DE2931487A1

DE2931487A1 - Hydraulischer siphon mit pneumatischer rueckflusswirkung in von der abflusstelle beliebig hochstellbaren behaeltern

Info

Publication number: DE2931487A1
Application number: DE19792931487
Authority: DE
Inventors: Peter Naruszewich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-08-04
Filing date: 1979-08-03
Publication date: 1980-02-21
Also published as: IT1109351B; IT7850597A0; US4254934A

Description

Hydraulischer Siphon mit pneumatischer Rückflusswirkung in von der Äbflusstelle beliebig hochstellbaren Behältern

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Siphon mit pneumatischer Rückflusswirkung, der in von der Abflussstelle beliebig hochstellbaren Behältern angebracht werden kann, insbesondere für Behälter zum Spülen von "water closeds".

Derartige hydraulische Siphone mit pneumatischem Rückfluss sind bereits bekannt. Sie bestehen hauptsächlich aus einem glockenförmig ausgebildeten Teil, dessen oberer Teil an eine Rohrleitung zum Abfluss der Flüssigkeit aus dem Behälter, sowie an eine Rohrleitung, durch die eine bestimmte Gasmenge in den Siphon eingepumpt und kurz danach wieder angesaugt wird , angeschlossen ist und aus einer im Behälter eingebauten Vorrichtung, die zur Verhinderung eines unerwünschten, nicht gesteuerten Abflusses bei Tauchstellung des Siphons eine bestimmte Gas— menge unter Eferuck hält.

Dieses Prinzip der hydraulischen Siphone mit pneumatischer Rückflusswirkung wtirde in der ÜS-Patent-

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schrift 3.973.751 sowohl hinsichtlich der Fertigung als auch hinsichtlich der Wirkungsweise des Siphons erweitert und verbessert. Trotzdem weist der nach obiger Patentschrift verwirktliche Siphon noch einige Machteile auf. Einer von diesen besteht darin, daß durch die vorgesehene Siphoneinrichtung der Behälter nur an einer bestimmten Höhe von der eigentlichen Abflusstelle (Spülstelle) angebracht werden kann, da sonst die Höhe der Flüssigkeitssäule im Abflussrohr innerhalb des Siphons keinen ausreichenden unterdruck bewirkt, um die Bodenventilmembrane nach oben abzufangen und in dieser, von ihrem Sitz angehobenen Stellung während der gesamten Abflusszeit zu halten.

Eis weiterer Nachteil laut der US-Patentschrift 3.973.751 bestellt darin, daß nach angesteuertem Abfluss Vorgang wiü bei darauffolgendem Anheben der Bodenventilmembrane von ihrem Sitz das innerste Rohrelement des Siphons nach oben mitgenommen wird. Dadurch steigt die Höhe der Flüssigkeitssäule, die sich zwischen der Außenwand eines ersten, an seiner oberen Seite offenen Robxelementes innersten im Siphon) und der Innenwand eines zweiten, das erstgenannte umgekehrt angeordneten Rohrelementes befindet. Dieses Rohrelement ist an seinem unteren Ende of feit, int Durchmesser größer als das erste und an seinem oberen Ende mit einem vierten Rohrelement einstückig ausgebildet, welches die Aussenummantelung des Siphons bildet. Die bei der Ansteuerung des Abflussvorganges zunehmende Hohe der Flüssigkeitssäule verursacht eine erhebliche Wirbe-

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lung innerhalb des Siphons, die des öfteren den Abflussvorgang unterbricht.

Schließlich weist die US-Patentschrift den Nachteil auf, daß die kleine Druckknopfpumpe zur Ansteuerung des Abflussvorganges beim Rückspringen des Druckknopfes eine nicht reichende Trägheit aufweist. Dadurch ergibt sich eine wesentlich geringere Wirkung sowohl auf das Gas, das sich in dem Raum zwischen der Außenwand des genannten zweiten Rohrelementes und der Innenwand eines dritten zwischen dem dritten und dem vierten Rohrelement angeordneten Rohrelementes befindet, als auch auf das Gas, das sich in dem über den Wandungen der zwei genannten Rohrelemente befindet, also zwischen der Außenwand des zweiten und der Innenwand des vierten Rohrelementes. Infolgedessen ergibt sich eine geringere Zuverlässigkeit in der Ansteuerung des Siphons.

Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, einen hydraulischen Siphon mit pneumatischem Rückfluss zu schaffen, bei dem der gegenwärtige Stand der Technik dadurch verbessert wird, daß der Behälter unter absoluter Zuverlässigkeit hinsichtlich der Wirkungsweise einer beliebigen Höhe zu der eigentlichen Abflusstelle angebracht werden kann, dabei keine den Abflussvorgang verzögernde Wirbelung auftritt und durch eine ausreichende Trägheit der Druckknopfpumpe die Ansteuerung des Abflussvorganges nicht beeinträchtigt wird.

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Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß ein hydraulischer Siphon mit pneumatischer Rückflusswirkung geschaffen wird, welcher in von der eigentlichen Abflusstelle beliebig hochstellbaren Behältern angebracht werden kann und insbesondere zum Spülen von "water closeds" dienen soll, bestehend im wesentlichen aus:

- Abdichtungsmitteln aus einem beliebigen, flüssigkeitsdichten Material, welche auf einer kreisförmigen , um den Umfang einer Abflussleitung abdichtend befestigten Lagerung aufgestützt sind;

- einem ersten, an seinen beiden Enden offenen Rohrelement, mit dessen Außenmantel die Abdichtungsmittel fest verbunden sind;

- einem zweiten, an seinem oberen Ende geschlossenen, um das erstgenannte Rohrelement angeordneten Rohrelement, dessen oberes geschlossenes Ende in kurzem Abstand über dem oberen geöffneten Ende des erstgenannten Rohrelementes steht, während sein unteres, geöffnetes Ende schräg angeschnitten ist;

- einem dritten Rohrelement, dessen unteres Ende an das erstgenannte Rohrelement fest angeschlossen ist und dessen oberes geöffnetes Ende etwa auf gleicher Höhe des oberen, geschlossenen Endes des zweitgenannten Rohrelementes liegt;

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- glockenförmig ausgebildeten Schwimmitteln, die um das drittgenannte Rohrelement und in geringem Abstand von den genannten Abdichtungsmitteln fest anschliessen;

- einem vierten Rohrelement/ dessen unterer Teil derart glockenförmig ausgebildet ist, dass er die genannten Schwimmittel umschliesst und gegen die genannten Abdichtungsmittel anschlägt.

Nach dem Grundgedanken der Erfindung sollen sämtliche Rohr elemente in gegenseitig umgekehrter Richtung ineinander angeordnet sein, so daß dadurch ringförmige, untereinander in Verbindung stehende Hohlräume gebildet werden. Diese ringförmigen Hohlräume sind bei Ruhestellung des Siphons mit unter Druck stehender Flüssigkeit und mit unter Druck stehendem Gas gefüllt. Es entsteht somit ein Gleichgewicht zwischen dem hydrostatischen Druck im Siphon und dem hydrostatischen Druck im Behälter.

Bei Betätigung einer kleinen Druckknopfpumpe wird Gas in den Siphon eingepumpt, welches dieses statische Gleichgewicht beeinflusst und das im Siphon enthaltene Gas ausstösst. Wenn diese Druckknopfbetätigung aussetzt, wird die gleiche, zuvor eingepumpte Gasmenge angesaugt. Dadurch wird das bestehende hydrostatische Gleichgewicht unterbrochen und der Abfluss der Flüssigkeit aus dem Behälter angesteuert. Je größer die Trägheit der Pumpe beim Rücksprung ihres Druckknopfes ist, desto zuverlässiger 1st die Ansteuerung des Abflusses. Zu diesem Zweck sieht die Erfindung eine mit Faltenbalg versehene Pumpe vor. Q30QQ8/0768

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-Ιο-Erf indungsgemäs s ist die Zuverlässigkeit eines totalen Abflusses ebenfalls durch einen glockenförmigen, ausgebildeten Schwimmer gewährleistet, der mit dem dritten Rohrelement einstückig ausgebildet ist. Weiterhin sind sämtliche Rohrelemente des Siphons miteinander und mit den Abdichtungsmitteln kraftschlüssig verbunden. Diese Abdichtungsmittel bestehen aus einer Membrane aus flüssigkeitsdichtem Kunststoff,die in Ruhestellung des Siphons das Abflussrohr sperrt und somit als Bodenventil arbeitet.

Bei der Aufwärtsbewegung nimmt also der Schwimmer sämtliche Rohrelemente des Siphons, also auch die Bodenventilmembrane, nach oben mit, und hält sie solange angehoben, bis die gesamte Flüssigkeit aus dem Behälter ausgelaufen ist; somit ist ein totaler Abfluss gewährleistet. ,

Der Erfindungsgegenstand wird nun anhand einer in der beigefügten Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt des in einem Behälter angeordneten hydraulischen Siphons mit pneumatischem Rückfluss nach der Erfindung;

Fig. 2 einen Querschnitt der erfindungsgemässen Druckknopfpumpe zur Ansteuerung des Abflusses.

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In der Zeichnung wird mit 1 der Behälter , mit 2 die Zuflussleitung der Flüssigkeit, mit 3 die kreisförmige Lagerung bezeichnet. Letztere ist an den Behälter 1 mittels der Dichtung 4 und der Mutterschraube 5 abdichtend angeschlossen. In der kreisförmigen Lagerung 3 findet die Membrane 8 aus Kunststoff bei 7 ihren abdichtenden Sitz. Diese Membrane 8 ist mit dem ersten Rohrelement und mit dem glockenförmig ausgebildeten Teil 1o des vierten Rohrelementes 12 fest verbunden. Die Membrane

8 weist auf ihrem umfang eine Anzahl kalibrierter Bohrungen 11 auf.

Das vierte Rohrelement 12 weist an seinem oberen Ende einen Gummistutzen 13 zum Anschluss an eine Gasleitung auf, die zu einer kleinen Druckknopfpumpe P zur Ansteuerung des Abflusses führt. Innerhalb dieses glockenförmigen Teils 1o befindet sich der mit dem dritten Rohrelement 14 einstückig ausgebildete Schwimmer 13', wobei das Rohrelement 14 wiederum mit dem ersten Rohrelement

9 fest verbunden ist.

Zwischen dem Rohrelement 14 und dem Rohrelement 9 ist das zweite Rohrelement 15 angeordnet, dessen unteres, geöffnetes, schräg geschnittenes Ende sich auf den Boden des Rohrelementes 14 stützt und den Durchfluss der Flüssigkeit ermöglicht. Das Rohrelement 9 trägt somit das Gewicht der Rohrelemente 14 ,"15 und des in den glockenförmigen Teil 1o auslaufenden Rohrelementes 12. Dieses Gewicht wird auf die Membrane 8 übertragen. um eine Abdichtung gegen

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-12-den Sitz 7 zu erzielen.

Durch die Rohrelemente 15 und 9 wird der ringförmige Hohlraum A, durch die Rohrelemente 14 und 15 der ringförmige Hohlraum B₇ durch die Rohrelemente 14 und 12 der ringförmige Hohlraum C gebildet. Am oberen Ende des Rohrelementes 12 ist der ringförmige Hohlraum D zu erkennen. Schließlich wird durch den glockenförmigen Teil 1o der Rohrleitung 12 der ringförmige Hohlraum E gebildet. Um den seitlichen Umfang der kreisförmigen Lagerung 3 herum ist eine Anzahl von Bohrungen 16 vorgesehen.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemässen Siphons mit Rückflusswirkung ist folgende:

Die Flüssigkeit (Wasser) fliesst durch die Zuflussleitung 2 in den Behälter 1. Bei zunehmendem Flüssigkeitsstand gelangt die Flüssigkeit durch die Bohrungen 16 und 11 in die ringförmigen Hohlräume E und C, strömt durch das Rohrelement 14 hinaus, fällt in den ringförmigen Hohlraum B und steigt in dem Hohlraum A wieder auf, während das in den Hohlräumen B und D verbliebene Gas aufgefangen wird.

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Bei weiterer Zunahme des Wasserspiegels im Behälter 1 verdichtet sich das in den Hohlräumen B und D aufgefangene Gas und überträgt den Druck auf zwei Flüssigkeitssäulen, die einen gleichen Wert aufweisen, und zwar an die Flüssigkeitssäule, die sich zwischen dem offenen Ende des Rohrelementes 14 und dem im Behälter ΐ, über diesem Ende liegenden Flüssigkeitsstand befindet, und auf die Flüssigkeitssäule, die zwischen dem unteren Ende des Rohrelementes 15 und dem Niveau steht, den die Flüssigkeit im selben Zeitpunkt in dem ringförmigen Hohlraum A erreicht hat.

Der höchste Flüssigkeitsstand im Behälter 1 wird dann erreicht, wenn die Flüssigkeit innerhalb des Siphons das obere Ende des Rohrelementes 9 erreicht hat. Die entsprechende Höhe im Behälter ergibt sich aus der Summe der vorhin erwähnten Flüssigkeitssäulen, d.h. aus der zwischen dem Behälterboden und dem oberen Ende des Rohrelementes 14 stehenden und aus der im Hohlraum Ä enthaltenen Flüssigkeitssäule.

Sobald die Flüssigkeit im Behälter 1 den höchsten Stand erreicht hat, läuft diese automatisch ab, indem sie beim Übergang in das Rohrelement 9 aus den

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Hohlräumen A und B auch Gas mit sich mitnimmt und somit die hydrostatische Belastung im Hohlraum abbaut. Der Hohlraum B ist nämlich zu diesem Zeitpunkt mit Flüssigkeit gefüllt, so daß der außerhalb des Siphons bestehende Flüssigkeitsdruck im Innenraum des Siphons eine erhebliche Umlaufgeschwindigkeit bewirkt.

Der Flächenanteil der Membrane 8, der den Sitz 7 deckt, ist auf jeden Fall kleiner vorgesehen als der Flächenanteil, der außerhalb des Sitzes 7 auf dem Umfang der Lagerung 3 aufliegt. Die in der Membrane 8 ausgebildeten Bohrungen sind kalibriert. Diese Merkmale müssen eingehalten werden, wenn man den Abfluss aus dem Behälter 1 durch den Sitz 7 in die Rohrleitung 6 gewährleisten will.

Die Abflussgeschwindigkeit durch die Rohrleitung 6 und das Gewicht der in ihr enthaltenen Flüssigkeitssäule bewirken das Abfangen von Flüssigkeit und bauen innerhalb des Siphons einen Unterdruck auf, sobald der Durchfluss durch die Bohrungen 11 nicht mehr ausreichend ist. Die Membrane 8, die vom inneren Unterdruck angezogen wird, erhält von der Aussenseite her einen hydrostatischen Druck nach oben. Dieser hydro statische Druck ist nunmehr größer geworden als der innere Druck im Siphon und belastet außerdem eineFläche, die größer ist als jene, die den Sitz 7 deckt, so daß die Membrane 8 angehoben und dem Abfluss njjj

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Während des Abflusses hat der Schwimmer 13' die Aufgabe, den Siphon und somit die Membrane 8 von ihrem Sitz 7 angehoben zu halten.

Der Abfluss kann auch angesteuert werden, bevor die Flüssigkeit im Behälter 1 ihren höchsten Stand erreicht hat. Dies erfolgt durch Einpumpen und darauffolgendes Ansaugen einer bestimmten Gasmenge in den bzw. aus dem Siphon mittels einer Druckknopfpumpe P. Die Pumpe P kann an der Aussenseite des Behälters angebracht werden und ist an den Gummistutzen 13 über eine Rohrleitung 17 angeschlossen. Diese Pumpe besteht vorzugsweise (Fig. 2) aus einem Gehäuse 18 aus beliebigem Kunststoff und aus einem Faltenbalg 19, ebenfalls aus weichem Kunststoff, sowie aus einer Verschlusshaube 2o. Wenn der Flüssigkeitsstand im Behälter 1 das obere geöffnete Ende des Rohreleimentes 9 erreicht hat , dann hat sie zum gleichen Zeitpunkt auch den unteren geöffneten Rand des Rohrelementes 15 überschritten; das im Siphon verdichtete Gas bewirkt nun das öffnen des Sitzes 7. Drückt man nun auf den Druckknopf der Pumpe P, so dringt verdichtetes Gas in den Hohlraum D ein und das brodelt zunächst im Hohlraum A und anschliessend in das Rohrelement 9 übergeht. Wird durch die Pumpe P das Gas abgezogen, so füllt sich der Hohlraum B mit Flüssigkeit, während die hydrostatische Belastung im Hohlraum A aufhört.

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Der höhere Druck der Flüssigkeit außerhalb des Siphons und das Gewicht des Flüssigkeitsstandes im Rohrelement 9 verursachen einen Unterdruck innerhalb des Siphons; infolgedessen hebt sich die Membrane 8 an und gibt dem Abfluss durch den Sitz 7 freien Weg.

Sobald beim Sinken des FlussigkeitsStandes die Bohrungen 11 abgedeckt werden, saugt der Siphon Gas an, das den glockenförmigen Schwimmer belastet. Der Schwimmer sinkt, drückt auf die Membrane 8 und bewirkt somit die Abdichtung des Sitzes 7. Der Kreislauf beginnt dann wieder von vorne.

Der Flüssigkeitsstand im Behälter 1 kann entsprechend den optimalen Zuständen für die Ansteuerung des Siphons mittels eines schwimmenden Hahnes eingestellt werden. Die optimalen Zustände für die Ansteuerung liegen zwischen den innerhalb des Hohlraumes Abzunehmenden Flüssigkeitsständen.

Anhand der beigefügten Zeichnung wurde eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes erläutert. Selbstverständlich sind in Anordnung und Abmessungen änderungen möglich, die den Schutzumfang der Erfindung nicht verletzen.

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Claims

DIPL-JWG., DR.-iNG. G. RIEBLING

PATENTANWALT

Zugelassener Vertreter beim Europäischen Patentamt

Professional Representative before European Patent Office

Mandataire agree pres !'Office european des brevets

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Rennerle 10 · Postfach 3160

I.August 1979

Betreff. Anmelder: Peter Naruszewich, Piazza Cavour, 17,

ROMA /Italien

Patentansprüche

M Λ Hydraulischer Siphon mit pneumatischer Rückflusswirkung, welcher in von der eigentlichen Äbflussstelle beliebig hochstellbaren Behältern angebracht werden kann, insbesondere zum Spülen von "water closeds" ,

Luhaud-

im wooontliohon auo:
t durchs

- Abdichtungsmitteln (8) aus einem beliebigen, flüssigkeitsdichten Material, welche auf einer kreisförmigen/ um den Umfang einer Abflussleitung (6) abdichtend befestigten Lagerung (3) aufgestützt sind; -■-----

- einem ersten, an seinen beiden Enden offenen Rohrelement, (9), mit dessen Aussenmantel die Abdichtungsmittel (8) fest verbunden sind;

Fernsprecher: Fernschreiber: Sprechzeit: Bankkonten: Postscheckkonto:

Lindau (083 82) 6917 054374 nach Vereinbarung Bayer. Vereinsbank Lindau (B) Nr.1208578 (BLZ 735 20074) München 29525-809

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einem zweiten an seinem oberen Ende geschlossenen, um das erstgenannte Rohrelement (9) angeordneten Rohrelement (15), dessen oberes geschlossenes Ende in kurzem Abstand über dem oberen, geöffneten Ende des erstgenannten Rohrelementes steht, während sein unteres, geöffnetes Ende schräg angeschnitten ist;

- einem dritten Rohrelement (14), dessen unteres Ende

an das erstgenannte Rohrelement (9) fest angeschlossen ist, und dessen oberes, geöffnetes Ende etwa auf gleicher Höhe des oberen, geschlossenen Endes des zweitgenannten Rohrelementes (15} liegt;

- glockenförmig ausgebildeten Schwimmitteln (13¹), die um das drittgenannte Rohrelement (14J und in geringem Abstand von den genannten Abdichtungsmitteln (8} fest anschliessen;

- einem vierten Rohrelement (12) ,dessen unterer Teil (1o) derart glockenförmig ausgebildet ist, daß er die genannten Schwimmittel (13') umschliesst und gegen die genannten

Abdichtungsmittel (8) anschlägt,

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2. Hydraulischer Siphon nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß das erste und das zweite Rohrelement (9,15)> bzw. das dritte und vierte Rohrelement (14,12) in gegenseitig umgekehrter Stellang ineinander angeordnet sind, wobei miteinander in Verbindung stehende Hohlräume (A,B,C) gebildet werden, die bei Ruhestand des Siphons mit unter Druck stehendem Gas und unter Druck stehender Flüssigkeit gefüllt sind.

ORIGINAL INSPECTED
3. Hydraulischer Siphon nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Abdichtungsmittel aus einer aus beliebigem, plastischem, jedoch flüssigkeitsdichtem Material gebildeten Membrane (8) bestehen, die mit ihrem Umfang auf einer kreisförmigen, um die Abflussleitung (6) des Behälters

(1) befestigten Lagerung (3) aufliegt, während sie mit ihrem mittigen Teil einen mit der Lagerung (3) einstückig ausgebildeten Sitz deckt und somit als Bodenventil arbeitet.
4. Hydraulischer Siphon nach Anspruch 3, .d a d u r cn gekennze ichnet , daß der den Sitz (7) abdeckende Flächenanteil der Membrane (8) kleiner ist als der Flächenanteil, der außerhalb des Sitzes (7) auf dem umfang der Lagerung (3) aufliegt.
5. Hydraulischer Siphon nach Anspruch 1, d a d u r ch gekennze lehn e t , daß die genannten glockenförmig ausgebildeten Schwimmittel (T3¹) mit dem dritten Rohrelement (14) einstückig ausgebildet sind.
6. Hydraulischer Siphon nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Aussenwand des Behälters (1) eine^ kleine Druckknopfpumpe (P) zur Ansteuerung des Abflusses durch Einpumpen von Gas und darauffolgenden Abruf derselben Gasmenge angebracht ist und daß die Trägheit der Eumpe dank dem Faltenbalg (19)

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, ORIGiNALINSPECTED

erheblich erhöht wird.

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