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Durch Druckluft betriebene Zulaufpumpe Die Erfindung betrifft durch
Druckluft betriebene Zulaufpumpen, wie sie für zahlreiche Zwecke, vor allem im bergmännischen
Untertagebetrieb, dort verwendet werden, wo es sich darum handelt, kleinere laufend
zusitzende Wassermengen, insbesondere auch schlammhaltige Wasser zu bewältigen.
Solche Pumpen besitzen den Vorteil außerordentlicher Einfachheit, weil sie ohne
umlaufende Teile und mit minimalem Verschleiß weitgehend vollautomatisch auch unter
Wasser arbeiten können.
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Sie bestehen im wesentlichen aus einem unter dem Wasserniveau im Pumpensumpf
liegenden Kessel, in den das Wasser in der Zulaufperiode durch eine Klappe eintritt,
um in der Förderperiode bei geschlossener Klappe durch in den Kessel einströmende
Druckluft herausgedrückt zu werden.
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Nicht einwandfrei gelöst war bei den bekannten Ausführungen solcher
Pumpen bisher jedoch die Aufgabe der Steuerung, weil sie in gegenüber der sonstigen
Einfachheit der Pumpen zu komplizierter Art erfolgte.
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Die Erfindung beseitigt diesen Nachteil. Sie schafft eine mit einfachen
Mitteln arbeitende und vermöge ihrer einfachen Bauart ein Höchstmaß an Betriebssicherheit
aufweisende automatische Steuerung für derartige Pumpen, die neben den erwähnten
Vorteilen vor allem auch den aufweist, daß der Steuermechanismus nicht an der Pumpe
selbst angebracht zu werden braucht, sondern an beliebiger Stelle in die Druckluftzuleitung
zur Pumpe eingeschaltet werden kann.
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Diese Vorteile werden vor allem dadurch erreicht, daß die Steuerung
als Ent- oder Belüftungssteuerung nach einem ähnlichen Prinzip, wie es bei der Druckluftbremse
der Eisenbahn Anwendung findet, ausgebildet werden kann.
Wie die
bekannten Steuerungen für derartige Pumpen wird die neuartige Steuerung durch einen
Schwimmer im Pumpenkessel betätigt. Gemäß der Erfindung erfolgt dies -derart, daß
der Schwimmerhebel in seiner tiefsten und in seiner höchsten Stellung je ein an
einen Steuerzylinder, über den die Druckluftzuleitung geht, angeschlossenes Ent-oder
Belüftungsventil betätigt und durch die dadurch bewirkte Druckänderung in dem betreffenden
Zylinderraum einen in dem Zylinder verschiebbaren Kolben umsteuert, der in der Stellung,
die sich bei angehobenem Schwimmer ergibt, den Druckluftzutritt zum Pumpenkessel
freigibt, in seiner anderen, durch die tiefste Lage des Schwimmers bei entleertem
Pumpenkessel gegebenen Stellung dagegen den Kessel mit dem Auspuff verbindet. Hierdurch
wird eine in einfachster Weise vollautomatisch arbeitende Steuerung geschaffen.
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Der Steuerzylinder kann an beliebiger Stelle in die Druckluftleitung
eingeschaltet sein. Dies ist mit erheblichen betrieblichen Vorteilen, insbesondere
vom Gesichtspunkt der Überwachungsmöglichkeit aus, verbunden. Ferner kann gleichzeitig
ein einziges solches Steuerorgan für mehrere Pumpenkessel Verwendung finden, die
an einer Stelle oder auch getrennt voneinander aufgestellt sein können.
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Es wird dadurch möglich, in weiterer Ausbildung der Erfindung die
Förderpause, die bei den bekannten Pumpenanlagen dieser Art durch das Wiederfüllen
des Kessels bedingt ist, zu vermeiden, indem an ein Steuerorgan jeweils zwei Kessel
angeschlossen werden.
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Irgendwelche Änderungen oder Komplikationen der Anlage werden hierdurch
nicht bedingt, sondern lediglich die Anordnung einer zweiten Leitung von dem Steuerkörper
zu dem betreffenden Kessel.
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Da bei der neuen Steuerung die vom Schwimmer betätigten Ventile, die
die Ent- oder Belüftung der Steuerleitung bewirken, gegebenenfalls auch innerhalb
des Pumpenkessels angeordnet sein können, lassen sie sich dadurch vor Beschädigungen
schützen, und es ergibt sich eine sehr günstige geschlossene Bauart der Gesamtanordnung.
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Statt durch den Steuerkolben unmittelbar die Wege für den Zustrom
und den Auspuff der Druckluft zu öffnen und zu schließen, kann dies beispielsweise
auch über einen Dreiwegesteuerschieber erfolgen. Im Fall des Anschlusses zweier
Kessel an ein Steuerorgan wird statt der Dreiwegesteuerschieber ein Vierwegesteuerschieber
verwendet.
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Die Steigleitungen werden bei Anordnung zweier Kessel zweckmäßig miteinander
vereinigt bzw. sie münden ineinander, so daß das geförderte Wasser durch eine einzige
Leitung abgeführt wird.
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Nachstehend wird die Erfindung im einzelnen an Hand der Abbildungen
beschrieben, von denen Abb. i die Gesamtanlage unter Ausbildung der Steuerung als
Entlüftungssteuerung mit nur einem Pumpenkessel zeigt; Abb. 2 veranschaulicht eine
abgeänderte Ausführungsform der Steuerung, bei welcher der Steuerkolben einen
Dreiwegesteuerschieber betätigt.
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In Abb. i ist mit i der in dem Pumpenkessel 3 angeordnete Schwimmer
in seiner höchsten Stellung in vollen Linien und in seiner tiefsten Stellung in
gestrichelten Linien dargestellt. An der tiefsten Stelle des Pumpenkessels befindet
sich der durch die während der Druckperiode als Rückschlagklappe wirkende Klappe
18 verschlossene Zulauf 13. Ebenfalls unten am Kessel ist die Steigleitung i i angeschlossen,
in der sich das Rückschlagventil 12 befindet.
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Der den Schwimmer tragende Hebel 6 ist bei i9 im Innern des Pumpenkessels
angelenkt. Er wirkt über gemäß dem Ausführungsbeispiel beiderseits des Drehpunktes
an ihm angeordnete Stössel 6a und 66 auf Entlüftungsventile 7 und 14 ein, die in
Gehäusen 2o und 21 gegen den Druck von Federn verschieblich sind.
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Durch diese Entlüftungsventile wird die Bewegung eines in dem Steuerzylinder
22 verschieblichen Kolbens 4 gesteuert, der, gemäß dem Ausführungsbeispiel als Doppelkolben
ausgebildet, in seiner einen Stellung den Drucklufteintritt z zum Steuerzylinder
absperrt und in seiner anderen Stellung freigibt. Diese Bewegungen werden durch
abwechselnde Entlüftung der Leitungen 7a und i4a, die von den Entlüftungsventilen
7 und 14 zu dem Steuerzylinder führen, über die Kanäle ioa und iob bewirkt. Sobald
der Schwimmer i bei beendeter Füllung des Pumpenkessels in seine höchste Lage gelangt,
wird durch die Leitung 71 der in Abbildung links des Steuerkolbens 4 gelegene
Raum entlüftet.. Dieser steht durch eine Leitung 5 von verhältnismäßig sehr kleinem
Querschnitt, durch die nur wenig Luft nachströmen kann, mit der Druckluftzuleitung
in Verbindung. Der Kolben verschiebt sich infolge des entstehenden Druckabfalls
nach links und gibt damit der nun durch den Kanal 2 in den Raum zwischen den beiden
Teilkolben des Kolbens 4 einströmenden Druckluft über die Leitung io den Weg in
den Pumpenkessel frei. Nachdem hierdurch das Wasser aus dem Kessel herausgefördert
worden ist und der Schwimmer i seinen tiefsten Stand erreicht hat, wird durch den
von ihm nun betätigten Stössel 6b das Entlüftungsventil 14 geöffnet. Hierdurch
wird der Raum 15 im Zylinder 22 entlüftet, der ebenfalls durch eine engeLeitung5,
durch die vergleichsweise nur wenig Druckluft nachströmen kann, mit der Druckluftzuleitung
in Verbindung steht.
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Durch den nun in diesem Raum entstehenden Druckabfall wird der Steuerkolben
nach rechts geschoben und verschließt hierdurch den Drucklufteintritt 2, unter gleichzeitigem
Öffnen des Auspuffs 16, der hierdurch über die Leitung io mit dem Kesselinnern in
Verbindung gelangt, so daß die Druckluft aus dem Kessel entweicht, die Wassereintrittsklappe
13 sich wieder öffnet und der Vorgang von neuem beginnt.
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Bei der in grundsätzlich gleicher Weise wirkenden Ausführungsform
gemäß Abb.2 wird durch den Steuerkolben 4 der Hebel g eines Dreiwegesteuerschiebers
betätigt. Durch die in Abhängigkeit von der Stellung des Schwimmers erfolgende Betätigung
des Entlüftungsventils 7 über die Leitung
7a wird der anliegende
Raum im Innern des Zylinders 22 entlüftet und demzufolge der Steuerkolben 4 nach
links in die in der Abbildung dargestellte Lage verschoben. In dieser wird durch
die Druckluftzuleitung 21 des Dreiwegesteuerschiebers über die Leitung io dem Kessel
Druckluft zugeführt. Sobald der Schwimmer seine tiefste Stellung erreicht, wird
das Entlüftungsventil 14 betätigt und über die Leitung i4a im Zylinderraum 15 ein
Druckabfall hervorgerufen, durch dessen Wirkung der Steuerschieber und damit der
Hebel 9 nach rechts geschoben wird, d. h. in die Lage gelangt, in welcher die Druckluftleitung
io zum Kessel mit dem Auspuff loa verbunden ist.
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Bei beiden Ausführungsformen ist es möglich, die Stössel 6a und 6b,
wie beispielsweise dargestellt, durch Muttern 17" und 17b zu verlängern bzw. zu
verkürzen und hierdurch in sehr vorteilhafter Weise die höchste und tiefste Stellung
des Schwimmers und damit die Leistung der Pumpe von außen genau einzustellen.
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Die Entlüftungsventile 7 und 14 können in das Kesselinnere verlegt
und innen an den Deckel des Kessels angeschraubt sein.
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Selbstverständlich sind, abgesehen von den vorstehend im einzelnen
beschriebenen Ausführungsformen der neuen Steuerung, zahlreiche Abänderungen möglich,
ohne den Grundgedanken der I#rlindung zu verlassen.