 beim Senken des Behälters 21 geschlossen bzw. geöffnet. Die Wirkungsweise des ganzen Apparates wird somit umgekehrt. Wenn der sich senkende Behälter 21 seine tiefste ,Lage erreicht, trifft er auf einen Anschlag 26, welcher mit dem Kopf 27 der Spindel des Ventiles 28 des Behälters 21 in Berührung kommt, um dieses Ventil nach aufwärts zu drücken und zu öffnen. Die in diesem Behälter befindliche Flüssigkeit kann alsdann durch den Hahn 29 austreten, um in das Ablaßrohr 30 geführt zu werden. Das Ventil 28 ist mit einer Feder versehen, durch welche dieses Ventil wieder geschlossen wird, wenn der Kopf 27 den Anschlag 26 verläßt.

Bei der in der Fig. 3 veranschaulichten Anordnung der Behälter 1 und der Verteilungsrohre 8 bewirkt der eine Behälter 1 eine Ver·. i°5 teilung der Flüssigkeit über die eine Hälfte, · der andere Behälter über die andere Hälfte des Filtrierbettes. Jeder Behälter 1 ist mit einem Satz von Rohren 8 versehen, welche Düsen besitzen, utid durch welche die eine Hälfte des Filtrierbettes beherrscht wird.

In dem Rohr 10 oder an irgendeinem anderen geeigneten Teil der beiden Behälter 1 kann ein Lufteinlaßventil angeordnet sein, um Luft in den sich entleerenden Behälter einzulassen, wenn der andere Behälter voll ist. Durch das Eintreten der Luft kann der sich entleerende Behälter seine Entleerung fortsetzen. Durch dieses Lufteinlaßventil werden auch Verluste an Luft ausgeglichen.

Der beschriebene Apparat wirkt vollkommen automatisch. Durch diesen Apparat kann irgendeine maximale und geringere Flüssigkeitsmenge auf das Filtrierbett verteilt werden. Bei trockenem Wetter wird der Zufluß durch den Kanal 4 vermindert, so daß eine längere ,Zeit erforderlich ist, um die Behälter zn füllen. Die Arbeitsperioden sind abhängig von dem Zufluß des Sielwassers. Die Größe

ίο der Behälter bestimmt ebenfalls die Zeit einer Arbeitsperiode. Jeder der beiden Behälter ■kann aus verschiedenen einzelnen Gefäßen bestehen, oder die Behälter können so ausgebildet sein, daß die wirksame Größe des Behälters durch Öffnen oder Schließen von Ventilen verändert werden kann. Die verschiedenen Teile können getrennt durch diese Ventile in und außer Tätigkeit gesetzt werden. Hierdurch kann die Zeit einer Arbeitsperiode verändert werden, indem der wirksame Rauminhalt der Behälter vergrößert ,wird.

Wenn ' eine genügende Druckhöhe bzw. ein genügender Druck zur Verfugung steht, so ist die qben beschriebene Vorrichtung sehr zweckmäßig. Ist jedoch eine ungenügende Druckhöhe vorhanden, so wird der Druck in dem Behälter zweckmäßig durch Zuführung von komprimierter Luft in den Behälter, beispielsweise durch einen Luftkompressor, erhöht. Der

-30 Luftkompressor kann die Luft aus dem einen Behälter herausziehen und in den anderen Behälter einführen.

Eine derartige Ausführungsform eines Apparates gemäß der Erfindung veranschaulicht die Fig. 2. In diesem Fall setzen die Schwimmer 25 einen Luftverteilungsventilschieber 35 in Bewegung¹. Die Druckluft wird durch , Rohre 36 zu den Enden von zwei Kompressionszylindern 2>7 geführt, welche Kolbenventile besitzen. Wenn die Luft zu den Rohren 36 geführt wird, so werden die Ventile der

. Zylinder 37 entweder nach der einen oder nach der anderen Richtung bewegt. Diese Ventile.

sind durch eine Verbindungsstange 38 miteinander verbunden. Die Druckluft wird von dem Kompressor alsdann durch das Rohr 39 entweder zu dem einen oder zu dem anderen Behälter geführt; Der eine Zylinder 37 steht mit dem einen Behälter in Verbindung, während der andere Zylinder 37 mit dem anderen Behälter verbunden ist. Die aus dem Behälter ι durch das Rohr 10 geführte Luft gelangt zu dem mit diesem Behälter verbundenen Zylinder 37 und durch das Rohr 40 zu dem Einlaß des anderen, so daß der letztere die Luft aus dem einen sich füllenden Behälter herauszieht und in den anderen, sich entleerenden Behälter eindrückt.

Die in den Zylindern 37 angeordneten Ventile für die Zuführung und die Entfernung der Luft aus den Behältern sind von bekannter und ähnlicher Art wie die Ventile der pneumatischen Strahlapparate. Das in den Zylindern befindliche Ventil wird durch die Luft von dem einen Ende des Zylinders zu dem anderen Zylinderende gedrückt.

Bei dieser Ausführungsform nach der Fig. 2 werden die in den Zylindern 12 befindlichen Ventile durch die komprimierte Luft in 'Bewegung gesetzt. Zu diesem Zweck ist das obere Ende der Zylinder 12 durch eine Röhre 42 mit dem Rohr 10 verbunden, so daß, wenn in dem Rohr 10 komprimierte. Luft sich befindet, die Ventile 11 und 16 des betreffenden Zylinders 12 nach abwärts bewegt werden. Der Kompressor kann so angeordnet sein, daß er irgendeine Anzahl von Behälterpaaren beeinflußt. Bei dieser abgeänderten Ausführungsform nach der Fig. 2 kann das Lufteinlaßventil an der Einlaßleitung des Kompressors angeordnet sein.

Der Kompressor kann in den Behältern ein teilweises Vakuum erzeugen, welches das Eintreten der Flüssigkeit in die Behälter unterstützt. Hierdurch wird auch ermöglicht, daß die Behälter oberhalb des Zuflußkanales angeordnet sein können.

Die beiden oben beschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung gemäß der Erfindung haben das Merkmal gemeinsam, daß die volle, natürliche Druckhöhe der Flüssigkeit für die Wirkung der Vorrichtung ausgenutzt wird, und daß der Eintritt der Flüssigkeit in den einen Behälter den Ausfluß der Flüssigkeit aus dem anderen Behälter unterstützt. Wenn ein Kompressor in Anwendung kommt, nimmt derselbe schon etwas komprimierte. Luft auf, indem die in den Behälter eintretende Flüssigkeit den Druck der Luft erhöht, so daß die zum Antreiben des Kornpressors dienende Kraft niedriger sein kann.

Bei der Anwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung kann, die Menge der zu verteilenden Flüssigkeit sehr verschieden sein, sie kann sich ändern im Verhältnis \^ron 3:1, d. h. bei Regenwetter kann die Flüssigkeitsmenge dreimal so groß sein als bei trockenem Wetter. Das Sielwasser bzw. die Flüssigkeit kann so verteilt werden, daß zwischen den Verteilungen auf die Abschnitte des Filtrierbettes Zwischenräume von 10 bis 15 Minuten sind, was sehr vorteilhaft ist. Durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung wird die Flüssigkeit in der Form von feinen Strahlen über die ganze benetzte Fläche verteilt. Die Mittel zum Intätigkeitsetzen der Vorrichtung gemäß der Erfindung sind selbsttätig und sehr einfach.

Anstatt daß die Behälter zylindrisch ausgebildet sind und aus Metall bestehen, können

Claims

dieselben gewünschtenfalls auch aus Eisenbeton bestehen und eine rechteckige Gestalt besitzen. Wenn sehr große Druckhöhen vorhanden sind und die Behälter aus Metall be-' stehen, werden dieselben zweckmäßig zylindrisch ausgebildet und vertikal angeordnet. Jn allen Fällen sollen die Behälter so angeordnet sein, daß ihr oberes Ende etwas unterhalb des Niveaus sich befindet, so daß das Wasser

ίο ansteigt und die ganze Druckhöhe ausgenutzt werden kann.

In der Fig. 4 ist eine abgeänderte Ausführungsform einer Einrichtung veranschaulicht, durch welche das Schwingen der Behälter 21 bzw. das Auffüllen derselben geregelt \vird, wodurch die Zeit zwischen dem Entleeren der Hauptbehälter 1 verlängert oder verkürzt wird, je nach der Veränderung des Zuflusses des Sielwassers durch dasHauptzuführungsrohr 5.

Bei dieser abgeänderten Ausführungsform sind außer den Hähnen 23, durch welche den Behältern 21 aus den Rohren 24 Wasser zugeführt wird, mehrere Regulierhähne 44 vorgesehen, die in den Abzweigrohren 45 angeordnet sind. Diese Abzweigrohre 45 sind zwischen den Rohren 24 angeordnet. An jedem Hahn 44 ist ein gewichtsbelasteter Hebel 46 vorgesehen, der an seinem einen Ende einen Behälter 47 besitzt, der an seinem Boden mit.

einem Hahn 48 versehen ist. Die oberen Teile der Rohre 49, durch welche den Behältern 47 Flüssigkeit zugeführt wird, liegen in verschiedenen Höhen. Die Einlaßenden dieser Rohre 49 sind in einem verengten Teil 50 des Hauptrohres 5 so angeordnet, daß diese Einlaßenden in der Zuströmungsrichtung der Flüssigkeit liegen.

Die an den Hebeln 46 angeordneten Gewichte bringen die Behälter 47 in ihre ursprüngliche Lage zurück, wenn sie leer sind, wobei die Hähne 44 geschlossen werden.

Wenn die Geschwindigkeit in dem Hauptrohr 5 zunimmt, fließt das Wasser zu den verschiedenen Rohren 49. wodurch die Behälter 47 und die Hähne 44 in Bewegung gesetzt werden, um die Hähne 44 nacheinander zu öffnen. Wenn die Geschwindigkeit in dem Hauptrohr 5 sich verringert, hört das Ausfließen des Wassers aus den Rohren 49 auf.

Wenn ein oder mehrere Hähne 44 offen oder geschlossen sind, fließt mehr oder weniger Wasser durch die Hähne 23 zu den Behältern 21, so daß diese Behälter 21 derart gefüllt werden, daß sie zu \^rerschicdenen Zeiten in Tätigkeit treten. Die Hähne arbeiten in der gleichen Weise, wie es oben beschrieben worden ist. Die Hähne 29 der Behälter'21 werden dadurch geöffnet oder geschlossen, daß sie mit oberen und unteren Anschlägen 26 in

Eingriff kommen. .

Bei der Ausführungsform nach der Fig. ι j Vverden die Hähne 23 der Behälter 21 durch in den Behältern 1 befindliche Schwimmer 25 geöffnet bzw. geschlossen. Bei der Ausführungsform nach der Fig. 4 hingegen können ! diese Hähne 23 von dem schwingbaren Balken 22 selbst geöffnet oder geschlossen werden. Zu diesem Zweck kann der Balken 22 einen rechtwinkligen Arm besitzen, welcher in der Mitte des Balkens angebracht sein kann und durch eine Verbindungsstange mit den Armen der. Hähne 23 verbunden ist, so daß, wenn der Balken 22 nach auf- und abwärts schwingt, die Hähne 23 geöffnet bzw. geschlossen werden.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann aus einer Entfernung in Tätigkeit gesetzt werden, so daß irgendeine Anzahl von Filtrierbetten von einer Zentrale aus in Tätigkeit gesetzt werden können. Hierbei kann die Einrichtung gemäß der Fig. 2 Verwendung finden, bei welcher die Behälter durch komprimierte Luft entleert werden und die Luftzufuhr durch Ventile geregelt wird. Die abwechselnd in Tätigkeit tretenden Ventile können von derselben Art sein, wie sie bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 angewendet werden. Von jedem Ventil des Zylinderpaares 37 und von jedem Ventilpaar, wenn' mehrere Ventilpaare vorgesehen sind, können Druckluftröhren von geringem Durchmesser zu der Zentrale führen. In der Zentrale kann eine geeignete, von Hand aus' drehbare Vorrichtung vorgesehen sein, um diese Ventile in Tätigkeit zu setzen bzw. um komprimierte Luft denselben zuzuführen, wenn dieselben in Bewegung gesetzt werden sollen. Eine derartige Einrichtung wird in solchen Fällen.an- , gewendet, wenn eine genügende Druckhöhe von drei Fuß oder mehr vorhanden ist. In diesem Fall ist die schwingbare Regulierungsvorrichtung nicht erforderlich,

Paten τ-Ansprüche:

i. Vorrichtung . zur Verteilung des Sielwassers bzw. von Flüssigkeiten auf Filterbetten durch zwei oder mehrere Behälter, welchen abwechselnd die zu verteilende Flüssigkeit zugeführt. wird, und welche abwechselnd entleert werden und mit welchen getrennte Reihen von Sprengrohren verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine veränderliche Spritzweite der aus den Düsen der Verteilungsrohre bzw. Sprengrohre (8) austretenden Flüssigkeitsstrahlen durch die vereinte Kraft der natürlichen Druckhöhe in dem angefüllten und sich entleerenden Behälter und durch den Druck der Luft erzielt wird, welche beim Füllen des einen Behälters

durch die in den letzteren eintretende Flüssigkeit aus diesem Behälter entfernt und in den anderen mit diesem letzteren durch Rohre (ίο) verbundenen Behälter eingeführt wird, wobei eine maximale Spritzweite beim Beginn des Entleerens des einen Behälters erhalten wird, während beim allmählichen Abnehmen der Druckhöhe und des Luftdruckes die Spritzweite

ίο der aus den Sprengröhren austretenden Flüssigkeitsstrahlen allmählich abnimmt.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit einem Luftkompressor versehen ist, dessen Verteilungsschieber (35) unter Vermittlung von in den Behältern (1) angeordneten Schwimmern (25) gesteuert wird, und welcher mit in Zylindern (37) angeordneten Ventilen versehen ist, welche durch die komprimierte Luft derart gesteuert werden, daß durch den Kompressor aus dem einen sich füllenden Behälter Luft herausgezogen und in den anderen Behälter eingedrückt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Einlaß (5) und den beiden Behältern (1) Ventile (11 und 16) vorgesehen sind, welche durch die Druckluft des Kompressors gesteuert werden. .
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, bei welcher die Steuerung der Ventile der Flüssigkeitsbehälter durch an einem schwingbaren Balken angeordnete Behälter erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß diese an dem schwingbaren Balken angebrachten Behälter abwechselnd durch Hähne (23) mit Flüssigkeit gefüllt werden, welche Hähne durch Schwimmer (25) der Behälter (1) beeinflußt werden.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den mit den Haupthähnen (23) verbundenen Rohrleitungen (24) Regelungshähne (44) angebracht sind, die durch einen gewichtsbelasteten, mit einem Behälter (47) versehenen Hebel (46) geöffnet bzw. geschlossen werden, wobei den Behältern (47) der Regulierungshähne (44) durch Rohrleitungen (49) Wasser zugeführt wird, die mit der Hauptleitung (5) in Verbindung stehen, und deren Auslaßöffnungen in verschiedenen Höhen angeordnet sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.