EP0183155B1 - Automatic liquid-raising device - Google Patents

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EP0183155B1
EP0183155B1 EP85114584A EP85114584A EP0183155B1 EP 0183155 B1 EP0183155 B1 EP 0183155B1 EP 85114584 A EP85114584 A EP 85114584A EP 85114584 A EP85114584 A EP 85114584A EP 0183155 B1 EP0183155 B1 EP 0183155B1
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EP
European Patent Office
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liquid
working chamber
storage tank
raising device
working
Prior art date
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Expired
Application number
EP85114584A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP0183155A1 (en
Inventor
Ernst Funk
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of EP0183155A1 publication Critical patent/EP0183155A1/en
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Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F1/00—Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped
    • F04F1/02—Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped using both positively and negatively pressurised fluid medium, e.g. alternating

Definitions

  • the invention relates to an automatic liquid elevator with a storage container, a closed working container arranged below the storage container, and a closed suction container arranged above the storage container and a liquid outlet connected to the suction container.
  • the underside of the working container is connected to a liquid discharge line which is led downwards over a predetermined length and on its upper side to a negative pressure line leading into the suction container, and the storage container is connected to the working container via a liquid inlet line.
  • the suction container is connected to a suction pipe, and a first shut-off device which closes or releases the liquid inlet line, depending on the filling state of the working container, is arranged on the liquid inlet line, while a second shut-off device, which acts as a vacuum safety device, is arranged between the suction container and the liquid outlet .
  • Such liquid elevators are generally known and described for example in DE-PS 377 967. They are based on the basic principle that a vacuum is generated in the closed working container by the outflow of the liquid, which is transferred via the vacuum line into the higher-lying suction container and can be used to raise a liquid from a lower level of the suction container. As a result of the afterflow of liquid from the storage container into the working container, an overpressure is again generated in it, which is also transmitted via the vacuum line into the suction container and serves to push the liquid lifted into the suction container through the liquid outlet. It is thus possible with such devices to automatically lift liquid from a lower level to a higher level in intermittent operation, the liquid present in or flowing into the storage container serving as the working liquid.
  • the well-known liquid elevator has the disadvantage that it is provided with a series of U-shaped tubes lying outside the container, which serve as liquid closures and shut-off devices, which takes up a large amount of space and that the first shut-off device, which is the inlet controls from the storage container into the working container, by means of which the liquid flowing out of the liquid drain line is actuated, which is cumbersome, costs energy and increases the space requirement even further.
  • the object of the invention was to improve an automatic liquid elevator of the type described above so that it can be built extremely compact and space-saving. This creates the prerequisites for fully utilizing the advantages of such a liquid elevator operating without external energy, which controls itself and works with few moving parts.
  • the liquid elevator works with float-controlled inlet and outlet valves on the work tank, so that the inlet and outlet control is directly dependent on the liquid level in the work tank.
  • valve plate on the inlet valve is designed as a membrane, the edges of which are tightly connected to the upper side of the partition between the storage container and the working container, the space below the membrane being connected via an opening in the partition to the Interior of the working container is coupled.
  • the membrane is another membrane within the working container, the edges of which are tightly connected to the underside of the partition.
  • the structure of the liquid elevator is extremely compact and space-saving in all the embodiments described below. In this way, the smallest possible embodiment of the liquid elevator, for example in the household.
  • a particular advantage here is that the working fluid and the fluid conveyed can, but do not have to, be identical. Inferior water, for example, or rainwater accumulating on the roof of a house, for example, can be used as the working fluid to raise a higher quality water to a higher level without requiring a lot of energy.
  • the liquid elevator according to the invention can be constructed from different materials.
  • Containers and lines can be made of metal or plastic.
  • embodiments with tanks made of reinforced concrete are also conceivable.
  • the liquid elevator shown in FIG. 1 has a closed working container 1. Immediately above the working container 1 there is a storage container 3 which is separated from the working container by a partition 3a.
  • the working liquid which can be water, for example, is collected in the storage container 3. It is indicated by the water level W and can continuously flow into the reservoir from devices that are not shown.
  • a liquid supply line 6 is led into the storage container 3 and bent there in a U-shape such that its inlet opening 6a, which forms a valve seat, points downward in the direction of the working container 1.
  • the underside of the working container 1 is connected to a liquid drain line 5, the upward-facing inlet opening 5a of which is designed as a valve seat and the outlet opening 5b of which is below the inlet opening 5a by a predetermined height Hu.
  • a float 9 is arranged in the working container 1 and slidably engages around a valve rod 10.
  • the valve rod 10 is passed through the partition 3a between the working container 1 and the storage container 3, the passage channel being sealed against the passage of liquid by means of a sealing bellows 12.
  • a valve plate 13 is arranged inside the storage container 3 opposite the valve seat 6a.
  • a valve plate 14 is arranged in the working container 1 opposite the valve seat 5a.
  • a stop plate 11 is fixedly arranged in the working container 1 above the float 9 on the valve rod 10.
  • a vacuum line 7 is also connected, which is led from above into a closed suction container 2 arranged above the storage container 3.
  • the suction container 2 has on its underside a liquid outlet 2a, which can be closed with a non-return valve 16 acting as a vacuum safety device.
  • the suction container 2 is connected via a check valve 15 to an intake pipe 8 which, in the exemplary embodiment shown, is introduced into the storage container 3.
  • the suction pipe 8 can also be led into any other liquid container from which liquid is to be lifted.
  • the suction container 2 is arranged inside a prey container 4, into which, as explained in more detail below, the raised liquid is dispensed.
  • this loot container 4 is not absolutely necessary, especially when an intermittent outflow of the liquid from the liquid outlet 2a is not disruptive.
  • the prey container 4 is likewise closed all round and has an air outlet opening 4a on its upper side, which can be closed by a float 17 guided on a guide track 18 when the water level rises in order to prevent the prey container 4 from overflowing.
  • the storage container 3 has an overflow with an overflow opening 19a, to which an overflow pipe 19 connects, which is guided downwards and into which the liquid drain line 5 led downwards from the working container 1 opens out, that the outlet opening 5b is located within the overflow pipe 19.
  • This embodiment is also not mandatory.
  • any overflow that may be present on the storage container 3 can also be discharged differently.
  • the overflow pipe 19 is omitted and on the other hand the outlet opening 5b is closed with a hydraulic closure 20 which prevents air bubbles from penetrating into the liquid drain line 5 from below.
  • the variant according to FIG. 3 represents a combination of the embodiments according to FIGS. 1 and 2.
  • the liquid drain line 5 is in turn led into the overflow pipe 19 and also closed at its lower end with a hydraulic closure 20, above the outlet opening 5b there is provided a cover 21 which is conical in its upper region and which results in a narrowing of the outer cross section in the overflow pipe 19. As explained further below, this produces an injector effect.
  • a ventilation valve 22 it may be expedient to connect the interior of the working container 1 to the exterior via a ventilation valve 22.
  • the actuating member 22a of the 'ventilation valve 22 lies in the path of the float 9 directly in front of the lower valve plate 14, which also serves as a stop for the float 9.
  • the working fluid flows from the storage container 3 into the working container 1 and lifts the float 9. This slides up on the valve rod 10 and finally abuts the stop plate 11. If the water level continues to rise, the float 9 pushes the stop plate 11 upwards and the valve plate 13 sits on the valve seat 6a, which interrupts the inflow. At the same time, the valve plate 14 is thereby lifted off the valve seat 5a and the drain is opened.
  • the suction container 2 may be as much higher than the water level W in the reservoir 3 as the inlet opening 5a of the liquid discharge line 5 is above the outlet opening 5b. According to generally known principles, this height can be around 10 m for water as working and prey liquid under normal conditions.
  • the float 9 moves downward and finally sits on the valve plate 14 from above and presses it onto the valve seat 5a, whereby the drain is closed again.
  • the ventilation valve 22 is actuated, as a result of which the interior of the working container 1 is ventilated.
  • the prey container 4 is designed as a closed container from which the air can escape through a ventilation opening 4a.
  • This opening 4a is closed by a float 17 guided in the guideway 18 when the prey container 4 is filled. This brings the entire system to a standstill.
  • the check valve 15 prevents the pumped liquid from flowing back into the reservoir 3 from the suction container 2.
  • phase 2 The following functional phase corresponds to phase 2.
  • the liquid flowing through the overflow pipe 19 can produce the effect of a jet pump which accelerates the outflow of the working liquid from the working container 1.
  • the outflow of the liquid through the overflow pipe 19 gives rise to a flow acceleration and thus a negative pressure in the space between the cover 21 and the outer wall of the cross-sectional constriction between the cover 21 and the inner wall of the overflow pipe 19 Liquid drain line 5.
  • the outlet opening 5 b of the liquid drain line 5 complete with a hydraulic closure 20.
  • Overflow pipe 19 and hydraulic closure 20 are not necessary components of the liquid elevator. However, they are beneficial and increase the performance of the system. Whether they are used depends on the amount of working fluid, the required delivery rate and the pressure differences that occur.
  • loot container 4 is also not absolutely necessary. When waiving. this container results in a pulsating liquid flow at the liquid outlet 2a.
  • FIG. 4 and 5 an embodiment of a liquid elevator is shown, which differs from the embodiment according to FIG. 1 in that float-controlled inlet and outlet valves on the working container 1 are dispensed with.
  • This is advantageous insofar as the overall device has fewer parts to be moved mechanically and is generally less expensive to produce.
  • valve disk closing this valve seat is designed, for example, as a circular membrane 23 made of elastic material, the outer edge of which is firmly connected to the upper side of the partition 3a in a liquid-tight and gas-tight manner.
  • a passage opening 24 is arranged in the edge region of the membrane 23 in the partition 3a.
  • a further membrane 25 made of elastic material is arranged in the working container 1 opposite the membrane 23 on the underside of the partition 3a, the outer edge of which is also connected liquid-tight and gas-tight to the partition 3a. In this way, an air cushion delimited by the two membranes 23 and 25 is obtained and the spaces below or above the membranes are connected to one another via the opening 24.
  • the liquid drain line 5 is guided into the working container 1 from below, up to directly below the partition 3a, where it forms a U-shaped bend 5c and is guided downwards again so far that the lower inlet opening 5a 'is the deepest Point in the working container 1 is opposite.
  • the inlet opening 5a is arranged within a recess 1a in the bottom of the working container 1.
  • this design of the liquid drain line 5 within the working container 1 is not absolutely necessary.
  • the liquid drain line 5 can also, as in the exemplary embodiment according to FIG. 1, open directly on the underside of the working container 1 and it is not even necessary for a drain valve to be present at this point. In this case, however, it is expedient if the cross section of the liquid drain line 5 is significantly smaller than the cross section of the liquid feed line 6. In contrast, in the embodiment according to FIG. 1, the cross section of the liquid drain line 5 needs to be only slightly smaller than that Cross section of the liquid supply line 6.
  • a ventilation valve is arranged on the working container 1, through which the working container 1 is aerated when the empty state is reached.
  • this ventilation valve is designed to be float-controlled in a particularly simple manner.
  • a ventilation hose 26 is arranged in the working container 1, the inlet opening .26a of which is led to the outside of the working container 1.
  • the inner end of the ventilation hose 26 is carried by a float 27, so that when the working container 1 is full, the inner end of the ventilation hose 26 is vertical in the working container 1. In this position, which is shown in FIG. 4, the ventilation hose 26, which is guided through a kink element 28, runs over two kink edges 28a and 28b, where it is kinked twice.
  • the ventilation hose 26 also lies in the lower part of the working container 1 and is detached from the folding edges 28a and 28b. In this non-kinked state, air can then flow in from outside through the inlet opening 26a for ventilation of the working container 1.
  • the float 27 moves downward and finally opens the ventilation valve in the manner described above when completely empty. After the ventilation of the working container 1, there is no longer any negative pressure on the valve seat 6a 'of the liquid supply line 6, so that the membrane 23 is returned to the position indicated in FIG. 5 by 23' by the water pressure in the storage container 3 is pressed and thus the third phase is initiated, which corresponds to the filling of the working container 1 of the first phase.
  • the overpressure in the working container 1 and therefore also in the suction container 2 must not be as great as the water pressure in the bottom region of the storage container 3, because otherwise the compressed air enters the open storage container 3 and the liquid does not come out of the suction container 2 in the prey container 4 can be pressed.
  • the suction pipe 8 at the upper end of which no check valve is arranged in the embodiment according to FIG. 4 is guided into the storage container 3 in such a way that its lower opening is at a predetermined height above the partition 3a.
  • the overpressure in the suction tank 2 then corresponds to the height of the water level in the storage tank 3 above the lower end of the suction pipe 8 and the difference between the water pressure on the membrane 23 and the air pressure on the membrane 25 always corresponds to the distance of the lower end of the suction pipe 8 from the Partition 3a. This ensures that the inlet opening 6a 'remains open until the working container 1 is filled.

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Abstract

1. An automatic liquid-raising device with a storage tank (3) positioned above a closed working chamber (1), and a closed suction chamber (2) positioned above the storage tank (3) and having an outlet for liquid ; the working chamber (1) having a drain pipe (5) extending a certain distance downwards from its bottom and a suction-transfer pipe (7) rising from its top to the suction chamber (2) ; the storage tank (3) being connected through a charging pipe (6) to the working chamber (1) ; the suction chamber (2) having a feed pipe through which it aspirates liquid ; the charging pipe (6) having a valve (6a) for controlling the flow of liquid reaching the working chamber (1) from the storage tank (3) in dependence on the amount of liquid in the working chamber (1) ; the suction chamber (2) having a non-return valve (16) in its outlet (2a) for preventing return flow of liquid back into the suction chamber (2), characterised in that the storage tank (3) is mounted directly on top of the working chamber (1) and delivers working liquid through a charging pipe (6) to the top of the working chamber (1), the charging pipe (6) penetrating into the interior of the storage tank (3) ; the charging pipe (6) having a downwards-directed mouth (6a, 6a') cooperating with a valve plate (13, 23) actuated by a device (9, 12 or 24, 25) controlled by an actuator (9, 25) located in the working chamber (1) ; the actuator (9, 25) being connected to the valve plate (13, 23) through at least one sealed aperture (12, 24) in the separation wall (3a) between the storage tank (3) and the working chamber (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein selbsttätiges Flüssigkeits-Hebewerk mit einem Vorratsbehälter, einem unterhalb des Vorratsbehälters angeordneten geschlossenen Arbeitsbehälter, sowie einem oberhalb des Vorratsbehälters angeordneten geschlossenen Saugbehälter und einem mit dem Saugbehälter verbundenen Flüssigkeitsauslauf. Der Arbeitsbehälter ist an seiner Unterseite an eine über eine vorgegebene Länge abwärts geführte Flüssigkeits-Ablaufleitung und an seiner Oberseite an eine in den Saugbehälter einmündende Unterdruckleitung angeschlossen, und der Vorratsbehälter ist über eine Flüssigkeits-Zulaufleitung mit dem Arbeitsbehälter verbunden. Der Saugbehälter ist an ein Ansaugrohr angeschlossen, und an der Flüssigkeits-Zulaufleitung ist eine in Abhängigkeit vom Füllzustand des Arbeitsbehälters die Flüssigkeits-Zulaufleitung verschlie- Bende oder freigebende erste Absperrvorrichtung angeordnet, während zwischen dem Saugbehälter und dem Flüssigkeitsauslauf eine als Unterdrucksicherung wirksame zweite Absperrvorrichtung angeordnet ist.The invention relates to an automatic liquid elevator with a storage container, a closed working container arranged below the storage container, and a closed suction container arranged above the storage container and a liquid outlet connected to the suction container. The underside of the working container is connected to a liquid discharge line which is led downwards over a predetermined length and on its upper side to a negative pressure line leading into the suction container, and the storage container is connected to the working container via a liquid inlet line. The suction container is connected to a suction pipe, and a first shut-off device which closes or releases the liquid inlet line, depending on the filling state of the working container, is arranged on the liquid inlet line, while a second shut-off device, which acts as a vacuum safety device, is arranged between the suction container and the liquid outlet .

Derartige Flüssigkeits-Hebewerke sind grundsätzlich bekannt und beispielsweise in DE-PS 377 967 beschrieben. Sie beruhen auf dem Grundprinzip, daß durch das Ausströmen der Flüssigkeit aus dem geschlossenen Arbeitsbehälter in diesem ein Unterdruck erzeugt wird, der über die Unterdruckleitung in den höher gelegenen Saugbehälter übertragen wird und dazu genutzt werden kann, eine Flüssigkeit von einem tiefer gelegenen Niveau auf die Höhe des Saugbehälters anzuheben. Durch das Nachströmen von Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter in den Arbeitsbehälter wird in diesem wieder ein Überdruck erzeugt, der ebenfalls über die Unterdruckleitung in den Saugbehälter übertragen wird und dazu dient, die in den Saugbehälter gehobene Flüssigkeit durch den Flüssigkeitsauslauf hinauszudrücken. Es ist also mit derartigen Vorrichtungen möglich, im intermittierenden Betrieb selbsttätig Flüssigkeit von einem tieferen Niveau auf ein höheres Niveau zu heben, wobei die im Vorratsbehälter vorhandene oder in ihn nachströmende Flüssigkeit als Arbeitsflüssigkeit dient.Such liquid elevators are generally known and described for example in DE-PS 377 967. They are based on the basic principle that a vacuum is generated in the closed working container by the outflow of the liquid, which is transferred via the vacuum line into the higher-lying suction container and can be used to raise a liquid from a lower level of the suction container. As a result of the afterflow of liquid from the storage container into the working container, an overpressure is again generated in it, which is also transmitted via the vacuum line into the suction container and serves to push the liquid lifted into the suction container through the liquid outlet. It is thus possible with such devices to automatically lift liquid from a lower level to a higher level in intermittent operation, the liquid present in or flowing into the storage container serving as the working liquid.

Das bekannte Flüssigkeits-Hebewerk hat den Nachteil, daß es mit einer Reihe von außerhalb der Behälter liegenden U-förmigen Rohren, die als Flüssigkeitsverschlüsse und Absperrorgane dienen, versehen ist, was einen großen Raumbedarf zur Folge hat und daß das erste Absperrorgan, welches den Zulauf vom Vorratsbehälter in den Arbeitsbehälter steuert, durch die aus der Flüssigkeits-Ablaufleitung ausströmende Flüssigkeit betätigt wird, was umständlich ist, Energie kostet und den Raumbedarf noch weiter vergrößert.The well-known liquid elevator has the disadvantage that it is provided with a series of U-shaped tubes lying outside the container, which serve as liquid closures and shut-off devices, which takes up a large amount of space and that the first shut-off device, which is the inlet controls from the storage container into the working container, by means of which the liquid flowing out of the liquid drain line is actuated, which is cumbersome, costs energy and increases the space requirement even further.

Aufgabe der Erfindung war es, ein selbsttätiges Flüssigkeits-Hebewerk der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß es außerordentlich raumsparend und kompakt aufgebaut werden kann. Damit werden erst die Voraussetzungen geschaffen, die Vorteile eines derartigen ohne Fremdenergie arbeitenden Flüssigkeits-Hebewerkes, das sich selbst steuert und mit wenig beweglichen Teilen arbeitet, voll zu nutzen.The object of the invention was to improve an automatic liquid elevator of the type described above so that it can be built extremely compact and space-saving. This creates the prerequisites for fully utilizing the advantages of such a liquid elevator operating without external energy, which controls itself and works with few moving parts.

Die Lösung der oben angegebenen Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale.The object stated above is achieved according to the invention by the features mentioned in the characterizing part of patent claim 1.

Verschiedene vorteilhafte Ausführungsformen des Flüssigkeits-Hebewerkes nach Anspruch 1 sind in den den Unteransprüchen angegeben und werden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.Various advantageous embodiments of the liquid elevator according to claim 1 are specified in the subclaims and are explained in more detail using exemplary embodiments.

Bei einem ersten Ausführungsbeispiel arbeitet das Flüssigkeits-Hebewerk mit schwimmergesteuerten Ein- und Auslaßventilen am Arbeitsbehälter, so daß die Ein- und Auslaßsteuerung direkt vom Flüssigkeitsstand im Arbeitsbehälter abhängig ist.In a first embodiment, the liquid elevator works with float-controlled inlet and outlet valves on the work tank, so that the inlet and outlet control is directly dependent on the liquid level in the work tank.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist, wie ebenfalls weiter unten näher erläutert, der Ventilteller am Einlaßventil als Membran ausgebildet, deren Ränder mit der Oberseite der Trennwand zwischen Vorratsbehälter und Arbeitsbehälter dicht verbunden sind, wobei der Raum unterhalb der Membran über eine Öffnung in der Trennwand mit dem Innenraum des Arbeitsbehälters gekoppelt ist. Gegenüber der Membran liegt innerhalb des Arbeitsbehälters eine weitere Membran, deren Ränder mit der Unterseite der Trennwand dicht verbunden sind. Zwischen den beiden Membranen entsteht ein Luftpolster, über das die Bewegungen der beiden Membranen, die in Abhängigkeit von den Druckverhältnissen in beiden Behältern erfolgt, miteinander gekoppelt sind.In a further embodiment, as also explained in more detail below, the valve plate on the inlet valve is designed as a membrane, the edges of which are tightly connected to the upper side of the partition between the storage container and the working container, the space below the membrane being connected via an opening in the partition to the Interior of the working container is coupled. Opposite the membrane is another membrane within the working container, the edges of which are tightly connected to the underside of the partition. An air cushion is created between the two membranes, via which the movements of the two membranes, which take place as a function of the pressure conditions in both containers, are coupled to one another.

Der Aufbau des Flüssigkeits-Hebewerkes wird bei allen unten beschriebenen Ausführungsformen außerordentlich kompakt und platzsparend. Auf diese Weise kann das Flüssigkeits-Hebewerk auch in kleinster Ausführungsform, beispielsweise im Haushalt, eingesetzt werden. Ein besonderer Vorteil ist hierbei, daß Arbeitsflüssigkeit und geförderte Flüssigkeit identisch sein können, aber nicht müssen. So kann beispielsweise als Arbeitsflüssigkeit ein minderwertigeres Wasser oder auch beispielsweise sich auf dem Dach eines Hauses ansammelndes Regenwasser genutzt werden, um ein höherwertigeres Wasser auf ein höheres Niveau ohne großen Energieaufwand anzuheben.The structure of the liquid elevator is extremely compact and space-saving in all the embodiments described below. In this way, the smallest possible embodiment of the liquid elevator, for example in the household. A particular advantage here is that the working fluid and the fluid conveyed can, but do not have to, be identical. Inferior water, for example, or rainwater accumulating on the roof of a house, for example, can be used as the working fluid to raise a higher quality water to a higher level without requiring a lot of energy.

Verschiedene weitere vorteilhafte Ausführungsformen des neuen Flüssigkeits-Hebewerkes sind möglich und werden weiter unten anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben.Various further advantageous embodiments of the new liquid lifting device are possible and are described below using exemplary embodiments.

Das Flüssigkeits-Hebewerk nach der Erfindung kann aus unterschiedlichen Materialien aufgebaut sein. So können Behälter und Leitungen aus Metallen oder Kunststoff bestehen. Für großvolumige Bewässerungsanlagen sind aber auch Ausführungsformen mit Behältern aus Stahlbeton denkbar.The liquid elevator according to the invention can be constructed from different materials. Containers and lines can be made of metal or plastic. For large-volume irrigation systems, embodiments with tanks made of reinforced concrete are also conceivable.

Im folgenden werden anhand der beigefügten Zeichnungen Ausführungsbeispiele für das Flüssigkeits-Hebewerk nach der Erfindung näher beschrieben.Exemplary embodiments of the liquid lifting device according to the invention are described in more detail below with reference to the accompanying drawings.

In den Zeichnungen zeigen :

  • Fig. 1 in stark schematisierter Darstellung eine erste Ausführungsform eines Flüssigkeits-Hebewerkes gemäß der Neuerung ;
  • Fig. 2 und 3 in Teildarstellungen Varianten des Flüssigkeits-Hebewerkes nach Fig. 1 ;
  • Fig. 4 in einer Darstellung analog Fig. 1 eine weitere Ausführungsform eines Flüssigkeits-Hebewerkes gemäß der Neuerung ;
  • Fig. 5 in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt der Ausführungsform nach Fig. 4.
The drawings show:
  • Figure 1 in a highly schematic representation of a first embodiment of a liquid elevator according to the innovation.
  • Fig. 2 and 3 in partial representations of variants of the liquid elevator according to Fig. 1;
  • FIG. 4 in a representation analogous to FIG. 1, a further embodiment of a liquid elevator according to the innovation;
  • 5 shows an enlarged view of a section of the embodiment according to FIG. 4.

Das in Fig. 1 dargestellte Flüssigkeits-Hebewerk besitzt einen geschlossenen Arbeitsbehälter 1. Unmittelbar über dem Arbeitsbehälter 1 ist ein Vorratsbehälter 3 angeordnet, der vom Arbeitsbehälter durch eine Trennwand 3a getrennt ist. Im Vorratsbehälter 3 wird die Arbeitsflüssigkeit gesammelt, die beispielsweise Wasser sein kann. Sie ist durch den Wasserspiegel W angedeutet und kann aus nicht näher dargestellten Vorrichtungen ständig in den Vorratsbehälter nachströmen.The liquid elevator shown in FIG. 1 has a closed working container 1. Immediately above the working container 1 there is a storage container 3 which is separated from the working container by a partition 3a. The working liquid, which can be water, for example, is collected in the storage container 3. It is indicated by the water level W and can continuously flow into the reservoir from devices that are not shown.

Von der Oberseite des Arbeitsbehälters 1 aus ist eine Flüssigkeits-Zuleitung 6 in den Vorratsbehälter 3 hineingeführt und dort derart U-förmig abgebogen, daß ihre einen Ventilsitz bildende Eintrittsöffnung 6a nach unten in Richtung auf den Arbeitsbehälter 1 weist. Der Arbeitsbehälter 1 ist an seiner Unterseite an eine Flüssigkeits-Ablaufleitung 5 angeschlossen, deren nach oben weisende Eintrittsöffnung 5a als Ventilsitz ausgebildet ist und deren Austrittsöffnung 5b um eine vorgegebene Höhe Hu unterhalb der Eintrittsöffnung 5a liegt.From the top of the working container 1, a liquid supply line 6 is led into the storage container 3 and bent there in a U-shape such that its inlet opening 6a, which forms a valve seat, points downward in the direction of the working container 1. The underside of the working container 1 is connected to a liquid drain line 5, the upward-facing inlet opening 5a of which is designed as a valve seat and the outlet opening 5b of which is below the inlet opening 5a by a predetermined height Hu.

Im Arbeitsbehälter 1 ist ein Schwimmer 9 angeordnet, der eine Ventilstange 10 gleitend umgreift. Die Ventilstange 10 ist durch die Trennwand 3a zwischen Arbeitsbehälter 1 und Vorratsbehälter 3 hindurchgeführt, wobei der Durchtrittskanal mittels eines Dichtungsbalges 12 gegen den Durchtritt von Flüssigkeit abgedichtet ist. Am oberen Ende der Ventilstange 10 ist innerhalb des Vorratsbehälters 3 gegenüber dem Ventilsitz 6a ein Ventilteller 13 angeordnet. In der Nähe des unteren Endes der Ventilstange 10 ist im Arbeitsbehälter 1 gegenüber dem Ventilsitz 5a ein Ventilteller 14 angeordnet. Weiterhin ist im Arbeitsbehälter 1 oberhalb des Schwimmers 9 an der Ventilstange 10 eine Anschlagplatte 11 fest angeordnet.A float 9 is arranged in the working container 1 and slidably engages around a valve rod 10. The valve rod 10 is passed through the partition 3a between the working container 1 and the storage container 3, the passage channel being sealed against the passage of liquid by means of a sealing bellows 12. At the upper end of the valve rod 10, a valve plate 13 is arranged inside the storage container 3 opposite the valve seat 6a. In the vicinity of the lower end of the valve rod 10, a valve plate 14 is arranged in the working container 1 opposite the valve seat 5a. Furthermore, a stop plate 11 is fixedly arranged in the working container 1 above the float 9 on the valve rod 10.

An der Oberseite des Arbeitsbehälters 1 ist weiterhin eine Unterdruckleitung 7 angeschlossen, die von oben in einen oberhalb des Vorratsbehälters 3 angeordneten geschlossenen Saugbehälter 2 hineingeführt ist. Der Saugbehälter 2 besitzt an seiner Unterseite einen Flüssigkeitsauslauf 2a, der mit einer als Unterdrucksicherung wirkenden Rückschlagklappe 16 verschließbar ist. Weiterhin ist der Saugbehälter 2 über ein Rückschlagventil 15 mit einem Ansaugrohr 8 verbunden, das bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in den Vorratsbehälter 3 hineingeführt ist. Selbstverständlich kann das Ansaugrohr 8 aber auch in irgendeinen anderen Flüssigkeitsbehälter hineingeführt sein, aus dem Flüssigkeit angehoben werden soll.At the top of the working container 1, a vacuum line 7 is also connected, which is led from above into a closed suction container 2 arranged above the storage container 3. The suction container 2 has on its underside a liquid outlet 2a, which can be closed with a non-return valve 16 acting as a vacuum safety device. Furthermore, the suction container 2 is connected via a check valve 15 to an intake pipe 8 which, in the exemplary embodiment shown, is introduced into the storage container 3. Of course, the suction pipe 8 can also be led into any other liquid container from which liquid is to be lifted.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Saugbehälter 2 innerhalb eines Beutebehälters 4 angeordnet, in den, wie weiter unten näher erläutert, die angehobene Flüssigkeit abgegeben wird. Dieser Beutebehälter 4 ist aber nicht unbedingt erforderlich, insbesondere dann, wenn ein intermittierender Ausfluß der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsauslauf 2a nicht störend ist. Der Beutebehälter 4 ist ebenfalls rundum geschlossen und besitzt an seiner Oberseite eine Luftaustrittsöffnung 4a, die durch einen auf einer Führungsbahn 18 geführten Schwimmer 17 bei ansteigendem Wasserspiegel verschließbar ist, um ein Überlaufen des Beutebehälters 4 zu verhindern.In the exemplary embodiment shown, the suction container 2 is arranged inside a prey container 4, into which, as explained in more detail below, the raised liquid is dispensed. However, this loot container 4 is not absolutely necessary, especially when an intermittent outflow of the liquid from the liquid outlet 2a is not disruptive. The prey container 4 is likewise closed all round and has an air outlet opening 4a on its upper side, which can be closed by a float 17 guided on a guide track 18 when the water level rises in order to prevent the prey container 4 from overflowing.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich besitzt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorratsbehälter 3 einen Überlauf mit einer Überlauföffnung 19a, an welche sich ein Überlaufrohr 19 anschließt, das abwärts geführt ist und in das die aus dem Arbeitsbehälter 1 abwärts geführte Flüssigkeits-Ablaufleitung 5 so einmündet, daß sich die Austrittsöffnung 5b innerhalb des Überlaufrohres 19 befindet. Auch diese Ausführungsform ist nicht zwingend. Selbstverständlich kann ein eventuell am Vorratsbehälter 3 vorhandener Überlauf auch anders abgeführt werden.As can be seen from FIG. 1, in the exemplary embodiment shown, the storage container 3 has an overflow with an overflow opening 19a, to which an overflow pipe 19 connects, which is guided downwards and into which the liquid drain line 5 led downwards from the working container 1 opens out, that the outlet opening 5b is located within the overflow pipe 19. This embodiment is also not mandatory. Of course, any overflow that may be present on the storage container 3 can also be discharged differently.

In den Fig. 2 und 3 sind Varianten der Ausführungsform nach Fig. 1 dargestellt, wobei jeweils nur der Bereich um die Austrittsöffnung 5b an der Flüssigkeits-Ablaufleitung 5 dargestellt ist.2 and 3 show variants of the embodiment according to FIG. 1, only the area around the outlet opening 5b on the liquid drain line 5 being shown in each case.

Bei der Variante nach Fig. 2 ist einerseits das Überlaufrohr 19 weggelassen und andererseits ist die Austrittsöffnung 5b mit einem hydraulischen Verschluß 20 abgeschlossen, welcher verhindert, daß Luftblasen von unten in die Flüssigkeits-Ablaufleitung 5 eindringen können.In the variant according to FIG. 2, on the one hand the overflow pipe 19 is omitted and on the other hand the outlet opening 5b is closed with a hydraulic closure 20 which prevents air bubbles from penetrating into the liquid drain line 5 from below.

Die Variante nach Fig. 3 stellt eine Kombination der Ausführungsformen nach Fig. 1 und Fig. 2 dar. Die Flüssigkeits-Ablaufleitung 5 ist wiederum in das Überlaufrohr 19 hineingeführt und außerdem an ihrem unteren Ende mit einem hydraulischen Verschluß 20 abgeschlossen, wobei oberhalb der Austrittsöffnung 5b eine in ihrem oberen Bereich konisch ausgebildete Abdeckung 21 vorgesehen ist, durch welche sich eine Verengung des äußeren Querschnittes im Überlaufrohr 19 ergibt. Hierdurch wird, wie weiter unten erläutert, eine Injektorwirkung erzeugt.The variant according to FIG. 3 represents a combination of the embodiments according to FIGS. 1 and 2. The liquid drain line 5 is in turn led into the overflow pipe 19 and also closed at its lower end with a hydraulic closure 20, above the outlet opening 5b there is provided a cover 21 which is conical in its upper region and which results in a narrowing of the outer cross section in the overflow pipe 19. As explained further below, this produces an injector effect.

Wie weiter in Fig. 1 dargestellt ist, kann es zweckmäßig sein, den Innenraum des Arbeitsbehälters 1 über eine Belüftungsventil 22 mit dem Außenraum zu verbinden. Das Betatigungsglied 22a des 'Belüftungsventils 22 liegt dabei in der Bahn des Schwimmers 9 unmittelbar vor dem unteren Ventilteller 14, der gleichzeitig als Anschlag für den Schwimmer 9 dient.As further shown in FIG. 1, it may be expedient to connect the interior of the working container 1 to the exterior via a ventilation valve 22. The actuating member 22a of the 'ventilation valve 22 lies in the path of the float 9 directly in front of the lower valve plate 14, which also serves as a stop for the float 9.

Im folgenden wird die Funktionsweise des in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Flüssigkeits-Hebewerkes näher erläutert :The mode of operation of the liquid elevator shown in FIGS. 1 to 3 is explained in more detail below:

Die Funktion des dargestellten Flüssigkeits-Hebewerkes erfolgt in mehreren aufeinanderfolgenden Phasen.The function of the liquid lifting device shown takes place in several successive steps the phases.

1. Phase : Der Vorratsbehälter 3 sei mit Flüssigkeit gefüllt, während der Arbeitsbehälter 1 leer ist. Dies hat zur Folge, daß der Ventilteller 14 vom Schwimmer 9 auf den Ventilsitz 5a gedrückt wird, die Austrittsöffnung 5a also verschlossen ist. Der Ventilteller 13 im Vorratsbehälter 3 ist vom Ventilsitz 6a abgehoben, der Zulauf vom Vorratsbehäiter 3 zum Arbeitsbehälter 1 ist also geöffnet.1st phase: The storage container 3 is filled with liquid while the working container 1 is empty. The result of this is that the valve plate 14 is pressed by the float 9 onto the valve seat 5a, that is to say the outlet opening 5a is closed. The valve plate 13 in the storage container 3 is lifted off the valve seat 6a, so the inlet from the storage container 3 to the working container 1 is open.

Die Arbeitsflüssigkeit fließt aus dem Vorratsbehälter 3 in den Arbeitsbehälter 1 und hebt den Schwimmer 9 an. Dieser gleitet an der Ventilstange 10 empor und stößt schließlich an die Anschlagplatte 11 an. Bei noch weiter ansteigendem Wasserspiegel drückt der Schwimmer 9 die Anschlagplatte 11 nach oben und der Ventilteller 13 setzt sich auf den Ventilsitz 6a auf, was den Zufluß unterbricht. Gleichzeitig wird hierdurch der Ventilteller 14 vom Ventilsitz 5a abgehoben und der Ablauf geöffnet.The working fluid flows from the storage container 3 into the working container 1 and lifts the float 9. This slides up on the valve rod 10 and finally abuts the stop plate 11. If the water level continues to rise, the float 9 pushes the stop plate 11 upwards and the valve plate 13 sits on the valve seat 6a, which interrupts the inflow. At the same time, the valve plate 14 is thereby lifted off the valve seat 5a and the drain is opened.

2. Phase : Die Arbeitsflüssigkeit fließt aus dem Arbeitsbehälter 1 aus, wobei sich oberhalb des Wasserspiegels im Arbeitsbehälter 1 ein Unterdruck ausbildet. Dieser Unterdruck wird durch die Unterdruckleitung 7 in den Saugbehälter 2 übertragen. Aufgrund des im Saugbehälter 2 herrschenden Unterdruckes wird über das Ansaugrohr 8 Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 3 oder einem anderen Behälter in den Saugbehälter 2 gefördert.2nd phase: The working fluid flows out of the working container 1, a negative pressure being formed above the water level in the working container 1. This negative pressure is transmitted through the negative pressure line 7 into the suction container 2. Due to the negative pressure prevailing in the suction container 2, liquid is conveyed from the storage container 3 or another container into the suction container 2 via the suction pipe 8.

Es wird in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß der Saugbehälter 2 um soviel höher liegen darf als der Wasserspiegel W im Vorratsbehälter 3, wie die Eintrittsöffnung 5a der Flüssigkeits-Ableitung 5 oberhalb der Austrittsöffnung 5b liegt. Nach allgemein bekannten Prinzipien kann diese Höhe bei Wasser als Arbeits- und Beuteflüssigkeit unter Normalbedingungen ca. 10 m betragen.It is pointed out in this connection that the suction container 2 may be as much higher than the water level W in the reservoir 3 as the inlet opening 5a of the liquid discharge line 5 is above the outlet opening 5b. According to generally known principles, this height can be around 10 m for water as working and prey liquid under normal conditions.

Wenn sich der Arbeitsbehälter 1 weiter leert, bewegt sich der Schwimmer 9 abwärts und setzt sich schließlich auf den Ventilteller 14 von oben auf und drückt ihn auf den Ventilsitz 5a, womit der Ablauf wieder verschlossen wird. Gleichzeitig wird das Belüftungsventil 22 betätigt, wodurch der Innenraum des Arbeitsbehälters 1 belüftet wird.When the working container 1 continues to empty, the float 9 moves downward and finally sits on the valve plate 14 from above and presses it onto the valve seat 5a, whereby the drain is closed again. At the same time, the ventilation valve 22 is actuated, as a result of which the interior of the working container 1 is ventilated.

3. Phase : In dieser Phase erfolgt nun wieder die Auffüllung des Arbeitsbehälters 1 durch die inzwischen wieder freigegebene Flüssigkeits-Zulaufleitung 6.3rd phase: In this phase, the working container 1 is now filled again through the liquid supply line 6, which has since been released again.

Infolge des nun im Arbeitsbehälter 1 wieder ansteigenden Wasserspiegels wird oberhalb des Wasserspiegels ein Überdruck erzeugt, welcher durch die Unterdruckleitung 7 in den Saugbehälter 2 übertragen wird. Dies hat zur Folge, daß aufgrund des nunmehr im Saugbehälter 2 herrschenden Überdrucks die Rückschlagklappe 16 geöffnet wird und die sich im Saugbehälter 2 befindende Flüssigkeit durch die Flüssigkeitsauslauf 2a in den Beutebehälter 4 gedrückt wird. Der Flüssigkeitsstand im Beutebehälter 4 kann höher sein als der im Saugbehälter 2. Der Höhenunterschied kann höchstens so groß werden wie die Höhe der Arbeitsflüssigkeit im Vorratsbehälter 3 ist.As a result of the water level now rising again in the working container 1, an overpressure is generated above the water level, which is transmitted through the vacuum line 7 into the suction container 2. This has the result that the check valve 16 is opened due to the excess pressure now prevailing in the suction container 2 and the liquid in the suction container 2 is pressed through the liquid outlet 2a into the prey container 4. The liquid level in the loot container 4 can be higher than that in the suction container 2. The height difference can be at most as large as the height of the working liquid in the storage container 3.

Für den Einsatz bei Anwendungen, in denen der Beutebehälter 4 nicht überlaufen darf, ist der Beutebehälter 4 als geschlossener Behälter ausgebildet, aus dem die Luft durch eine Entlüftungsöffnung 4a entweichen kann. Diese Offnung 4a wird durch einen in der Führungsbahn 18 geführten Schwimmer 17 verschlossen, wenn der Beutebehälter 4 gefüllt ist. Hierdurch kommt das ganze System zum Stillstand.For use in applications in which the prey container 4 must not overflow, the prey container 4 is designed as a closed container from which the air can escape through a ventilation opening 4a. This opening 4a is closed by a float 17 guided in the guideway 18 when the prey container 4 is filled. This brings the entire system to a standstill.

Das Rückschlagventil 15 verhindert, daß geförderte Flüssigkeit aus dem Saugbehälter 2 in den Vorratsbehälter 3 zurückfließt.The check valve 15 prevents the pumped liquid from flowing back into the reservoir 3 from the suction container 2.

Die nun folgende Funktionsphase entspricht wiederum der Phase 2.The following functional phase corresponds to phase 2.

Wenn der Vorratsbehälter 3 schneller gefüllt wird als er durch das System wieder geleert wird, kann überflüssige Flüssigkeit durch das Überlaufrohr 19 abfließen. Bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 und insbesondere Fig. 3 kann dabei die durch das Überlaufrohr 19 strömende Flüssigkeit die Wirkung einer Strahlpumpe erzeugen, die das Abfließen der Arbeitsflüssigkeit aus dem Arbeitsbehälter 1 beschleunigt. Wie besonders gut aus Fig. 3 zu ersehen, entsteht durch das Abströmen der Flüssigkeit durch das Überlaufrohr 19 an - der Querschnittsverengung zwischen der Abdeckung 21 und der Innenwand des Überlaufrohres 19 eine Strömungsbeschleunigung und damit ein Unterdruck im Raum zwischen der Abdeckung 21 und der Außenwand der Flüssigkeits-Ablaufleitung 5.If the storage container 3 is filled faster than it is emptied again by the system, excess liquid can flow out through the overflow pipe 19. In the embodiments according to FIG. 1 and in particular FIG. 3, the liquid flowing through the overflow pipe 19 can produce the effect of a jet pump which accelerates the outflow of the working liquid from the working container 1. As can be seen particularly well from FIG. 3, the outflow of the liquid through the overflow pipe 19 gives rise to a flow acceleration and thus a negative pressure in the space between the cover 21 and the outer wall of the cross-sectional constriction between the cover 21 and the inner wall of the overflow pipe 19 Liquid drain line 5.

Um zu verhindern, daß von unten Luftblasen in das System eindringen und einen Abriß der Flüssigkeitssäule in der Flüssigkeits-Ablaufleitung 5 bewirken, kann es zweckmäßig sein, wie bei den Ausführungsformen nach Fig. 2 und 3 dargestellt, die Austrittsöffnung 5b der Flüssigkeits-Ablaufleitung 5 durch einen hydraulischen Verschluß 20 abzuschließen.In order to prevent air bubbles from entering the system from below and causing the liquid column in the liquid drain line 5 to tear off, it can be expedient, as shown in the embodiments according to FIGS. 2 and 3, the outlet opening 5 b of the liquid drain line 5 complete with a hydraulic closure 20.

Überlaufrohr 19 und hydraulischer Verschluß 20 sind keine notwendigen Bestandteile des Flüssigkeits-Hebewerkes. Sie sind jedoch vorteilhaft und erhöhen die Leistungsfähigkeit des Systems. Ob sie zum Einsatz kommen, hängt von der anfallenden Menge der Arbeitsflüssigkeit, der geforderten Förderleistung und den auftretenden Druckunterschieden ab.Overflow pipe 19 and hydraulic closure 20 are not necessary components of the liquid elevator. However, they are beneficial and increase the performance of the system. Whether they are used depends on the amount of working fluid, the required delivery rate and the pressure differences that occur.

Auch die Verwendung des Beutebehälters 4 ist nicht unbedingt erforderlich. Beim Verzicht auf. diesen Behälter ergibt sich an dem Flüssigkeitsauslauf 2a ein pulsierender Flüssigkeitsstrom.The use of the loot container 4 is also not absolutely necessary. When waiving. this container results in a pulsating liquid flow at the liquid outlet 2a.

In den Fig. 4 und 5 ist eine Ausführungsform eines Flüssigkeits-Hebewerkes dargestellt, die sich von der Ausführungsform nach Fig. 1 dadurch unterscheidet, daß auf schwimmergesteuerte Ein- und Auslaßventile am Arbeitsbehälter 1 verzichtet wird. Dies ist insofern vorteilhaft als die Gesamteinrichtung weniger mechanisch zu bewegende Teile aufweist und insgesamt kostengünstiger herstellbar ist.4 and 5 an embodiment of a liquid elevator is shown, which differs from the embodiment according to FIG. 1 in that float-controlled inlet and outlet valves on the working container 1 are dispensed with. This is advantageous insofar as the overall device has fewer parts to be moved mechanically and is generally less expensive to produce.

In Fig. 4 und 5 sind Bauteile, die genau der Ausführungsform nach Fig. 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Auch bei dieser Ausführungsform ist die in den Vorratsbehälter 3 hineingeführte Flüssigkeits-Zuleitung 6 derart U-förmig abgebogen, daß ihre, einen Ventilsitz bildende Eintrittsöffnung 6a' nach unten in Richtung auf den Arbeitsbehälter 1 weist. Der diesen Ventilsitz verschließende Ventilteller ist jedoch bei dieser Ausführungsform als beispielsweise kreisförmige Membran 23 aus elastischem Material ausgebildet, deren Außenrand mit der Oberseite der Trennwand 3a flüssigkeitsdicht und gasdicht fest verbunden ist. Wie aus Fig. 5 besonders deutlich zu entnehmen, ist im Randbereich der Membran 23 in der Trennwand 3a eine Durchtrittsöffnung 24 angeordnet. Selbstverständlich ist es auch möglich, im Randbereich mehrere beispielsweise kreisringförmig angeordnete Durchtrittsöffnungen vorzusehen.4 and 5, components which correspond exactly to the embodiment according to FIG. 1 are designated by the same reference numerals. This embodiment is also in the storage tank Container 3 inserted liquid supply line 6 bent in a U-shape such that its inlet opening 6a ', which forms a valve seat, points downward in the direction of the working container 1. In this embodiment, however, the valve disk closing this valve seat is designed, for example, as a circular membrane 23 made of elastic material, the outer edge of which is firmly connected to the upper side of the partition 3a in a liquid-tight and gas-tight manner. As can be seen particularly clearly from FIG. 5, a passage opening 24 is arranged in the edge region of the membrane 23 in the partition 3a. Of course, it is also possible to provide several, for example, circularly arranged through openings in the edge region.

Im Arbeitsbehälter 1 ist gegenüber der Membran 23 an der Unterseite der Trennwand 3a eine weitere Membran 25 aus elastischem Material angeordnet, deren Außenrand ebenfalls flüssigkeitsdicht und gasdicht mit der Trennwand 3a verbunden ist. Auf diese Weise wird ein durch die beiden Membranen 23 und 25 begrenztes Luftkissen erhalten und die Räume unterhalb bzw. oberhalb der Membranen sind über die Offnung 24 miteinander verbunden.A further membrane 25 made of elastic material is arranged in the working container 1 opposite the membrane 23 on the underside of the partition 3a, the outer edge of which is also connected liquid-tight and gas-tight to the partition 3a. In this way, an air cushion delimited by the two membranes 23 and 25 is obtained and the spaces below or above the membranes are connected to one another via the opening 24.

Die Flüssigkeits-Ablaufleitung 5 ist bei dieser Ausführungsform von unten in den Arbeitsbehälter 1 hineingeführt, dort bis unmittelbar unter die Trennwand 3a hochgeführt, wo sie eine U-förmige Abknickung 5c bildet und wieder soweit abwärts geführt ist, daß die untere Eintrittsöffnung 5a' den tiefsten Punkt im Arbeitsbehälter 1 gegenüberliegt. Wie aus Fig. 4 zu entnehmen, ist die Eintrittsöffnung 5a innerhalb einer Vertiefung 1a im Boden des Arbeitsbehälters 1 angeordnet.In this embodiment, the liquid drain line 5 is guided into the working container 1 from below, up to directly below the partition 3a, where it forms a U-shaped bend 5c and is guided downwards again so far that the lower inlet opening 5a 'is the deepest Point in the working container 1 is opposite. As can be seen from FIG. 4, the inlet opening 5a is arranged within a recess 1a in the bottom of the working container 1.

Auf diese Weise wird in der Flüssigkeits-Ablaufleitung 5 eine Heberwirkung erzeugt, was bedeutet, daß die sich im Arbeitsbehälter 1 sammelnde Arbeitsflüssigkeit erst abströmen kann, wenn der Arbeitsbehälter 1 bis über den U-förmigen Teil 5c hinaus gefüllt ist.In this way, a lifting effect is generated in the liquid drain line 5, which means that the working liquid collecting in the working container 1 can only flow out when the working container 1 is filled beyond the U-shaped part 5c.

Es wird darauf hingewiesen, daß bei der beschriebenen Ausführungsform diese Ausbildung der Flüssigkeits-Ablaufleitung 5 innerhalb des Arbeitsbehälters 1 nicht unbedingt erforderlich ist. Die Flüssigkeits-Ablaufleitung 5 kann auch, wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, direkt an der Unterseite des Arbeitsbehälters 1 einmünden und es muß nicht einmal notwendig an dieser Stelle ein Ablaufventil vorhanden sein. In diesem Falle ist es allerdings zweckmäßig, wenn der Querschnitt der Flüssigkeits-Ablaufleitung 5 deutlich kleiner ist als der Querschnitt der Flüssigkeits-Zuleitung 6. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 dagegen braucht der Querschnitt der Flüssigkeits-Ablaufleitung 5 nur wenig kleiner sein als der Querschnitt der Flüssigkeits-Zuleitung 6.It is pointed out that in the embodiment described, this design of the liquid drain line 5 within the working container 1 is not absolutely necessary. The liquid drain line 5 can also, as in the exemplary embodiment according to FIG. 1, open directly on the underside of the working container 1 and it is not even necessary for a drain valve to be present at this point. In this case, however, it is expedient if the cross section of the liquid drain line 5 is significantly smaller than the cross section of the liquid feed line 6. In contrast, in the embodiment according to FIG. 1, the cross section of the liquid drain line 5 needs to be only slightly smaller than that Cross section of the liquid supply line 6.

Am Arbeitsbehälter 1 ist ein Belüftungsventil angeordnet, durch welches der Arbeitsbehälter 1 bei Erreichen des Leerzustandes belüftet wird. Dieses Belüftungsventil ist bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform in besonders einfacher Weise schwimmergesteuert ausgebildet. Im Arbeitsbehälter 1 ist ein Belüftungsschlauch 26 angeordnet, dessen Eintrittsöffnung .26a an die Außenseite des Arbeitsbehälters 1 geführt ist. Das innere Ende des Belüftungsschlauches 26 wird von einem Schwimmer 27 getragen, so daß bei gefülltem Arbeitsbehälter 1 das innere Ende des Belüftungsschlauches 26 senkrecht im Arbeitsbehälter 1 steht. In dieser Stellung, die in Fig. 4 dargestellt ist, läuft der Belüftungsschlauch 26, der durch ein Abknickelement 28 hindurchgeführt ist, über 2 Abknickkanten 28a und 28b, wo er zweimal abgeknickt wird. Dadurch wird der Eintritt von Luft durch die Eintrittsöffnung 26a in das Innere des Arbeitsbehälters 1 verhindert. Leert sich der Arbeitsbehälter 1, so sinkt der Schwimmer 27 ab und liegt schließlich auf dem Boden des Arbeitsbehälters 1. In dieser Stellung liegt auch der Belüftungsschlauch 26 im unteren Teil des Arbeitsbehälters 1 und ist von den Abknickkanten 28a und 28b abgelöst. In diesem nicht abgeknickten Zustand kann dann Luft von außen durch die Eintrittsöffnung 26a zur Belüftung des Arbeitsbehälters 1 einströmen.A ventilation valve is arranged on the working container 1, through which the working container 1 is aerated when the empty state is reached. In the embodiment shown in FIG. 4, this ventilation valve is designed to be float-controlled in a particularly simple manner. A ventilation hose 26 is arranged in the working container 1, the inlet opening .26a of which is led to the outside of the working container 1. The inner end of the ventilation hose 26 is carried by a float 27, so that when the working container 1 is full, the inner end of the ventilation hose 26 is vertical in the working container 1. In this position, which is shown in FIG. 4, the ventilation hose 26, which is guided through a kink element 28, runs over two kink edges 28a and 28b, where it is kinked twice. This prevents the entry of air into the interior of the working container 1 through the inlet opening 26a. If the working container 1 empties, the float 27 sinks and finally lies on the bottom of the working container 1. In this position, the ventilation hose 26 also lies in the lower part of the working container 1 and is detached from the folding edges 28a and 28b. In this non-kinked state, air can then flow in from outside through the inlet opening 26a for ventilation of the working container 1.

Die Funktion des in den Fig. 4 und 5 dargestellten Flüssigkeits-Hebewerkes erfolgt grundsätzlich in den gleichen Phasen wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1.The function of the liquid elevator shown in FIGS. 4 and 5 basically takes place in the same phases as in the embodiment according to FIG. 1.

1. Phase : Bei gefülltem Vorratsbehälter 3 nehmen die Membranen 23 und 25 die in Fig. 5 mit 23' und 25' angedeuteten Lagen ein. Dies bedeutet, daß der Zulauf vom Vorratsbehälter 3 zum Arbeitsbehälter 1 geöffnet ist. Das Wasser steigt im Arbeitsbehälter 1 ah und drückt schließlich von unten gegen die Membran 25. Die im Raum zwischen der Membran 25 und der Trennwand 3a' befindliche Luft wird durch die Öffnung 24 nach oben unter die Membran 23 gedrückt und hebt diese solange an, bis sie sich auf den Ventilsitz 6a' auflegt und den Flüssigkeits-Zulauf schließt. In diesem Zustand steht der Flüssigkeitsspiegel innerhalb des Arbeitsbehälters 1 so, daß die Arbeitsflüssigkeit aus dem Arbeitsbehälter 1 in die Flüssigkeits-Ablaufleitung 5 abströmen kann. Der Ablauf ist geöffnet.1st phase: When the reservoir 3 is full, the membranes 23 and 25 assume the positions indicated by 23 'and 25' in FIG. 5. This means that the inlet from the storage container 3 to the working container 1 is open. The water rises in the working container 1 ah and finally presses against the membrane 25 from below. The air in the space between the membrane 25 and the partition 3a 'is pressed upward through the opening 24 under the membrane 23 and lifts it until she lies on the valve seat 6a 'and closes the liquid inlet. In this state, the liquid level inside the working container 1 is such that the working liquid can flow out of the working container 1 into the liquid drain line 5. The process is open.

2. Phase : Die Arbeitsflüssigkeit fließt aus dem Arbeitsbehälter 1 aus, wobei sich wiederum oberhalb des Wasserspiegels im Arbeitsbehälter 1 ein Unterdruck ausbildet, der durch die Unterdruckleitung 7 in den Saugbehälter 2 übertragen wird. Weiterhin wird durch den entstehenden Unterdruck über die Flüssigkeits-Zuleitung 6 die Membran 23 am Ventilsitz 6a' festgehalten, wobei durch den Wasserdruck im Vorratsbehälter 3 der Randbereich der Membran 23 auf die Trennwand 3a gedrückt und damit die Öffnung 24 verschlossen wird. Das Einlaßventil hält sich also im geschlossenen Zustand.2nd phase: The working fluid flows out of the working container 1, a negative pressure again forming above the water level in the working container 1, which is transmitted through the negative pressure line 7 into the suction container 2. Furthermore, due to the resulting negative pressure via the liquid supply line 6, the membrane 23 is held on the valve seat 6a ', the edge region of the membrane 23 being pressed onto the partition wall 3a by the water pressure in the storage container 3, and the opening 24 is thus closed. The inlet valve therefore remains in the closed state.

Wenn sich der Arbeitsbehälter 1 weiter leert, bewegt sich der Schwimmer 27 abwärts und öffnet bei vollständiger Leerung schließlich das Belüftungsventil in der oben beschriebenen Weise. Nach der Belüftung des Arbeitsbehälters 1 ist am Ventilsitz 6a' der Flüssigkeits-Zuleitung 6 kein Unterdruck mehr vorhanden, so daß die Membran 23 durch den Wasserdruck im Vorratsbehälter 3 wieder in die in Fig. 5 mit 23' angedeutete Stellung gedrückt wird und damit die dritte Phase eingeleitet wird, die bezüglich der Füllung des Arbeitsbehälters 1 der ersten Phase entspricht.If the working container 1 continues to empty, the float 27 moves downward and finally opens the ventilation valve in the manner described above when completely empty. After the ventilation of the working container 1, there is no longer any negative pressure on the valve seat 6a 'of the liquid supply line 6, so that the membrane 23 is returned to the position indicated in FIG. 5 by 23' by the water pressure in the storage container 3 is pressed and thus the third phase is initiated, which corresponds to the filling of the working container 1 of the first phase.

In der dritten Phase darf der Überdruck im Arbeitsbehälter 1 und damit auch im Saugbehälter 2 nicht so groß werden, wie der Wasserdruck im Bodenbereich des Vorratsbehälters 3, weil sonst die verdichtete Luft in den offenen Vorratsbehälter 3 eintritt und die Flüssigkeit nicht aus dem Saugbehälter 2 in den Beutebehälter 4 gedrückt werden kann. Um dies zu verhindern, ist das Ansaugrohr 8, an dessen oberem Ende bei der Ausführungsform nach Fig. 4 kein Rückschlagventil angeordnet ist, so in den Vorratsbehälter 3 hineingeführt, daß seine untere Öffnung sich in einer vorgegebenen Höhe oberhalb der Trennwand 3a befindet. Der Überdruck im Saugbehälter 2 entspricht dann der Höhe des Wasserspiegels im Vorratsbehälter 3 über dem unteren Ende des Ansaugrohres 8 und der Unterschied zwischen dem Wasserdruck auf die Membran 23 und dem Luftdruck auf die Membran 25 entspricht immer dem Abstand des unteren Endes des Ansaugrohres 8 von der Trennwand 3a. Hierdurch wird erreicht, daß die Einlauföffnung 6a' geöffnet bleibt bis der Arbeitsbehälter 1 gefüllt ist.In the third phase, the overpressure in the working container 1 and therefore also in the suction container 2 must not be as great as the water pressure in the bottom region of the storage container 3, because otherwise the compressed air enters the open storage container 3 and the liquid does not come out of the suction container 2 in the prey container 4 can be pressed. In order to prevent this, the suction pipe 8, at the upper end of which no check valve is arranged in the embodiment according to FIG. 4, is guided into the storage container 3 in such a way that its lower opening is at a predetermined height above the partition 3a. The overpressure in the suction tank 2 then corresponds to the height of the water level in the storage tank 3 above the lower end of the suction pipe 8 and the difference between the water pressure on the membrane 23 and the air pressure on the membrane 25 always corresponds to the distance of the lower end of the suction pipe 8 from the Partition 3a. This ensures that the inlet opening 6a 'remains open until the working container 1 is filled.

Claims (14)

1. An automatic liquid-raising device with a storage tank (3) positioned above a closed working chamber (1), and a closed suction chamber (2) positioned above the storage tank (3) and having an outlet for liquid ; the working chamber (1) having a drain pipe (5) extending a certain distance downwards from its bottom and a suction-transfer pipe (7) rising from its top to the suction chamber (2) ; the storage tank (3) being connected through a charging pipe (6) to the working chamber (1) ; the suction chamber (2) having a feed pipe through which it aspirates liquid ; the charging pipe (6) having a valve (6a) for controlling the flow of liquid reaching the working chamber (1) from the storage tank (3) in dependence on the amount of liquid in the working chamber (1) ; the suction chamber (2) having a non-return valve (16) in its outlet (2a) for preventing return flow of liquid back into the suction chamber (2), characterised in that the storage tank (3) is mounted directly on top of the working chamber (1) and delivers working liquid through a charging pipe (6) to the top of the working chamber (1), the charging pipe (6) penetrating into the interior of the storage tank (3) ; the charging pipe (6) having a downwards-directed mouth (6a, 6a') cooperating with a valve plate (13, 23) actuated by a device (9,12 or 24, 25) controlled by an actuator (9, 25) located in the working chamber (1) ; the actuator (9, 25) being connected to the valve plate (13, 23) through at least one sealed aperture (12, 24) in the separation wall (3a) between the storage tank (3) and the working chamber (1).
2. Liquid-raising device as claimed in Claim 1, characterised in that the valve plate (13) is fixed to a valve rod (10) which penetrates through a seal (12) in the separation wall (3a) downwards into the working chamber (1), a sliding float (9) sliding up and down on the valve rod (10) between plates (11, 14) fixed to the valve rod (10).
3. Liquid-raising device as claimed in Claim 2, characterised in that a further valve plate (14) is fixed to the valve rod (10) near its lower end and cooperates with the mouth (5a) of a drain pipe (5).
4. Liquid-raising device as claimed in Claims 2 or 3, characterised in that the working chamber (1) has a venting valve (22) whose actuator (22a) lies in the path of the float (9) just above the lower plate (14).
5. Liquid-raising device as claimed in Claim 1, characterised in that the valve plate in the storage tank (3) is in the form of a flexible diaphragm (23) whose rim is fixed gas-tight to the upper surface of the separation wall (3a) between the storage tank (3) and the working chamber (1), the separation wall (3a) having at least one port (24) near the rim of the diaphragm (23) ; the working chamber (1) containing a second flexible diaphragm (25), under the first diaphragm (23), whose rim is fixed gas-tight to the lower surface of the separation wall (3a), the port (24) opening into a diaphragm chamber above the diaphragm (25) ; the working chamber (1) having a venting port in its bottom for venting the working chamber (1) to the external atmosphere, controlled by a float (27).
6. Liquid-raising device as claimed in Claim 5, characterised in that the float (27) is fixed to the upper end of a flexible tube (26) whose lower end is connected to the venting port, the tube passing over a kinking device (28) having at least one kinking edge (28a, 28b) for kinking the tube and thus closing it when the float (27) is lifted by the liquid in the working chamber (1).
7. Liquid-raising device as claimed in Claims 5 or 6, characterised in that the drain pipe (5) has its mouth (5a') in a hydraulic seal at the lowest point in the bottom of the working chamber (1), the drain pipe (5) rising from here, in the interior of the working chamber (1), up to an inverted U-bend near the top of the working chamber (1 just under the separation wall (3a), from where it descends to its outlet (5a').
8. Liquid-raising device as claimed in one of the Claims 1 to 7, characterised in that the riser pipe (8), through which the suction chamber (2) aspirates liquid, dips down from above into the storage tank (3).
9. Liquid-raising device as claimed in one of the Claims 1 to 8, characterised in that the riser pipe (8) has a non-return valve (15) where it joins the suction chamber (2).
10. Liquid-raising device as claimed in one of the Claims 1 to 9, characterised in that the outlet (5b) of the drain pipe (5) has a hydraulic seal (20).
11. Liquid-raising device as claimed in one of the Claims 1 to 10, characterised in that the storage tank (3) has an overflow pipe (19) with an upper mouth (19a) and a lower end which surrounds the outlet mouth (5b) at the lower end of the drain pipe (5).
12. Liquid-raising device as claimed in one of the Claims 1 to 11, characterised in that the outlet (2a) of the suction chamber (2) communicates with a receiver (4).
13. Liquid-raising device as claimed in Claim 13, characterised in that the suction chamber (2) is situated in the interior of the receiver (4), the outlet (2a) of the suction chamber (2) having a non-return flapvalve (16).
14. Liquid-raising device as claimed in Claim 12, characterised in that the receiver (4) is a closed vessel and has at its top an air-vent controlled by a float (17).
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