DE39032C - Hahnsteuerung für Luftdruck- und Dampfwasserheber - Google Patents

Description

PATENTAMT.

KAISERLICHISe?;

KLASSE 59: Pumpen.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen pneumatischen Apparat, der dazu bestimmt ist, Wasser auf gröfsere Höhen zu heben. Derselbe kennzeichnet sich im wesentlichen durch einen Behälter mit einem Ventil, das sich öffnet, wenn in dem in das Wasser eingetauchten Behälter eine Druckentlastung eintritt, so dafs dann eine gewisse Menge Wasser in den Behälter einströmen kann. In den im übrigen geschlossenen Tauchbehälter münden ein Steigrohr zum Heben des Wassers, welches Rohr in einiger Entfernung vom Boden endet; und ferner ein Rohr zur Einführung von comprimirter Luft oder Dampf, welches Rohr etwas unter der Behälterdecke ausmündet. Beim anfänglichen Eintauchen des Behälters dringt nun zunächst eine gewisse Menge Wasser aus dem betreffenden Brunnen oder dergl. in den Tauchbehälter ein, und dies Eindringen des Wassers kann man dadurch befördern, dafs man einen Hahn oder ein Ventil in das Luftrohr derart einstellt, dafs durch dieses freie Communication des Tauchbehälters mit der Atmosphäre eintritt. Das Verdrängen der. Luft aus dem Behälter durch das Wasser erfolgt durch hydrostatischen Ueberdruck, wobei sich eine bestimmte Menge Wasser in dem Tauchbehälter sammelt. Wird dann der Hahn oder das Ventil im Luftrohr so eingestellt, dafs die Communication des Tauchbehälters mit der Atmosphäre aufgehoben, dagegen die Communication des treibenden Fluidums (Dampf oder comprimirte Luft) mit dem Tauchbehälter hergestellt wird, so wird durch den in dem Tauchbehälter erzeugten Druck das Wasser durch ein im Steigrohr angeordnetes

schlagventil hochgedrückt und oben an der betreffenden Stelle zum Ausfliefsen gebracht. Das Steuern des Hahnes oder Ventils im Luftrohr kann durch motorische Kraft oder von Hand erfolgen. Dabei wechselt dann die Communication des Tauchbehalters mit- der atmosphärischen Luft, durch das Luftrohr hindurch, mit der Communication mit dem treibenden Fluidum, ebenfalls durch das Luftrohr hindurch, ab, und so vollzieht sich bei beständiger Bewegung des Steuerhahnes oder Ventils der Wasserhebungsprocefs infolge abwechselnder Ab - und Zunahme des Druckes im Tauchbehälter. Hierbei sind nun noch zwischen dem Luftrohr und dem Steigrohr Verbindungsrohre in passenden Abständen von dem Tauchbehälter eingeschaltet, die dazu dienen, comprimirte Luft in die im Steigrohr hochsteigende Wassersäule einzudrücken. Diese Luft steigt dann in der Wassersäule in zahlreichen Blasen hoch und befördert, wie durch Versuche festgestellt worden ist, das Aufsteigen des Wassers. Denn man hat alsdann Luft von weit geringerem Druck nothwendig, um das Wasser auf eine bestimmte Höhe zu heben, als wenn das Eindrücken von Luft in das Steigrohr nicht stattfinden würde.

Beiliegende Zeichnungen stellen einen derart wirkenden pneumatischen Wasserhebungsapparat in Fig. ι in Seitenansicht, in Fig. 2 im Querschnitt durch den Tauchbehälter und die Anschlufsrohre, in Fig. 3 im Horizontalschnitt durch den letzteren dar. In Fig. 4 ist eine Seitenansicht des Steuerungsmechanismus und in Fig. 5 eine perspectivische Ansicht desselben dargestellt. Fig. 6 zeigt den Steuerhahn im Luft-

rohr für die Zuleitung der comprimirten Luft in zwei verschiedenen Stellungen im Verticalschnitt, Fig. 7 zeigt einen Verticalschnitt durch einen Theil des Luftrohres, den Tauchbehälter, das Steigrohr und die damit communicirenden Injectionsrohre, Fig. 8 zeigt einen Theil eines ~Injectionsrohres in gröfserem Mafsstabe im Schnitt, und Fig. 9 eine Modification von Fig. 7.

Der Tauchbehälter A, Fig. 2 und 7, wird in das zu hebende Wasser des Brunnens, Teiches oder dergl. eingetaucht und wird am besten cylindrisch und so stark construirt, dafs er dem Drucke der in ihn einzuführenden comprimirten Luft oder des Dampfes widersteht. Beim anfänglichen Eintauchen dieses Behälters öffnet sich das über den Oeffhungen α, Fig. 3, im Behälterboden angeordnete Scheibenventil A¹, das aus Gummi oder dergl. bestehen kann, und Wasser dringt in den Behälter ein. Indem man dabei durch das Luftrohr B² die im Tauchbehälter eingeschlossene Luft ins Freie entweichen läfst, wird sich der Tauchbehälter A bis zu einer bestimmten Höhe, Fig. 2 und 7, mit Wasser füllen. Wenn man dann die Communication mit der Aufsenluft aufhebt und umgekehrt durch das Luftrohr B² comprimirte Luft oder Dampf eintreten läfst, so wird das in dem Tauchbehälter befindliche Wasser durch das Druckventil B^x des Steigrohres B, Fig. 7, hochgedrückt und fliefst oben an der gewünschten Stelle aus.

Die Herstellung der abwechselnden Communication des Tauchbehälters A einerseits mit der Aufsenluft und andererseits mit der Quelle des treibenden Fluidums (comprimirte Luft oder Dampf) wird durch einen Steuerhahn oder ein sonstiges Steuerorgan bewirkt, das oben im Luftrohr angeordnet ist.

Wenn der Kanal F eines solchen Steuerhahnes C¹, Fig. ι und 6, die Communication zwischen dem unteren Theile des Luftrohres B² und den Oeffnungen c im Hahngehäuse herstellt, so kann ein Theil der Luft aus dem Tauchbehälter A nach Pfeilrichtungen, Fig. 6, entweichen und Wasser unten durch das Bodenventil A\ Fig. 3 und 7, einströmen. Wenn dagegen der durchgehende Hahnkanal E, Fig. 6, zwischen dem oberen und unteren Theile des Luftrohres die Communication herstellt, so tritt Dampf oder comprimirte Luft in den Tauchbehälter und drückt das eingedrungene Wasser durch das Steigrohr B fort.

Das Steuern des Hahnes erfolgt nun in dem dargestellten Beispiel durch einen Motor, der mit Dampf oder comprimirter Luft aus dem Luftrohr getrieben wird. Der Motor ist oben am Luftrohr B² an einem von diesem ausgehenden Arm H, Fig. 1 und 4, angeordnet, welcher den Rahmen des Motors trägt. Der Schieberkasten O¹ des Treibcylinders O des Motors steht durch Rohr 5 mit dem Luftrohr B ² in Verbindung, und mittelst Ventils T kann die dem Motor aus B² zuströmende Menge comprimirter Luft oder auch comprimirten Gases nach Bedarf regulirt werden. Mittelst der durch Stopfbüchse O¹ abgedichteten Kolbenstange P des Treibcylinders O und der Pleuelstange jR wird der Kurbelzapfen k der Kurbelscheibe K auf der Welle / gedreht, während durch das Excenter U dieser Welle mittelst Stange u die Schieberstange u¹ des Motors hin- und herbewegt wird. Durch die Schnecke der Kurbelwelle / wird das Schneckenrad N gedreht, auf dessen Welle L, Fig. 1, 4 und 5, eine Kurbel L¹ sitzt, deren Zapfen M in den Schlitz eines Hebels G auf der Achse des Steuerhahnes fafst, so dafs durch Drehung von L¹ der Hebel G mit dem Steuerhahn in Schwingung versetzt wird. Die Welle L ist in Haltern H'² H³ des Rahmens H¹ gelagert, der Zapfen M mit Bund m² ist mittelst der Mutter m¹ an der Kurbel L¹ befestigt, und zur Erzielung einer ruhigen und gleichförmigen Bewegung ist auf der Kurbelwelle / das Schwungrad K angeordnet. Der Rahmen H¹ des Motors sitzt mittelst Auges h auf dem vom Luftrohr B² vortretenden . Arm H, welcher letztere also den ganzen Antriebsmechanismus trägt. Im Gegensatz zu anderen Einrichtungen wird also hier nicht durch das Fallen und Steigen des Wassers im Behälter der Motor betrieben. Es kann deshalb der letztere weit oberhalb des Wasserspiegels und leicht zugänglich montirt werden. Weil bei anderen Einrichtungen die Steuerung ganz oder zum Theil in Wasser eingetaucht ist, findet immer sehr leicht ein Versetzen derselben statt. Dieser Uebelstand wird durch die beschriebene Anordnung völlig beseitigt. Es hat sich durch Versuche herausgestellt, dafs bei einem derartigen Apparate, soweit er im Obigen näher beschrieben ist, in Höhe des Wasserspiegels ι Atm. Druck erforderlich ist, um das Wasser im Steigrohr etwa 10 m hochzudrücken. Um nun weniger Druck zu diesem Zwecke zu benöthigen, wird durch Rohre E\ Fig. 7 und 8, comprimirte Luft in feinen Strahlen in das Steigrohr B übergedruckt, die dann, wie dargestellt, in zahlreichen kleinen Blasen hochsteigt. Die Rohre E' communiciren in passenden Abständen von einander zwischen dem Luftrohr B^% und dem Steigrohr B. Versuche haben ergeben, dafs, wenn man das Wasser im Steigrohr etwa 24 m hochdrücken will, hierzu ein Druck von etwa 2,5 Atm. nöthig ist. Bei Einschaltung' eines Rohres E^l in einem Abstande von etwa 12 m vom Ausflusse des Steigrohres B und etwa 7 m von der unteren Mündung dieses Rohres erreichte man dagegen dasselbe Resultat mit nur 1 Atm.

Zweckmäfsig werden nun mehrere solcher Rohre E^x in passenden Abständen von ein-

ander zwischen B^ und B eingeschaltet, wie dargestellt. Dieselben können mittelst Schraubengewinde an den Enden in die Rohre J3² und B eingeschraubt werden und Hähne zur Regulirung, sowie ein Rückschlagventil e ³, Fig. 8 , enthalten, um das Eindringen von Wasser aus dem Steigrohr B nach dem Luftrohr JB² hin zu verhindern, wenn in diesem die beschriebene Druckentlastung eintritt, die nöthig ist, um durch das Ventil A¹ ein neues Quantum Wasser nach dem Hochdrücken ein-■ strömen zu lassen. An dem in das Steigrohr einmündenden Ende der Rohre E¹ ist ein Stöpsel e¹ mit einer oder mehreren Bohrungen e², Fig. 8, eingesetzt, durch welche die comprimirte Luft oder auch Gas in feinen Strahlen nach B entweichen kann. Das Rückschlagventil e ³ in den Rohren E¹ könnte unter Umständen auch fortfallen. Zweckmäfsig ist es aber, in Abständen von 7 bis 9 m Rohre E¹ einzuschalten, für den Fall, dafs nur ι Atm. Ueberdruck zum Heben des Wassers benutzt wird, oder in Abständen von 1 5 bis 18 m für den Fall, dafs comprimirte Luft von etwa 2 Atm. zur Verwendung kommt. Auch könnte man zur Einführung von comprimirter Luft durch die Rohre E¹ in das Steigrohr B ein besonderes Zuleitungsrohr anordnen, und, wie schon erwähnt, können comprimirte Gase statt der Luft Anwendung finden.

Nach der Modification Fig. 9 ist das Luftrohr B² nur zum Theil parallel zum Steigrohr B abwärts geführt. Es tritt etwas oberhalb des Tauchbehälters A direct in das Steigrohr B hinein und enthält auf dem vom Steigrohr B umschlossenen Theil kleine Oeffnungen für den Austritt von Luft oder Gas in feinen Strahlen in die zu hebende Wassersäule, wie durch Pfeile angedeutet ist. Näher an der Decke des Tauchbehälters A tritt das Luftrohr B"² aus B heraus, und es mündet dann durch die Decke in das Innere des Tauchbehälters A ein. Natürlich können Construction und Formen nach Bedarf geändert werden, ohne dafs am Wesen der Sache etwas geändert wird.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   An Wasserhebungsapparaten, bei welchen das Wasser aus einem geschlossenen Tauchbehälter (A) mit Einlafsventil (A¹) durch ein Steigrohr (B) mit Druckventil (B¹) gehoben wird, und zwar mittelst comprimirter Luft (oder Dampfes), welche durch ein Rohr (B'²) in A eingeführt wird, der Steuerhahn (C¹), welcher behufs Druckausgleichung und Druckerhöhung in A abwechselnd die Verbindung von A mit der Aufsenluft und dem treibenden Fluidum behufs Füllung und Entleerung von A dadurch bewirkt, dafs derselbe mittelst Schnecke und Schneckenrades (N), Kurbelwelle (L) und geschlitzten Hebels (G) durch einen Motor hin- und hergedreht -wird.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.