DE3030496A1

DE3030496A1 - Hydropneumatischer akkumulator fuer impulsberieselung

Info

Publication number: DE3030496A1
Application number: DE19803030496
Authority: DE
Inventors: Vesselin Jordanov Dipl.-Ing. Sofia/Sofija Georgiev; Vladimir Stefanov Dipl.-Ing. Sofia/Sofija Mednikarov
Original assignee: Institute po Metaloznanie i Technologia na Metalite; INSTITUT PO METALOZNANIE I TECHNOLOGIA NA METALITE
Current assignee: Institute po Metaloznanie i Technologia na Metalite; INSTITUT PO METALOZNANIE I TECHNOLOGIA NA METALITE
Priority date: 1979-08-21
Filing date: 1980-08-12
Publication date: 1981-03-26
Also published as: HU189471B; FR2463644A1; FR2463644B3; ES8105835A1; US4405084A; CS230962B1; DD232593A3; GB2057233B; BG29733A1; DE3030496C2; SU1113047A1; GB2057233A; NL8004700A; CA1171118A; ES494353A0

Description

SCHIFF ν. FDNER STREHL SCHOBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK 3 0 3 0 Λ 9 6

BESCHFiEIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydropneumatisehen Akkumulator, anwendbar in der Landwirtschaft bei der Berieselung landwirtschaftlicher Kulturen.

Bekannt ist eine Vorrichtung für Impulsberieselung, bestehend aus einem Wasser-Luft-Behälter mit Schwimmer-Rückschlagventil, Ein- und Ausgangsrohrleitungen und Steuerventil, wobei der Letztere einen Kolben mit in dessen Innenkammer gelegenem Pfropfen beinhaltet und für das Öffnen und Schließen der Aus- und Eingangsrohrleitungen, entsprechend bei Signalen für einen erhöhten oder gesenkten Wasserdruck in der Verteilerrohrleitung des Berieselungssystems bestimmt ist.

Nachteile dieser Vorrichtung sind: das Ausfließen von Wasser aus dem Wasser-Luft-Behälter durch das Steuerventil zurück zur Verteilerrohrleitung im ersten Augenblick des Auslösens der Niederdrucksignale, wodurch die Betriebszuverlässigkeit des Ventils gesenkt und der Einsatz einer Verteilerrohrleitung mit einem Durchmesser, größer als der kleinstmögliche erfordert wird; die Möglichkeit eines Eindringens von Luft von der Verteilerrohrleitung zum Wasser-Luft-Behälter, was zu einer Veränderung des im voraus geschaffenen Luftüberdrucks im Behälter führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen hydropneumatischen Akkumulator für Impulsberieselung zu schaffen, bei dem die Möglichkeit eines Ausfließens von Wasser aus dem Wasser-Luft-Behälter zurück zur Verteilerrohrleitung bei Niederdrucksignalen vermieden und eine maximale Zuverlässigkeit der Steuerimpulse für die Erhöhung und Senkung des Drucks im Wasserversorgungsnetz bei kleinstmöglichem Verteilerrohrleitungsdurchmesser gewährt wird, bei gleichzeitiger Beseitigung der Möglichkeit eines Eindringens

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von sich mit dem Wasser in den Rohrleitungen des Systems bewegender Luft.

Die Aufgabe wird durch einen hydropneumatisehen Akkumulator für Impulsberieselung gelöst, dessen Schwimmerventil im tiefsten Punkt des Wasser-Luft-Behälters gelegen ist, wobei der Letztere durch eine Rohrleitung mit einer Kammer verbunden ist, an deren oberem Ende die Ausgangs- und an deren unterem Ende die Wasserverteilungsrohrleitung durch eine' Rohrabzweigung montiert ist. Die Kammer ist durch eine horizontal gelegene Membrane geteilt, wobei der Raum über der Membrane mit der Verbindungsrohrleitung und derselbe unter der Membrane durch eine Rohrabzweigung mit der Wasserverteilungsrohrleitung verbunden ist. Die Letztere steht ihrerseits mit der Eingangsrohrleitung, angeschlossen durch die Verbindungsrohrleitung zwischen Schwimmerventil und Kammer, in Verbindung. Das im Raum über der Membrane gelegene untere Ende der Ausgangsrohrleitung ist normalerweise durch eine Membrane geschlossen. Die Wasserverteilungsrohrleitung liegt über der Verbindungsrohrleitung und die die Verbindungsrohrleitung mit der Wasserverteilungsrohrleitung verbindende Eingangsrohrleitung weist einen vertikalen und einen horizontalen Abschnitt auf, wobei am horizontalen Abschnitt ein Rückschlagventil angebaut ist. Die Verbindungsrohrleitung ist geneigt montiert, wobei ihr zur Kammer gerichtetes Ende höher liegt als das Ende zum Schwimmerventil des Wasser-Luft-Behälters.

Bei einer Ausführungsvariante des hydropneumatischen Akkumulators ist die Verbindungsrohrleitung in der Achse des Wasser-Luft-Behälters, von demselben isoliert, montiert, wobei an deren oberem Ende eine Kammer ausgeführt ist. In der Kammer ist feststehend und axial ein Zylinder eingebaut, verbunden durch eine Eingangsbohrung am unteren Ende mit der die Wände der Kammer rechtwinkelig zu deren Achse passierenden Wasserverteilungsrohrleitung. Am oberen Zylinderende ist ein Leitkegel ausgeführt, in dessen zur Ausgangsrohrleitung koaxial gelegener Bohrung ein Vorsteuerventil mit Ringdichtung schwimmend montiert ist. Im unteren Teil weist das Vorsteuerventil eine axiale Grundbohrung mit zwei

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seitlichen Schlitzen auf, durch die das Vorsteuerventil mit
dem starr an der in der Grundbohrung gelegenen Korbenachse
befestigten Stift schwimmend verbunden ist. Der Kolbendurchmesser ist größer als der Durchmesser der Zylinder-Eingangsbohrung, über die in einem bestimmten Abstand in den Zylinderwänden Bohrungen ausgeführt sind, die die Speiserohrleitung
mit dem Kammerinneren verbinden. Der Zylinder-Außendurchmesser ist kleiner als der Innendurchmesser der Kammer und der Vorsteuerdurchmesser größer als der Durchmesser der Ausgangsrohrleitung und kleiner als der Kolbendurchmesser. Der vertikale
Kolbenhub ist etwas größer als der vertikale Vorsteuerventilhub plus dem vertikalen Weg des Stiftes in den seitlichen
Schlitzen der Vorsteuerventilachse.

Der hydrbpneumatische Akkumulator weist folgende Vorteile auf:

Ein Ausfließen von Wasser aus dem Wasser-Luft-Behälter zurück
in die Wasserverteilungsrohrleitung ist bei Signalen für einen verminderten Druck nicht möglich, wodurch eine maximale Zuverlässigkeit bei der Ausführung der Steuerimpulse für die Druckerhöhung und Drucksenkung bei einem kleinstmöglichen Durchmesser der Wasserverteilungsrohrleitung gewährt wird; außerdem
kann im Wasser-Luft-Behälter keine Luft mit dem durch die Verteilerrohrleitungen der Berieselungsanlage eintretenden Wasser eindringen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen
dargestellt. Sie zeigen:

Abbildung 1: Eine Gesamtansicht des hydropneumatisehen Akkumulators für Impulsberieselung bei einem Signal
für erhöhten Wasserdruck in der Wasserverteilungsrohrleitung;

Abbildung 2: einen Axialschnitt durch die Kammer bei einem
Signal für verminderten Wasserdruck in der
Wasserverteilungsrohrleitung;

Abbildung 3: einen Axialschnitt durch die Ausführungsvariante des hydropneumatischen Akkumulators.

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Der hydropneumatische Akkumulator für Impulsberieselung besteht aus einem Wasser-Luft-Behälter 1 mit einem an, dem tiefsten Punkt des .Wasser-Luft-Behälters !.vertikal angeordneten Schwimmerventil 2..Der Behälter 1 ist durch-.eine Verhindungsrohrleitung -3 mit- dem Raum-.über der,Membrane 4 der .Membrankammer 5 verbunden» In ,der Achse derselben.-ist ..die. Ausgangsrohrleitung 6 zum Berieselungsgerät. 7 vertikal montiert,... und der Raum unter der Membrane. .8 durch eine Rohrleitungsabzweigung 9 mit der Wasserverteilungsrohrleitung A Q an der Yerbindungsrohrleitung 3 zwischen Schwimmerventil 2 und,Membrankammer 5 angeschlossen. Das untere Ende der im Raum über der Membrane der Membrankammer 5 gelegenen Ausgangsrohrleitung 6 __ ist normalerweise durch die Membrane 13 geschlossen. Die Wasserverteilungsrohrleitung 10 befindet sich unter.der Verbindungsrohrleitung 3 und die die Wasserverteilungsrohrleitung 10. mit der Verbindungsrohrleitung 3 verbindende. Jgingangsrohrleitung 1.1 weist einen vertikalen 14 und einen horizontalen 15 Abschnitt auf, wobei am horizontalen Abschnitt 15 ein Rückschlagventil 12 montiert ist. Die Verbindungsrohrleitung 3 ist geneigt eingebaut, wobei ihr zur Kammer 5 gerichtetes Ende höher liegt als das Ende zum Schwimmerventil 2 des Wasser-Luft-Behälters 1.

Der Ausführungsvariante des hydropneümatischen Akkumulators ist eigen, daß vertikal zum Boden des Wasser-Luft-Behälters 16 und parallel zu dessen Achse eine Führungskammer 17 des Schwimmerverschlusses 18 liegt, wobei die Bohrung darunter durch'einen ' glatten Krümmer 19 mit der in der Achse des Behälters 16 vertikal gelegenen und von demselben isolierten Verbindungsröhrleitung 20, die über dem Behälter 16 in einer Kammer 21 mündet,

Die Kammer 21 ist an ihrem oberen Ende mit der Ausgängsrohrleitung verbunden und in der Kammer selbst ist in deren Achse

■· ein Zylinder 23 feststehend montiert, der in seinem unteren ' End'e durch eine Eingangsbohrung· 24 ttfit der die -Wäride der Kammer 21 rechtwinkelig "zu defreii Achse passier'erideh ¥ässerverteliungs-

'■'- rohrleitung'25'verbunden^ist. Am "öbef^'Eiide <ie&-ZylindorW 23

"befindet sich ein Führungskegel 26 in dessen, zur Ausgangsleitung 22 koaxial gelegener Bohrung ein Vorsteuerventil 27 mit Ringdichtung 28 schwimmend montiert ist. Am unteren Ende der Achse 29 des Vorsteuerventils 27 ist eine axiale Sackbohrung 30 mit zwei seitlichen Schlitzen 31 ausgeführt, durch die das Vorsteuerventil 27 mit dem an der in der Sackbohrung 30 gelegenen Achse 33 des Kolbens 34 starr befestigten Stift 32 verbunden ist. Der Durchmesser des Kolbens 34 ist größer als der Durchmesser der Eingangsbohrung 24 im Zylinder 23, wobei in einem bestimmten Abstand darüber in den Wänden des Zylinders 23 Bohrungen 35 ausgeführt sind, die die Wasserverteilungsrohrleitung 25 mit dem Inneren der Kammer 21 verbinden. Der Außendurchmesser des Zylinders 23 ist kleiner als der Innendurchmesser der Kammer 21 und der Durchmesser des Vorsteuerventils 27 ist grosser als der Durchmesser der Ausgangsrohrleitung 22 und kleiner als der Durchmesser des Kolbens 34. Der Vertikalhub des Kolbens 34 ist unwesentlich größer als der Vertikalhub des Vorsteuerventils 27 plus dem vertikalen Weg des Stiftes 32 in den seitlichen Schlitzen 31 der Achse 29 des Vorsteuerventils 27·

Der hydropneumatische Akkumulator weist die folgende Wirkungsweise auf:

In den rohrförmigen und unter einem kleinen Winkel zur horizontalen Ebene montierten Wasser-Luft-Behälter 1 wird komprimierte Luft eingegeben, wobei der Luftdruck an der unteren Grenze für einen normalen Betrieb des Berieselungsgeräts 7 stehen muß. Bei einem Signal für erhöhten Druck läuft das Wasser aus der Wasserverteilungsrohrleitung 10 durch die Rohrabzweigung 9 im Raum unter der Membrane 8 ein und durch die Eingangsrohrleitung 11, das Rückschlagventil 12 und die Verbindungsrohrleitung 3 in den Raum über der Membrane 4 und zugleich in den Wasser-Luft-Behälter 1. Da die auf die Membrane 13 einwirkende Kraft des Drucks im Raum unter der Membrane 8 größer ist als die auf die Membrane 13 einwirkende Kraft des Drucks im Raum über der Membrane 4, wird durch die Membrane 13 die Ausgangsrohrleitung 6 gesperrt und die Wasserversorgung des Berieselungsgeräts 7 unterbrochen. Bei einem Signal für die Verminderung des Wasserdrucks in der

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Wasserverteilungsrohrleitung 10 wird durch das Rückschlags ventil 12 die Eingangsrohrleitung 11 geschlossen und durch die Membrane 13 die Ausgangsrohrleitung 6 geöffnet. Damit beginnt der Berieselungsvorgang mit dem im Behälter 1 akkumulierten Wasser, der, nachdem das Wasserniveau im Behälter 1 bis zum Schwimmerventil 2 abgesunken ist, eingestellt wird.

Die Ausführungsvariante des hydropneumatisehen Akkumulators weist die folgende Wirkungsweise auf: In den Wasser-Luft-Behälter 16 wird mittels Stutzens 37 und Hahns 38 eine geringe Wassermenge eingegeben und danach Luft bis zu einem bestimmten, der unteren Druckgrenze für einen normalen Betrieb des mit der Ausgangsrohrleitung 22 verbundenen Berieselungsgerät 7 entsprechenden Druck komprimiert. Bei einem Signal für erhöhten Druck in der Wasserverteilungsrohrleitung 25 fließt das Wasser aus derselben durch die Eingangsbohrung 24 in den Zylinder 2'j ein. Der Kolben 34 wird angehoben, wobei durch den Stift 32 das Vorsteuerventil 27 angehoben und die Ausgangsrohrleitung 22 geschlossen wird. Parallel läuft das Wasser durch die Bohrungen 35 in den Wänden des Zylinders 23 in die Kammer 21, die Rohrleitung 20 und den Krümmer 19 ein. Bei einem Druckausgleich in der Rohrleitung 20 und der darauffolgenden Druckerhöhung über das Niveau des Drucks der komprimierten Luft wird der Schwimmerverschluß 18 angehoben, wobei das Wasser durch die Schlitze 40 der Führungskammer 17 in den Wasser-Luft-Behälter 16 einfließt. Dort wird das Wasser akkumuliert, was zu einem weiteren Komprimieren der Luft im oberen Teil des Behälters führt. Nachdem der Druck in dem Wasser-Luft-B ehält er 16 mit dem Druck in der Wasserverteilungsrohrleitung 25 ausgeglichen ist, wird der WasserakkumulierungsVorgang unterbrochen und unter der Einwirkung seines Eigengewichts sinkt der Kolben 34 nach unten, bis der Stift 32 das untere Ende der seitlichen Schlitze 31 berührt. Bei dieser Bewegung wird durch den Kolben 34 der Zutritt zu den Bohrungen 35 gesperrt. Nach einem Signal für verminderten Druck in der Rohrleitung 25 führt die Druckdifferenz in den Räumen unter und über dem Kolben des Zylinders

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zu einem Absinken des Kolbens 34, wodurch der Stift 32 das Vorsteuerventil 27 hebt und die Ausgangsrohrleitung 22 öffnet. Das im ¥asser-Luft-Behälter 16 akkumulierte Wasser wird durch die sich ausdehnende Luft impulsartig zur Ausgangsrohrleitung 22 ausgestoßen. Wenn sich das Wasserniveau dem Boden des Behälters 16 nähert, sinkt der Schwimmerverschluß 18 in der Führungskammer'17 nach unten, wodurch die Ausgangsbohrung des Behälters 16 hermetisch geschlossen wird. Damit ist ein Arbeitszyklus des hydropneuiaatisehen Akkumulators geschlossen. Sollte mit dem Wasser aus der Wasserverteilungsrohrleitung auch Luft eintreten, so wird diese im oberen Teil der Kammer 21 abgesondert und nach dem Signal für verminderten Druck durch das Be-.rieselungsgerät 7 in die Atmosphäre ausgestoßen, wodurch ein Eindringen von Luft in den Behälter 16 vermieden wird.

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Claims

PAT ENTA.vlWÄuTE SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÜNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 6O, D-8OOO MDNCHEN 95 INSTITUT PO MECHANIKA I 3I0MECHANIKA Sofia, Bulgarien ALSO PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE KARL LUDWIS SCHIFF (1964-1978) DIPL. CHEM. OR. ALEXANDER V. FUNER DIPL. ING. PETER STREHL DIPL. CHEM. DR. URSULA SCHÜBEL-HOPF DIPL. ING. DIETER EBBINSHAUS DR. ING. DIETER FINCK TELEFON (Ο89) 4B5O61 TELEX 5-23 065 AURO D TELEGRAMME AUROMARCPAT MÜNCHEN DEA/G - 21 294 12. August 1980 Hydropneumatischer Akkumulator für Impulsberieselung PATENTANSPRÜCHE

1. Hydropneumatischer Akkumulator für Impulsberieselung, bestehend aus einem Wasser-Luftbehälter mit Schwimmerventil, mit mit einer Wasserverteilungsrohrleitung verbundenen Eingangsrohrleitung und mit einem Berieselungsgerät verbundener Ausgangsrohrleitung, dadurch gekennzeichnet , daß das Schwimmerventil (3, 18) im tiefsten Punkt des Wasser-Luft-Behälters (1, 16) angeordnet ist, wobei der Letztere durch eine Verbindungsrohrleitung (3, 20) mit einer Kammer (5, 21) verbunden ist, an deren oberem Ende eine Ausgangsrohrleitung (6, 22) und am unteren mittels einer Rohrabzweigung (9) eine Wasserverteilungsrohrleitung (10, 25) montiert ist.

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2. Hydropneumatischer Akkumulator, gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kammer (5) durch eine horizontal gelegene Membrane (13) geteilt ist, wobei der Raum über der Membrane (4) mit der Verbindungsrohrleitung (3) und der Raum unter der Membrane (8) mittels einer Rohrabzweigung (9) mit der Wasserverteilungsrohrleitung (10) verbunden ist, und die Letztere mittels d.er Eingangsrohrleitung (11) an der Verbindungs-Rohrleitung (3) zwischen dem Schwimmerverschluß (2) und der Kammer (5) angeschlossen ist.

3. Hydropneumatischer Akkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende der Ausgangsrohrleitung (6), im Raum über der Membrane (4) der Kammer (5) gelegen, normalerweise durch eine Membrane (13) gesperrt ist.

4. Hydropneumatischer Akkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Wasserverteilungsrohrleitung (10) über der Verbindungsrohrleitung (3) liegt, und die die Wasserverteilungsleitung (10) mit der Verbindungsrohrleitung (3) verbindende Eingangsrohrleitung (11) einen vertikalen (14) und einen horizontalen (15) Abschnitt aufweist, wobei am horizontalen Abschnitt (15) ein Rückschlagventil (12) montiert ist.

5. Hydropneumatischer Akkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindungsrohrleitung

(3) geneigt montiert ist, wobei deren zur Kammer (5) gerichtetes

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Ende höher liegt als das zum Schwimmerverschluß (2) des Wasser-Luft-Behälters (1) gerichtete Ende.

6. Hydropneumatisch^ Akkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ," daß die Verbindungsrohrleitung

(20) im Wasser-Luft-Behälter (16) axial montiert ist und von demselben isoliert, wobei an deren oberem Ende die Kammer (21) angebaut ist, in der axial ein Zylinder (23) feststehend montiert ist, wobei derselbe an seinem unteren Ende durch eine Eingangsbohrung (24) mit der die Wände der Kammer (21) rechtwinkelig zu deren Achse passierenden Wasserverteilungsrohrleitung (25) verbunden ist und an seinem oberen Ende einen Führungskegel (26) aufweist, in dessen zur Ausgangsrohrleitung (22) koaxialer Bohrung ein Vorsteuerventil (27) schwimmend montiert ist, das eine ringförmige Dichtung (28) aufweist, wobei am unteren Ende der Achse (29) des Vorsteuerventils (27) eine axiale Sackbohrung (30) mit zwei seitlichen Schlitzen (31) ausgeführt ist, und das Vorsteuerventil (27) durch dieselben mit einem an einer in der Sackbohrung (30) gelegenen Achse (33) eines Kolbens (34) starr befestigtem Stift (32) schwimmend verbunden ist, wobei der Durchmesser des Kolbens (34) größer ist als der Durchmesser der Eingangsbohrung (24) im Zylinder (23), und über derselben in einem bestimmten Abstand in den Wänden des Zylinders (23) Bohrungen (35) ausgeführt sind, die die Wasserverteilungsrohrleitung (25) mit dem Inneren der Kammer

(21) verbinden.

7. Hydropneumatischer Akkumulator nach den Ansprüchen 1 u. 6,

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dadurch gekennzeichnet , daß der Innendurchmesser des Zylinders (23) kleiner ist als der Außendurchmesser der Kammer (21).

8. Hydropneumatischer Akkumulator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Durchmesser des Steuerventils (27) größer ist als der Durchmesser des Kolbens (34).

9- Hydropneumatischer Akkumulator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der vertikale Hub des Kolbens (34) unwesentlich größer ist als der vertikale Hub des Vorsteuerventils (27) plus dem vertikalen Weg des Stiftes (32) in den seitlichen Schlitzen (31) der Achse (29) des Vorsteuerventils (27) -

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