DE2908988A1

DE2908988A1 - Wasserpumpvorrichtung unter verwendung beliebiger energiequellen

Info

Publication number: DE2908988A1
Application number: DE19792908988
Authority: DE
Inventors: Daniel Letzgus
Original assignee: Alsacienne & Dauphinoise
Current assignee: Alsacienne & Dauphinoise
Priority date: 1978-03-06
Filing date: 1979-03-06
Publication date: 1979-09-13
Also published as: AU4482379A; ES478341A1; GB2015654A; OA06204A; PT69307A; BR7901330A

Description

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Wasserpumpvorrxclitung unter Verwendung beliebiger Energiequellen

Die Erfindung betrifft ein zum Pumpen einer Flüssigkeit geeignetes Verfahren und eine derartige Vorrichtung, insbesondere jedoch nicht ausschließlich zum Zutagefördern von Grundwasser für den häuslichen oder industriellen Gebrauch und insbesondere ein Pumpvorrichtung, die mittels sehr unterschiedlicher Energiequellen betrieben werden kann, wobei die Energie nur eine geringfügige Umformung erfährt. Es werden dabei folgende Vorteile erzielt:

- Einfachheit des Aufbaus und geringer Kostenaufwand;

- keine sperrigen und kostenaufwendigen Einbauten, die eine ständige Wartung und Überwachung des Betriebs erforderlich machen wurden;

- eine güstige Energieausbeute; und

- eine ausgezeichnete Zuverlässigkeit und praktisch unbegrenzte Lebensdauer aufgrund des Wegfalls von Bauteilen, die einer intensiven Abnutzung ausgesetzt wären.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Pumpen einer Flüssigkeit verwendet, das herkömmlicherweise zwei grundsätzliche Phasen umfaßt, nämlich eine Ansaug- und eine Druckphase, und dadurch gekennzeichnet ist, daß die Ansaugphase zustande kommt, indem auf die Flüssigkeit ein Unterdruck ausgeübt wird, der durch Kondensieren eines kondensierbaren Gases oder sogar durch Lösen eines Gases in der Flüssigkeit geschaffen wird, und daß die Druckphase durch Schwerkraft

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und/oder unter der Einspritzwirkung des die Flüssigkeit ersetzenden und unter Druck stehenden Gases zustande kommt.

Darüber hinaus wird durch die Erfindung eine Pumpvorrichtung geschaffen, die aus einem Körper besteht, der zumindest eine Kammer beggrenzt, die einerseits an ihrem unteren Teil nach dem Vorbild einer herkömmlichen Saugdruckpumpe mit einer Einlaßleitung in Verbindung steht, die zumindest ein zwischengeschaltetes Einlaßventil aufweist , durch das die Flüssigkeit in die Kammer gelangen kann, und mit zumindest einer Druckleitung versehen ist, die zumindest ein zwischengeschaltetes Druckventil aufweist, durch das ein Rückströmen der Flüssigkeit in die Kammer verhindert wird, und die andererseits an ihrem oberen Teil mit einerm Einlaßkreis für ein kondensierbares oder in der Flüssigkeit löslichen Gases mit einer Gasquelle verbunden ist, wobei dieser Kreis zumindest einen Schieber und/oder eine Klappe aufweist, der bzw. die in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand und/oder dem Gasdruck im Innern der Kammer derart gesteuert wird, daß das Gas ins Innere der Kammer gelangen kann, wenn die Flüssigkeit in der Kammer einen maximalen Stand erreicht, und die Zufuhr unterbricht, wenn die Flüssigkeit den IT-indeststand unterschreitet.

Selbstverständlich muß die Saugleitung in der beschriebenen Vorrichtung in die zu pumpende Flüssigkeit hineintauchen, während die Druckleitung an den Flüssigkeitsverbrauche rkreis angeschlossen ist.

Der Betrieb einer derartigen Vorrichtung umfaßt demnach gemäii. dem Verfahren nach der Erfindung:

- eine auf der Gaskondensation oder sogar der Gasauflösung in der Flüssigkeit beruhende Ansaugphase, durch

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die im Innern derKammer ein Unterdruck erzeugt wird, und

- eine auf Schwerkraft bzw. auf dem in derKammer herrschenden Druck des eingespritzten Gases beruhenden Druckphase .

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht die zu pumpende Flüssigkeit aus wasser und das erwähnte Gas aus wasserdampf. In diesem i'all kann die Wasserdampf kondensierung im Laufe der Ansaugphase durch Verstäuben des Wassers in der Kammer beschleunigt werden, indem hierzu der darin herrschende Unterdruck verwendet wird.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung von in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsformen näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung im Axialschnitt einer Wasserpumpvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 2 einen Axialschnitt einer Pumpvorrichtung, in der ein Gehalt eines formändernden Gases verwendet wird.

Die Pumpvorrichtung nach Figur 1 umfaßt einen senkrechten Röhrenkörper 1, dessen Innenraum (Kammer 2) mit seinem unteren Teil einerseits über ein Rückschlagventil 5 mit einer Saugleitung 3, die in die zu pumpenden Flüssigkeit 4-eintaucht, und andererseits über ein Ventil 8 mit der Druckleitung 6 verbunden ist, die mit einem Siphon 7 versehen ist. Durch das "Ventil oder die Klappe 8 wird verhindert, daß die Flüssigkeit zur Kammer 2 zurückfließen kann.

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Die Saugleitung 3 ist auf herkömmliche Art durch einen Saugkopf 9 begrenzt, der zum Anpumpen oder Ansaugen der Pumpvorrichtung dient.

Zu diesem Zweck steht er darüber hinaus mit einem Vorlauf 10 zum Ansaugen in Verbindung, der von einem Schieber 11 gesteuert wird und zum Beispiel an eine kleine V,asc-erpumpe angeschlossen ist.

Der Höhrenkörper 1 ist an seinem oberen T£ll durch eine Abdeckung 12 geschlossen, durch die hindurch ein Wasserdampfeinlaßkreis 13 und ein Freisetzungskreis 14 zur Uniije bungs luft hindurchführen.

Der Wasserdampfeinlaßkreis 13, der an einer Dampfquelle

15 v/ie ein Sonnenheizkörper liegt und der einen Schieber

16 umfaßt, der von einer Servosteuerung 17 gesteuert wird, die auf den in der Kammer 1 herrschenden Gasdruck anspricht und über dem Freisetzungskreis 14 liegt, der normalerweise durch eine Klappe zur Verhinderung von Wasserschlag 18 verschlossen ist.

Der Betrieb der Servosteuerungseinheit 17 - Schieber 16 ist derart, daß bei Erfassen des Drucks seitens der Servesteuerung 17 mit Erreichen einer vorbestimmten, dem maximalen Flüssigkeitsstand in der Kammer 2 entsprechenden Schwelle der Druck während einer regelbaren oder veränderlichen Zeitspanne in Abhängigkeit vom über die Leitung 13 eingelassenen Dampf auf diesem Stand gehalten wird.

In die Kammer 1 mündet auch ein Wasserverstäubungskreis 19, der eine Rückschlagklappe 20 aufweist und mit der Saugleitung 3 zwischen der Klappe 5 und dem Schieber 16 liegt. Der Kreis 19 stellt somit einen Umgehengskreis der Klappe 5 dar.

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Die Arbeitsweise der Pumpvorrichtung ist wie folgt:

Zunächst ist der Schieber 16 geschlossen und die Klappe 8 in Schließstellung gesperrt.

Nach dem Öffnen von Schieber 11 und Schließen des Saugkopfes 9 wird der Pumpenkörper 1 gefüllt, wobei die Luft durch die Klappe 18 ausgetrieben wird. Nach dem Austreiben der Luft ist die Anlage fertig zum Anlassen. Es wird sodann der Schieber 11 geschlossen, der Schieber geöffnet und die Klappe 8 entsperrt, nachdem sichergestellt wurde, daß der Siphon 7 Wasser hat.

Dann befindet sich die Anlage im normalen Betriebszustand nach der Darstellung.

Nach dem Anlassen ist im normalen Betrieb der Schieber geschlossen gehalten. Die Quelle 15 liefert Dampf, der durch die Leitung IJ abgeleitet wird und den Pumpenkörper 1 über den Schieber 16 speist. Gleichzeitig ist die Klappe 5 geschlossen und Wasser durchströmt die Klappe 8 sowie den Siphon 7·

Die Servosteuerung 17 schließt den Schieber 16, wenn der Körper 1 mit Dampf gefüllt ist, Der Dampf kondensiert im Körper 1 und schafft ein relatives Vakuum, das die Klappe 8 sperrt und Wasser durch die Leitung 3 sowie durch die Klappe 5 hindurch ansaugt, die geöffnet ist.

Der Druckstoß beim Pullen wird von der austarierten Klappe 18 absorbiert und löst über die Servosteuerung 17 das öffnen von Schieber 16 aus. Hiernach kann die Arbeitsfolge neu beginnen.

Die Dampfkondensierung wird durch verstäubtes Wasser vom

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Kreis 19 beschleunigt, der als ümgehungskreis für die Klappe 5 fungiert.

Somit erhält man eine Pumpfolge, die regelmäßiger und kontinuierlicher verläuft, dabei stoßfrei ist und eine' Förderung von sehr bedeutsamen Wassermassen ermöglicht.

Nach Figur 2 weist die der oben beschriebenen Vorrichtung entsprechende Pumpvorrichtung einen Körper 22 auf, der in Form einer röhrenförmigen Säule dargestellt ist,und steht mit seinem unteren Teil einerseits über eine Klappe 24 mit einer Saugleitung 23 und andererseits über eine zweite Klappe 26 mit einer Druckleitung 25 in "Verbindung. Die Saugleitung 23 ist in die zu pumpende Flüssigkeit eintetaucht und kann einen Saugkopf 27 aufweisen, wogegen die Druckleitung 25 mittels eines von Hand zu betätigenden Schiebers 28 verschlossen werden kann. In den uneren Teil des Körpers 22 mündet gleichfalls eine Einfülleitung 30 (die dem Anlassen der Pumpvorrichtung dient), die durch einen manuellen Schieber verschließbar ist.

Der Körper 22 mündet an seinem oberen Teil in eine mit einem Doppelmantel ausgestatteten Kammer. Ein Mantel 32 ist starr und liegt außen während der andere 33 eine nachgiebige und isolierende Wandung aufweist, die ein Volumen 3^- einfaßt. Der Zugang zur Kammer wird von einer mit einem Schwimmer 36 ausgestatteten Klappe 35 gesteuert , wobei der Schwimmer 36 beim iisprechen durch die einströmende Flüssigkeit in den Körper 22 ein Öffnen der Klappe 35 bewirkt, die ihrerseits mittels eines Kabels 37 oder einer kleinen Kette mit dem oberen Teil des verformbaren Mantels 33 derart berbunden ist, daß bei Füllung unter Druck er ebenfalls die Öffnung der Klappe 35 bewirkt.

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Ins Innere des Volumens 34 mündet ein Dampf einlaßkreis 38, der von einer Dampfquelle 39,wie ein Sonnenheizkörper, gespeist wird.

Der Kreis umfaßt zwei Ableitungen 41, 42, die parallel geschaltet sind und von denen eine einen manuellen Schieber 43 und die andere einen Schieber 44 aufweist, der über ein mechanisches System 45, beispielsweise Eegulierstangen,durch eine Klappe 35 derart betätigt werden, daß das Schließen der Klappe 35 das Öffnen des Schiebers 44 bewirkt und umgekehrt.

Das zwischen der starren Wandung 32 und der nachgiebigen Wandung 33 liegende Volumen steht seinerseits mit dem Außenraum überzwei parallele Kreise in Verbindung, von denen der eine Kreis 46 eine Klappe 47 mit Durchlaß (nach außen) nur in einer -Richtung und der andere Kreis 48 einen Schieber 49 aufweist, der vom im Innern des Volumens liegenden Schwimmer 50 über ein Gestänge und über die Ketten 51 derart betätigt wird, daß der Schieber 49 geschlossen ist, wenn der Flüssigkeitsstand im Volumen unter einem Mindestwert liegt, und geöffnet ist, wenn der Flüssigkeitsstand im Volumen bei Maximum liegt.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung geht wie folgt vor sich:

Anfangs vor dem Ansaugen der Pumpe sind die Schieber 44, 49 und 31 geöffnet, während der Schieber 28 geschlossen ist. Durch den Kreis 38 wird danach Dampf in das Volumen

34 eingeströmt, dessen verformbarer Mantel sich in Ruhestellung in eingezogener Stellung befindet und die Klappe

35 folglich die geschlossenen Stellung einnimmt.

Unter Dampfeinwirkung füllt sich der verformbare Mantel,

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indeiß er die Klappe 35 anhebt, wodurch der Schieber 44 geschlossen wird. Parallel entweicht die zwischen der starren und der verformbaren Wandung enthaltene Luft durch den Kreis 46 und über die Klappe 47. Demgegenüber entweicht die Luft nicht durch den Kreis 48, dessen Schieber 49 geschlossen bleibt, wenn kein Wasser im Volumen 34 vorhanden ist.

Nach dem öffnen der Klappe 35 dringt der Dampf in die Kammer 22 ein und sinkt darin nach unten.

Im Kontakt mit dem über den Püllkreis 30 eingespritzten Wasser (wobei der Schieber geöffnet und dann geschlossen worden ist) und den ϊ/andungen der Kammer 22 kondensiert der Dampf und schafft einen Unterdruck, durch den "Wasser durch die Ansaugleitung 23 und die Klappe 24 angesaugt wird.

Das in zunehmender Menge eintretende Wasser steigt an, bis es das Volumen 34 erreicht hat.

Während des -"-nsteigens des Wassers hat sich das Volumen 34 nicht zusammengezogen, obgleich der Unterdruck auf dieses eingewirkt hat, da die Luft nicht mehr zwischen die starre Wandung 32 und die verformbare Wandung 33 e indringenkann.

Demgegenüber wird beim Ansteigen des Wassers im Volumen 34 der Schwimmer 50 angehoben, durch den der Schieber in Endstellung geöffnet wird; aufgrund der nunmehr erfolgten Zuführung von Luft zieht sich das Volumen 34 zusammen, wodurch die Klappe 35 geschlossen und der Schieber 44 geöffnet wird, wenn der Wasserstand unter den Schwimmer 36 absinkt.

Dan wird Dampf in das Volumen 34 gelassen,dsr sich aus-

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breitet, die Klappe 35 anhebt und den Schieber 44-schließt. Das Wasser kann somit über die Druckleitung durch die Klappe 26 nach außen treten, wobei sich die Klappe 24 selbstverständlich unter dem Gewicht des Wassers geschlossen hat.

Hiernach kann eine neue Pumpfolge einsetzen.

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Leerseite

Claims

Meissner & Meissner PATENTANWALTSBÜRO BE RUIN — MÜNCHEN PATENTANWÄLTE DIPL-ING. W. MEISSNER (BLN) DIPL.-1NG. P. E. MEISSNER (MCHN) DIPLlNG. H.-J. PRESTING (BLN) HERBERTSTR 22, 1000 BERLIN 33 ihr ί>:>ϊί i--_-j i„*m Unsere Zeichen Berlin, den 42.258/1 - Mjr/gn 6. März 1979 e Civ Civile iurticuliere ALBAGIE[IIiK ÜT F - Ο52ΟΟ Les Grres, Frankreich ί a t e η t a η s ρ r ü c h. e

1.· Verfahren zum Pumpen von Flüssigkeit bestehend aus der Ansang- und Druckphase, dadurch gekenn -zeichnet , daß die Ansaugphase dadurch zustande koirjnt_} d&ii auf die Flüssigkeit ein durch Kondensierung einus kondensierbaren Gases oder durch Lösen eines Gases in der Flüssigkeit erzeugter Unterdruck ausgeübt v/ird, und daß die Druckphase durch Schwerkraft und/oder durch die Einspritzwirkung des unter Druck stehenden Gases zustande kommt.

2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kondensierung durch Yerstäuben vier flüssigkeit im kondensxerbaren Gas beschieunigt· viird.

3- '/erfaaren nach einem der Ansprüche 1 und 2, d a durch gekennzeichnet, daß die zu punipenae Flüssigkeit Y/asser ist und das Gas aus '.iasserdaatpf bee ο eilt.

§098^7/0777

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TEL.: 0012:35-!".

Tf: EORAMM: TELEFON: BANKKONTO: POSTSCHECKKONTO: !'17EMTION BERLIN BERLIN 31 W. MEISSNER, BLN-W :: .IPLlH O30/D91 60 37 BERLINER BANK AG. 122 82 - 1C3 030/892 23 32 3695716003

4. Vorrichtung zur Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i. ο h η e t., daß sie einen Körper aufweist, der zumindest eine Kammer (<-J) umschließt, die einerseits an ihrem unteren Teil mit einer Einlaßleitung in Verbindung steht, die zumindest ein zwischengeschaltetes Einlaßventil (S>) aufweist, durch das sie Flüssigkeit in die Kammer gelangen kann, und zumindest mit einer Druckleitung (G "> versehen ist, die zumindest ein zwischengeschaltetes Druckventil (8) aufweist, durch das ein Rückströmen der Flüssigkeit in die Kammer verbinde:·!, /iri. und l^:.e andererseits an ihrem oberen Teil mit einem Einlaßkreis für ein kondensierbares oder in der B'lüssigkeit löslichen Gases mit einer Gasquelle (15) verbunden ist, wobei dieser Kreis zumindest einen Schieber und/oder eine Klappe (16) aufweist, der bzw. die in Abhängigkeit vom Flüssigkeitszustand und/oder dem Gasdruck im Innern der Kammer derart gesteuert wird, daß das Gas in das Innere der Kammer gelangen kann, wenn die Flüssigkeit in der Kammer einen hohen Stand erreicht, und die Zufuhr unterbricht, wenn die Flüssigkeit unter einen niedrigen Stand fällt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet , daß die Gaseinlaßleitung (13) einen Schieber (16) umfaßt, der von einer Servosteuerung (17) gesteuert wird, die auf den Gasdruck im Innern der Kammer anspricht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekenn zeichnet, daß ein Dampfeinlaßkreis und ein Freisetzungskreis (14) zur Umgebungsluft mit einer Klappe zur Verhinderung von V/asserschlag (18) verwendet wird.

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Vori^i chtunr: r.ucli einem der Ansprüche 4, 5 und 6, ! ■ e k e π τι r ο j c h η e t d u r c 1; einen Ver-3t^::.uijerkro j £· (19), der eine Rückschl agklappe (2l) •aufweist und über die oaugleitung (j) mit dei· Kammer ist.

lovvi chtun>" r..-sch Anspruch 4, dadurch β e k e η η -

.i c h π '=: ί- , daß die Kammer (22) an ihrem oberen -'*: I R.it njnor Kammer bestehend aus zwei Mänteln ver- ; \?. :en lsi, von denen der äußere (32) starr ist und ■i'-.r andere ('^) verformbar ist und ein Volumen um- ϊ·. :' , des.'^n i'ufsanp; von einer mit einem Schwimmer (36) ·. ·.;.-.--"iutijl·' ο;:-cr: Klappe (35) cesteuert wird und an einer 7 r r\. in-ianri-ei nrichtung liegt, und in das am höher '5l';rer;en Peil (58) des verformbaren Mantels ein .j--:i.]" feinlaai'kreiü hineinführt, der zumindest einem .'*·.-:·-;bor >-*^) μ-eiiteuert wird, der derart von der Klappe

•. betätigt wird, daß das schließen der Klappe ein .-i'f"t?n dei· Schiebers zui" FoIj⁵Je hat und umgekehrt, und ■la..- aas z'.viechen dem starren Mantel und dem verform- '■. ■".!'(;n i,.ante] liegende Volumen nach außen über zwei ;-ίί-allele Kreise verbunden ist, von denen der eine »ί".--is (4b) eine Klappe (47) mit Durchlaß nur in einer M'.:htung und der andere Kreis (48) einen üchieber auf- -^!.ei:;t, dei¹ vom in Innern des Volumens liegenden - ciiwimmer (yO) derart betätigt wird, daß der Schieber _t;.-e:-:chlcssen ist, wenn der Wasserstand unter dem Mindest-".vi-i·; liegt, und geöffnet ist, wenn der Flüssigkeitsüiaiid im Volumen bei Maximum liegt.

BAD ORIGINAL