DE63802C - Wasserpumpe mit Druckluftbetrieb - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 59: Pumpen.

CARL EICHLER in BERLIN. Wasserpumpe mit D r u c k I u f t b e t r i e b.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 5. September 1891 ab.

Der Gegenstand vorliegender Erfindung besteht aus einem Luftverdichter und einem unter Wasser befindlichen Pumpwerk, beide durch ein Luftrohr verbunden und in beliebiger Entfernung von einander aufgestellt. Das Pumpwerk ist mit einem Steigrohre versehen, durch welches das Wasser zu Tage gefördert wird.

Auf beiliegender Zeichnung ist in Fig. 1 die gesammte Anordnung dargestellt. Es bedeutet c den Compressor (Luftverdichter), / das Luftrohr, ρ das Pumpwerk, r das Wassersteigrohr. Fig. 2 zeigt die Anordnung des Pumpwerkes, Fig. 3 die des einfachen Compressors, Fig. 4 die des doppelten Compressors, Fig. 5 die äufsere Anordnung des Compressors.

Im Compressor und im Pumpwerk sind besondere Einrichtungen getroffen, eine loseKolbenscheibe in einem Pumpenstiefel entsprechend den Bewegungen des Luftcompressionskolbens, jedoch nur bei dessen Niedergang, in eine aufsteigende Bewegung zu versetzen, bei Aufgang des Compressionskolbens aber unabhängig von letzterem zu einer plötzlichen rückläufigen Bewegung zu veranlassen, also in schnell auf einander folgende Schwingungen zu versetzen, mittelst deren die Flüssigkeit durch schnelle auf einander folgende Stöfse fast beständig über ein Druckventil nach oben gefördert, in den Zwischenzeiten aber neue Flüssigkeit eingesaugt wird, wobei ein einziges Luftdruckrohr diese Bedingungen zwischen Compressor und Pumpwerk vermittelt.

Die Vorrichtung, wie in Fig. 3 dargestellt, ermöglicht, dafs die Wirkung der Luftpumpe der Höhe der zu hebenden Wassersäule leicht angepafst werden kann, und dafs der Eintritt oder die Rücksaugung von Luft nach vor-; heriger plötzlicher Auslassung der Druckluft und alsdann nachher die Compression der Luft während einer ganzen .oder halben oder kleineren Umdrehung der Hauptwelle^ bewirkt wird.

Durch Verstellung des Kopfes i der Kolbenstange P₁ , in Fig. 3, können gröfsere oder geringere Hübe und Spannungen angewendet werden, und die Verkürzung oder Verlängerung des Frosches f, Fig. 3, ermöglicht, dafs auch andere Zeit- und Spannungszwischenräume zur Anwendung kommen.

Nach der angedeuteten Arbeitsweise kann die Wasserpumpe mit einem einfach-, oder doppeltwirkenden Compressor versehen werden. In Fig. ι ist die Vorrichtung schematisch als einfachwirkend dargestellt. Die Wasserpumpe, in Fig· 2 im verticalen Durchschnitte dargestellt, besteht aus dem cylindrischen Pumpenstiefel g mit der darin beweglichen Kolbenscheibe g_lt sowie der den Pumpenstiefel g ringförmig umgebenden, mit dessen oberem Theile durch seitliche Oeffnungen verbundenen und mit dem Deckel d abgedichteten Kammer k k, welche mit seitlichen Saugventilen ν ν versehen ist. Ueber dieser Kammer befindet sich in dem Pumpenstiefel das nach dem Steigerohre r sich öffnende Druckventil. In den unteren Theil des Pumpenstiefels mündet das Rohr / zum Ein- bezw. Auslafs der comprimirten Betriebsluft, durch welches die Wasserpumpe mit der Luft- bezw. Compressionspumpe c, Fig. 3, verbunden ist. Letztere Pumpe besteht aus dem oben offenen senkrechten Cylinder c mit Kolben C₁, Kolben- bezw. Pleuelstange^, dem mit

einem Frosche / versehenen Schwungrad a, mit welchem die Kolben- bezw. Pleuelstange^ verstellbar verbunden ist, einem in seinen Boden einmündenden Rohre mit nach innen sich öffnendem Ventile V₁, dessen Stange durch das Ende eines Armes der in einen Ansatz χ des Cylinders c eingelenkten doppelarmigen, oben- mit einer Rolle versehenen Hebelstange s geht. An der Schwungradwelle y ist die Bewegungskurbel oder Riemscheibe angebracht.

Die Hohlräume der Luftpumpe und des Wasserpumpenstiefels müssen in einem solchen Verhältnisse zu einander stehen, dafs die durch jeden Aufgang des Luftpumpenkolbens angesaugte Luftmenge durch den Kolbenniedergang auf das dem Rauminhalte des Wasserpumpenstiefels und auf den der zu hebenden Wassersäule entsprechenden Compressionsgrad comprimirt werden kann. Die Bestimmung des bezüglichen Inhaltes und des entsprechenden Compressionsgrades kann durch angemessene Hubvergröfserung oder -Verringerung des Luftpumpenkolbens bezw. dadurch bewirkt werden, dafs der Drehzapfen i der Kolben- bezw. Pleuelstange p_i in der in der Schwungradscheibe angebrachten Führung entsprechend verrückt wird.

Die Wirkungsweise des einfachwirkenden Luftpulsometers ist, den tiefsten Stand des Luftpumpenkolbens C₁ bei Beginn der Arbeit vorausgesetzt, nun folgender:

Beim Andrehen des Schwungrades drängt der Frosch/ desselben den oberen Arm der Hebelstange s seitwärts. Der untere Arm der letzteren öffnet daher das Ventil V₁ in dem in den Luftpumpen cylinder führenden Rohre und hält dasselbe so lange offen, als der Frosch/ noch an dem Hebelarmkopfe gleitet, das heifst, während der Dauer einer halben, einer viertel oder anderen Umdrehung des Schwungrades. Während dieser Dauer saugt der Kolben durch das Ventil V₁ und aus dem Rohre Z Luft an. Bei Vollendung der halben oder entsprechenden Schwungradumdrehung hat der Luftpumpenkolben seinen höchsten Stand erreicht und während der folgenden halben Schwungradumdrehung und seines während derselben an-¹ dauernden Niederganges die angesaugte Luft comprimirt, während das Ventil V₁ geschlossen ist. Die comprimirte Luft im Rohre Z drängt den Kolben g-, der Wasserpumpe nach oben, wodurch die Flüssigkeit aus der Pumpkammer in das Steigrohr r gedrückt wird. Indem nun bei Fortsetzung der Schwungraddrehung der Kolben C₁ der Luftpumpe sich wieder hebt, tritt gleichzeitig der Frosch wieder in Thätigkeit und öffnet das Ventil V₁, die comprimirte Luft tritt aus der Wasserpumpe durch das Rohr I plötzlich durch den Luftpumpencylinder und durch Ventil V₁ in die freie Luft zurück und erzeugt plötzlichen Rückfall der Wasserkolbenscheibe g-j. Inzwischen saugt der aufsteigende Luftpumpenkolben C₁ durch das Ventil V₁ so viel Luft in den Cylinder nach, als zum Ersätze des Verlustes an ihrem Anfangsvolumen erforderlich ist. Während dieses Vorganges in der Luftpumpe bezw. durch denselben verschwindet der Luftdruck unter dem Kolben g_x der Wasserpumpe, und diese Kolbenscheibe sinkt durch ihr Eigengewicht und das Gewicht des über sie durch die Saugventile ν ν des Ringraumes k k einströmenden Wassers nach unten in dem Wasserpumpenstiefel g wieder zurück. Nun wiederholt sich das vorbeschriebene Spiel der Luft- und Wasserpumpe und dauert so lange fort, wie die Drehung des Schwungrades der Luftpumpe fortgesetzt wird.

Zur Herstellung der doppelt wirkenden Vorrichtung ist eine Aenderung der Wasserpumpe nicht erforderlich, sondern nur nöthig, die einfachwirkende Luftpumpe durch Anbringung eines oberen Verschlufsdeckels in eine doppelt wirkende zu verwandeln und die einfachen Luftwege und den Frosch/ am Schwungrad zu verdoppeln. Wie dies geschehen, zeigen Fig. 5 im schematischen Verticalschnitt der ganzen Vorrichtung und Fig. 4 im Verticalschnitt der doppeltwirkenden Luftpumpe. Aus diesen Figuren und der obigen Beschreibung ergiebt sich leicht die Wirkungsweise der doppeltwirkenden Pumpe.

Beim Stillstande derselben ist das Ventil H₁ im oberen Deckel offen und der Cylinderraum über dem auf dem Cylinderboden befindlichen Kolben C₁ mit Luft gefüllt. Beim. Aufwärtsgehen des Kolbens C₁ und durch die dadurch stattfindende Luftcompression wird das Ventil M₁ geschlossen, das Bodenventil m geöffnet, die über dem Kolben befindliche, comprimirte Luft durch das Rohr Z₁ und das sich öffnende Ventil in in das nach der Wasserpumpe führende Rohr Z gedrängt und gleichzeitig durch das Ventil m der Raum unter dem Kolben C₁ mit Luft gefüllt. Beim Niedergange des Kolbens C₁ schliefst sich das Ventil m, und die unter dem Kolben verdichtete Luft strömt durch das sich nun öffnende Ventil η in das Rohr Z. Bei jeder Drehung des Schwungrades wird also, da dasselbe mit zwei Fröschen versehen ist, zweimal geprefste Luft in das Rohr Z bezw. in die Wasserpumpe gedrängt bezw. entweicht aus derselben, durch ihren Druck das Ventil η schliefsend, durch das sich öffnende Ventil V₁ ins Freie. ■/>

Andere Kraftmittel, wie Luft, Gas oder Wasserdampf, ergeben dieselbe Wirkung. Zur Vermeidung von Kraftverlusten im Rohre Z kann der Compressor mit Steuerung in nächster Nähe des Wasserpumpenkörpers aufgestellt werden. Auch kann an Stelle des Compressors ein Windkessel mit hoher Spannung oder Dampfsammler benutzt werden. Mittelst der bezeichneten

Steuerung wird dann die oben beschriebene Wirkung in gleicher Weise und Folge durch Ventil V₁ hervorgerufen, welches letztere nahe der Wasserpumpe angeordnet ist.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Eine Wasserpumpe mit Druckluftbetrieb, dadurch gekennzeichnet, dafs in dem Pumpen-.Stiefel g, welcher in seinem oberen Theile ein Druckventil und einen mit dem Cylinder durch Oeffnungen in Verbindung stehenden, die Saugeklappen aufnehmenden Raum k besitzt, ein Kolben g_} durch Compressordruck hochgetrieben wird und das über ihm befindliche Wasser durch das Druckventil drückt, dagegen durch sein Eigengewicht sinkt und den Eintritt des Wassers in den Cylinder durch die Saugeventile gestattet, wenn das durch den Compressor gesteuerte Ventil V₁ die Leitung / mit der atmosphärischen Luft in Verbindung setzt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.