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Schaltvorrichtung für Pumpen von Druckwasserwerken mittels eines an
ein Venturirohr angeschlossenen hydraulischen Druckreglers Bei der Vorrichtung nach
vorliegender Erfindung wird zur selbsttätigen Ein- und Ausschaltung der Pumpen von
Wasserwerken wie auch zur sonstigen Regelung des Wasser-2' nicht wie bisher der
statische Druck im Windkessel oder der annähernd statische Druck einer in Nähe des
Windkessels liegenden normalen Druckleitung benutzt, sondern ein verminderter dynamischer
Druck an einer Stelle der Verbrauchsleitung, die von dem gesamten Verbrauchswasser
durchflossen wird. Dies geschieht durch Einschaltung eines Venturirohres in die
Verbrauchsleitung (Druckleitung) der Wasserversorgungsanlage und Anschluß des an
sich bekannten Druckdifferenzschalters an dieses Venturirohr, wodurch erreicht wird,
daß die Regelung des Versorgungsdruckes in Abhängigkeit von dem jeweils auftretenden
Wasserverbrauch selbsttätig mit einer durch die Abmessungen des Venturirohres im
voraus beliebig einstellbaren Veränderlichkeit möglich ist.
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In den Abb. i bis 3 der beiliegenden Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand
in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
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In Abb. i sind der Windkessel a, die Pumpe b, die Druckrohrleitung
c bzw. d, die Versorgungsleitung e und der Druckschalter g bekannte Bestandteile
eines Druckwasserwerkes. Die Abb.2 zeigt einen Längsschnitt durch das Venturirohr
bei Verwendung einer. einzelnen Pumpe. Die Abb. 3 zeigt dagegen einen Längsschnitt
durch das Venturirohr bei :Anwendung von drei Förderpumpen. Der Druckdifferenzschalter
g, der durch seinen Hub den Pumpenanlasser i unmittelbar antreibt oder beispielsweise
die Steuerung eines diesem Antriebe dienenden Druckwasserkolbenmotors (Hilfsmotors)
beeinflußt, ist durch die Leitung t an den engsten Querschnitt des in dem Gehäuse
h. eingeschlossenen Venturirohres h angeschlossen. Das Gehäuse h, ist in die Versorgungsleitung
e in der Nähe der Pumpe b eingebaut. Zwischen der Pumpe h und dem Venturirohr k
zweigt die Leitung c1 nach dein Windkessel a ab.
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Der Druckschalter g bewirkt beim Aufwärtsgang seines Kolbens, also
beim höchsten Betriebsdruck, die Ausschaltung des Pumpenanlassers i und beim Abwärtsgang,
also beim kleinsten Betriebsdruck, die Einschaltung des Pumpenanlassers i.
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Diese bekannte Wirkung des Druckschalters erfolgt nach der Erfindung
somit nicht in Abhängigkeit von dem Betriebsdruck, sondern von einem kleineren Druck,
welcher gleich der Differenz zwischen dem am Anfange des Venturirohres wirkenden
hohen Anfangsdruck der Leitung (Betriebsdruck) und einem je nach Größe des Wasserverbrauches
veränderlichen Druck ist. Auf den Kolben des Druckschalters wirkt also nicht mehr
der volle Betriebsdruck, sondern ein erheblich verminderter Druck. Bei dieser Anordnung
wird der Druckschalter entsprechend der sekundlichen Verbrauchsmenge infolge der
Druckschwankungen beeinflußt.
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Es sind zwar schon Vorrichtungen zur
selbsttätigen
Ein- und Ausschaltung der Pumpen von Druckwasserwerken bekannt geworden, bei welchen
in die Überlaufleitung ein Venturimeter eingeschaltet ist. Ferner ist bei diesen
Vorrichtungen auch bekannt, von der engsten Stelle des Venturirohres eine Leitung
abzuzweigen, die in den Zylinder eines hydraulischen Druckreglers mündet. Von diesen
Einrichtungen unterscheidet sich aber die Erfindung noch dadurch, daß das Venturimeter
(Venturirohr) in die Verbrauchsleitung (Druckleitung) einer Wasserversorgungsanlage
hinter eine Abzweigung nach einem Windkessel eingeschaltet ist.
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Ferner besteht die Erfindung darin, daß mehrere Pumpen mit je einem
selbsttätigen hydraulischen Druckdifferenzschalter vorgesehen und sämtlich an das
gleiche Venturirohr in bestimmten Abständen angeschlossen werden (Abb.3).
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Das Venturirohr k besteht ebenso wie das in Abb. a dargestellte aus
Messing und ist in einem erweiterten Gehäuse h gelagert. Das Venturirohr k hat hier
aber nicht nur im engsten Querschnitt kg, sondern auch in zwei größerenQuerschnitttenk2
und k1 Löcher, die in verschiedenen Kammern des Gehäuses h ausmünden. Das Gehäuse
h ist mit ringförmigen Stegen o, p versehen, die mit entsprechenden Wulsten m, n
am Venturirohr k die obenerwähnten drei.voneinander getrennten Kammern I, 1I, III
bilden.
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An diese ringförmigen Kammern I, II, III sind durch die Rohrleitungen
f l, f l, f s die drei selbsttätigen Druckschalter g ,angeechloss;en,
so daß sie die Ein- und Ausschaltung der Pumpen mit denjenigen Drücken bewirken,
welche in den drei Kammern I, 1I, III herrschen. Das Venturirohr k ist auch hier
in die Versorgungsleitung so eingeschaltet, daß es von dem ganzen Verbrauchswasser,
gleichgültig, ob dieses von der Pumpe oder von dem Windkessel kommt, durchflossen
wird.
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Die einzelnen Pumpen arbeiten mit gleichbleibender Drehzahl, aber
mit verschiedener Leistungsfähigkeit, z. B. Stufe I für kleinen Wasserverbrauch
mit niedrigerem Betriebsdruck, Stufe 1I für mittleren Wasserverbrauch mit mittlerem
Betriebsdruck und Stufe III für größte Leistung.-Die Wirkungsweise ist folgende:
Fließt durch das Venturirohr wenig Wasser in die Verbrauchsleitung e, so arbeitet
nur die Stufe I, denn der durch die Geschwindigkeit des durchfließenden Wassers
verminderte Druck in der Zweigleitung f1, der nahezu gleich dem im Windkessel vorhandenen
statischen Druck ist, reicht nur dazu aus, den zugehörigen hydraulischen Druckregler
I und seinen Pumpenanlasser zu beeinflussen. Sobald aber der Wasserverbrauch steigt,
vergrößert sich auch die Geschwindigkeit im Venturirohr, und es sinkt in der Verbindungsleitung
f= die hydraulische Druckhöhe. Hierdurch wird Stufe II eingeschaltet; es steigt
der Betriebsdruck sowie auch der Druck in der Leitung f l und dem zugehörigen Druckregler,
der die Stufe I selbsttätig ausschaltet. Solange dieser mittlere Wasserverbrauch
anhält, kommen nunmehr nur noch Ein- und Ausschaltungen der zweiten Stufe vor. Steigt
der Wasserverbrauch und damit die Geschwindigkeit des Wasserstrahles in dem Venturirohr
noch weiter, so schaltet sich in ähnlicher Weise die Stufe III selbsttätig ein;
Stufe II kommt hierdurch zur Ausschaltung, und Stufe III besorgt den Betrieb allein,
solange dieser größte Wasserverbrauch anhält. Von den vorgesehenen drei Stufen kann
sich somit zum Betriebe des Wasserwerkes immer nur diejenige Stufe allein einschalten,
welche für den jeweiligen Wasserverbrauch und jeweilig notwendigen Versorgungsdruck
in hezug auf Förderhöhe und Fördermenge am geeignetsten ist.