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Die vorliegende Erfindung betrifft Pumpenanlagen im
allgemeinen, die gewöhnlich Pumpenstationen genannt werden, wie
Anlagen der Bauart, wie sie z.B. für die Bewässerung von
landwirtschaftlichen Gebieten in gewissen Regionen benötigt werden.
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Kurzgesagt handelt es sich darum, mit Hilfe einer Pumpe
aus einer beliebigen Quelle, wie aus dem Grundwasser oder einem
unterirdischen Strom, zu zapfen und durch die Pumpe einen
Behälter, wie ein Wasserschloß oder dgl. zu füllen, von dem aus
anschließend durch natürlichen Ablauf die durchzuführende
Bewässerung gewährleistet werden kann.
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Um einerseits beim Anhalten der Pumpe das Risiko einer
Hohlraumbildung an ihrem Ausgang und/oder eines Widderstoßes
aufgrund von eventuellen Niveauschwankungen bei einem solchen
Anhalten zu vermeiden und anderseits eine höhere Anpassungs
fähigkeit beim Starten der Pumpe zu erreichen, ist es üblich,
einen Hydrospeicher vorzusehen. Dieser ist in einer Abzweigung
der Verbindungsleitung der Pumpe mit dem Behälter vorgesehen
und kann, während die Pumpe in Betrieb ist und die Leitung
unter Druck steht oder bei einem Widderstoß, ein gewisses
Flüßigkeitsvolumen durch Füllung aufnehmen und anschließend das
ganze Flüßigkeitsvolumen oder einen Teil hiervon durch
Entleerung, insbesondere beim Anhalten der Pumpe, wieder
bereitstellen.
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Um die Kosten zu minimieren, sollte das Volumen des
Hydrospeichers im Hinblick auf die zu erwartenden Effekte möglichst
klein gehalten sein.
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Zu diesem Zweck sind üblicherweise zwischen ihm und der
Leitung an die er angeschlossen ist, differenzierende
Verbindungsmittel vorgesehen, die seiner "Wiederbereitstellung",
d.h. seiner Entleerung nach seiner Füllung dienen.
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In den meisten Fällen bestehen herkömmliche
differenzierende Verbindungsmittel aus einem Einwegventil, das, wenn die
Leitung unter Druck steht, normalerweise geschlossen ist und
sich beim Anhalten der Pumpe zur erforderlichen
Wiederbereitstellung des Hydrospeichers öffnet und das für dessen Füllung
mit einem Bypass geringeren Querschnitts kurzgeschlossen ist,
jedoch geeignet ist einen eventuellen Widderstoß aufzufangen.
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Wie bekannt, werden bei Einwegventilen unumgänglich
bewegliche Teile verwendet.
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Wenn sich jedoch im Wasser verschiedene Verunreinigungen
befinden (und dies ist in Pumpenanlagen, die für
Bewässerungszwecke verwendet werden, häufig der Fall) so besteht die
Gefahr, daß sich so ein bewegliches Teil verklemmt.
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Ein Verklemmen dieses beweglichen Teiles in geschlossener
Stellung setzt jedoch den Hydrospeicher gewissermaßen außer
Betrieb, da seine Wiederbereitstellung dann nur allein über den
Nebenschluß erfolgen kann.
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Dadurch kann es, wie schon oben beschrieben, beim Anhalten
der Pumpe zu einer Hohlraumbildung mit Implosionsgefahr
aufgrund des hieraus resultierenden Unterdrucks kommen.
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Andererseits beeinträchtigt ein in geöffneter Stellung
verklemmtes bewegliches Teil des Einwegventils, die
Wirkungsweise
der entsprechenden differenzierenden Verbindungsmittel,
sodaß das Volumen des Hydrospeichers dann unzureichend ist,
weil sein Volumen dann entgegen der normalen Arbeitsweise
dieser differenzierenden Verbindungsmittel ständig funktionell
bereit steht.
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Wie im obigen Fall, besteht also wieder das Risiko einer
Hohlraumbildung mit resultierender Implosionsgefahr
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Infolgedessen, führt jegliches Verklemmen des beweglichen
Teiles zur vollständigen oder teilweisen Lahmlegung der Anlage.
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Desweiteren sind Einwegventile mit Einsatzkörpern bekannt,
d.h. mit einer gelochten Wand, die in der Praxis die Form eines
Kegelstumpfes aufweist und mit einer elastischen Membran als
bewegliches Teil, die in der Praxis an einem Punkt an der
gelochten Wand befestigt ist und sich an diese im Ruhezustand
anlegen kann, wobei sie die ganze Oberfläche abdeckt und sich
somit jeglichem Fluß in der entsprechenden Zirkulationsrichtung
entgegensetzt und die sich unter dem Einfluß einer
Gegenströmung von der gelochten Wand entfernen kann und somit diesem
Fluß freien Lauf läßt.
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Allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine
Anlage, die es ermöglicht, die Vorteile des beschriebenen
Ventils zu nutzen und die oben kurz beschriebenen Nachteile,
d.h. ein mögliches Verklemmen des beweglichen Teiles des
Einwegventils, in der in Betracht kommenden Pumpenanlage
weitgehenst auszuschließen bzw. zu eliminieren.
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Genauer gesagt wird dieses Ziel durch eine solche
Pumpenanlage erreicht, bei der an die eine Pumpe mit einem
Vorratsbehälter verbindende Leitung differenzierende
Verbindungsmittel angeschlossen sind, die der "Wiederbereitstellung
des Hydrospeichers" d.h. seiner Entleerung nach seiner Füllung
dienen. Dieser Stand der Technik ist in CH-A-175 106
beschrieben.
Nach der Erfindung ist eine solche Pumpenanlage
dadurch gekennzeichnet, daß die differenzierenden
Verbindungsmittel aus einem Einsatzkörper bestehen, dessen gelochte Wand
im allgemeinen die Form eines Kegelstumpfes hat und auf der vom
Hydrospeicher abliegenden Seite eine elastische Membran
aufweist, die sich im Ruhezustand an die gelochte Wand anlegt,
aber nur einen Teil ihrer Oberfläche abdeckt.
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Dank dieser besonderen Anordnung ist eine
Verklemmungsgefahr ausgeschlossen und die Garantie gegeben, daß der
Hydrospeicher seine volle Funktionstüchtigkeit beibehält.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der nachstehenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf
die beiliegenden schematischen Zeichnungen die Erfindung
beispielsweise erläutert ist. Dabei zeigen:
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Figur 1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen
Pumpenanlage;
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Figur 2 in größerem Maßstab einen Schnitt mit einem Detail
der erfindungsgemäßen Pumpe bei Linie II der Figur 1 für eine
der Ventilstellungen der Anlage;
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Figur 3 eine zu Figur 2 analoge axiale Schnittansicht
einer weiteren Ventilstellung;
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Figuren 4 und 5 zu den Figuren 2 und 3 analoge axiale
Schnittansichten einer ersten Abwandlung dieser
Ausführungsform.
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Wie in Figur 1 gezeigt, weist die erfindungsgemäße
Pumpenanlage einen Hydrospeicher 13 auf, der an eine die Pumpe 11 mit
einem Vorratsbehälter 12 verbindende Leitung 10 angeschlossen
ist. Dies geschieht über differenzierende Verbindungsmittel 15
zwischen dem Hydrospeicher 13 und der Leitung 10, die der
"Wiederbereitstellung des Hydrospeichers 13, d.h. zu seiner
Entleerung nach seiner Füllung dienen.
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Erfindungsgemäß bestehen die differenzierenden
Verbindungsmittel 15 aus einem Einsatzkörper 16, dessen gelochte Wand
17 im allgemeinen die Form eines Kegelstumpfes hat, und auf der
vom Hydrospeicher 13 abliegenden Seite eine elastische Membran
18 aufweist, die sich im Ruhezustand an die gelochte Wand 17
anlegt, aber nur einen Teil ihrer Oberfläche abdeckt.
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Zweckmäßigerweise befindet sich der Einsatzkörper 16 in
einem in Bezug auf die Leitung 10 in T-Form angeordneten und
diese mit dem Hydrospeicher 13 verbindenden Rohr 19.
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Nach dem in Figuren 1 und 3 näher dargestellten
Ausführungsbeispiel, hat das Rohr 19 im wesentlichen eine
zylindrische Form und der Einsatzkörper 16 ist durch einen radial
nach außen vorspringenden Kragen 20 zwischen zwei Flanschen
21A, 21B eingesetzt die jeweils zu zwei entsprechenden,
aneinander anschließenden Teilstücken 22A, 22B dieses Rohres 19
gehören.
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Überdies ist in diesem Ausführungsbeispiel der
Spitzenbereich 23 der gelochten Wand 17 dieses Einsatzkörpers 16, der
den Bereich mit dem kleinsten Durchmesser darstellt, dem
Hydrospeicher 13 zugekehrt.
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H ist die Höhe des Spitzenbereichs 23 über dem Kragen 20.
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Selbstverständlich erstrecken sich die Lochungen 24 der
gelochten Wand 17 nicht unbedingt über die ganze Höhe H.
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Im Gegenteil: in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
fehlen diese Lochungen 24 sowohl in unmittelbarer Nähe des
Spitzenbereichs 23 als auch des Kragens 20.
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Im dargestellten Beispiel handelt es sich um kreisförmige
Lochungen.
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In bekannter Weise kann ihre Anzahl, ihre Anordnung
und/oder der Strömungsquerschnitt variiert werden, um die
resultierende Durchflußmenge radial möglichst gleichförmig zu
halten.
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Die elastische Membran 18 selbst hat ebenso im
wesentlichen die Form eines Kegelstumpfes und, durch einen
Spitzenbereich 25, der ebenfalls den Bereich mit dem kleinsten
Durchmesser bildet, paßt sie in den Spitzenbereich 23 der
gelochten Wand 17, und ist mit dieser zweckentsprechend, z.B.
durch eine mit Gewinde versehenen Zugstange 26, fest verbunden.
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h ist die Höhe des Spitzenbereiches 25 (der Membran 18
über ihren eigenen unteren Rand).
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Erfindungsgemäß ist diese Höhe h nur ein Bruchteil der
Höhe H der gelochten Wand 17.
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Mit anderen Worten, die elastische Membran 18 erstreckt
sich nur über einen Bruchteil der Höhe H der gelochten Wand 17.
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So bedeckt sie, wie in Figur 2 dargestellt, im Ruhezustand
nur einen Teil der Lochungen 24 der gelochten Wand 17.
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Demnach kann durch die frei gelassenen Lochungen 24 eine
Flüssigkeitsmenge von der Pumpe 11 zum Hydrospeicher 13
fließen, wie durch Pfeil F1 in Figur 2 angedeutet.
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Bei eingeschalteter Pumpe 11 wird der Hydrospeicher 13
daher durch den freiliegenden Teil der Lochungen 24 in der
gelochten Wand 17 systematisch gefüllt.
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Beim Anhalten der Pumpe gibt der Hydrospeicher 13 das
vorher gespeicherte Flüssigkeitsvolumen an die Leitung 10 ab,
wie dies den Pfeilen F2 in Figur 3 zu entnehmen ist.
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Da sich die elastische Membran 18 durch die entsprechende
Flüssigkeitsmenge in der Praxis keulenförmig elastisch
verformt, wird somit die Gesamtheit der Lochungen 24 der gelochten
Wand 17 des Einsatzkörpers 16 zu dieser Wiederbereitstellung
genutzt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 4 und 5 ist
die gelochte Wand 17 des Einsatzkörpers 16 zwar immer noch im
wesentlichen in Form eines Kegelstumpfes, aber sein
Spitzenbereich 23 ist für einen Bruchteil des Durchmessers des ihn
umgebenden Rohres 19 geradlinig statt kreisförmig.
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Desgleichen erstreckt sich die entsprechende elastische
Membran 18 über die gesamte Höhe H, ist jedoch zumindest für
einen Teil des Einsatzkörpers in untereinander beabstandete
Sektoren 27 unterteilt.
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Wie beispielsweise veranschaulicht, ist sie auf zwei
Sektoren 27 beschränkt die einander diametral entgegengesetzt
angeordnet sind und jeweils im wesentlichen eine rechteckige
Umrißlinie haben, deren kurze Seite längs des geradlinigen
Spitzenbereichs 23 der gelochten Wand 17 des Einsatzkörpers 16
erstreckt ist.
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Wie bereits beschrieben, bedeckt die so gestaltete, sich
anlegende elastische Membran 18 nur einen Teil der Lochungen 24
der gelochten Wand 17, wie aus Figur 4 ersichtlich, und gibt,
wenn sie abgehoben wird, alle Lochungen 24 frei, wie dies in
Figur 5 dargestellt ist.