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Zweikammeriger Druckluftflüssigkeitsheber Es sind bereits Flüssigkeitsförderanlagen
mit Entlastungseinrichtungen bekannt, bei denen eine Luftpumpe über einen Umschalter
einen Förderkessel abwechselnd unter Vakuum und Luftdruck setzt. Auch hat man bereits
vorgeschlagen, Pumpen mit dem Dampf leicht siedender Flüssigkeiten zu betreiben,
wobei ein Kessel und ein Kondensator Verwendung finden: Ferner sind Membranpumpen
bekannt, bei denen die Bewegungen der Membran durch mechanische Mittel hervorgerufen
werden. Zur Umsteuerung von Luft- o. dgl. Leitungen hat man auch schon einen reit
zwei Flüssigkeifsbehältern versehenen Kipphebel verwendet.
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Demgegenüber bezieht sich die Erfindung auf einen zweikammerigen Druckluftflüssigkeitsheber
mit Verstellung eines die Umsteuerung des Hebers bewirkenden Hahnkükens durch einen
mit zwei Flüssigkeitsbehältern versehenen Kipphebel und besteht darin, daß zwei
mit Dampf leicht siedenderFlüssigkeiten betriebene Membranpumpen vorgesehen sind,
deren Dampfzu-und-,ableitung durch Schwenkbewegungen des Kipphebels gesteuert wird
und die dampfseitig durch Leitungen mit einem als Umsteuerorgan dienenden Hahnküken
und luftseitig durch Leitungen mit den Förderkammern bzw. den am Kipphebel angebrachten
Flüssigkeitsbehältern verbünden sind.
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Den bekannten Pumpen und Flüssigkeitshebern gegenüber erbringt die
neuartige Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes den wesentlichen Vorteil, daß
gegebenenfalls nur mit Sonnenwärme als Antriebsmittel gearbeitet werden kann, wobei
trotz des erzeugten verhältnismäßig geringen Dampfdruckes eine hohe Förderleistung
erreicht wird. Dies ist in erster Linie dadurch ermöglicht, daß durch die Anordnung
und Ausgestaltung der Membranpumpen gleitende bzw. reibende Teile in Fortfall kommen
und daß auch die Umsteuerung des Druckflüssigkeitshebers in Verbindurng mit diesen
Membranpumpen infolge ihrer einfachen Ausführung und Arbeitsweise keine nennenswerte
Verminderung des Wir= kungsgrades verursacht.
Die Membranpumpe und
das von dem Kipphebel beeinfiußte Steuerorgan zeigen eine für die Wärmeausnutzung
günstige Bauart und sind in einem Gehäuse untergebracht; das aus Wärme nicht leitendem
Werkstoff besteht und zweckmäßig als Wärmespeicher ausgebildet ist.
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Der zum Betrieb des Erfindungsgegenstandes erforderliche Dampf wird
durch einen beheizten Dampfkessel oder durch ein .der Sonnenstrahlung ausgesetztes,
mit leicht siedenden Flüssigkeiten, wie Äther o. dgl., gefülltes Röhrensystem erzeugt.
Nachdem der Dampf aus den Pumpräumen die Luft herausgedrückt hat, gelangt er in
einen Kondensator, worauf das sich hier bildende Kondensat dem Dampfkessel bzw.
dem Röhrensystem wieder zugeführt wird.
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Bei der Verwendung der Sonnenwärme als Energiequelle ist zur Vermeidung
von Wärmeverlusten das die Pumpen und das von dem Kipphebel beeinflußte Steuerorgan
aufnehmende Gehäuse zweckmäßig durch eine Glasscheibe abgedeckt.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeigt Fig. i eine Seitenansicht der Wasserhebemaschine und
die angeschlossenen Rohrleitungen teilweise in schematischer Wiedergabe, Fig. 2
eine Aufsicht auf die Membranpumpen und auf das durch den Kipphebel beeinflußte
Steuerorgan, -Fig.3 das Steuerorgan gesondert in der Ansicht und im Schnitt; Fig.4
einen Schnitt durch eine Membranpumpe.
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Zwei als abgeplattete Kugel geformte Membranpumpen 1, 2 stehen über
Leitungen 5, 6 mit einem gemeinsamen Steuerorgan 3 in Verbindung. Das Steuerorgan
3 ist beispielsweise als Hahnküken ausgeführt, das zwei sich gegenüberliegende gekrümmte
Kanäle besitzt. Diese Kanäle haben die Aufgabe, die Leitungen 5, 6 der Pumpen 1,.2
je nach der Stellung des Regelorgans 3 mit der Dampfzuleitung 22 oder mit der Dampfableitung
23 zu verbinden. An dem über der Membran 26 jeder Pumpe c, 2 befindlichen Raum sind
Leitungen 7, 8 angeschlossen, die zu unter demWasserspiegel liegenden Förderkammern
18, i9 führen. Die Förderkammern 18, i 9 sind mit j e einem Rückschlagventil und
einem Steigrohr versehen, wobei die beiden Steigrohre in eine Sammelkammer 2o münden,
an die das. Ausflußrohr 21 angeschlossen ist. Von den Leitungen 7, 8 zweigen weitere
Leitungen 13, 14 aus biegsamem Werkstoff ab, die zu je einem Flüssigkeitsbehälter
9, io führen. Die Flüssigkeitsbehälter 9, io sind an den Enden eines um den Zapfen
17 schwenkbaren Kipphebels 16 angeordnet. Eine an dem Kipphebel 16 vorgesehene Rohrleitung
i i verbindet die Behälter 9, io untereinander. Mittels eines Regelventils 12 o.
dgl. kann der Wasserdurchfluß durch die Leitung i i beliebig gedrosselt werden.
Je nach der Füllung der Flüssigkeitsbehälter 9, 1o schwenkt der Kipphebel 16 um
seinen Zapfen 17. Hierbei nimmt sein etwa gabelförmig ausgestalteter Arm 15 einen
an dem Steuerorgan 3 radial angeordneten Hebelarm 4 mit und bewirkt somit die Umsteuerung
des Dampfes.
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Die Pumpen 1, 2 sowie das Steuerorgan 3 sind zweckmäßig in einem als
Wärmespeicher ausgebildeten, gestrichelt wiedergegebenen Gehäuse 24 untergebracht,
an dessen einer Seitenwand ein Schlitz 25 zum Durchtritt des Hebelarmes 4 vorgesehen
ist.
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Die Wirkungsweise der Maschine ist etwa folgende Ein mit leicht siedenden
Flüssigkeiten, wie Äther o. dgl., gefüllter, etwa aus Messingröhren mit großer Oberfläche
bestehender Dampfkessel wird den Sonnenstrahlen ausgesetzt. Die Sonnenwärme genügt
bereits, um die in den Röhren befindliche Flüssigkeit zu verdampfen. Der so erzeugte
Dampf gelangt über die Zuleitung 22 zunächst entsprechend der Fig. 2 über die Leitung
6 in die Pumpe i und hebt hier .die Membran 26 an. Die über der Membran befindliche
Luft wird dadurch in die Leitungen 8 und 13 gedrückt. Der größte Teil dieser verdrängten
Luftmenge gelangt als Preßluft in die unter dem Wasserspiegel liegende Förderkammer
18, deren Rückschlagventil sich schließt. Gleichzeitig wird das in der Kammer i8
stehende Wasser durch das Steigrohr in die Sammelkammer 2o entweichen, wobei das
entsprechend angeordnete Rückschlagventil der Kammer 2o angehoben wird (Fig. i).
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Während dieses Vorganges ist ein Teil der aus der Pumpe i verdrängten
Luft über die Leitung 13 in den Behälter 9 gelangt und hat die hierin befindliche
Wassermenge durch das Verbindungsrohr i i in den Behälter i o gedrückt. In demselben
Maße, wie sich der Behälter 9 leert, füllt sich der Behälter io, so daß der Hebel
16 an dem hochstehenden Ende ein Übergewicht bekommt. Hierdurch wird er um seinen
Zapfen 17 geschwenkt, wobei sein Arm 15 über den Hebelarm 4 das Steuerorgan 3 so
weit dreht, daß die Dampfzufuhr zu der Pumpe i gesperrt und zu der Pumpe 2 geöffnet
wird. Gleichzeitig wird die Leitung 6 der Pumpe i mit der Dampfableitung 23 verbunden.
Somit ist ein Arbeitsimpuls beendet. Der gleiche Vorgang wiederholt sich nun, indem
die Pumpe 2 jetzt das Wasser aus der Kammer i9 drückt und den Behälter io entleert.
Es wird dadurch die gleiche Wasserförderung wie etwa bei
einer Zweikolbenpumpe
erreicht. Das in die Sammelkammer 2o geförderte Wasser steigt indem Rohr 21 hoch
und tritt bei 27 aus.
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Ein an die Leitung 23 angeschlossener Kondensator bewirkt in der jeweils
angeschlossenen Pumpe 1 oder 2 einen gewissen Unterdruck, so daß die Membran 26
das Bestreben hat, in die in Fig. q. wiedergegebene Stellung zurückzukehren. Es
entsteht hierdurch ein Sog, der das Einströmen des Wassers in die Kammern 18, ig
bzw. in die Behälter g, i6 begünstigt. Beim Betrieb des Erfindungsgegenstandes mit
Wasserdampf und ohne Kondensator sind die Kammern 18, Ig zweckmäßig tiefer unter
dem Wasserspiegel anzuordnen, so daß das Wasser mit größerem Druck in die jeweils
leere Kammer 18 oder ig einströmt und die darin befindliche Luft wieder zurück in
die Pumpen drückt.
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Um zu vermeiden, daß die Preßluftzufuhr zu den Kammern 18, Ig abgesperrt
wird, bevor diese vollständig oder annähernd vollständig entleert sind, kann die
von den Bewegungen des Kipphebels 16 abhängige Steuerung des Organs 3 durch das
Ventil 12 geregelt werden.
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Durch die Erfindung ist eine Wasserhebemaschine geschaffen, die gegenüber
den bekannten Kolben-, Kreisel'- usw. Pumpen den Vorteil besitzt, daß nur wenig
mechanische Arbeit für die, Bewegung von schweren Maschinenteilen usw. benötigt
wird und daher nur geringe Reibungsverluste auftreten.
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Der Erfindungsgegenstand besitzt außerdem den Vorzug, wenig oder überhaupt
keinen besonders heranzuschaffenden Brennstoff zu verbrauchen, da die Sonnenstrahlung
als Wärmequelle dienen kann. Die beanspruchte Maschine eignet sich daher insbesondere
für sonnenreiche Gegenden gleichsam als Sonnenmotor. Hierbei könnte beispielsweise
das geförderte Wasser den Kondensator umspülen und somit die in diesem erforderliche
Untertemperatur liefern. Die Anordnung der wesentlichsten Teile in einem etwa durch
eine Glasscheibe abgedeckten oder in anderer einfachster Weise als Wärmespeicher
ausgebildeten Gehäuse ermöglicht ferner eine wirtschaftlich günstige Umwandlung
der Wärme in Arbeit. Die Wasserhebemaschine eignet sich beispielsweise auch zur
Entwässerung von Moorgegenden usw., ist einfach zu bedienen und leicht und billig
herzustellen.