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Einrichtung zum Fördern von Flüssigkeiten mittels Druckluft aus einem
Sumpf Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Fördern von Flüssigkeiten
mittels Druckluft aus einem Sumpf, bei welcher die Flüssigkeit aus einem Behälter
im Wechsel mit dem Einströmen von der Druckluft in eine Steigleitung gedrückt wird.
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Derartige Einrichtungen werden namentlich im Bergbau in Sümpfen, in
denen sich das Wasser ansammelt, untergebracht, um das Wasser wegzupumpen. Sie sind
in der Regel der Beobachtung und Wartung entzogen oder sehr schlecht zugänglich,
so daß die Einrichtungen wartungsfrei betriebssicher arbeiten müssen. Für das betriebssichere
und wartungsfreie Arbeiten ist die Aus-Bildung der Steuereinrichtung von ausschlaggebender
Bedeutung.
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Nach der Erfindung ist der das Einströmen der Druckluft auf den Spiegel
der im Behälter befindlichen Flüssigkeit und das Ausströmen der Luft aus dem Behälter
steuernde Kolben über eine Kolbenstange mit einer Membran von verhältnismäßig großem,
den Kolbendurchmesser übersteigendem Durchmesser verbunden und weist der Membranraum
auf der dem Kolben abgewandten Membranseite eine durch einen Schwimmer im Behälter
absperrbare Verbindung mit dem unteren Teil des Behälters sowie die Kolbenstange
von der dem Kolben abgewandten Seite aus eine Axialbohrung
rnit
Ausmündungen, in die Luftauslaßkammer auf der dem Lufteintritt abgewandten Kolbenseite
auf. Hierdurch ist eine Einrichtung zum Fördern von Flüssigkeit mittels Druckluft
geschaffen, die. bei einfacher Ausführung eine sichere Umsteuerung der Druckluft
auf Ausdrücken und Auslaß gewährleistet.
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Zweckmäßig ist die Luftauslaßkammer mit einem in :Mihängigkeit des
Flüssigkeitsstandes im Sumpf sich öffnenden und schließenden Auslaßventil versehen.
Dies bietet den Vorteil, daß die Einrichtung nur dann arbeitet, wenn der Sumpf mit
Wasser gefüllt und eine Füllung des Behälters durch das Wasser gewährleistet ist;
denn mit der Sperrung des Auslaßventils kann keine Druckluft aus dem Behälter entweichen,
so daß der Steuerkolben so lange in der den Zutritt von Druckluft sperrenden Stellung
verharren muß, bis eine Öffnung des Auslaßventils unter dem Druck der Flüssigkeitssäule
im Sumpf erfolgt und die Restluft aus dem Behälter entweichen kann. Die Folge hiervon
ist, daß die Einrichtung nicht leer arbeiten kann.
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Die Ventilsteuerung kann aus einer entgegen einer Federkraft von der
Flüssigkeitssäule im Sumpf belasteten Membran bestehen, welche mit dein Ventil verbunden
ist. Die Federkraft ist hierbei so bemessen, daß sie der gewünschten Höhe einer
Flüssigkeitssäule entspricht und demzufolge nach dem Abfallen des Flüssigkeitsstandes
auf" diese Höhe infolge der Füllung des Behälters zum Ansprechen kommt, d. h. das
Auslaßventil schließt, so daß ein Luftüberdruck im Behälter bestehenbleibt. der
ausreicht, um den Steuerkolben in der den Zutritt von neuer Druckluft sperrenden
Stellung zu halten.
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Es empfiehlt sich, den Membratiraum auf der <lern Kolben zugewandten
Seite mit einer ins Freie mündenden Öffnung zu versehen. Durch diese Öffnung kann
die oberhalb der Membran befindliche Luft entweichen, oder es kann Frischluft auf
dieser \lemüranseite zutreten, so daß die Membran keine Gewegungshemmung durch ein
auf ihrer Oberseite lastendes Luftpolster erfährt.
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ine besonders zweckmäßige Ausführungsform der' Erfindung besteht darin,
daß nebeneinanderliegend zwei im Wechsel miteinander durch Druckluft zu beaufschlagende
und auszudrückende Flüssigkeit aufnehmende Behälter angeordnet sind und der Steuerkolben
des einen Behälters mit dem größeren Durchmesser aufweisenden und mit der \lenibransteuerung
verbundenen Steuerkolben des anderen Behälters verbunden ist. Auf .diese Weise ist
eine Einrichtung geschaffen, die ununterbrochen Wasser aus dem Sumpf fördern kann
und sich dalier namentlich für solche Fälle eignet, in denen mit einem großen Wasserzulauf
zu rechnen ist.
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Bei dieser doppelt wirkenden Einrichtung ist das Auslaßventil an die
Luftauslaßkammer des mit der Menibransteuerung verbundenen Steuerkolbens angeschlossen,
so daß trotz der Doppelwirkung lediglich eine Steuerung für beide Kolhen vorhanden
ist.
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Die Zeichnung veranschaulicht zwei Ausführung@l>eia@ielc der Erfindung.
Abb. i läßt im Aufriß die Ausbildung der Einrichtung mit nur einem Flüssigkeitsbehälter
erkennen,; Abb. 2. gibt vergrößert tierausgezeichnet den Aufriß der Steuerorgane
im Schnitt wieder; Abb.3 .ist der Aufriß einer mit zwei Behältern ausgerüsteten
doppelt wirkenden Einrichtung; Abb. 4 verdeutlicht im Aufriß die Steuerkolben für
die Einrichtung nach Abb. 3 im Schnitt.
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Die Einrichtung besteht aus dem Behälter i, welcher mit einem Rückschlagventii
2 für den Wassereinlaß ausgerüstet und im Sumpf 3 angeordnet ist. Das Ausdrucken
der in den Behälter i eingedrungenen Flüssigkeit erfolgt mittels Druckluft, die
durch die Leitung 4 zugeführt wird. Bei dem Ausdrücken schließt sich das Rückschlagventil
2. Die Flüssigkeit aus dem Behälter wird in die Steigleitung 5 hochgedrückt.
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Die Steuerung für die Druckluft besteht aus dem Kolben 6, der über
eine Kolbenstange 7 mit der Membran 8 verbunden ist. Je'nach der Stellung des Kolbens
6 strömt Druckluft durch die Leitung 4 in die Leitung 9 und damit auf die Oberfläche
der Flüssigkeit im Behälter i, oder es wird die Leitung 4 durch den Kolben 6 gesperrt,
so daß die Luft aus dem Behälter durch die Leitung-9 unter den Kolben 6 und in den
Luftauslaßraum io, in welchem die Luft eine Stauung erfährt, und durch die Mündungen
i i sowie die Axialbohrung 12 der Kolbenstange auf die Unterseite der Membran 8
strömt.
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Der Membranraum 13 weist eine Verbindung 14 mit dem Behälterunterteil
auf, in welchem sich in einem Korb 15 ein Schwimmer 16 zum Schließen der Verbindung
befindet. Auf der Oberseite der Membran 8 weist der Mem'branraum 13 eine ins Freie
miindende Öffnung 26 auf.
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An den Luftauslaßraum ist ein Ventil 17 angeschlossen. Dieses Ventil
ist durch eine Ventilstange 18 mit der Membran i9 verbunden. Die Membran steht unter
dem Druck einer Feder 20, -die bestrebt ist, die Membran 'hochzudrücken und damit
das Ventil 17 in die Schließstellung zu führen. Der obere Membranraum 21 weist Verbindungsöffnungen
22 zum Sumpf auf, so daß die Membran von dem im Sumpf herrschenden Flüssigkeitszustand
belastet ist.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Bei mit Flüssigkeit
gefülltem Behälter i ist der Steuerkolben 6 von dem in der Leitung 4 herrschenden
Luftdruck in die untere Stellung gedrückt, so .daß die Membran 8 die in Abb. 2 strichpunktiert
wiedergegebene Lage einnimmt. Die Druckluft strömt durch die Leitung 9 in den Behälter
i und beaufschlagt die Flüssigkeit, welche hierdurch durch die Steigleitung - ausgedrückt
wird. Wenn der Flüssigkeitsstand im Behälter auf die aus Abb. 2 ersichtliche Höhe
gefallen ist, dann gibt der Schwimmer 16 die Verbindung 14 zum Membranraum 13 frei,
so d.aß die Druckluft auf die Unterseite der Membran wirkt und den Kolben 6 infolge
der größeren Nlembranfläche in die gezeigte Schließstellung zurückführt. Die Luft
im
Behälter strömt jetzt durch die Leitung 9 in den Luftauslaßraum
io ab, wobei ein Überströmen von Druckluft durch die Öffnungen i i und die Axialbohrung
12 auf die Membranunterseite erfolgt und der Kolben während des Ausströmens der
Luft aus (lern Behälter weiter in der Schließstellung gehalten wird. Ist der Flüssigkeitsstand
im Sumpf nicht hoch genug, um das Ventil 17 offen zu halten, dann 'hält die
Feder 2o das Ventil 17 so lange geschlossen, bis der Flüssigkeitsstand im Sumpf
\vieder eine solche Höhe erreicht hat, die ausreicht, uni das Ventil 17 zu öffnen.
Solange das Ventil 17 geschlossen ist, kann keine weitere Luft aus dem 13eliälter
t mehr abströmen mit der Folge, daß die Vorrichtung auch nicht zum Arbeiten kommt.
Erst beim Vorhandensein einer hinreichenden Wassermenge, die auch eine Füllung des
Behälters i gewährleistet, öffnet sich das Ventil 17 und läßt die restliche Druckluft
aus dem Behälter i aus, so daß infolge des Druckwegfalls die Druckluft in der Zuleitung
.I den Kolben 6 erneut verschieben kann, damit die neu in den Behälter eingedrungene
Flüssigkeit von der Druckluft durch die Leitung 5 ausgedrückt wird.
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Gemäß Abb. 3 sind zwei Behälter i vorgesehen, aus denen im Wechsel
Flüssigkeit ausgedrückt wird. Zur Steuerung der Druckluft für beide Behälter ist
außer dem Kolben 6 für den rechtsseitigen Behälter i ein kleinerer Kolben 23 für
den linksseitigen Behälter i vorgesehen. Die Zuleitung der Druckluft für leide Behälter
erfolgt durch die "Zuleitung 2.4. Beide Kolben sind durch eine Kolbenstange 25 miteinander
verbunden. Wenn der Kolben 6 den Zutritt von Druckluft sperrt, dann hat der Kolben
23 den Zutritt der Druckluft geöffnet. Die -Nlemliransteuerung des Kolbens 6 und
die Steuerung des Luftauslasses aus dem rechtsseitigen Behälter i ist in der gleichen
Weise wie in Abb. i und 2 ausgebildet. Da die Steuerung der Druckluft für beide
Behälter miteinander gekuppelt ist und beide Behälter in dem gleichen Sumpf liegen,
genügt es, claß nur für den einen Behälter eine Steuerung der Kolbenverschiebung
und des Druckablasses vorgesehen ist.