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Druckluftflüssigkeitsheber mit zweistufigem Luftverdichter. Die Erfindung
betrifft eine Steuerung für Druckluftflüssigkeitsheber mit zweistufigem Luftverdichter.
Derartige Pumpen sind z. B. in Bergwerksbetrieben sehr von Nutzen, und die Anordnung
wird hierbei derart getroffen, daß die eigentliche Pumpe auf der Sohle des Schachtes
steht, während der Luftverdichter an einer entfernteren Stelle, z. P. über Tage,
sich befindet.
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Gemäß der Erfindung ist der Steuerkolben für die Druckluft, der in
an sich bekannter Weise in oder an der Förderkammer der Pumpe angebracht ist, mit
seinem einen Ende dauernd mit der Flüssigkeitssäule in der Steigleitung in Verbindung
und steuert mit seinem anderen Ende die von dem Verdichter kommende Druckluft derart,
daß er die Druckluft bei einem überdruck derselben über den Druck der Flüssigkeitssäule
in der Steigleitung durch entsprechende Verschiebung in die Förderkammer einläßt,
während er bei einem Sinken des Druckes in der Druckluftleitung unter den Druck
in der Steigleitung sich zurückbewegt und die Luft aus der Förderkammer entweichen
läßt.
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Die Anordnung nach der Erfindung bietet den Vorteil, daß die Steuerung
beim Nachlassen des Druckes der Luft in der Förderkammer diese von der Druckleitung
des Luftverdichters abschaltet und mit dessen Saugleitung verbindet. Dabei findet
bei der Bewegung des Kolbens des Luftverdichters ein selbsttätiger Ausgleich des
Druckes der Luft in der Förderkammer mit dem Druck der Außenluft statt, bevor der
Kolben des Luftverdichters Luft ansaugen kann.
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Auf der Zeichnung stellt Abb. i einen Schnitt durch den Luftverdichter
und die Pumpe dar; Abb. 2 ist ein Querschnitt nach der Linie 2-2 in Abb. i.
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Das Gehäuse der Pumpe ist mit i o, der Luftverdichter mit i i bezeichnet.
Die Pumpe kann auf der Sohle einer Grube eingebaut sein, wobei sie sich teilweise
unter dem Wasserspiegel 12 der Grubensohle befindet.
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Das Pumpengehäuse ist in zwei Kammern 14 und 16 durch eine nicht ganz
bis zu seinem Boden reichende Wand i_3 geschieden. Die Kammer 14. ist mit einem
selbsttätigen Saugventil 15 vert>elien. Die andere Kammer i 6 steht durch ein selbsttätiges
Rückschlagventil 17 mit dem Steig- oder Druckrohr 18 der Pumpe in Verbindung.
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Die Wassersaugekammer 1 4. kann durch einander gegenüberliegende Kanäle
ig, igmit einem Zylinder 2o verbunden werden, in der ein Kolbenschieber 2 1 angeordnet
ist. Das Unterende dieses Steuerzylinders 2o ist durch eine Öffnung 22 und einen
sich an diese anschließenden Kanal mit dem Förderrohr 18 verbunden, so daß dessen
Wassersäule den Kolben 21 nach oben in die Stellung zu bewegen sucht, bei der die
Kanäle ig, ig geschlossen sind. Die Wandung des Zylinders -o besitzt außerdem Kanäle
23, die die Kammer 1 ¢ mit einer Kammer 2,1 verbinden können, und zwar durch den
mittleren eingezogenen Teil Zia des Kobens 21, wenn dieser angehoben ist und die
Kanäle ig schließt. Der Anschlag 2oa am Grunde des Zyaders 2o begrenzt die Abwärtsbewegung
des Kobens 21.
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An die Oberseite des Zylinders zo schließt sich eine Hauptluftleitung
25 und an die Kammer 24. eine Nebenluftleitung 26 an. Letztere hat einen kleineren
lichten Querschnitt als erstere. Die Nebenluftleitung 26 ist zweckmäßig oben, nahe
dem Anschluß an den Verdichter i i, mit einem Rückschlagventil 27 versehen, das
für gewöhnlich durch eine Feder geschlossen gelialten wird und sich nur öffnet,
wenn die Luft in der Leitung 26 und der Kammer 24 einen bes;immten überdruck hat.
Durch ein selbsttätiges Rückschlagventil 33 steht die Leitun,2; 26 ferner mit der
Nachverdichtungsseite i ob des Verdichters i i in Verbindung. Das Oberende der Hauptluftleiturng
a5 isst gegabelt. Der eine Zweig 29 führt über ein Ventil 3ozuderNachverdichtungsseite
ioU, der andere Zweig 31 über ein gesteuertes Ventil 32 zu der Vorverdichtwngsseite
iaa des Verdichters i i.
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Die Wandungen des Verdichterzylinders sind in der Nähe jedes Endes
mit Ventilen 37, 38 und einer Verbindungsleitung nach einem Zwischenbehälter 36
versehen. Das Ventil 37, welches zu der Nachverdichtu gsseite io') gehört, ist ein
gesteuertes Ventil, während das Ventil 38, das zur Vorverdichtungsseite ioa gehört,
ein selbsttätiges Rückschlagventil ist. Der Verdichterzylinder hat außerdem zweckmäßig
in der Mitte seiner Länge ein Rückschlai;
ventil 39, das sich öffnet,
wenn ein Unterdruck auftritt, sei es in der Zylinderseite ioa oder in der Zylinderseite
Job, wobei dann Luft unter atmosphärischem Druck eintreten kann.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende.
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Bewegt sich der Verdichterkolben 34 mit der Kolbenstange 35 aus der
durch Abb. i veranschaulichten Stellung nach dem Ende der Verdichterseite io,t hin,
so tritt zunächst beim Cberschleifen des Ven:ils 39 Luft unter atmosphärischem Druck
in die Verdichterseite ich durch das Einlaßventil 39 ein. Letzteres schließt sich,
sobald der Kolben 3:1 seine Endlage rechts erreicht. Die aus Luft unter atmosphärischem
Druck bestehende Ladung, die bei dem vorhergehenden Hub in die Verdichterseite ioa
eingelassen war, wird bei der angenommenen Beweung des Kolbenst' 4 verdichtet und
über das selbsttätige Ventil 38 in den Zwischenbehälter 36 gedrückt. Erreicht der
Kolben 3.1 sein Hubende rechts, so wird das gesteuerte Ventil 37 geöffnet,
so daß die verdichtete Luft aus dem Zwischenbehälter 36 in die Verdichterseite lob
übertreten kann, die eine Ladung mit Luft von Atmosphärendruck durch das Ventil
39, wie erwähnt, bei dem angenommenen Hub nach rechts aufgenommen hat. Der Kolben
34. beginnt nun seine Bewegung nach links, es wird die Luft in der Zylinderseite
iob verdichtet und durch das Ventil 30 und die Zweigleitung 29 in die Hauptleitung
25 gedrückt. Dadurch wird der Steuerkolben 2 J, der in dem Zylinder 2o in seiner
höchsten Stellung durch den Druck der Wassersäule im Rohr i8 bisher gehalten wurde,
entgegen diesem Druck nach unten bewegt, so daß die Kanäle i9,ig freigelegt und
die Luftkanäle 23 geschlossen werden. Die Druckluft gelangt auf diese Weise in die
Kammer 14 und treibt das darin enthaltene Wasser in die Kammer 16 und über das selbsttätige
Ventil 17 in das Förderrohr 18.
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Inzwischen ist bei der Linksbewegung des Verdichterkolbens 34 durch
das Ventil 39 Luft unter atmosphärischem Druck in die Vorverdichtungsseite joa angesaugt
worden. Gegen Ende dieses Hubes wird das gesteuerte Ventil 32 in der Zweigleitung
31 geöffnet, so daß die noch unter Druck in der Kammer 1 4. der Hauptleitung 25
und der Abzweigung 3i befindliche Luft in die Vorverdichtung seite io« eintreten
kann. Hierdurch wird also ein Druckabfall in der Leitung 25 hervorgerufen, so daß
der Steuerkolben 2 i wieder hochgeht unter der Wirkung des LTberdruckes der Wassersäule
in dem Rohr 18, die Kanäle 19,19 schließt und gleichzeitig die Kanäle 23 öffnet.
Durch die letzteren entweicht die in der Kammer 1:l befindliche Luft in die Nebenleitung
26 und von da durch das Ventil 27 in die Außenluft. Der Verdichterkolben
beginnt nun seine Bewegung von -links nach rechts und erzeugt dabei einen Unterdruck
in der Nachverdichtunysseite tob, so daß sich das Ventil 33 von der Nebenleitung
26 öffnet und auch ein Unterdruck in den durch die offenen Kanäle 23 verbundenen
Kammern 24. und 14. entsteht. Demgemäß kann das Wasser durch das Ventil 15 eindringen
und in der Kammer 1.1 ansteigen. Sobald der Verdichterkolben 3.1 über das Ventil
39 hinausgeht, tritt Luft unter atmosphärischem Druck in die Nachverdichtungsseite
Job, wobei das Ventil 33 offen bleibt, bis daß sich der Druck auf seinen beiden
Seiten ausgeglichen hat. Indem sich der Verdichterkolben nach rechts bewegt, wird
ferner die durch das Ventil 39 unter Atmosphärendruck in die Vorverdich ungsseite
ioa vorher eingelassene Luft zusammen mit der durch Ventil 32 zugeführten Druckluft
verdichtet und die verdichtete Ladung in den Zwischenbehälter 26 übergeführt. Es
wiederholen sich die Vorgänge in der beschriebenen Weise.
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Die selbsttätigen Rückschlagventile können auch durch gesteuerte Ventile
ersetzt werden.