DE500766C - Tiefbrunnenpumpenanlage - Google Patents

Description

• Tiefbrunnenpumpenanlage Bei üblichen Pumpen isst infolge der natürlichen Begrenzung der größten Ansaughöhe entsprechend dem äußeren Luftdruck und dem spezifischen Gewicht der Flüssigkeit der Nachteil vorhanden, daß beim Fördern aus großen Tiefen die Pumpen durch die notwendige Anbringung in der Tiefe für Bedienung und Instandhaltung unzugänglich werden. Auch der Antrieb bereitet Schwierigkeiten, indem entweder der Antriebsmotor gleichfalls .in der Tiefe angebracht sein muß oder aber schwere Verbindungstriebwerke erforderlich werden.
• Es sind bereits Flüssigkeitsförderer zur Förderung aufs großen Tiefen voirgeschlagen, bei dienen die Vergrößerung der Saughöhe durch unterbrochene Druckluftzufuhr zu einem in der Tiefe liegenden Saugraum geschieht, an :den die Saugleitung mit einem Fußventil angeschlossen ist. Bei diesen bekannten Förderern sind jedoch die Flüssigkei sfömderpumpen und die Luftpumpen vollständig voneinander getrennt angeordnet, und zwischen Luftpumpe und -der in die Tiefe führenden Luftleitung sind Windkessel eingeschaltet, und der in den Windkesisedn herrsch@en@de Über- oder Unterdruck wird durch besonders gesteuerte Ventile auf die nach der Saugkammer führende Luftleitung zur Wirkung gebracht.
• Die Erfindung bezieht sich auf eine T,iefbrunnenpurnpenanl#ge, bei der die Saugwirkung jaus großer Tiefe durch Druckluftzufuhr zu einer Saugkammer, an die die Saugleitung über ein Rückschtagventil angeschlossen: ist, unterstützt wird, und das Wesentliche besteht diarin, daß der Drucklufterzeuger mit der Förderpumpe zwangsläufig verbunden ist und mit dieser .auf die anzusaugende Flüssigkeit in der Saugkammer die erzeugte Preßluft wirkt und beim Druckhub der Pumpe .auf ;dien Saugkarnmerraum die Verdichberansaugsp;annunig wirkt, .um den Zustrom der zu hebenden Flüssigkeit nach der Kammer zu erleichtern. Dadurch werden besondere Steuerventile und Wi.ndkes!sed überflüssiig, die ganze Anlage wird einfacher und billiger und außerdem erheblich betriebssicherer als die bekannten Anlagen. Die Purnpenanlaäe .nach der Erfindung ist dabei.an beliebig große Förderhöhen leicht anpaßbar, und zwar' insbesondere dadurch, däß die Luftpumpe ein ;größeres Hubvolumen erhält als die Flüssigkeitssaugpumpe.
• Mit besonderem Vorteil wird die Förderpumpe und der Verdichter in einen Zylinder unter Verwendung eines doppelt wirkenden Kolbens vereinigt. Dies ergibt ,eine besonders einfache Ausführungsform :der Pumpenanlage, die bei Ausführung des doppelt wirkenden Kolbens als Stufenkolben! .auch für große Förderhöhe benutzbar ist.
• Die Pumpenanlage wird unter Benutzung einer Vorrichtung zu zeitweiliger Druckablassung .an der Druckgasleitung zweckmäßig ,derart ausgebildet, däß sie insbesondere bei Kolbenverdichtern @durch das Triobwerk .des Verdichters derart stewerbar isst, daß ,se unmittelbar nach Erreichung der höchsten Verdichtungsanlage wirkt, beispielsw;eise indem eine nahe dem Kolben angebrachte kurze Längsnut d@e:r Kolbenstange oder .ein Ventil ,im Zylinderdeckel, gegen das der Kolben ,stößt, einte Verbindung dies Verdichterinnern mit der Außenluft herstellt. Hierdurch wird am Endie des Saughubes der Förderpumpe bzw. des Druckhubes des Verdichters :eine plötzliche und schnelle Entlüftung der Süugkamm.arn erreicht, die durch den ,anschließenden Saughub :des Verdichters noch vorteilhaft unterstützt wird, so daß die Flüssigkeit ,diese schnell wieder füllen kann.
• Wertvoll isind: noch Eiinizelheiten hiasichtlich der Entlüftung ,der Druckgasleitung zur Saugkammer, um für diese das Auffüllen mit Flüssigkeit zu ergeben und ferner die Ausbiil@dung :der Anläge nach! Arteines artesischen Brunnens.
• Die Zeichnung veranischaulicht die Erfindung ,an einer Reihe von sämtlich .in Gestalt aufgeschnittener Darstellungen. Nach Abb. i unrd 2 ist ein Zylinder i an beiden Enden durch D.eckell2 verschlossen, und in ihm läuft ein doppelt wirkender Kolben 3, d-ssen Kolbenstange 4 von einem Triebwerk beliebiger Art die erforderliche Hinundherbewegung erhält. Die untere Zylinderhälfte .ist als Flüssigkeitsförderer anisgebildet, indem an :s,ie ein Saugrohr 5 und ein Auslaßrohr, 6, .beide mit üblichen Ventilen anisgerüstet, angeschlossen sind. Die obere Zylinderhälfte ist als Verdichter nussgebildet, indem an ihr ein Luftzulaßvenfiil7 und einte Druckleitung 8 angebracht sind, und zwar die letzte ohne Druckvents@l. Eine Rinne 9 in der Kolbenstange 4 ,entlüftet in ider oberen Totlage, also bei Erreichung höchstens Verdichterdruckes, den Verdichterraum, so daß plötzlicher Druckabfall ,in ,ihm und- im Drucklu.ftrohr 8 eintritt. Das S,augroihr 5 endet unten in einer Saugkammer io, und in, ,dieser isst ,durch eine Scheidewand i i leime Druckluftkammer 12 abgeteilt, in .die das Druckluftrohr 8 mündet. Ein: Rücksehlarnventil 13 schließt als Fußventil :dass Saugrohr 5 an :der Saugkammer ab. Ein Zulaßventil 14 ist, nach innen öffnend, an der Druckluftkammer 12 als

  Flüs!s.i@gkei,tszulaß angebracht, und zwischen

  ihm und der Kammer ist noch ein weiteres

  Rückschl-agventil i5,so angebracht"daß es ein

  zufälliges Zurücktreten. schon in der Kammer

  befindLicher Flüssigkeit zum Druckluftrohr 8

  hin verhindert.

  Die Wirkung s,t folgernde: Bei ,einer über

  io m betragenden Saughöhe saugt :die Pumpe

  nicht mehr ohne Hilfe an, sondern es tritt

  nur Flüssigkeit so weit auf dem Wege 14, 15,

  10, 13 in das Saugrohr 5, wie dies der

  stafsche Flüssii@gkeitsidruclc und der Atmo-

  sphärendruck ermöglicht. Indem aber durch

  die Obers litte des Kolbens 3 Druckluft in die

  Kammern 15 und io gepreßt wird, kommt

  die in diesen Kammern bereits enthaltene

  Flüsisngkeitsmenge zum Aufsteigen im Saug-

  rohr, :und, zwar hiss zu beliebiger, der Druck-

  luft entsprechender Höhe. Wähnend des Auis-

  schubhuibes der Pumpe fließt ,die Flüssigkeit

  dann zum Ausfuß.:rohr 6 ab, während gleich-

  zeitig oder .schon. vorher im Totpunkt der

  Verdichterraum durch die Kolben.stangen-

  rinne 9 mit der Außenluft in Verbindung

  kommt und daidurch Flüsisigkeit auf dein

  VVe.'g e 14, 15 in die S augkammer eintreten

  kann, gegebenenfalls unterstützt durch einen

  gewissen .im Verdichter und Druckluftrohr 8

  in ,dieser Zeit entstehenden Unterdruck, der

  der D,rosiselwiirkung des Verdichtereinlaß-

  ven.tills 7 entspricht. Bei geringen Förder-

  höhen kann das Saugrohr 5 oben offen ohne

  Ventil in dien Pumpenzylinder münden.

  Nach Abb. 3. biss 6- ist bei einer Zwillings-

  pumpe iclie gleiche-Einrichtuing wie hei Abb. i

  ,und 2 getroffen-. Die Siaug- und Druck-

  stutzen der Plumpen sind hinter dem Ventil

  zu gemeiinslamiem Saugrohr und gemein-

  sumer Abfiußleitunig zu,sammlenigeschlos:s:en.

  Die Druckluftrohre 8 andererseits -sind ge-

  trennt zur Saugkammer :geführt, um jeweils

  für jeden Saughub jedem Pumpenzylinder

  Flüs!si:gkeit zuzudrücken. Zur Entlüftung des

  Verdichterraumes kurz vor Beendigung des

  Verdichterhubes. ist hier in jedem Verd:ichter-

  zylinderdeckel ein Anstoßventil 16 (A:bb. 6)

  so einsgebaut, daß e:s @durchden. dagegenlaufenn-

  den Kolben 3 geöffnet wird. Die Wirkung

  ,ist hier die gleiche -wie ,die ,der ersten Aus-

  führung, nur ergibst sich weniger unter-

  brochene und durch. ,den aufgesetzten Wind-

  kessel 17 noch- besornders vergleichmäßIgte

  Flüssiigkeitsfördevung.

  Nach Abb. 7 und 8 ist die Siaugkammer i o

  als länglicher Zylinider .ausgebildet, um in

  einem Brunnen- .oder Bohrloch bequem e,in-

  bsaufähig zu. sein. Dass Druckluftrohr 8 mün-

  det unmittelbar oben an ihr, während das

  Pumpenszugrohr 5 isamt dem kugelig anisge-

  bildeten Saugventil 13 ein Stück in sie derart

  hinei@nr'agt, idaßoberhalb ,seiner Mündung ein

  zur Füllung der Pumpe genügender Wasser-

  vorrat Platz findet. Dias. Flü,sis,igkeitszuilaß-

  ventil 14 ist hier gleichfalls, als. Kutelv :entil

  ausgebildet, und unter iihm liegt ,der als: Saug-

  korb 18 ausgebildete Flüssiigkeitszulaß.

  Nach Abb..9 und io iss t die Saugkammer, io

  neben :dem Pumpenisaugrohr mit zwei Druck-

  luftrohren 8 verbunden, um mit einer doppelt

  wirkenden Pumpe nach Abb. 3 bis 6 zu-

  sammenarbeiten zu könnten. Eine Trenn-

  w and i 9 scheidet hier ,die oberen Teile der

  Saugkammer bis zu den Fußventilen 13 in

  zwei vöil'liig getrennte Kammern, ;so :daß jddeis

  Druck luftrohr 8 von seinier Kammer aus

  selbständig .die eingeschlossene Wasisermenge

  zum Sauigrohr 5 drückt. Auch: ,die Flüissig-

  k eitisizulaßventile 14 sind, sui der gleichen

  Weise doppelt angebracht, und zwar zu bei-

  den Seiten :einer weiteren Trennwand 2o .im

  Raum zwischen ihnen und dem Fußventil.

  Nach Abb. i i bis 13 ist die S augkammer i o

  wieder mit einem Siauigrohr 5 rund zwei

  Druckluftrohren 8 zu :doppelt wirkender Ar-

  beit verbunden, und zwar ist ,sie hier zur Vier-

  wenJung in weiträum:igien Brunnen oder

  Schächten .in niedrigerer, breiterer Bauweise

  ausgeführt, indem das Saugrohir 5 unten in

  sie mündet. Hierdurch wird dein ganze Raum

  der Förderkammer für die Flüisisigl:.eitsförde-

  rung ,nutzbar, und die dadurch erreichte

  niedrige Bannart ergibt freiten Zulauf des

  Wassers zur Saugkammer noch- biet geringer

  Einsetzung .dieser in die anstehende Wasser-

  menge.

  Nach Alb. i q. ist die Pumpe und die Saug-

  kamme,r in grundsätzlich gleicher Ausgestal-

  tung wie :gemäß Abb. i zum Anispumpen ge-

  räumiger Vertiefungen ausgebildet. Die Saug-

  kammer io ist hier so geräuIm,g ausgebildet,

  daß ,sie genügend Flüssigkeitsfüllung für eine

  gewisse Betriiebszeit der Pumpe aufnehmen

  kann. Dass Druckliuiftröhr 8 ,i,st h:iier ,durch ein

  Druckventil" 2i gegien Luftrückströmiwng ab-

  g@eischlossen, und :durch: seinen, rin ihm einige-

  schalteten Dreiiveghahin,22 ist entweder stein

  Durchgang freizugeben oder :der nach unten

  führende Teil zu entlüften. Eine ,andere Ent-

  lüftungsvorrichtung ist nicht vorhanden.

  Hierbei füllt sich biet Entlüftung deis unteren

  Druckluftroh:rteides die Seugkammer, und

  dann wird bei abgeschalteter Entlüftung und

  Öffnung des Druckluftrohrdurch:ganges durch

  Inbetriebsetzung der Pumpe gefördert, bis die

  Saugkammer io geleert ist. Dann wird mit-

  tels des Dreiiweghahnes wieder ,entlüftet und

  die Saugkammer gefüllt, und so fort. Beis

  dieser Ausbildung kann ans unbeschränkter

  Tiefe Flüssigkeit gefördert werden. Auch

  diese Pumpe kann mehrzylindrig ausgebildet

  sein, etwa gemäß Abb..3 biss 6, nur werden

  dann in diesem Falle auch die Druckluft-

  ro:hre 8 zu einem :gemeinsamen Rohr zusam-

  mengeschlossen, wie :in: Abb. 5 punktiert ein-

  gezeichnet ,ist.

  Nach Abb.. 15 bis 17 .ist "eine ähnliche Au is-

  gestaltung für oben luftdicht abschließbare

  Bohrlöcher oder ,aritesiische Brunnen verwen-

  det, iindem .das Bohrloch selbst mittels eines

  oberen Abschiluisses 23, an :den :das Pumpen-

  s.augrohr und das Druckluftrohr 8 ange-

  schlossen sind, als Saugkammer nutzbar ge-

  macht isst. Bedingung ist nur, daß ,die Saug-

  kammer i o, die hier alis. Auiskleiidwng srohr des

  Brunnents auisgebildet ,ist, einigermaßen, gut

  luftdicht bist. Hier kann in. ununterbrochener

  Aesbeit dass: ganze Bohrloch bis auf beliebige

  Tiefe .leergefördert werden, und; zwar gearne-

  benenfallis auch mittels einer üblichen Pumpe

  und seines üblichen Luftveridichters. Das

  Wiederfüllen erfolgt dann durch Entlüftung

  mittels, eines Dreiweghahnes. entsprechend

  dem Hahn 22 der Abb. 1q..

  Nach Abb. 1.8 ist zur Förderung,aus igroßier

  Tiefe in ununterbrochenem Betriebe der

  Pumpenzylinder i mit einem erweiterten

  Fortsa-tzzylinder i a ausgerüstet, und :der

  Pumpenkolben 3 isst im Sinne eiiines. Stufen-

  kolbens mit einem Druckluftkolben 3a größe-

  ren Durchmessers auf gemeinsamer Kolben-

  Stange 4. verbunden. Das Saugrohr 5 und das

  Druckluftrohr 8 sind wieder in ähnlicher

  Weisse wie bei, den ersten Ausführungsfo nnen

  angebracht. Zur Entlüftung .des, Druckliuft-

  rohreis 8 ist wieder am Luftzylinder ein in

  der Höhe dies Totpunktes am Ende .dies Ver-

  dichitungshubes: vom Kolbeni aufzustoßenideis

  Anistoßven.tili 16 angebracht, dass zurr Außen-

  luft führt. Der große Verdicht:erkoliben 3a

  gibt hierbei die Möglichkeit, mit hohem, zurr

  Überwindung großer Tiefe genügendem

  Druck, eine genügend große: Druckluftmenige

  zu liefern, so diaß .der Pumpenzylinder mit

  voller Füllung arbeitet und Le;istwnig und

  Wirkungsgrad entsprechend hoch werden.

  Bei normalisierten Flüssigkeitszylindern wer-

  den verschieden große Druckluftzyliinder ent-

  sprechend der Fördertiefe verwendet.

  Durch dien offenen: Anischluß des Druckluft-

  rohires 8 @am Zylinder wird ferner die erheb-

  liehe Amisaiugluftmenige das Verdichters zum

  Entleeren ,dies Druckluftrohres 8 undbeschleu-

  nigtem Füllender Saugkammer nutzbar.

  Der Zwischenraum zwischen beiden Ko-l-

  ben 3, 3a kann ,durch lein. willkürlich zu hand-

  habendes Abschlußgl.ied 24 mit -der Außen-

  luft .in Verbindung gebracht werden oder

  bleiben. Der Zwischenraum kann

  aber auch m-it einem Ansaugventil 25 und

  einem Druckventi!l26 ausgerüstet und als

  Luftverdichter für sonstige Zwecke ausge-

  nutzt werden. Unter Umständen kann das

  Absch.lußglied 24 auch, als nach außen öffnen-

  des selbsttätige Ventil ausgebildet sein, um

  im Zwischenraum - zfwischcn beiden. Kolben

  beim Rückgang zunächst d:iie eingeschlossene

  Luft iauszublasen, und dann .ein veränderliches

  Vakuum @in dem Zw'i,soheenraum aufrechtzu-

  erhalten.

  Nach Abb. r.9 :itst eine ähnliche S.tufen-

  kol'benpumpe als istehende Zwillingspumpe

  aruisgebildet, deren Filüissiiiglceibsisqaugnohre und

  Druckluftrohre 8 dann an eine Siauigkammer

  nach Abb,9 und io angieschlossen werden

  oder etwa mach Abb. 5 zusammen-geschlossen

  und mach Abb. 1q. oder 15 mittels eines Drei-

  iN,eghiahnes zeitweilig entlüftet werden.

  Nach Abb. ao und :2r sind @dve Kolben 3

  und 3a :in gesonderten .Zylindern, i und r a ein-

  geschlossen, deren jeder doppelt wirkend aus-

  gebildet ist (und Flüssigkeit wie Luft. ent-

  sprechend gleichmäßiger fördert !sowie eine

  gleichmäßigere Belastung der Antriebs-

  maschine ,ergibt. Die D.ruckluftrohre 8

  können hier wive ,im vorigen Beispiel einzeln

  an einer Doppelsiaugkammer oder zusammen-

  aefiaßa an. einer esinfachen Saugkammer mit

  zusätzlicher Entlüftungiseiinir:ich,tung anae-

  sch:lossen :sein.

  Sämtliche Pumpen, können: auch bei ge-

  ringen Saughöhen mrit Vorteil

  finden, weil auch bei schnellem Betriebe die

  Zylinderfüllung js&fis den Höchstwert erreicht

  und dadhzrch die Leistung isowie der Wir-

  kungsgrad hoch werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Tiiefbrunnenpumpen@anl@age, bei der die Saugwirkung aus großer Tiefe durch D-rnckluftzufuhr zu einer Saugkammer, an die die Saugleitung über ein: Rück- Schlagventil angeschlossen ist, unterstützt wird, a, durch gekennzeichnet, daß der Drucklufterzeugger mit der Förderpumpe zwangsläufig verbunden ist und mit dieser auf die an-zusaugen:.de Flüssigkeit in dir Saxugkammer (io) die erzeugte Preßluft wirkt und beim Druckhub der Pumpe auf den Saugkammerraum die Verdichter- ansaugspannung wirkt, um den Zustrom ,der zu Nebeniden Flüssigkeit nach der Kammern (io) zu erleichtern. a- Tiefbrunn@enpurnpetaan:lage nach An- spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Förderpumpe und Verdichter in einem Zylinder unter Verwendung eines doppelt wirkenden Kolbws vereinigt isin!d. 3. Tlefbmunnenpiumpen!an:l:age mach einem der Ansprüche i und z mit Vor- richtung zu zeitweiliger Druckablassung an der Druckgasleitung, dadurch gekenn- zeichnet, idaß sie insbesondere bei Kolben- verdichtern durch Idas Triebwerk,des Ver- cliichtens derart is:teuerbair ist, daß sie un- mittelbar mach: der höchsten Verdichtungsanl:a#ape wirkt, beispielsweise .indem eine nahe edlem Kolben angebrachte kurze Längsnut (g) der Kolbenstange (q.) oder ein Ven ti-11 (r6) .im Zylinderdeckel, dass der Kolben stößt, eiirre Verbin- dung ,des Verdichteninnern mit der Außen- luft herstellt. q.. Tiefbrunnenpumpenanlagge nach. den Ansprüchen i bis 3 nach Art eines artesii- schen Brunnens, dedurch gekennzeichnet, daß die S arugkammer (i o) in Zylinder- form (Abb. 7 bis io) ausgebildet ist und vorzugsweise unten in einen Saugkorb ausläuft und: gegebenenfialls eine an die Saugkammer ianlschkeßende Bohrlochaus- kleidung durch. luftdichten Abschluß am oberen Endie (Abb. 15) und An@schluß an @cine Druckleitung zum Fördern durch eiirre in der Bah.rlodhau@slcleiidumg vorge- sehene Saugleitung hindurch nutzbar se- macht ist.