DE875140C - Pumpanlage zur Fluessigkeitsfoerderung aus Tiefbrunnen - Google Patents

Description

• Pumpanlage zur Flüssigkeitsförderung aus Tiefbrunnen Die Erfindung erstreckt sich auf Pumpanlagen zur Flüssigkeitsförderung aus Tiefbrunnen mit einer vorzugsweise durch ein Windrad angetriebenen Kolbenpumpe. Während es bei Kolbenpumpanlagen mit außerhalb des Brunnens angeordneter Pumpe allgemein üblich ist, in die Druckleitung zum Ausgleich von Druckschwankungen einen Windkessel möglichst nahe bei der Pumpe einzufügen, hat man bei Tiefbrunnenpumpanlagen mit in den Brunnen versenkter Pumpe bisher die Windkessel erst an der Austrittsstelle der Förderleitung aus dem Brunnen in Bodenhöhe angeordnet. An dieser Stelle können die Windkessel jedoch ihren Zweck nur sehr unvollkommen erfüllen, da die teilweise eine sehr große Masse darstellende Flüssigkeitssäule innerhalb der Förderleitung bei jedem Pumpenhub neu beschleunigt werden muß.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Antriebskr aftbedarf von Tiefbrunnenkolbenpumpanlagen durch Vermeiden der jedesmaligen Beschleunigung der gesamten Flüssigkeitssäule in der Förderleitung bei jedem Pumpenhub wirksam herabzusetzen und dadurch die Förderleistung. bei Verwendung einer nicht überlastbaren Antriebsquelle, wie z. B. eines Windmotors, zu verbessern. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung grundsätzlich durch die Anordnung eines Windkessels mit kleinem Querschnitt im Innern des Brunnenrohres in unmittelbarer Nähe der Tiefbrunnenpumpe gelöst. Die Anbringung des Windkessels an dieser Stelle gibt dabei gleichzeitig die Möglichkeit, eine Tiefbrunnenpumpe mit verhältnismäßig hoher Kolbengeschwindigkeit zu verwenden und dadurch an Material und Gewicht zu sparen, was wiederum besonders bei einem Windradantrieb zur Verbesserung desAnlaufverhaltens derAnlage beiträgt.
• Im weiteren Ausbau der Erfindung wird der Windkessel zweckmäßig von der Förderleitung und einem die Leitung umgebenden Mantel gebildet. Bei dieser Ausgestaltung wird durch die doppelte Ausnutzung der Förderleitungswandung eine besonders raumsparende Anordnung des Windkessels erzielt, der gegebenenfalls unter örtlicher Einschnürung des Förderleitungsquerschnittes sogar gänzlich innerhalb des Förderleitungsaußendurchmessers untergebracht werden kann.
• Gemäß einer weiteren vorteilhaftenAusgestaltung des Erfindungsgegenstandes werden als Druckausgleichselement für den Windkessel ein oder mehrere hermetisch abgeschlossene Federkörper verwendet. Durch diese Maßnahme erübrigt sich das bei Windkesseln mit einem unmittelbar an das Wasser grenzenden Luftpolster zur Ergänzung der vom Wasser gelösten Luft erforderliche Mitfördern von Luft durch die Pumpe, so daß diese bis in den Brunnensumpf versenkt werden kann, wo ihr das Wasser ohne eigentliches Aussaugen von selbst zufließt.
• In -der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung in drei Abbildungen dargestellt. Von diesen zeigen im einzelnen Abb. i eine Tiefbrunnenwindpumpanlage im Aufriß, Abb. 2 einen Längsschnitt durch den eingerahmten Teil II der Abb. i in vergrößertem Maßstab und Abb. 3 eine abgewandelte Ausführungsform des Windkessels ebenfalls im Längsschnitt.
• In den Abb. i und 2 bezeichnet i eine Tiefbrunnenkolbenpumpe, die im Sumpf eines Brunnens 2 mit Filterkorb 3 angeordnet ist und zur Wasserförderung durch eine Förderleitung 4 dient. Die Pumpe i enthält einen Kolben 5 mit Druckventil 6. Der Kolben wird durch ein Drahtseil ? von dem Antriebshebel 8 eines Windmotors 9 mit Übertragungsstoßstange io im Innern eines abgestrebten Rohrmastes i i betätigt und fördert dabei das durch ein Saugfilter 12 mit Fußventil 13 zufließende Wasser durch die Förderleitung 4 mit Austrittsarmatur 14 in einen Vorratsbehälter 15. Unmittelbar über der Pumpe i ist innerhalb des Rohrbrunnens 2 mit Filterkorb 3 ein Windkessel 16 angeordnet, der von der Wandung der Förderleitung 4 und einem konzentrisch herumgelegten Mantel 17 sowie Boden 18 und Deckel i9 gebildet wird. Die Verbindung zwischen dem Windkessel 16 und der Förderleitung 4 besteht dabei aus Öffnungen 2o innerhalb der letzteren. Als Druckausgleichselement ist im Innern des Windkessels 16 ein Federkörper 21 mit ringförmigem Querschnitt und hermetisch abgeschlossenem Luftraum 22 angeordnet. Die Wirkungsweise der an Hand der Abb. i und :2 beschriebenenTiefbrunnenpumpanlage ist folgende: Beim Beginn der Wasserförderung durch Heben und Senken des Kolbens 5 innerhalb des Zylinders i durch den Windmotor 9 mittels des Drahtseils 7 steigt das Wasser in .der Förderleitung 4 hoch und tritt dabei durch die Öffnungen 2o auch in den unteren Teil des Windkessels 16 ein. Mit zunehmendem Druck entsprechend der jeweilig erreichten Füllung der Förderleitung 4 steigt das Wasser auch im Windkessel so weit an, bis sich der Wasserdruck mit dem Druck der im oberen Teil des Windkessels eingeschlossenen Luft das Gleichgewicht hält. Infolge der auch im Dauerbetrieb mit ganz gefüllter Förderleitung und bei Wasserförderung durch die Austrittsarmatur 14 während jedes einzelnen Kolbenspieles in dem unteren Teil der Förderleitung 4 und den Öffnungen 2o auftretenden Druckschwankungen tritt ein Teil des bei jedem Aufwärtshub von dem Kolben 5 geförderten Wassers zunächst in den Windkessel 16 ein, um während des Abwärtsganges des Kolbens und dem damit verbundenen Absinken des Druckes innerhalb der Förderleitung aus dem Windkessel 16 wieder in die Leitung 4 zurückfließen. Durch den ständigen Wechsel eines Teiles der Wasserfüllung des Windkessels 16 verringert sich dessen im Oberteil eingeschlossene Luftmenge infolgeLösungsbildung mit dem Wasser so lange, wie eine unmittelbare Berührung zwischen Wasser und Luft innerhalb des Windkessels stattfindet. Nach einer gewissen Betriebszeit der Pumpanlage ist daher der gesamte Innenraum des Windkessels 16 mit Wasser gefüllt bis auf den hermetisch abgeschlossenen Innenraum 22 des Federkörpers 21, der von diesem Zeitpunkt ab die Druckausgleichswirkung durch abwechselnde Verringerung und Vergrößerung seines Volumens allein herbeiführt.
• Bei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel gemäß Abb.3 ist der Windkessel als ein langgestreckter Hohlzylinder 23 mit gleichem Außendurchmesser wie die Förderleitung 4 gestaltet, die im Bereich des Windkessels örtlich eingeschnürt ist. Als Druckausgleichselement ist in diesem Fall ein hermetisch abgeschlossener Membrankörper 24 aus Gummi oder einem ähnlichen luftdichten Werkstoff im Innern des Hohlzylinders 23 mit kreisringförmigem Querschnitt angeordnet, .durch den ein Lösen des eingeschlossenen Gases, vorzugsweise Luft, in der Wasserfüllung des unteren Windkesselteils, der durch Öffnungen 2o mit der Förderleitung 4 in Verbindung steht, verhindert wird.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE-i. Pumpanlage zur Flüssigkeitsförderung aus Tiefbrunnen mit einer vorzugsweise durch ein Windrad angetriebenen Kolbenpumpe, gekennzeichnet durch einen im Innern des Brunnens in Pumpennähe angeordneten Windkessel (i6, 23) mit kleinem Durchmesser.
2. 2. Pumpanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Windkessel (i6) von der Wandung der Förderleitung (4) und einem diese umgebenden Mantel (i7) gebildet wird.
3. 3. Pumpanlage nach Anspruch i oder 2, gekennzeichnet durch die Anordnung eines oder mehrerer hermetisch abgeschlossener Federkörper (2i, 24) als Druckausgleichselement für den Windkessel.