DE451785C - Pumpeneinrichtung mit hydraulischem Gestaenge, bei der das Gestaengerohr gleichzeitig zum Foerdern der Fluessigkeit dient - Google Patents

Description

• Pumpeneinrichtung mit hydraulischem Gestänge, bei der das Gestängerohr gleichzeitig zum Fördern der Flüssigkeit dient. Pumpeneinrichtungen mit hydraulischem Gestänge, bei denen das Gestängerohr gleichzeitig zum Hochsteigen des Wassers dient, sind bekannt.
• Vorliegende Erfindung unterscheidet sich von dem Bekannten nun dadurch, daß in diesem Rohr, zweckmäßig in der Nähe des Pumpensumpfes, ein oder mehrere Kolben frei in der einen Richtung durch den Druck des hydraulischen Gestänges und in der anderen Richtung durch den Gegendruck eines elastischen Mittels bewegt werden, so daß jede beliebige Druckhöhe erreicht wird, da eine solche Einrichtung vom Atmosphärendruck vollkommen unabhängig ist. Große Festigkeit, Dauerhaftigkeit und Einfachheit des ganzen Mechanismus sowie der Montage desselben sind für die Erfindung hervorzuheben. Einige Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigen: Abb. i den Oberteil des Pumpenrohres, welches zum oberirdischen Austritt des Wassers dient, Abb. 2a eine schematische Ansicht des untersten Arbeitsteiles für die Wasserförderung beim Beginn des Kolbenniederganges, Abb.2b dieselbe Einrichtung nach erfolgtem Kolbenniedergang, Abb.2c dieselbe Einrichtung bei Beginn des Kolbenhubes, Abb.3A eine weitere Ausführungsform mit einem einzigen Differentialkolben bei Niedergang des Kolbens, Abb. 3B dieselbe Einrichtung beim Beginn des Kolbenhubes, Abb. ¢A eine Pumpeneinrichtung ohne Kolben an der tiefsten Stelle bei Beginn des Niedergangs des oberen Kolbens, Abb. q..B dieselbe Einrichtung bei beginnendem Kolbenhub.
• Wie aus Abb. z ersichtlich, besteht der oberirdische Teil der Pumpeneinrichtung aus dem Rohr H, in welchem ein Kolben durch irgendein passendes Getriebe auf und ab bewegt wird. Die Höhe des Kolbenhubes ist mit c bezeichnet. Im Steigrohr H befinden sich etwa in Mitte des Kolbenhubes öffnungen, durch welche das Wasser austreten kann, wenn der Kolben über diese Öffnungen getreten ist. Die Zeichnung zeigt die Stellung bei Beginn des Kolbenniederganges.
• Der Antrieb der Kurbel oder Exzenterscheibe u. dgl. kann auf beliebige Weise geschehen. Man kann Göpelbetrieb, Motorantrieb, Handbetrieb usw. einrichten. Geht nun der Kolben abwärts, so verschließt er die Auslaßöffnungen und übt auf das im Rohr H befindliche Wasser einen Druck aus. Das Rohr H läuft nun ununterbrochen durch die ganze Förderstrecke und endet im Brunnensumpf mit dem Apparat, wie er aus den Abb. 2a bis 2c hervorgeht.
• Die beiden Rohre Rl und R2 besitzen in entgegengesetzten Druckrichtungen wirkende Druckfedern m, ml aus naturhaxtem Federstahl. Die Feder m stützt' sich mit einem Ende auf den Stützpunkt r, und das Ende der anderen Feder m1 ruht auf dem Boden des Rohres S. Das andere Ende ist bei beiden Federn frei, um sich bewegen zu können. Zur Abdichtung tragen die Rohre je einen KolbeaP und P1, gegen welche sich die freiem Federenden legen. Ein oberes Querrohr verbindet die beiden äußeren Rohre miteinander, und dieses kurze Rohr oder Verbindungsstück trägt keine Feder, da es nur als Leitungsrohr dient. Von diesem oberen Querrohr nimmt das Steig- oder Tragrohr H seinen Anfang, und dieses Rohr H hat den Zweck, die Pumpe mit dem an der Oberfläche montierten Antrieb zu vereinigen, weshalb es je nach der Brunnentiefe beliebig lang sein kann.
• Am unteren Teil des Apparates befindet sich ebenfalls eine Querverbindung, -welche alle senkrechten Rohre in sich aufnimmt und hier vereinigt. Außerdem befindet sich an dieser Stelle ein Stutzen, an welchem das Fußventil V, P, durch welches der Eintritt des Wassers erfolgt, befestigt ist.
• Aus den Abb. 2a bis 2c ist der Arbeitsvorgang der Pumpe zül ersehen. Voraussetzung ist, daß der ganze Apparat, d. h. auch -das Trag- oder Verbindungsrohr H, ganz voll Wasser ist. Zum Beginn der Arbeit muß der Apparat »angefüllt« sein. Sobald nun der Apparat mit Wasser vollgefüllt ist, kann das Wasser .an keiner Stelle austreten. Wird nun die Kurbelwelle (Abb. r) gedreht, so wird der Kolben dadurch nach unten getrieben und schließt dabei die Löcher im Zylinder ab, es beginnt die Kompressions- oder Arbeitsperiode.
• Bevor der Kolben die Löcher schließt, befindet sich der Pumpenkörper in vollkommenem Ausgleich, wie aus Abb. 2a hervorgeht. Auf den Federn lastet also das ganze Gewicht der Wassersäule. Sie sind infolgedessen um so mehr beansprucht bzw. zusammengepreßt, je größer die Brunnentiefe ist. Das Ventil V' trägt ebenfalls das Gewicht des Wassers, die anderen Ventile V, P und h2 befinden sich im Zustande des indifferenten Gleichgewichts.
• Wie oben erwähnt, beginnt also beim Schließen der Löcher des Zylinders oben die Arbeitsperiode, und weil das Wasser die Eigenschaft hat, praktisch unkomprimierbar zu sein, so wird der erzeugte Druck durch die im Rohr H enthaltene Wassersäule restlos auf den Pumpenkörper übertragen.
• Der Druck des Wassers bewegt sich nun in der Pfeilrichtung (Abb.2b). Das Wasser drückt den Kolben .P auf die Strecke c nieder und komprimiert dadurch die Feder m. Auf der anderen Seite aber leitet das Wasser, welches das Rohr Rl erfüllt, in dem die Feder läuft, die Bewegung weiter, verschließt das Fußventil V, P, öffnet aber das Ventil V1 und wirkt so auf den Kolben PI ein, welcher nun auf die gleiche Strecke cl im Rohr R2 zurückgedrückt wird und infolgedessen ebenfalls die Druckfeder m1 zusammengepreßt, und zwar ebenso stark, wie die erste Feder -in zusammengedrückt wurde. Das Ventil V2 erhält nun in diesem Moment einen stärkeren Druck von rechts nach links als von links nach rechts, infolgedessen bleibt es geschlossen.
• Sobald nun die Kurbelwelle bei ihrer Drehung die tiefste Stellung erreicht, so ist damit auch gleichzeitig die :Grenze erreicht worden, innerhalb welcher die Kolben P und P1 unter Kompression der Federn bewegt werden, von da ab setzt die Leistungsperiode ein, die sich nach Abb.2c abspielt.
• Der Kolben des Antriebapparates, der an der Oberfläche montiert -ist, steigt in die Höhe, und infolgedessen kehren auch die Kolben P und P1 des Pumpenkörpers in ihre vorherige Stellung zurück.
• Der Kolben P, durch die frei gewordene Federkraft betätigt, treibt das Wasser nach oben; auf der anderen 'Seite schließt der Kolben. P1 das Ventil V1, öfinet aber das Ventil h2 und drückt das Wasser ebenfalls aufwärts, so daß sich also das Volumen c und cl summiert, und infolgedessen ist die nach oben geförderte Wassermenge doppelt so groß als diejenige, welche zur Kompression -gedient hat. Dieser Vorgang erzeugt einen Wasserstrom von unten nach oben und damit eine Wasserförderung etwa gleich Kolbenhub mal Rohrquerschnitt.
• Im gleichen Moment nun, in welchem die Gegenwirkung einsetzt, läßt der Kolben P einen Leerraum hinter sich, unter der Wirkung des atmosphärischen Druckes geht das Wasser durch den Saugkorb a, öffnet das Fußventil P, P und füllt den Apparat auf.
• Sind die beiden Kolben P und P1, dem Druck der Federn nachgebend, am Ende ihrer Bahn angelangt, so ist der Zustand nach Abb.2a wiederhergestellt, und das Spiel kann sich wiederholen.
• Bei der Ausführungsform nach Abb. 3 ist nur ein einziger Differentialkolben vorhanden. Bei der Abb. 3A ist dieser Differentialkolben durch den Druck des oberen Kolbens auf die Wassersäule abwärts gedrückt, und das Wasser dringt durch die Ventilöffnungen im Kolben Bl in den Zwischenraum zwischen Kolbenteil P1 und Kolbenteil P. Das Ventil auf dem Kolbenteil P ist geschlossen. Die Feder unter dem Kolbenteil P1 wird zusammengedrückt. Hebt sich nun der oberirdische Kolben, so drückt die Feder in, den Differentialkolben hoch, und das Wasser geht aus den Zwischenräumen durch die Ventilöffnungen im Kolbenteil hindurch, wobei gleichzeitig Wasser in den Rohrunterteil eingesaugt wird.
• Die Ausführung nach Abb. 4 hat überhaupt keinen Kolben, sondern lediglich einen injektorartigen Einbau S. Die Abb. 4A zeigt den Zustand beim Abwärtsgehen des oberirdischen Kolbens. Der Wasserdruck pflanzt sich durch den Injektor S fort, wodurch das Ventil O geöffnet wird und Wasser nach außen strömt. Dadurch findet im Windkessel ein Zusammenpressen der Luft statt. Beim Heben des oberirdischen Kolbens gemäß Abb. 4B öffnen sich nun die Ventile R, und die im Windkessel zusammengepreßte Luft treibt das Wasser im Rohr A hoch. Das Ventil O bleibt hierbei geschlossen.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Pumpeneinrichtung mit hydraulischem Gestänge,, bei der das Gestängerohr gleichzeitig zum Fördern der Flüssigkeit dient, dadurch gekennzeichnet, daß in diesem Rohr, zweckmäßig in Nähe des Pumpensumpfes, ein oder mehrere Kolben frei in der einen Richtung durch den Druck des hydraulischen Gestänges, in der anderen Richtung durch den Gegendruck eines elastischen Mittels bewegt werden.
2. 2. Pumpeneinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Rohres (H) im Pumpensumpf drei parallele Rohrstücke (Rl, R2, R3) angeschlossen sind, in denen unter Federdruck stehende Kolben durch den hydraulischen Gestängedruck niedergetrieben werden, die bei ihrem Heben einen Wasserüberschuß zum Austreten durch Öffnungen im Gestängerohr über der Erdoberfläche bringen.
3. 3. Pumpeneinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem einen Rohr (R'), welches an den mit einem Ventil (Tl, P) versehenen Saugstutzen (a) angeschlossen ist, ein unter Druck einer Feder (m) stehender Kolben (P) und in dem zweiten, von dem ersten durch ein Ventil (V1) abgetrennten Rohr (R2) ein unter Druck einer Feder (ml) befindlicher, entgegengesetzt dem Kolben (P) bewegter Kolben (P1) sich befindet und daß dieses Rohr (R2) von dem dritten kolbenlosen Rohr (R3) durch ein Ventil (V2) abgeschlossen ist.
4. 4. Pumpeneinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß im Pumpensumpf ein. Differentialkolben (P, P1) in das Gestängerohr eingeschlossen ist, der unter Druck eines elastischen Mittels, z. B. einer Feder, steht und mit Ventilen ausgestattet ist.
5. 5. Pumpeneinrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Gegendruckes für den Kolben (R) Druckluft aus einem Windkessel Verwendung findet.
6. 6. Pumpeneinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dasGestängerohr in zwei kolbenloseRohre ausläuft, von denen das eine mit einer Düse (S) versehen ist, an deren Außenraum der durch ein Ventil (O) abgetrennte Sauger (a) angeschlossen ist, und daß im zweiten Rohr ein Ventil (R) liegt.