DE155340C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Vorliegende Erfindung betrifft eine Druckluftflüssigkeitspumpe, bei welcher durch den Hin- und Hergang des Kolbens einer Luftpumpe Wasser in eine Kammer eingesaugt und unter gleichzeitigem Einpressen' von Luftkolben in die Flüssigkeitssäule in die Höhe gedrückt werden soll.

Bei den bisher bekannten Druckluftflüssigkeitshebern war stets die Verwendung einer

ίο konstanten Druckluftquelle Voraussetzung, da es erst dadurch möglich war, auf die Wassersäule von unten her einen solchen Druck auszuüben, daß diese trotz der Einführung von Druckluft in die Wassersäule an einer höher gelegenen Stelle in die Höhe gedrückt werden konnte. Man konnte infolgedessen mit den bisher bekannten Druckluftflüssigkeitshebereinrichtungen nicht direkt eine Luftpumpe in Verbindung setzen, weil bei diesen bekannten Einrichtungen eine Luftpumpe bei direkter Einwirkung nicht den zum Heben der Wassersäule notwendigen Druck erzeugen konnte. Aus diesen Gründen waren auch die bisherigen Druckluftflüssigkeitsheber nur dort anwendbar, wo der Heber nicht erst die Aufgabe erfüllen mußte, das Wasser bezw. die Flüssigkeit in die Kammer hinein zu befördern, aus welcher es dann durch die Druckluftwirkung in die Höhe gedrückt werden sollte, weil nämlich mit diesen bekannten Hebern eine Pumpenwirkung nicht hervorgerufen werden konnte. . Die Flüssigkeit mußte stets erst unabhängig von der Heberwirkung in die Kammer eingeleitet werden, und nachdem diese gefüllt war, konnte erst die Hebereinrichtung in Tätigkeit treten.

Es ist nun der Zweck der vorliegenden Erfindung, eine Pumpe zu schaffen, mittels welcher Wasser beispielsweise direkt aus einem Brunnen herausgepumpt werden kann, wobei bei der Druckwirkung der Pumpe von dem oben angegebenen bekannten Grundgedanken der Druckluftflüssigkeitsheber Gebrauch gemacht wird. Es tritt hierbei noch der Vorteil auf, daß man keinen Druckluftbehälter zu verwenden braucht, weil ein konstanter Druck nicht nur nicht nötig ist, sondern gerade vermieden werden muß, weil die direkt wirkende Luftpumpe bei dem einen Hub ihres Kolbens das Wasser in eine Kammer einsaugen muß, um dann bei dem nächsten Hub des Kolbens dieses eingesaugte Wasser unter gleichzeitigem Einpressen von Luftkolben in die Höhe zu drücken.

In den Zeichnungen veranschaulicht Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung, während Fig. 2 dieselbe im vergrößerten Maßstabe und im senkrechten Schnitt darstellt. Die Fig. 3 und 4 zeigen ähnlich wie die Fig. 1 und 2 eine andere Ausführungsform der Vorrichtung, während die Fig. 5 und 6 wagerechte Schnitte nach den Linien a-a und b-b der Fig. 4 sind. Fig. 7 zeigt einen senkrechten Schnitt durch einen Experimentierapparat.

Die Erfindung beruht auf folgendem Grundgedanken : Das Rohr 25 des aus Glas hergestellten Experimentierapparates nach Fig. 7 ist an seinem Ende 27 mit einem senkrechten Rohr 26 verbunden, welches so gebogen ist, daß es mit seinem Schenkel 28 in freier Verbindung mit dem Rohr 25 an dem Punkt 29 steht. Dieser Punkt 29 liegt bedeutend näher

an der Einlaßöffnung des Rohres 25 als der Punkt 27. Füllt man nun in das Rohr 26 Wasser ein, so daß dieses nicht bis zu den Punkten 29 und 27 reicht, und führt man in das Rohr 25 Druckluft ein, so wird sich der Wasserspiegel in dem Rohr 26 höher einstellen als in dem Schenkel 28. Der Druck wird infolgedessen am Punkt 29 größer als am Punkt 37 sein, und da der Druck auf

ίο die Flüssigkeit in den Rohren 28 und 26 ungefähr gleich dem Druck der Luft an den Punkten 29 und 27 ist, so werden eben die Wasserspiegel die vorher erwähnte Lage einnehmen. Läßt man einen starken Luftstrom in das Rohr 25 eintreten, so kann man das Wasser fast vollkommen aus dem gebogenen Rohr heraustreiben. Die Wirkung ist um so größer, wenn das Rohr 26 einen größeren Durchmesser besitzt als das Rohr 25, weil dann die Luft beim Eintritt in das Rohr 26 am Punkt 27 sich um so schneller ausdehnt und dadurch eine Druckverminderung eintritt, wodurch wiederum ein entsprechend größerer Unterschied zwischen dem Druck auf die Flüssigkeit in dem Rohr 28 und dem Druck auf die Flüssigkeit in dem Rohr 26 hervorgerufen wird.

Nach den Fig. 1 und 2 ist der Zylinder 1, in welchem durch den Kolben 2 die Druck-

'30 luft erzeugt werden soll, an jedem Ende durch die Rohre 3 mit dem unteren Ende je eines Behälters 4 verbunden. Mit diesen Behältern 4 steht durch das U-förmige Rohr 6 das Wassersaugrohr 5 in Verbindung, wobei an der Verbindungsstelle Rückschlagventile 7 vorgesehen sind. An den oberen Enden der Behälter 4 schließen Rohre 8 an, welche zusammen in das Wasserauslaßrohr 9 münden. Die Verbindung zwischen den Rohren 8 und den Behältern 4 kann ebenfalls durch Rückschlagventile 10 abgeschlossen werden. Von den Rohren 3 aus führen kurze Rohrstutzen 11, in welchen die Rückschlagventile 12 angeordnet sind, nach den oberen Enden der Rohre 8. An den Deckeln des Zylinders 1 sind unter Federwirkung stehende Ventile 31 angebracht, damit eine gewisse Luftmenge in den Zylinder bei den Saugwirkungen des Kolbens 2 eintreten kann.

Dies ist notwendig, damit stets die genügende Luft in der Vorrichtung vorhanden ist, welche, wie später ersichtlich sein \vird, durch die Wirkung der Pumpe teilweise durch das Wasserauslaßrohr angetrieben werden muß.

Die Wirkungsweise der in den Fig. 1 und 2 veranschaulichten Vorrichtung ist folgende:

Bei Beginn wird der Kolben 2 in beiden Hubrichtungen in den Rohren 3 eine Saugwirkung hervorrufen, und zwar bis vermöge der Verbindung der Rohre 3 mit den Behältern 4 in diese so viel Wasser aus dem Rohr 5 gesaugt wurde, daß es durch die Ventile 10 nach den Rohren 8 tritt. Dann fängt die Pumpe an, als Druckpumpe zu wirken, und zwar nach dem in bezug auf den Experimentierapparat geschilderten Prinzip. Während eines jeden Hubes des Kol_: bens 2 wirkt die eine Seite der Pumpe als Saugpumpe und die andere als Druckpumpe.

Um die Unterschiede zwischen der vorliegenden Pumpe und den gewöhnlichen Druckpumpen klar zu machen, sei folgendes bemerkt:

Wäre das Rohr 25 (Fig. 7) zwischen den Punkten 29 und 27 vollständig abgeschlossen, so würde die Druckluft lediglich auf die Flüssigkeit im Rohr 28 wirken und es würde das Wasser ungemischt mit Luft in dem Rohr 26 in die Höhe steigen. Würde man nun die beiden Punkte 29 und 27 dicht zusammenlegen und würde man dem Rohr 26 keinen größeren Durchmesser als dem Rohr 25 geben, so wäre an den Punkten 29 und 27 fast gar kein Druckunterschied vorhanden und es würde der Wasserspiegel in dem Rohr 28 fast genau ebenso hoch sich einstellen wie in dem Rohr 26. Es würde dann kein Wasser in dem Rohr 26 in die Höhe steigen, sondern nur die Luft aus dem Rohr 26 austreten. Zwischen diesen beiden Gegensätzen, wenn also einerseits alles Wasser und keine Luft und andererseits alle Luft und kein Wasser in dem Rohr 26 in die Höhe steigt, ist es möglich, die durch das Rohr 26 austretende Luft- und Wassermenge in ein gewünschtes Verhältnis zu bringen, indem man die Lage der Verbindungsstelle zwischen Druckluftleitung mit dem Rohr 28 zu der Lage der Verbindungsstelle der Druckluftleitung mit dem Rohr 26 und dessen Größe regelt.

Der größte Vorteil der Vorrichtung ist der, daß das Wasser nach hoch gelegenen Stellen mit Druckluft von verhältnismäßig niedrigem Druck gehoben werden kann. Die Vorrichtung besitzt außerdem eine größere Leistungsfähigkeit als diejenigen, welche mit Druckluft von sehr hohem Druck arbeiten, denn es geht bei dem Gegenstand der Erfindung nicht so viel Kraft infolge der beim Erzeugen von Druckluft entstehenden Wärme verloren.

Es ist bei vorliegender Erfindung von größter Wichtigkeit, daß die öffnung eines jeden Rohres 11 nach dem Rohr 8 oberhalb des Ventiles 10 so groß ist, daß unter Berücksichtigung der Höhe des Wasserauslaßrohres und des Druckes der Luft eine genügende Luftmenge in das Wasser eintreten kann, um das Wasser auf die ganze Länge

des Auslaßrohres zu verteilen und eine solche Luftmenge in das Rohr einzuführen, daß das Gewicht des Gesamtwassers nicht den Druck der Druckluft übersteigt. Es ist ferner sehr wichtig, daß so große Luftmengen durch das Rohr 11 in das Rohr 8 eingeführt werden, um gewissermaßen Luftschichten zwischen den einzelnen, bei jedem Hub der Pumpe in die Höhe getriebenen Wassermengen einzuführen.

Nach den Fig. 3 bis 5 sind die beiden Luftröhre 3 mit einem einzigen Rohr 13 verbunden, welches in das Innere des Wasserauslaßrohres 14 hineinragt. An der Verbindungssteile der beiden Rohre 3 mit dem Rohr 13 ist ein Ventil 15 angebracht, welches durch die Bewegung des Kolbens 2 mit Hilfe eines Ansatzes 16 so bewegt wird, daß das Rohr 13 einmal mit dem einen Rohr 3 und das andere Mal mit dem anderen Rohr 3 in Verbindung kommt. Hierdurch wird erreicht, daß zunächst die Luft aus dem Rohr 13 ausgesaugt wird, bis der Kolben einen Teil seines Hubes zurückgelegt hat, worauf dann die Verbindung mit dem betreffenden Rohr 3 abgeschlossen wird und durch' das andere Rohr 3 Druckluft in das Rohr 13 eingeblasen wird. Das Rohr 13 ist am unteren Ende mit einem Kanal 17 verbunden, der aus einem Stück mit dem Oberteil 18 des Behälters 19 gefertigt ist. Dieser Behälter besitzt ebenfalls einen Kanal 20 für die Druckluft, welcher bei 21 nach.dem Innern des Behälters offen steht. An den Behälter 19 ist das Saugrohr 22 angeschlossen, dessen obere Öffnung durch das Ventil 24 geschlossen werden kann. Die obere Öffnung des Behälters 19 kann durch das Ventil 23 abgeschlossen werden. Der Kanal 17 besitzt seitlich ein Rückschlagventil 30, durch welches die Verbindung zwischen diesem Kanal und dem Innern des Auslaßrohres 14 hergestellt werden kann. Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform ist analog der in bezug auf die Fig. 1 und 2 beschriebenen.

Claims (3)

Patent-An sprüche:

1. Druckluftflüssigkeitspumpe mit Förderung der Flüssigkeitssäule durch eingepreßte Luftkolben, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Luftpumpe ausgehende Rohr in eine Kammer mündet und an einer der Pumpe näher liegenden Stelle mit dem Flüssigkeitssteigerohr in Verbindung steht, so daß vermöge des an dieser Stelle in der Luftleitung herrschenden größeren Druckes, als an dem Unterende des Luftrohres beim Heben der Wassersäule Luft in diese hineingedrückt werden kann.

2. Ausführungsform der Druckluftflüssigkeitspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jedes Ende eines Druckluftzylinders (1) ein Luftrohr (3) angeschlossen ist, welches am unteren Ende mit einem nach dem Saugrohr durch ein Rückschlagventil abzuschließenden Behälter (4) von größerem Durchmesser in Verbindung steht, wobei jeder Behälter (4), welcher außerdem durch Ventil (10) gegen das mit dem Wasserauslaßrohr (9) verbundene Rohr (8) zu verschließen ist, derart vermittels des Rohres (8) durch den mit Rückschlagventil (12) versehenen Stutzen (11) in Verbindung steht, daß bei jedem Hub des Kolbens im Druckluftzylinder durch das eine Luftrohr (3) Wasser in seinen Behälter (4) eingesaugt und durch das andere Luftrohr (3) Wasser in das Auslaßrohr (9) gedruckt wird.

3. Ausführungsform der Druckluftflüssigkeitspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Luftrohre (3) des Druckluftzylinders unter Vermittlung eines bei der Kolbenbewegung selbsttätig verstellten Ventiles (15) mit einem Luftrohr (13) verbunden sind, welches mit dem Saugwasserbehälter (19) und dem Wasserauslaßrohr (14) in Verbindung steht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.