DE3149841C2

DE3149841C2 - Hydraulischer Widder

Info

Publication number: DE3149841C2
Application number: DE19813149841
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. 8500 Nürnberg Heerlein
Original assignee: Pfister & Langhanss 8500 Nuernberg De
Current assignee: Pfister & Langhanss 8500 Nuernberg De
Priority date: 1981-12-16
Filing date: 1981-12-16
Publication date: 1986-03-06
Also published as: ES518162A0; CH657898A5; ES8400552A1; DE3149841A1

Abstract

Die Erfindung richtet sich auf einen hydraulischen Widder. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, auch bei ungünstigen Be triebsbedingungen, d.h. auch dann, wenn der Rückschwing effekt der Triebwassersäule gering ist, eine selbsttätige Belüftung des Druckwindkessels sicherzustellen und damit den Widder in Betrieb zu halten. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Belüftungseinrichtung eine das Druckventil überbrückende Leitung umfaßt, welche über eine wasserstrahlpumpenartige, mit der Umgebungsluft verbundene Injektionsdüse vor dem Druckventil (6) mündet.

Description

Die Erfindung richtet sich auf einen hydraulischen Widder mit einer Treibwasserleitung, einem die Treibwasserleitung periodisch öffnenden und schließenden Stoßventil, einem vor diesem von der Treibwasserleitung abzweigenden, durch ein Druckventil abgeschlossenen Druckwindkessel mit einmündender Steigleitung und einer Einrichtung zur Belüftung des Druckwindkessels und zur Begrenzung der Luftansammlung in diesem.

Derartige hydraulische Widder dienen zur Förderung von Wasser zu einer hochgelegenen Verbrauchsstelle, wobei diese Förderung durch die Ausnutzung der kinetischen Energie einer über eine geringere Höhe regelmäßig abgegebene und teilweise abfließende Wassermenge bewerkstelligt wird.

Ohne Zufuhr äußerer Energie und ohne menschliche Einwirkung können also solche Widder über lange Zeiträume selbsttätig in Gang gehalten werden. Voraussetzung hierfür ist allerdings, daß der Druckwindkessel zuverlässig belüftet wird. Dies wird bei herkömmlichen Widdern dadurch erreicht, daß beim Rückschwingen des am Ausfließen schlagartig gehinderten Wassers in der Treibwasserleitung kurzzeitig ein Unterdruck entsteht, welcher über eine Luftdüse zur Belüftung des Druckwindkessels genutzt wird.

Es gibt beim Einsatz von Widdern jedoch Betriebsfälle, in welchen der Rückschwingeffekt in der Treibwasserleitung so gering ist, daß er zu einer ausreichenden Belüftung des Druckwindkessels nicht mehr ausreicht. In solchen Fällen muß der Druckwindkessel in kurzen Zeitabständen durch eine Bedienungsperson von Hand belüftet werden.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die selbsttätige Funktion eines Widders auch bei ungünstigen Betriebsverhältnissen zu gewährleisten, nämlich beispielsweise dann, wenn das Verhältnis von Gefälle zur Förderhöhe vergleichsweise gering ist, da in diesem Fall das bei herkömmlichen Widdern verwendete Schnüffelventil zur ausreichenden Belüftung des Druckwindkessels nicht mehr ausreicht.

Diese Aufgabe wird bei einem Widder der eingangs bezeichneten Art dadurch gelöst daß die Belüftungseinrichtung eine im Bereich der gewünschten Höhe des Wasserspiegels in den Druckwindkessel und andererseits unterhalb des Druckventils in die Treibwasserlcitung einmündende Leitung aufweist, in die eine ink;rmittierend arbeitende Injektordüse eingebaut ist Durch diese Leitung fließt ständig ein von dem unter Druck stehenden Wasservorrat im Druckwindkessel gespeister Wasserstrom, welcher über die Injektionsdüse Luft in den Bereich vor dem Druckventil führt Dabei wird für die Saugwirkung des Injektors derjenige Zeitpunkt ausgenutzt in welchem das den Widder durchströmende Treibwasser drucklos ist. Die so in den Widder eingesaugte Luft wandert dann mit dem nächstfolgenden Druckstoß über das Druckventil in den Druckwindkessel und ergänzt damit dessen Luftvorrat Dabei wird die Saugphase durch die kurze Unterbrechung durch jene Phase, in welcher der Gegendruck im Injektor größer ist als dessen Arbeitsdruck, nicht beeinträchtigt.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der das Druckventil überbrückenden und den Windkessel mit der Treibwasserleitung verbindenden Leitung mit Injektordüse verlieren die bei konventionellen Widdern üblichen Elemente Schnüffelventil und Tropfventil ihre Berechtigung und sie werden damit entbehrlich.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die aus dem Druckwindkessel führende Leitung hinsichtlich ihrer Anschlußhöhe entsprechend einem im Betriebszustand vorgesehenen Minimal-Wasserstand angeordnet ist. Damit wird erreicht, daß die Leitung zusammen mit der Injektordüse gleichzeitig überschüssig angesaugte Luft ableiten kann.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigt

F i g. 1 einen schematischen Schnitt, welcher die allgemeine Betriebssituation eines hydraulischen Widders darstellt und

F i g. 2 einen Schnitt durch den Anfangs- und Endbereich der das Druckventil überbrückenden Leitung.

In Fig. 1 ist der hydraulische Widder als Ganzes mil I bezeichnet. Dieser ist in einem Schacht 2 angeordnet. Der Widder umfaßt ein nur schematisch dargestelltes Durchlaßventil, welches als Stoßventil 3 bezeichnet wird und die Treibleilung 4 abschließt. Vor dem Stoliventil 3 zweigt von der Treibleitung 4 nach oben der Druckwindkessel 5 ab, welcher durch ein Rückschlagventil, das sog. Druckventil 6 von der Treibleitung getrennt ist. Vom Druckwindkessel 5 führt eine Steigleitung 7 zur Verbrauchsstelle. Die Treibleitung 4 wird durch einer Quelle 8 entnommenes, in einem Triebwasserschacht 9 aufgefangenes Triebwasser 10 gespeist.

Im Ausgangszustand ist das Stoßventil 3 geöffnet, so daß Wasser über die Abflußleitung 11 abfließen kann.

Ein schlagartiges Schließen des Stoßventils führt zu einem raschen Druckaufbau am Ende der Treibleitung 4, so daß durch diesen Druck das Druckventil 6 geöffnel wird und Wasser in den Druckwindkessel 5 gelangt. Dieses unter Druck stehende Wasser kann über die Steigleitung 7 der Verbrauchsstelle zugeführt werden. Durch das plötzliche Abstoppen des Trcibwasseis schwingt die Treibwassersäule in der Treiblcitung 4 zurück, so daß das Stoßventil 3 entlastet wird und öffnet. Durch die sich schnell erhöhende Fließgeschwindigkeit des Treibwassers wird das Stoßventil schließlich wieder geschlossen und der Zyklus wiederholt sich von neuem. Steigt der Flüssigkeitsspiegel im Druckwindkessel 5 an, tritt zunächst ein Luft-Wasser-Gcmisch, bei weite-

rcm Anstieg des Wasserspiegels ein Wasserstrom in die ¹ .eitung ein und durchströmt diese und schließlich die Injektorbohrungen der Düse 14, womit dieser Gemischoder Flüssigkeitsstrom in den Bereich 19 dor Treibleitung 4 unterhalb des Druckventils 6 gelangt Die Injektorwirkung der Düse 14 hat zur Folge, daß durch die Öffnungen 17 mehr oder weniger Luft angesaugt wird und in die Treibleitung 4 gelangt Von dort aus tritt dann die Luft beim Öffnen des Druckventils 6 in den Windkessel 5 ein, so daß sich dessen Luftpolster erhöht Die Injektordüse 14 arbeitet pulsierend, da die Injektorwirkung abhängig vom Druckgefälle zwischen Druckwindkessel 5 und Treib wasserdruck im Widderschaft ist und dieser Treibwasserdruck bei jedem öffnen des Stoßvenlils 3 einen Minimalwert erreicht Bei jedem öffnen des Stoßventils 3 wird somit mit Hilfe der Injektordüse 14 Luft eingesaugt Der Injektor entläßt jedesmal beim Schließen des Stoßventils 3 einen feinen Wasserstrahl, was als ein für den Betrieb des Widders belangloser Nebeneffekt zu werten ist. Dieser Vorgang unterbricht die Injektorwirkung. Nach Beendigung des Druckstoßes vermag der Injektor wieder zu arbeiten und fördert ein Lufl-Wasser-Gemisch in den Raum unterhalb des Druckventil 6 mit dem Ergebnis, daß die Luft beim nächstfolgenden Widderstoß in den Druckwindkessel 5 gelangt.

Zur Aufrechterhaltung des selbsttätigen Betriebs des hydraulischen Widders ist es wichtig, daß der Druckwindkessel 5 belüftet wird. Dies erfolgt über die in Fig.2 im einzelnen dargestellten erfindungsgemäßen liinrichiungen. Von der Wand 12 des Druckwindkessels 5 zweigt eine Leitung 13 ab, welche in den Bereich unterhalb des Druckventils 6 führt. Am unteren Ende mündet die Leitung 13 in eine Düse 14, welche den durch das Wasser 15 des Druckwindkessels 5 gespeisten Wasserstrahl in eine Luftkammer 16 austreten läßt, welcher über Öffnungen 17 mit der Umgebungsluft verbunden ist. Der in der Zeichnung im einzelnen nicht dargestellte Wasserstrahl nimmt in der Luftkammer 16 Luft mit und tritt in die Bohrung 18 und über diese in den Bereich 19 unterhalb des Druckventils 6 ein. Es wird in diesem Bereich 19 also in der Saugphase Luft eingebracht, welche beim nächsten Öffnen des Druckventils 6 in den Druckwindkessel 5 gelangt und diesen belüftet.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Widder mit einer Treibwasserleitung, einem die Treibwasserleitung periodisch öffnenden und schließenden Stoßventil, einem vor diesem von der Treibwasserleitung abzweigenden, durch ein Druckventil abgeschlossenen Druckwindkessel mit einmündender Steigleitung und einer Einrichtung zur Belüftung des Druckwindkessels und zur Begrenzung der Luftansammlung in diesem, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungseinrichtung eine im Bereich der gewünschten Höhe des Wasserspiegels in den Druckwindkessel (5) und andererseits unterhalb des Druckventils (6) in die Treibwasserleitung (4) einmündende Leitung (13) aufweist, in die eine intermittierend arbeitende Injektordüse (14—18) eingebaut ist

2. Hydraulischer Widder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Druckwindkessel (5) führende Leitung (13) hinsichtlich ihrer Anschlußhöhe entsprechend einem im Betriebszustand vorgesehenen Minimalwasserstand angeordnet ist.