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Selbsttätiges Wasserhebewerk. Die Erfindung erstreckt sich auf solche
selbsttätigen Wasserhebewerke, bei denen durch das Arbeitswasser in einer Kammer
Luft verdichtet oder verdünnt und hierdurch Wasser aus einem oder mehreren geschlossenen
Kesseln hochgedrückt oder in einen oder mehrere solche eingesaugt wird. Den bekannten
Vorrichtungen dieser Art gegenüber besteht das wesentliche Kennzeichen der Erfinflung
darin, daß die zur Luftverdichtung und -verdünnung dienende Kammer zwischen dein
Oberwasserspiegel und dein Unterwasserspiegel angeordnet und ahwe;bselnd gefüllt
und entleert wird, wodurch aus dein oder den geschlossenen Kesseln das Förderwasser
abwechselnd herausgedrückt oder in den oder die Kessel eingesaugt wird. Auf diese
Weise wird also mittels der .Vorrichtung nach der Erfindung eine Förderung durch
ununterbrochene Sattg- und Druckwirkung erzielt. Die Erfin-(lung besteht des weiteren
darin, (laß das abströmende verbrauchte Arbeitswasser die Steuerung für das Einlaßorgan
des Arbeitswassers betätigt.
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Die Erfindung ist auf der Zeichnung in einer schematischen Ausführungsform
veranschaulicht.
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Es stellt die Linie t die Oberfläche des zu liebenden Oberwassers
und die Linie 2 die Oberfläche des Unterwassers dar. A ist die Förderkainnier, die
an einer geeigneten Stelle zwischen Ober- und Unterwasserspiegel liegt und mittels
eines U-förmigen Rohres Al mit dem Oberwasserspiegel verbunden ist. Die Kammer A
ist außerdem finit einem Heberauslaßrohr A' versehen. B ist das Luftrohr, (las von
(lein oberen Ende der Kammer A abgeht. C, Cr sind zwei finit dein Luftrohr 13 verbundene,
geschlossene Kessel. L) ist ein awischengeschaltetes offenes Gefäß und E der Behälter,
in den das Oberwasser gehoben werden soll. Bei dein Ausführungsbeispiel steht der
untere Kessel C mit einem von dem Oberwasser gespeisten Trog G und mit dein Zwischengefäß
D durch U-förmige Rohre Cl, C= in Verbindung, während der obere Kessel C-1: finit
dem Zwischengefäß D und dein Behälter l:
durch U-förmige Rohre C'ic und C=-1:
verbunden ist. Die oberen Enden der Rohre Cl, C=, C'1T und C=r münden in den Kessel
C, das Zwischengefäß D, den Kessel Cr und den Bebälter E über dem Spiegel, der von
dein Wasser während der Pumparbeit eingenommen wird. Diese Rohre sind zusammen finit
den Rohren . 1l und AZ so ausgebildet, daß sie Wasserver-Schlüsse von einer Tiefe
bilden, die über das Gefälle oder die Druckhöhe hinausgeht, welche die Druck- und
Saugwirkung hervorbringt, so daß Rückschlagventile entbehrlich werden. Bei der dargestellten
Anordnung ist das Gefälle oder die Druckhöhe für Druck- und Saugwirkung dieselbe,
und zwar aus dein Grunde, weil der senkrechte Abstand des Spiegels des Ober-, Wassers
i vom Spiegel in der Fö rderkaniiner A derselbe ist wie der der :Mündung des l#',olires
_4= von der unteren Fläche dieser Kammer. In Fällen aber, wo diese Abstände nicht
gleich sind, müssen die Wasserverschlüsse eine solche Tiefe haben, daß sie den verschiedenen
Wassersäulen entsprechen, die die verschiedenen Druck- und Saugwirkungen hervorrufen.
Z. B. wird, da die Saugkraft immer auf den Atmosphärendruck beschränkt ist, der
annähernd einer Wassersäule von io in entspricht, die Sangwirkung stets auf diese
Höhe beschränkt sein, während die Druckwirkung unbeschränkt ist. In solchem Falle
müssen die Wasserverschlüsse an der Saugseite der geschlossenen Behälter derart
sein, daß sie dem Rückdruck unter der Druckwirkung widerstehen können, während die
Verschlüsse an der Druckseite der Gefäße nur lang genug zu sein brauchen, um der
geringeren Saugwirkung zti widerstehen.
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In dein dargestellten Beispiel ist das Rohr A1 mit einem Ventil oder
Hahn A° versehen, der mit einem Hebel F geeignet verbunden ist, dessen einer Arm
ein Gewicht F1
trägt, während sein anderer Arm eine Platte F' aufweist,
auf die das Wasser .aus dem Rohr A= fließt und so den Hebel F in die dargestellte
Lage einschwenkt, bei der das Ventil A3 geschlossen ist. Wenn das Wasser aufhört
aus dem Rohr A' zu fließen, bewegt sich der Hebel F in eine Lage, bei der das Ventil
As geöffnet ist. Das Leeren und Füllen der Kammer A findet auf diese Weise selbsttätig
statt.
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Dergeeignetste Weg zur Inbetriebsetzung der Vorrichtung ist .der,
die sämtlichen geschlossenen Behälter und offenen Gefäße zusammen mit allen Verbindungsrohren
mit Wasser zu füllen. Dies kann durch die Rohre C' und C'x geschehen, wobei die
Luft aus den geschlossenen Räumen durch die Leitung B und den bis dahin unverschlossenen
Auslaß =1' der Förderkammer herausgedrückt wird. Wenn dann die Druckwirkung stattfinden
kann, wird das Mehr an Wasser, das in den bereits gefüllten offenen Zwischenbehälter
D gedrückt wird, überlaufen und wegfließen. Das Wasser in den Rohren C1, C', C'ix
und Cl-" nimmt dann die angegebene Lage ein, und die Saugwirkung beginnt gerade.
Das Gefälle in (lein Auslaßteil des Rohres Az unter der Kammer A erzeugt eine Saugwirkung
in dem Luftrohr B (da das Ventil A3 dann geschlossen ist),- so daß Wasser von dem
Oberwasser in den Kessel C und aus dem Zwischengefäß D in den Kessel Cx gezogen
wird. Wenn der Abfluß aus dem Rohr A' beim Leeren der Kammer A aufgehört hat, stellt
das Gewicht F' den Hebel F auf Öffnung des Ventils .A' ein. Nunmehr tritt durch
das Rohr Al Wasser in die Kammer A, und es wird hierbei auf das Wasser in den Kesseln
C und C` durch die Luft in dein Luftrohr B Druck ausgeübt. Das Wasser wird so aus
dem Kessel C in das Zwischengefäß D und aus dem Kessel Cx in den Behälter E gedrückt.
Während der folgenden Leerung und Füllung der Förderkammer wiederholen sich die
beschr iebenen Vorgänge, wobei eine bestimmte Wassermenge in einer Anzahl von Stufen
in den Behälter E gehoben wird.
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Der Inhalt der Förderkammer A sollte zweckmäßig gleich dem Gesamtinhalt
der verschiedenen geschlossenen Kessel und der Inhalt eines jeden offenen Zwischengefäßes
zweckmäßig gleich demjenigen jedes Kessels sein.
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Die dargestellte Förderkammer ist so angeordnet, daß die Gefälle oder
Druckhöhen, die die Saug- und Druckwirkungen erzeugen, gleich sind. Jedoch wird
dort, wo die Saugkraft, um dem Druck gleichzukommen, den Atmosphärendruck überschreiten
müßte, die Förderkammer in geeigneter Weise in einer dem Unterwasser näheren Lage
angeordnet, so daß die Saugkraft verringert und die Druckkraft entsprechend erhöht
wird. Der senkrechte Abstand zwischen jedem geschlossenen Kessel und dem offenen
Zwischengefäß unmittelbar über und unter ihm wird durch das Arbeitsgefälle über
und unter der Förderkammer bestimmt j e nach dem besonderen Fall. Z. B. sollte der
freie Abstand zwischen einem geschlossenen Kessel und dem nächsten darüber befindlichen
offenen Zwischengefäß nicht mehr als die wirksame senkrechte Höhe der Wassersäule
in dem Einlaßrohr Al weniger ,ier Summe' der Tiefen des Kessels und des zu füllenden
offenen Zwischengefäßes betragen. Ebenso sollte der freie senkrechte Abstand zwischen
jedem Kessel und dem unteren Zwischengefäß nicht größer als die wirksame Wasserhöhe
in dem Auslaßrohr A= weniger der Summe der Tiefen des Zwischengefäßes und des Kessels
betragen, in das das Wasser eingesaugt werden soll.
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Obgleich beschrieben und dargestellt ist, elaß die Flüssigkeit, die
nach dem Behälter E gehoben wird, einen Teil des Wassers bildet, das den statischen
Druck zur Betätigung des Svstems schafft, so kann diese Flüssigkeit auch unabhängig
von diesem Wasser sein und auch einen anderen Spiegel als das Oberwasser haben.
Z. B. könnte die Förderflüssigkeit an dem Boden eines Brunnens oder einer Grube
und daher unter dem Spiegel des Arbeitswassers sich befinden.