DE800809C - Druckluftfluessigkeitsheber - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 7. DEZEMBER 1950

KP-

p 38127 I a j5pc 1)

Für das liehen kleinerer Wassermengen unter Tage mittels Druckluft über Höhen unterhall) 40 Metern hat sich eine Einrichtung bestens bewährt, bei der ein Förderbehälter mit einer unteren Einlauföffnung und einer in der \^Tähe des Behälterbodens mündenden Steigleitung versehen ist und im Deckel eine Entlüftungsöffnung hat, gegen die Preßluft zur Ausströmung gebracht wird. Schließt ein Ventilkegel die Öffnung ab, so wird durch die Preßluft ein Überdruck in dem Behälter erzeugt, der das darin befindliche Wasser in die Steigleitung drückt. Ist der Ventilkegel gesenkt, so erzeugt die zwischen dem Dichtungskonus und dem Ventil hindurchgeblasene Preßluft eine starke Saugung, die ein schnelles Anfüllen des Behälters mit Wasser hervorruft.

Das öffnen und Schließen dieses Ventils erfolgt mittels eines Schwimmers; trägt der Flüssigkeitsspiegel den Schwimmer über ein bestimmtes Niveau, so wird das Ventil geschlossen und durch die Druckluft geschlossen gehalten: sinkt der Schwimmer auf der Flüssigkeit unter ein bestimmtes Niveau ab, so wird das Ventil entgegen dem Druck der Preßluft geöffnet, und das Ansaugen des Wassers wiederholt sich von neuem. Als Mangel an dieser Einrichtung wurde empfunden, dal.i die Preßluft, nachdem in dem von dem Flüssigkeitsheber entwässerten Abschnitt die Flüssigkeit fortgeschafft ist. die Druckluftzufuhr besonders abgeschaltet und bei erneutem Ansammeln der Flüssigkeit wieder eingeschaltet werden muß. Da derartige Entwässerungseinrichtungen an zum Teil abgelegenen Stellen des Untertagebetriebes vorgesehen sind, ist es nicht möglich, einen Alaun für die Überwachung der Einrichtung bereitzustellen, infolgedessen läßt man die Druckluftzufuhr dauernd eingeschaltet, was einen unnötig hohen Luftverbrauch mit sich bringt.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, diesen Luftverbrauch einzusparen. Sie betrifft einen bekannten Druckluftflüssigkeitsheber, bei dem im Förderbehälter ein Entlüftungsventil durch einen

Schwimmer betätigt wird. Bei geöffnetem Ventil saugt die Druckluft die Flüssigkeit an, in der Schließstellung drückt die Druckluft die Flüssigkeit in die Förderleitung. Gemäß der Erfindung ist nun ein weiterer Schwimmer vorgesehen, der den Einlaß der Druckluft jedesmal dann öffnet, wenn der Spiegel der Flüssigkeit in dem Förderbehälter eine bestimmte Höhe erreicht hat, und den Drucklufteinlaß schließt, wenn diese Mindesthöhe unterschritten

to wird.

Diebeiden Schwimmer und die Stellhebel, mittels deren dieselben auf das Entlüftungsventil und den Drucklufteinlaß einwirken, können unabhängig voneinander arbeiten. Es kann jedoch ein Zusammen- wirken zwischen den Schwimmern und den Stell hebeln stattfinden, etwa in der Weise, daß die Stellhebel, wenigstens beim Hin- oder Hergang oder auf einem Teil desselben, sich zwangsläufig führen und so teilweise wie ein Hebel arbeiten; die Schwimmer können derart vereinigt sein, daß der den Drucklufteinlaß betätigende Schwimmer an einer senkrechten Führungsstange aufgehängt ist, während der das Entlüftungsventil steuernde Schwimmer als Hohlkörper diese Führungsstange umgibt und sich auf dieser je nach dem Stande der Flüssigkeit auf- und abbewegt. Die senkrechte Führungsstange kann dabei an dem annähernd waagerecht liegenden Stellhebel pendelnd aufgehängt sein. Der daran befestigte (untere) Schwimmer ist mittels einer inne- ren Bohrung auf einem am Boden des Behälters angeordneten Stift geführt, damit er nicht seitlich ausweichen kann.

Der Drucklufteinlaß kann so ausgebildet sein, daß er unter dem Einfluß der ständig wirkenden Druckluft sich selbst schließt, wenn er nicht durch eine ständig wirkende Kraft offen gehalten wird. In diesem Falle braucht der den Drucklufteinlaß steuernde Stellhebel nur in einer Richtung durch eine Kraft bewegt zu werden, während der Rückgang selbsttätig erfolgt. Ferner kann ein solches selbstschließendes Ventil mehrere, bezüglich des Durchganges der Luft gleichwertige Stellungen haben, die aber verschiedenen Lagen des betätigenden Stellhebels entsprechen; der Stellhebel kann also gleichzeitig noch andere Funktionen, insbesondere das öffnen oder Schließen des Entlüftungsventils vornehmen, ohne daß dabei die Wirkung des Drucklufteinlasses geändert wird.

Die Arbeitsweise der neuen Einrichtung kann sich bei übereinander angeordneten Schwimmern und einem oder mehreren gegebenenfalls funktionell zusammen arbeitenden Stellhebeln so vollziehen, daß bei völlig leerem Flüssigkeitsbehälter oder jedenfalls bei einem Flüssigkeitsstande unter dem Spiegel H₁ das Entlüftungsventil geöffnet und der Drucklufteinlaß verschlossen ist. Überschreitet beim Einströmen der Flüssigkeit deren Spiegel die flöhe H₁ und steigt bis zur Höhe//., an, so wird der untere der beiden Schwimmer angehoben und damit der Stellhebel in seine zweite Lage gebracht, bei der der Drucklufteinlaß geöffnet wird, das Entlüftungsventil aller ebenfalls noch geöffnet bleibt.
Durch diesen nunmehr einsetzenden kräftigen Sog findet ein schnelles Füllen des Behälters statt, welches ein allmähliches Ansteigen des auf der Führungsstange des unteren Schwimmers geführten oberen Schwimmers zur Folge hat. Wird jetzt der Flüssigkeitsstand H₃ erreicht, so stößt der obere Schwimmer gegen einen Anschlag, der den Stellhebel in die dritte Wirkstellung bringt, bei dieser bleibt der Drucklufteinlaß geöffnet, das Entlüftungsventil jedoch wird verschlossen. Damit hört der Sog auf, und die Druckluft senkt schlagartig den Spiegel der Flüssigkeit, die in die Steigleitung gedrückt wird. Mit dem Absinken des Spiegels sinkt auch der obere Schwimmer. Beim Absinken des Flüssigkeitsspiegels unter eine bestimmte Höhe geht der Stellhebel so weit zurück, daß das Preßluftventil geschlossen und, gegebenenfalls kurze Zeit danach, das Entlüftungsventil geöffnet wird. Das in der Steigleitung vorgesehene Druckventil wird jetzt geschlossen. Aus dem Sumpf strömt nunmehr wieder Flüssigkeit ein und hebt den Spiegel so weit, daß mit dem weiteren Ansteigen der Schwimmer die Preßluftleitung wieder geöffnet wird, so daß ein rasches Ansteigen der Flüssigkeit erfolgt. Dieses Spiel wiederholt sich so lange, bis nach Absperren der Druck-

; luft und öffnen des Entlüftungsventils nicht mehr genügend Flüssigkeit in den Behälter einfließt, um den Flüssigkeitsstand //., zu erreichen und das Preßluftventil zu öffnen. Die Einrichtung verbleibt dann so lange in Ruhe, bis durch allmähliches Zuströmen von Flüssigkeit zum Sumpf der Flüssigkeitsstand wieder auf die zum öffnen des Drucklufteinlasses erforderliche Höhe //.> ansteigt.

Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung

; besteht darin, dem Flüssigkeitsbehälter einen langgestreckten waagerechten Querschnitt zu geben und die Stellhebel, an denen sich die Schwimmer befinden, vorteilhafterweise in der Längsrichtung des Behälters liegend anzuordnen. Dies ermöglicht nicht nur eine handliche Form der Behälter, die das Transportieren unter Tage sehr erleichtert;

j reicht die Größe eines Behälters an einer zu entwässernden Stelle nicht aus, so können mehrere derartige Behälter mit ihren Breitseiten nebeneinandergesetzt und parallel geschaltet werden. Die längliche Ausbildung gestattet auch, beträchtliche Hebellängen für die durch die Schwimmer betätigten Stellhebel anzuwenden, so daß man mit geringem Auftrieb und daher geringen Schwimmergrößen auskommt.

Diese längliche Ausbildung der Flüssigkeitsbehälter ist übrigens nicht nur anwendbar, wenn ein Entlüftungsventil vorgesehen und die Flüssigkeit dadurch angesaugt wird, sondern gestattet auch eine einfachere Ausbildung sog. Zulauf behälter, bei denen von einem Schwimmer ein Drucklufteinlaß in dem Dom des Behälters je nach dem

, Flüssigkeitsstand geöffnet oder geschlossen wird. Auch hier ergibt sich bei langgestrecktem Behälter, insbesondere durch Anwendung eines zweiarmigen Hebels, eine besonders leichte und einfache Bauweise. Um die Stellhebel und die Öffnungs- und Schließ-

organe möglichst vor der Verschmutzung durch die ! abzuführende Flüssigkeit zu schützen, können der bzw. die .Stellhebel oberhalb eines Zwischenbodens liegen, in einem Kaum, in den die Flüssigkeit nicht gelangt.

Xähere Einzelheiten der Erfindung, insbesondere das t'unktionelle Zusammenwirken der Stellhebel und Schwimmer, seien erläutert an Jland der Zeichnungen, auf denen verschiedene Ausführungsformcn

ίο der neuen Einrichtung dargestellt sind, und zwar zeigt

AbI). ι einen Längsschnitt durch den Förderbehälter in der Ruhestellung des Stellhebels mit . mehreren Flüssigkeitsständen,

Abb. 2a bis 2e zeigen in den verschiedenen Phasen die Stellung des Stellhebels und der Ventile. AbI). 3 ist ein waagerechter Schnitt durch den Flüssigkeitsbehälter gemäl! Abb. 1,

Abb. 4a bis 4c zeigen verschiedene Stellungen der Ventile bei einer anderen .Ausbildung der Stellhebel,

Abb. 5 zeigt in Seitenansicht mehrere nebeneinanderstehende Flüssigkeitsbehälter in kleinerem Maßstabe.

Abb. 6 ist ein den Abb. 1 und 4a entsprechender senkrechter Schnitt bei einer dritten Ausführungsform.

Hei den Anordnungen der .Abb. 1 bis 3 ist 1 der Förderbehälter, 2 das Rückschlagventil, durch das der Zulauf der Flüssigkeit aus dem Sumpf erfolgt. 3 ist die Steigleitung mit dem darin befindlichen Druckventil 4. Die mit dem Hahn 6 ausgerüstete Preßluftleitung 5 führt zu den Düsen 7, welche unmittelbar unterhalb der Schließflächen 9 der Entlüftungsöffnung cS münden, die durch einen an einer Spindel 11 geführten Ventilkegel 10 verschlossen wird. Um den Drehpunkt 12 ist der zweiarmige Stellliebel 13 drehbar; gegen diesen legt sich der ebenfalls um den Punkt 12 drehbare einarmige Hebel 28. an dessen Endpunkt 14 die Stange 15 ; pendelnd aufgehängt ist. Am unteren linde der Stange 15 sitzt der Schwimmer 16, der mit einer inneren Bohrung auf der im Boden des Behälters sitzenden (ileitstange 17 geführt ist; auf der Tragstange frei beweglich ist ein weiterer Schwimmer 18 angeordnet, der bei entleertem oder nahezu entleertem Behälter auf dem Schwimmer 16 aufsitzt. Am anderen Ende des Stellhebels 13 sitzt die Stange K). die den Drucklufthahn 6 öffnet und schließt. Am oberen Ende der Tragstange 15 ist ein Anschlag 20 für den beweglichen Schwimmer 18.

Der Drucklufthahn 6 ist als selbstschließendes Ventil ausgebildet, welches sich nur öffnet, wenn eine bestimmte Kraft auf die Stange 19 ausgeübt wird. Am unteren Ende der Spindel 11 sind Anschläge 29 und 30 vorgesehen, zwischen denen sich der Stellhebel 28 bewegt und auf die er zur Einwirkung gelangt.

Abb. 2a zeigt die Ruhestellung der Stellhebel 13 und 28, wenn der Flüssigkeitsstand in dem Behälter unterhalb Ii₁ liegt. Der Drucklufteinlaß 6 ist verschlossen, das Entlüftungsventil 10 geöffnet. Steigt ! die Flüssigkeit im Behälter an, so heben sich die Schwimmer 16 und 18, und der Stellhebel 28 kommt zum Anliegen an den Hebel 13 (Abb. 2b). Bei weiterem Ansteigen der Flüssigkeit erreicht diese den Spiegel H.,. in der die Schwimmer so weit angestiegen sind, daß d.ie Schräglage der Hebel 13 und 28 erreicht wird, die in Abb. 2c dargestellt ist. Der Drucklufteinlaß 6 wird geöffnet und entgegen der Kraft der Preßluft durch den auf die Schwimmer ausgeübten Auftrieb offen gehalten. Die nunmehr kräftig angesaugte Flüssigkeit steigt im Behälter rasch an, der Schwimmer 18 steigt nach oben und wirkt auf den Anschlag 20. Dabei kommen die Stellhebel 13 und 28 in die in Abb. 2 d bezeichnete Stellung. Der Stellhebel 28 hat vermittels des Anschlages 29 den Ventilkegel 10 gegen die Schließiläche 9 gedrückt, die Entlüftungsöffnung ist geschlossen. Der Drucklufteinlaß 6 bleibt geöffnet. Xunmehr drückt die Preßluft schlagartig den Flüssigkeitsspiegel nach unten, dabei sinkt zunächst der Schwimmer 18 und auch der Schwimmer 16, bis (vgl. AbI). 2e) die Stellung der Hebel 13 und 28 erreicht ist. bei der der Drucklufteinlaß geschlossen wird. Der Ventilkegel 10 liegt noch an der Schließfläche C). oberhalb der Flüssigkeit steht die Luft noch unter Druck und bewirkt ein weiteres Absinken des Schwimmers, so daß sich die in Abb. 2a gezeichnete Stellung der Hebel 13 und 28 ergibt. Dabei ist der Hebel 28 gegen den Anschlag 30 gestoßen und hat den Ventilkegel 10 abgehoben. Nun beginnt das Spiel von neuem, solange durch das natürliche Druckgefälle Flüssigkeit aus dem Sumpf in den Behälter einströmt, die durch Einwirkung auf den Schwimmer die Stellhebel in die in Abb. 2c dargestellte Lage bringt.

Bei der Anordnung der Abb. 4a bis 4c ist neben einem zweiarmigen um den Punkt τ2 drehbaren Hebel 3^T ein um den gleichen Punkt drehbarer einarmiger Hebel τ,2 vorhanden. Der linke Arm des zweiarmigen Hebels 31 greift in der gleichen Weise wie bei der Anordnung der Abb. 1 und 2a bis 2e an dem Drucklufteinlaß h an. Der einarmige 1 lebel τ,2 betätigt mittels der wiederum vorhandenen Anschläge 29 und 30 über die Spindeln den Kegel 10 des Entlüftungsventils und trägt am Ende eine Klaue 33, die über die Führungsstange 15 faßt und von dem Schwimmer 18 in seiner obersten Stellung nach oben gedrückt wird, während ein auf der Stange 15 befindlicher Mitnehmer 34 beim Hinuntergehen die Klaue 33 und damit auch den Hebel 32 nach unten drückt. Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist folgende:

Liegt der Flüssigkeitsstand im Behälter 1 unter dem Spiegel H_v so ist der Drucklufteinlaß 6 geschlossen und das Entlüftungsventil 8 geöffnet. Beim Ansteigen der Flüssigkeit wird, indem sich die Schwimmer 16 und 18 heben, der zweiarmige Hebel 31 schräg gestellt, wodurch der Drucklufteinlaß 6 geöffnet wird (Abb. 4b). Der Hebel 32 ist in waagerechter Lage verblieben. Durch das Einströmen der Preßluft wird ein Sog hervorgerufen, der die Flüssigkeit schnell ansteigen läßt, dabei hebt sich der Schwimmer 18 weiter und stößt in seiner höchsten Stellung (Flüssigkeitsstand /Z₃)

gegen die Klaue 33. Der Hebbel 32 stößt gegen den Anschlag 29 und drückt den Kegel 10 auf seinen Sitz. Nunmehr wird die Preßluft in den Behälter gedruckt und verursacht ein schlagartiges Herausdrücken des Wassers in die Steigleitung 3. Damit sinkt sogleich der Schwimmer 18; Trotzdem bleibt die Entlüftung geschlossen, weil das geringe Gewicht des Hebels 32 den Kegel 18 nicht abzusenken vermag, der durch die unterhalb desselben ausströmende Preßluft festgehalten wird. Erst wenn der Flüssigkeitsspiegel die Höhe H₂ erreicht hat, zieht das Gewicht der Schwimmer den zweiarmigen Hebel 31 in die waagerechte Lage zurück, und der Drucklufteinlaß 6 wird geschlossen. Der an der Führungsstange 15 angeordnete Mitnehmer 34 erfaßt jetzt den Hebel 32 und öffnet kurze Zeit darauf auch das Ventil 8. Die Flüssigkeit sinkt also nur bis zum Stand H₁ ab. Die nunmehr von außen zuströmende Flüssigkeit hebt den Spiegel bis zum Stand H₂, alsdann wird der Drucklufteinlaß 6 wieder geöffnet, und das Spiel wiederholt sich.

Abb. 5 läßt erkennen, wie bei langgestreckt rechteckiger Ausbildung der Behälter mehrere derselben nebeneinandergesetzt werden können, falls die anfallende Flüssigkeitsmenge für einen einzelnen Behälter zu groß ist. Durch Leitungen 21 werden die Steigleitungen 3 der einzelnen Behälter zusammengefaßt und über ein Druckventil 22 einer gemeinsamen Steigleitung zugeführt.

Bei der Anordnung nach Abb. 6 befindet sich der Stellhebel 13 oberhalb eines Zwischenbodens 23 des Behälters 1 in einemRaum 25, der mit einer Seitenkammer 24 verbunden ist. Die Kammer 24 steht durch öffnungen 26 und 27 mit dem Hauptteil des Behälters in Verbindung, so daß die Flüssigkeit in beiden Behälterteilen die gleiche Höhe erreicht. Das Entlüftungsventil 8 muß nunmehr in der Decke des Raumes 25 angebracht werden. Diese Anordnung verfolgt den Zweck, den Drucklufthahn und das Steuerventil sowie die damit verbundenen mechanischen Teile vor der Verschmutzung durch die angesaugte Flüssigkeit zu schützen.

Claims (7)

1. Patentanspruch!·::

   i. Druckluftflüssigkeitsheber, in dessem Förderbehälter ein Schwimmer ein Entlüftungsventil betätigt, bei dessen Offenstellung die Druckluft die Flüssigkeit ansaugt, während sie sie in der Schließstellung in die Förderleitung drückt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwimmer (16) einen Drucklufteinlaß (6) öffnet, wenn der Spiegel der Flüssigkeit eine bestimmte Höhe erreicht, und ihn schließt, wenn diese Höhe nach Arbeiten des Hebers wieder unterschritten wird.
2. 2. Druckluftflüssigkeitsheber nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der das Entlüftungsventil (10) steuernde Schwimmer (18) auf der senkrechten Führungsstange (15) des den Drucklufteinlaß (6) betätigenden Schwimmers (16) beweglich angeordnet ist und beide Schwimmer (16, 18) auf Stellhebel (13, 28 bzw. 31, 32) einwirken, die in der Ruhestellung den Drucklufteinlaß (6) sperren, das Entlüftungsventil (10) offen lassen, in einer zweiten Stellung den Drucklufteinlaß (6) öffnen, das Entlüftungsventil (10) aber offen lassen, während sie in einer dritten Stellung bei geöffnetem Drucklufteinlaß (6) das Entlüftungsventil (10) schließen.
3. 3. Druckluftflüssigkeitsheber nach Anpruch 1 und 2, gekennzeichnet durch gesonderte Stellhebel für Drucklufteinlaß (6) und Entlüftungsventil (10), zwischen denen nur in einer Bewegungsrichtung eine teilweise gegenseitige Zwangsführung besteht.
4. 4. Druckluftflüssigkeitsheber nach Anspruch 1 bis 3> gekennzeichnet durch eine Ausbildung des Drucklufteinlasses (6) als Selbstschlußventil, welches bei verschiedenen Lagen des Stellhebels (13) entsprechend der Ventilstellung den Einlaß (6) genügend weit öffnet.
5. 5. Druckluftflüssigkeitsheber nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine pendelnde Aufhängung der senkrechten Führungsstange (15) des Schwimmers (16) an den Stellhebeln (13, 28 bzw. 31, 32).
6. 6. Druckluftflüssigkeitsheber nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Stellhebel (13, 28) für den Drucklufteinlaß (6) und das Entlüftungsventil (10) oberhalb eines Zwischenbodens (23) liegen.
7. 7. Druckluftflüssigkeitsheber nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderbehälter (1) einen langgestreckten Querschnitt hat und der bzw. die von den Schwimmern (16, 18) betätigten Stellhebel (13, 28 bzw. 31, 32) in der Behälterlängsrichtung liegen.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

   2600U. DO