| (19) |
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(11) |
EP 0 011 286 B1 |
| (12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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23.12.1981 Patentblatt 1981/51 |
| (22) |
Anmeldetag: 14.11.1979 |
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| (54) |
Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Wasserstrahlpumpe
Method and device for operating a water jet pump
Procédé et dispositif de fonctionnement pour pompe à jet d'eau
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| (84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
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Priorität: |
18.11.1978 DE 2850142
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| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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28.05.1980 Patentblatt 1980/11 |
| (71) |
Anmelder: Heilenz, Siegfried, Dr. agr. Dipl.-Landwirt |
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D-35398 Giessen (DE) |
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| (72) |
Erfinder: |
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- Heilenz, Siegfried, Dr. agr. Dipl.-Landwirt
D-35398 Giessen (DE)
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| (74) |
Vertreter: Schlee, Richard, Dipl.-Ing. et al |
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Patentanwälte
Dipl.-Ing. R. Schlee
Dipl.-Ing. A. Missling
Bismarckstrasse 43 D-6300 Lahn-Giessen 1 D-6300 Lahn-Giessen 1 (DE) |
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Wasserstrahlpumpe,
bei dem das für den Betrieb der Pumpe benötigte Wasser im Kreislauf umgepumpt wird.
[0002] Wasserstrahlpumpen werden z.B. in Labors umfangreich verwendet, z.B. zum Trocknen
von Substanzen oder zum Eindampfen von Lösungen bei niedriger Temperatur, wodurch
eine thermische Belastung der zu behandelnden Substanzen vermieden wird. Wasserstrahlpumpen
haben den Vorteil, daß sie sehr einfach gebaut sind, praktisch keinen Verschleiß haben
und praktisch unempfindlich gegen Korrosion sind, wenn sie, wie üblich, aus Glas oder
aus Kunststoff hergestellt sind. Mit Wasserstrahlpumpen läßt sich ohne Schwierigkeiten
ein Grobvakuum im Bereich zwischen 100 mm Quecksilbersäule und 15 mm Quecksilbersäule
herstellen, was für viele Laborzwecke ausreichend ist.
[0003] Nachteilig im Vergleich mit mechanischen Pumpen, z.B. Drehschieberpumpen, sind die
relativ hohen Betriebskosten, da der Wasserverbrauch erheblich ist ; ein üblicher
Verbrauchswert ist z.B. 0,8 m
3/h, so daß bei zehnstündigem Betrieb immerhin 8 m
3 Wasser verbraucht werden. Abgesehen von den Kosten ist ein so hoher Wasserverbrauch
auch mit Rücksicht auf die Umweltressourcen unerwünscht. Um den hohen Wasserverbrauch
zu vermeiden, hat man bereits das eingangs genannte Verfahren angewendet, gemäß dem
das Wasser im Kreislauf umgepumpt wird. Hierzu wird eine elektrisch angetriebene Umwälzpumpe
verwendet, die aus der Wasserstrahlpumpe abgelaufenes Wasser wieder unter Druck setzt
und dem Betriebswasseranschluß der Wasserstrahlpumpe zuführt.
[0004] Der erreichbare Druck hängt stark von der Temperatur des Bet-riebswassers ab, da
der Druck niemals niedriger sein kann als der Dampfdruck des Betriebswassers, der
umso höher liegt, je höher die Temperatur des Betriebswassers ist. In einer Umwälzanlage
nun erwärmt sich das Betriebswasser verhältniscmäßig schnell, so daß die Saugleistung
der Wasserstrahlpumpe niedriger ist als bei laufender Zuführung von Frischwasser.
Will man dennoch niedrige Temperaturen erreichen, so muß das Betriebswasser mit besonderen
Kühleinrichtungen gekühlt werden. In diesem Fall ergibt sich ein erheblicher apparativer
Aufwand mit umfangreichen elektrischen Installationen.
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art
so auszubilden, daß auf elektrische Installationen verzichtet werden kann und dennoch
eine Kühlung des Betriebswassers erreicht wird. Durch eine Weiterbildung der Erfindung
soll auch eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geschaffen
werden.
[0006] Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Wasser mittels Druckluft
bei im wesentlichen konstantem Luftdruck unter Druck gesetzt wird und daß Druckluft,
die zum Austreiben von Wasser durch die Wasserstrahlpumpe benutzt wurde, in einem
abgegrenzten Entspannungsraum entspannt wird, wobei dem Wasser Wärme entzogen wird,
die von der Luft bei und nach ihrer Entspannung aufgenommen wird.
[0007] Anstelle einer Umwälzpumpe wird erfindungsgemäß Druckluft zum Umpumpen des Wassers
benutzt. Druckluftanschlüsse befinden sich in modernen Labors im allgemeinen an jedem
Arbeitsplatz, so daß die Aufstellung eines besonderen Kompressors nicht erforderlich
ist. Erfindungsgemäß entspannt sich die Luft während des Austreibens des Wassers nicht,
so daß an der Wasserstrahlpumpe stets ein gleichbleibender Wasserdruck und damit eine
gleichbleibende Saugleistung besteht. Wenn die Druckluft ihre Austreibfunktion erfüllt
hat, wird sie erfindungsgemäß benutzt, um das umzuwälzende Betriebswasser zu kühlen.
Bei der Entspannung der Luft, die ja nach dem Austreiben noch unter hohem Druck steht,
kühlt sich die Luft stark ab. Diese Abkühlung wird benutzt, um dem Betriebswasser
Wärme zu entziehen. Man kann deshalb ohne spezielles Kühlaggregat eine niedrige Temperatur
des Umwälzwassers aufrechterhalten und damit einen niedrigen Druck erzielen. Außerdem
kann das gekühlte Betriebswasser in einem Nebenkreislauf durch Kühlfallen geführt
werden und dort das sonst benötigte Frischwasser ersetzen. Da sowohl das Umpumpen
des Betriebswassers als auch die Abkühlung des Betriebswassers mit Druckluft erfolgen,
sind keinerlei elektrische Installationen erforderlich. Dies ist für ein Labor besonders
vorteilhaft, da elektrische Installationen besonders vor Feuchtigkeit geschützt werden
müßten.
[0008] Vorstehend und im folgenden wird von Wasserstrahlpumpen und Druckluft als antreibendem
Gas gesprochen. Die Erfindung erstreckt sich selbstverständlich auch auf Verfahren,
bei denen andere Flüssigkeiten als Wasser für den Betrieb der Pumpe benutzt werden
und bei denen andere Gase als Luft für den Antrieb der Flüssigkeit eingesetzt werden.
Andere Flüssigkeiten und Gase können bei speziellen Aufgabestellungen erforderlich
sein.
[0009] Der Wärmeentzug aus dem Wasser kann sowohl dadurch bewirkt werden, daß man gemäß
Anspruch 2 den Entspannungsraum mit Wasser umspült, also z.B. in einer Wasserfüllung
eines umfassenden Behälters anordnet. Einen besonders guten Wirkungsgrad erzielt man
jedoch, wenn gemäß den Ansprüchen 3 und 4 die sich entspannende Luft unmittelbar mit
dem zu kühlenden Wasser in Berührung gebracht wird, was man leicht dadurch erreicht,
daß in ein Entspannungsgefäß Wasser durch eine Düse eingeführt wird, das dann auch
durch die sich entspannende Luft in Tröpfchen zerrissen wird.
[0010] Bei der Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 5 erhält man einen kontinuierlichen
Betrieb an der Wasserstrahlpumpe, da an einen Austreibungsvorgang unmittelbar ein
weiterer Austreibungsvorgang anschließen kann und nicht zunächst eine Füllung des
Austreibungsraumes mit Wasser abgewartet werden muß.
[0011] Im Patentanspruch 6 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
5 mit den für die Vorrichtung notwendigen Bestandteilen angegeben, während die weiteren
Ansprüche 7 bis 20 spezielle Ausführungsformen und Weiterbildungen der Vorrichtung
nach Anspruch 6 angeben. Zu diesen Unteransprüchen wird folgendes bemerkt :
Die Anordnung der Austreibungsgefäße und des Entspannungsgefäßes in einem Umbehälter
gemäß Anspruch 7 hat den Vorteil, daß kaum Rohrleitungen benötigt werden, da die Austreibungsgefäße
unmittelbar von dem Umbehälter aus gefüllt werden können. Bei Verwendung von Rückschlagventilen,
insbesondere von Ventilklappen gemäß Anspruch 8 bewirkt der statische Druck im Umbehälter
eine Füllung der Austreibungsgefäße, wodurch besondere Antriebsmittel für das Füllen
der Austreibungsgefäße eingespart werden. Ein besonders einfaches Mittel für den abwechselnden
Anschluß der Austreibungsgefäße an die Wasserstrahlpumpe ist in den Ansprüchen 9 und
10 angegeben. Wenn eines der Austreibungsgefäße drucklos geworden ist, wird der im
Anspruch 10 genannte Kolben rasch vom Druck im anderen Gefäß so bewegt, daß das entleerte
Gefäß abgeschlossen wird und nun das unter Druck stehende Gefäß an die Wasserstrahlpumpe
angeschlossen ist.
[0012] Der Einfachheit wegen wird nur von einer Wasserstrahlpumpe gesprochen, obwohl selbstverständlich
mehrere Wasserstrahlpumpen an die Vorrichtung angeschlossen werden können. Günstige
Größenverhältnisse für die Vorrichtung erreicht man, wenn sie für den Betrieb von
zwei bis vier Wasserstrahlpumpen ausgelegt wird.
[0013] Die Anordnung von Steigrohren gemäß Anspruch 11 und der Druckluftzuführung gemäß
Anspruch 12 gewährleistet eine Wasseraustreibung, ohne daß die Gefahr besteht, daß
antreibende Druckluft ebenfalls zu der Wasserstrahlpurhpe fließt. Man könnte jedoch
die Anordnung auch anders wählen. Es ist auch nicht ausgeschlossen, die antreibende
Druckluft unter dem Wasserspiegel eintreten zu lassen.
[0014] Eine Umsteuereinrichtung gemäß den Ansprüchen 13 und 14 ermöglicht mit einfachsten
Mitteln einen automatischen kontinuierlichen Betrieb der Vorrichtung derart, daß die
Wasserstrahlpumpe ununterbrochen mit Betriebswasser versorgt wird.
[0015] Die Steuerung der Druckluft mittels Drehschiebern läßt sich einfach ausführen. Es
kommen jedoch auch andere Ventile in Betracht. Besonders einfach wird die Konstruktion,
wenn gemäß Anspruch 16 ein einziger Drehschieber sowohl die Zuführung der Druckluft
zu den Austreibungsgefäßen als auch die Überleitung der Luft aus den Austreibungsgefäßen
in das Ehtspannungsgefäß steuert. Für den Antrieb des Drehschiebers kann gemäß den
Ansprüchen 17 und 18 der bereits erwähnte und im Anspruch 13 genannte Umsteuerkolben
verwendet werden.
[0016] Eine besonders vorteilhafte Bauart erhält man, wenn man die Steuereinrichtungen gemäß
Anspruch 19 in einer Steuerplatte zusammenfaßt, die zugleich zum Festhalten der Gefäße
im Umbehälter ausgenutzt wird.
[0017] Vorteilhaft ist es auch, eine Wasserstrahlpumpe oder mehrere Wasserstrahlpumpen gemäß
Anspruch 20 an der Wand des Umbehälters anzuordnen, weil dadurch Leitungen für die
Rückführung des Betriebswassers eingespart werden. Man kann jedoch die Wasserstrahlpumpe
auch an anderer Stelle anordnen und das Wasser über Leitungen, z.B. Schläuche, zurückführen.
[0018] Die wechselnde Füllung und Entleerung der Austreibungsgefäße kann auch mit einer
zeitabhängigen Steuerung gesteuert werden, durch die nach einer vorgegebenen, vorzugsweise
einstellbaren Zeitspanne eine Umschaltung von einem Austreibungsgefäß auf das andere
stattfindet, wobei die Zeitspanne so gewählt wird, daß die. Umschaltung auf jeden
Fall stattfindet, bevor das sich entleerende Austreibungsgefäß vollständig leer ist.
[0019] Wenn man gemäß dem Verfahren nach Anspruch 4 die sich entspannende Luft unmittelbar
, mit Wasser in Berührung bringt, kann man vorteilhafterweise die Vorrichtung nach
den Ansprüchen 21 und 22 anwenden. Die Anordnung des Entspannungsgefäßes oberhalb
der Wasserfüllung und die Abführung des Wassers und der entspannten Luft an der tiefsten
Stelle des Entspannungsgefäßes gewährleistet auf einfache Weise die Vermeidung einer
Ansammlung von Wasser im Entspannungsgefäß.
[0020] Wenn man das Wasser gemäß Anspruch 23 rechtwinklig zu der sich entspannenden Druckluft
einführt, erreicht man eine besonders intensive und damit wirkungsvolle Berührung
zwischen der sich abkühlenden Luft und dem Wasser. Der Luftstrom zerreißt dabei das
Wasser zu kleinen Tröpfchen. Eine Zerstäubung des Wassers wird auch schon beim Einspritzen
in das Entspannungsgefäß bewirkt, wobei auch der Anprall an feste Flächen das Zerreißen
unterstützt. Die Kühlwirkung im Entspannungsgefäß läßt sich wesentlich verbessern,
wenn man gemäß Anspruch 24 Schikanen einbaut. Außerdem erreicht man mit solchen Schikanen
eine Schalldämpfung.
[0021] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.
Es zeigen :
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 11-11 in Fig. 1, wobei auch ein Steuerschieber für
Druckluft geschnitten ist,
Fig. einen Schnitt nach Linie III-III in Fig. 1, wobei vom Schnitt auch die Umsteuereinrichtung
für die Umsteuerung der Druckluftführung geschnitten ist,
Fig.4 einen Schnitt nach Linie IV-IV in Fig. 1, wobei vom Schnitt auch die Umsteuereinrichtung
für die Wasserführung erfaßt ist,
Fig. 5 einen horizontalen Schnitt nach Linie V-V in Fig. 2, wobei Luftkanäle für die
Zuführung von Druckluft zu Austreibungsgefäßen vom Schnitt erfaßt sind,
Fig. 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI in Fig. 2, wobei vom Schnitt Kanäle für die
Zuführung von Druckluft aus den Austreibungsgefäßen zum Entspannungsgefäß vom Schnitt
erfaßt sind,
Fig. 7 einen Schnitt nach Linie VII-VII in Fig. 2,
Fig. 8 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung bei einer Ausführungsform, bei des
das Entspannungsgefäß oberhalb der Wasserfüllung angeordnet ist und
Fig. 9 eine der Fig.4 entsprechende Darstellung der Ausführungsform nach Fig.8.
[0022] Die Hauptbestandteile der Vorrichtung sind ein Umbehälter 1, zwei Austreibungsgefäße
2 und 3, ein Entspannungsgefäß 4, ein Druckluft-Steuerschieber 5 mit zugeordneter,
insgesamt mit 6 bezeichneter Umsteuerungseinrichtung, ein Umsteuerkolben 7 zur Umsteuerung
der Wasserführung und zwei Wasserstrahlpumpen 8 und 9. Diese Hauptbestandteile, sowie
weitere Bestandteile und das Zusammenwirken der Vorrichtungsbestandteile werden nachfolgend
im einzelnen erläutert.
[0023] Der Umbehälter 1 hat, wie Fig. 1 zeigt, einen rechteckigen Grundriß und eine im Verhältnis
zum Grundriß relativ große Höhe (siehe Fig. 2). Der Umbehälter kann z.B. aus Kunststoff
bestehen. Am Kastenboden sind Leisten 10, 11 und 12 eingebaut, auf die die Gefäße
2, 3 und 4 aufgesetzt sind, so daß diese Gefäße einen gewissen Abstand vom Boden 13
des Behälters 1 haben. Wie Fig.3 zeigt, ist nahe am Boden 13 eine Wasserablaßöffnung
14 angeordnet, die mittels eines Stopfens 15 verschlossen ist.
[0024] Die Austreibungsgefäße 2 und 3 haben eine zylindrische Form und sind oben mit einer
Decke 16 und unten mit einem aufgeschraubten Boden 17 abgeschlossen. Beide Gefäße
sind gleich ausgebildet und werden am Beispiel des Gefäßes 2 erläutert.
[0025] Am Boden 17 befindet sich eine große Öffnung 18, die mit einer Ventilklappe 19 abgeschlossen
ist. Die Ventilklappe ist um eine horizontale Achse 20 schwenkbar und hat einen Dichtungsbelag
21. Als Dichtungssitz für die Ventilklappe dient ein schmaler Rand 22, der die Öffnung
18 umgibt.
[0026] In jedem der Gefäße 2 und 3 ist ein Schwimmer 23 angeordnet, der in einem Käfig 24
vertikal beweglich ist. Der Käfig 24 hat Löcher 24a, so daß sein Inneres mit dem Innenraum
25 des Austreibungszylinders kommuniziert. An der Oberseite des Schwimmers 23 befindet
sich ein Ventilteller 26, der mit einem Ventilsitz 27 zusammenwirkt, der sich am unteren
Ende einer Steuerleitung 28 befindet, die durch die Decke 16 in den Innenraum 25 des
Austreibungsgefäßes geführt ist.
[0027] Das Entspannungsgefäß 4 besteht aus einem gut wärmeleitenden Material, z.B. aus rostfreiem
Stahl und trägt an seiner Außenseite Rippen 4a. Im Inneren des Entspannungsgefäßes
4 sind Schikanen angeordnet, z.B. Querbleche 29 und 30, die in das Entspannungsgefäß
4 eintretende Luft zu Umwegen zwingen, so daß ein Schalldämpfungseffekt eintritt.
[0028] An der Decke des Entspannungsgefäßes 4 befindet sich ein nach oben ragendes Auspuffrohr
31. Die zu entspannende Luft wird durch die eingebauten Schikanen gezwungen, das Entspannungsgefäß
zunächst nach unten und anschließend nach oben zu durchströmen.
[0029] Die Gefäße 2, 3 und 4 sind durch eine insgesamt mit 32 bezeichnete Steuerplatte im
Behälter festgehalten. Diese Steuerplatte liegt auf den Oberseiten der Gefäße 2, 3
und 4 auf und ist mittels Halteelementen 33 und 34 gegen Abheben nach oben gesichert.
In dieser Steuerplatte befinden sich verschiedene Bohrungen. Außerdem ist der bereits
erwähnte als Drehschieber ausgebildete Druckluftsteuerschieber 5 in der Steuerplatte
gelagert. Ferner nimmt die Steuerplatte den Umsteuerkolben 7 auf, wie der Schnitt
nach Fig. 4 zeigt.
[0030] Der Drehschieber 5 hat einen zylindrischen Körper, in dem sich in axialem Abstand
voneinander zwei winkelförmige Kanäle 35 und 36 befinden. Auf der Höhe des winkelförmigen
Kanales 35 sind in der Steuerplatte 32 drei Kanäle 37, 38 und 39 angeordnet. Der Kanal
38 hat einen vertikalen Abschnitt 38a, der zu einem Druckluftanschluß 40 führt. Der
Kanal 37 führt von der Bohrung 41, in der der Drehschieber 5 gelagert ist, über einen
vertikalen Abschnitt 37a in das Austreibungsgefäß 2. Der Kanal 39 liegt zum Kanal
37 symmetrisch und führt in das Austreibungsgefäß 3.
[0031] Bei der Stellung nach Fig. 5 kommuniziert der Druckluftanschluß 40 mit dem Austreibungsgefäß
3. Nach einer Drehung des Drehschiebers 5 im Uhrzeigersinn um 90° ist das Austreibungsgefäß
2 mit dem Druckluftanschluß 40 verbunden.
[0032] In der Ebene der winkelförmigen Bohrung 36 befinden sich in der Steuerplatte drei
Kanäle 42, 43 und 44. Bei der in Fig. 6 gezeichneten Stellung ist das Austreibungsgefäß
2 über einen vertikalen Abschnitt 42a der Bohrung a, die Bohrung 42, die winkelförmige
Bohrung 36 im Drehschieber 5 und die Bohrung 44, die ebenfalls einen vertikalen Abschnitt
44a hat, mit dem Entspannungsgefäß 4 verbunden. Nach einer Drehung des Drehschiebers
um 90° wird das Austreibungsgefäß 2 vom Entspannungsgefäß 4 abgekuppelt und dafür
das Austreibungsgefäß 3 an das Entspannungsgefäß 4 angekuppelt.
[0033] Wie man aus Fig. ersehen kann, liegen die Bohrungen 37, 39, 42 und 43 in der gleichen
vertikalen Ebenen, so daß auch die erwähnten vertikalen Kanalabschnitte in einer Flucht
liegen. Diese vertikalen Kanalabschnitte sind auf Bohrungen 45 in den Decken flächen
16 der Austreibungsgefäße ausgerichtet. Unterhalb dieser Bohrungen befinden sich Ventilkugeln
46, die aus einem Material bestehen, das spezifisch leichter ist als Wasser und die
jeweils in einem Käfig 47 geführt sind, der Querbohrungen 47a aufweist.
[0034] In den Austreibungsgefäßen 2 und 3 sind Steigleitungen 48 und 49 angeordnet (siehe
Fig.4). Diese Steigleitungen reichen bis zu den Böden 17 und haben an ihren Enden
Abschrägungen 48a. Die Steigleitungen 48 und 49 durchgreifen die Deckflächen der Austreibungsgefäße
und kommunizieren mit winkelförmigen Kanälen 50 und 51 in der Steuerplatte 32. Die
winkelförmigen Kanäle münden axial in einen Zylinder 52 ein, in dem der Kolben 7 beweglich
ist. An den Enden des Zylinders 52 befinden sich Ventilsitze 53 und 54, mit denen
der zugleich als Ventilteller wirkende Kolben 7 mit Dichtungsrändern 7a, 7b zur Auflage
kommen kann. In der Längsmitte des Zylinders 52 mündet eine Bohrung 55 radial ein,
die (siehe Fig. 1) bis zum Rand der Steuerplatte 32 geführt ist. An die Bohrung 55
ist eine Rohrleitung 56 angeschlossen, die sich an ihrem Ende in zwei Rohrleitungen
57 und 58 verzweigt, in denen sich Hähne 59 und 60 befinden. Die Leitungen 57, 58
führen zu den Wasserstrahlpumpen 8 und 9, an denen sich Sauganschlüsse 8a und 9a befinden,
an die zu evakuierende Gefäße angeschlossen werden, z.B. über flexible Schläuche.
[0035] Auf die Steuerplatte 32 sind zwei Zylinder 61 und 62 aufgesetzt, in die die bereits
erwähnten Steuerleitungen 28 an den Enden der Zylinderbohrungen 61a und 62a einmünden.
Zwischen den beiden Zylindern 61 und 62 erstreckt sich ein Stab 63, dessen Enden als
Kolben 64 und 65 ausgebildet sind, die in die Zylinder 61a und 62a eingepaßt sind.
In der Mitte des Stabes befindet sich eine Ausnehmung 66, in die (siehe Fig.1) ein
Arm 67 eingreift, der fest mit dem Drehschieber 5 verbunden ist und radial von dem
Arm abragt.
[0036] Die Vorrichtung arbeitet wie folgt.
[0037] Bei Inbetriebnahme wird zunächst in den Umbehälter Wasser bis zu der Niveaumarke
68 (Fig. 3) eingefüllt. Der Anschlußstutzen 40 für die Druckluftzuführung wird an
eine Druckluftleitung angeschlossen, wobei ein vor diesem Anschluß befindlicher, in
der Zeichnung nicht dargestellter Hahn, zunächst noch geschlossen bleibt. An die Wasserstrahlpumpen
8 und 9 werden an die Anschlüsse 8a und 9a zu evakuierende Gefäße angeschlossen. Wenn
mindestens einer der Hähne 59 und 60 geöffnet ist, beginnt das Gerät zu arbeiten,
wenn der Drucklufthahn vor dem Anschluß 40 geöffnet wird.
[0038] Beim Einfüllen von Wasser in den Umbehälter werden auch die Austreibungsgefäße 2
und 3 mit Wasser gefüllt, wobei die Ventilklappen 19 unter der Wirkung des statischen
Druckes des Wassers geöffnet werden. Wenn die Verbindung zum Entspannungsgefäß 4 hin
geöffnet ist, was bei der gezeichneten Ventilstellung (Fig. 6) für den Behälter 2
gilt, kann die dort enthaltene Luft entweichen und das Gefäß kann sich vollständig
füllen. Ein Eindringen von Wasser in die Luftkanäle wird durch die Ventile 46 verhindert,
die durch ihren Auftrieb im Wasser angehoben und gegen die Öffnung in der Zylinderdecke
16 gedrückt werden. Das andere Gefäß, aus dem der Luftabfluß nicht möglich ist, wird
sich nicht vollständig füllen können, da ja in diesem Gefäß ein Luftpolster verbleibt.
[0039] Es sei angenommen, daß (im Gegensatz zu der Darstellung nach Fig. 5) die Ventilstellung
so sei, daß die Druckluft in das Austreibungsgefäß 2 gelangt. Die Druckluft drückt
auf den Flüssigkeitsspiegel und fördert das Wasser über das Steigrohr 48 (siehe Fig.4)
nach oben. Der Wasserdruck drückt den Kolben 7 gegen den rechts befindlichen Ventilsitz
54 und schließt so das Steigrohr 49 des anderen Austreibungsgefäßes ab. Das Wasser
Strömt über die Bohrung 55 zu den Wasserstrahlpumpen 8 und 9. Das von den Wasserstrahlpumpen
abgegebene Wasser fällt direkt wieder in den Umbehälter 1.
[0040] Wenn nun der Wasserspiegel im Austreibungsgefäß 2 so weit abgesunken ist, daß der
Schwimmer 23 (siehe Fig. 3) absinken kann, wird das untere Ende der Steuerleitung
28 freigegeben und die Druckluft, die z.B. unter einem Überdruck von 2 Atmosphären
steht, kann zum Zylinder 61 strömen, wodurdh der Stab 63 nach rechts gedrückt wird.
Dadurch wird der Drehschieber 5 um 90° gedreht, wonach die in den Fig. und 6 gezeigten
Verbindungen bestehen. Bei dieser Stellung wird die Druckluft, die über den Anschlußstutzen
40 zuströmt, in das Austreibungsgefäß 3 geleitet und drückt nun dort auf den Wasserspiegel.
Das Wasser wird im Steigrohr 49 nach oben gefördert und treibt zunächst den Umsteuerkolben
nach links, wobei sich der Dichtungsrand 7a auf den Sitz 53 aufsetzt und dadurch das
Steigrohr 48 abschließt. In dieser Stellung wird Wasser aus dem Austreibungsgefäß
3 über die Bohrung 55 zu den Wasserstrahlpumpen gefördert.
[0041] Gleichzeitig besteht, wie Fig. zeigt, nun eine Verbindung zwischen dem Austreibungsgefäß
2 und dem Entspannungsgefäß 4 über die Kanäle 42, 36 und 44. Die Druckluft, die ja
im Augenblick des Umschaltens noch unter ihrem vollen Druck von 2 atü steht (während
des Austreibens findet eine Entspannung von Druckluft nicht statt), entspannt sich
nun im Entspannungsgefäß 4, wobei eine starke Abkühlung der Luft eintritt. Gleichzeitig
werden Luftgeräusche durch die Schalldämp- . ferwirkung des Entspannungsgefäßes 4
herabgesetzt. Die kalte Luft nimmt aus dem Wasser, das das Gefäß 4 vollständig umspült,
Wärme auf, wodurch das Wasser auf einer niedrigen Temperatur gehalten wird. Die entspannte
Luft wird über das Auspuff-Rohr 31 abgeführt.
[0042] Wenn im Austreibungsgefäß 3 der Wasserspiegel so weit abgesunken ist, daß der dort
befind
- liche Schwimmer 23 absinkt, wird der Zylinder 62 unter Druck gesetzt und der Stab
63 nach links gedrückt, wonach wieder die eingangs beschriebene Situation besteht.
Während also aus einem Austreibungsgefäß Wasser mit Hilfe von Druckluft ausgetrieben
wird, füllt sich das andere Austreibungsgefäß über seine Bodenklappe unter der Wirkung
des statischen Druckes, der im
[0043] Umbehälter 1 herrscht. Die Zuströmungsöffnungen 18 sind groß gewählt, um bei dem
relativ geringen statischen Druck eine vollständige Füllung des entleerten Behälters
zu gewährleisten, bevor der unter Druck stehende Behälter entleert ist.
[0044] Für kurze Betriebsunterbrechungen genügt es, die Hähne 59 und 60 zu schließen. Bei
längerer Betriebspause ist es zweckmäßig, auch die Druckluftzufuhr abzuschließen.
[0045] Zur Entleerung des Gerätes löst man die Wasserablaßschraube 15 bei laufendem Betrieb.
Die Zylinder pumpen sich dann selbsttätig leer. Ein kontinuierlicher Wasserwechsel
ist nicht erforderlich, da ja das Wasser ständig gekühlt wird.
[0046] Wegen unvermeidlicher Verunreinigungen ist es zweckmäßig, die Wasserfüllung, die
z.B. etwa 25 1 betragen kann, einmal täglich zu wechseln.
[0047] Bei der Ausführungsform nach den Fig. 8 und 9 ist das hier insgesamt mit 70 bezeichnete
Entspannungsgefäß oberhalb des Wasserspiegels horizontal angeordnet. Das Entspannungsgefäß
ist ein zylindrischer Behälter, der aus Metall bestehen kann. Im dem Gefäß 70 sind
gelochte Bleche 71 angeordnet, von denen in Fig. 9 einige dargestellt sind.
[0048] An dem in der Zeichnung rechts liegenden Ende des Behälters ist eine Wasserleitung
72 angechlossen, die von der zu den Wasserstrahlpumpen führenden Druckleitung 56 abzweigt.
Die Zuleitung 72 mündet mittels einer Düse 73 in das Gefäß 70. Die Strahlrichtung
der Düse 73 ist rechtwinklig zur Längsrichtung des Gefäßes 70 und nach unten gerichtet.
[0049] Die aus den Austreibungsgefäßen 2, 3 austretende Luft wird über eine Leitung 74 in
das Gefäß 70 eingeführt. Die Leitung 74 hat eine Austrittsöffnung 74a, deren Achse
parallel zur Längsrichtung des Gefäßes 70 verläuft und unterhalb der Wasserzuflußdüse
73, jedoch seitlich nach rechts etwas versetzt von dieser angeordnet ist.
[0050] Das Gerät nach den Fig. und 9 arbeitet weitgehend gleich wie das Gerät nach den Fig.
1 bis 7. Unterschiedlich ist nur, daß in das Entspannungsgefäß 70 Wasser eingeführt
wird. Das Wasser wird beim Einspritzen unter Druck durch die Zerreißung des Strahles
und durch das Aufprallen auf die Schikanen 71 fein zerteilt. Eine weitere Zerteilung
und Verteilung im gesamten Entspannungsgefäß wird durch die aus der Luftleitungsmündung
74a austretenden Luftstöße bewirkt. Das Wasser verteilt sich auf den gelochten Blechen
71, die demgemäß im allgemeinen von einem Wasserfilm überzogen sind. Das Wasser wird
zusammen mit der Luft über eine Auspuffleitung 75 aus dem Gefäß 70 ausgestoßen. Die
Mündung 75a der Auspuffleitung 75 mündet noch oberhalb des Wasserspiegels 76 in die
Umgebung und ist nach unten gerichtet. Der Wasserspiegel liegt also bei dieser Ausführungsform
etwas tiefer als bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 7. Ein horizontaler Teil
75b der Auspuffleitung 75 schneidet die Wand des Gefäßes 70 an deren tiefster Stelle.
Dadurch ist die Gewähr gegeben, daß sich in dem Gefäß 70 kein Wasser ansammeln kann.
1. Verfahren zum Betrieb einer Wasserstrahlpumpe, bei dem das für den Betrieb der
Pumpe benötigte Wasser im Kreislauf umgepumpt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das
Wasser mittels Druckluft bei im wesentlichen konstantem Luftdruck unter Druck gesetzt
wird und daß Druckluft, die zum Austreiben von Wasser durch die Wasserstrahlpumpe
benutzt wurde, in einem abgegrenzten Entspannungsraum entspannt wird, wobei dem Wasser
Wärme entzogen wird, die von der Luft bei und nach ihrer Entspannung aufgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft in einem von dem
Wasser umspülten abgegrenzten Entspannungsraum entspannt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft bei ihrer Entspannung
unmittelbar mit dem Wasser in Berührung gebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft in einem abgegrenzten
Entspannungsraum entspannt wird, in den die Luft und Wasser eingeleitet werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens zwei Austreibungsräume abwechselnd mit Druckluft gefüllt werden, wobei
während des Füllens Wasser ausgetrieben wird, und daß während der Füllung eines Austreibungsraumes
im anderen Austreibungsraum enthaltene Luft im Entspannungsraum entspannt wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch
mindestens zwei Austreibungsgefäße (2, 3), Verbindungs-Wasserkanäle (48, 49, 52, 55,
56, 57, 58), die die Austreibungsgefäße (2, 3) mit der Wasserstrahlpumpe (8, 9) verbinden,
mindestens ein Entspannungsgefäß (4), Verbindungs-Luftkanäle (42, 43, 44), die die
Austreibungsgefäße (2, 3) mit dem Entspannungsgefäß (4) verbinden, einen Druckluftanschluß
(40) für die Zuführung von Druckluft, Verbindungs-Luftkanäle (37, 39), die den Druckluftanschluß
(40) mit den Austreibungsgefäßen (2, 3) verbinden, ein erstes Wasser-Ventil (7) zur
abwechselnden Verbindung der Austreibungsgefäße (2, 3) mit der Druckseite der Wasserstrahlpumpe
(8, 9), zweite Wasserventile (19) zur Verbindung der Austreibungsgefäße (2, 3) mit
dem von der Wasserstrahlpumpe (8,. 9) abfließenden Wasser, mindestens ein Druckluftventil
(5) zur abwechselnden Verbindung der Austreibungsgefäße (2, 3) mit dem Druckluftanschluß
(40) und zur abwechselnden Verbindung der Austreibungsgefäße (2, 3) mit dem Entspannungsgefäß
(4).
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Austreibungsgefäße
(2, 3) und das Entspannungsgefäß (4) in einem Umbehälter (1) angeordnet sind, der
höher ist als die Austreibungsgefäße (2, 3) und der mit Wasser gefüllt werden kann,
wobei die Abflußseite der Wasserstrahlpumpen in den Umbehälter (1) mündet und die
Austreibungsgefäße (2, 3) im Bereich ihres Bodens jeweils eine durch die zweiten Wasserventile
(19) abschließbare Strömungsverbindung (18) mit dem Inneren des Umbehälters (1) haben.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Wasserventile
als Rückschlagventile ausgebildet sind, vorzugsweise als im Inneren der Austreibungsgefäße
(2, 3) angeordnete Ventilklappen (19), die sich aufgrund der Schwerkraft in die Schließstellung
bewegen.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erste
Wasserventil (7) von aus den Austreibungsgefäßen austretendem Wasser steuerbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen in einem Steuerzylinder
(52) gleitenden Kolben (7), wobei an den Enden des Steuerzylinders (52) Verbindungs-Wasserkanäle
(50, 51) einmünden, die zu den Austreibungsgefäßen (2, 3) führen und seitlich in den
Zylinder ein Verbindungs-Wasserkanal (55) einmündet, der zur Druckseite der Wasserstrahlpumpe
(8, 9) führt und der Kolben (7) in jeder Endstellung einen der stirnseitig einmündenden
Kanäle (50, 51) abschließt, jedoch den seitlich einmünden den Kanal (55) offen läßt.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in
den Austreibungsgefäßen Steigrohre (48, 49) angeordnet sind, die in Bodennähe der
Austreibungsgefäße in diese münden.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
Luftkanäle (37, 39) für die Einführung von Druckluft in die Austreibungsgefäße (2,
3) im oberen Bereich der Austreibungsgefäße, vorzugsweise am höchsten Punkt derselben,
in die Austreibungsgefäße einmünden.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, gekennzeichnet durch einen von
der in den Austreibungsgefäßen (2, 3) befindlichen Druckluft betätigbaren Umsteuerkolben
(63), der nach Entleerung eines Austreibungsgefäßes die Druckluftzufuhr zum anderen
Austreibungsgefäß und die Verbindung zwischen dem entleerten Austreibungsgefäß und
dem Entspannungsgefäß einschaltet.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in Bodennähe jedes Austreibungsgefäßes
(2, 3) ein Schwimmerventil (23) angeordnet ist, das bei in Wasser eingetauchtem Schwimmkörper
einen Luftkanal (28) abschließt, der zu einer Seite des doppelt wirkenden Umsteuerkolbens
(63) führt.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das
mindestens eine Druckluftventil (5) als Drehschieber ausgebildet ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Druckluftventile
in einem einzigen Drehschieber (5) vereinigt sind, wobei der Drehschieber in einer
ersten Ebene Bohrungen (35) für das erste Druckluftventil und in einer in axialem
Abstand von der ersten Ebene befindlichen zweiten Ebene Bohrungen (36) für das zweite
Druckluftventil aufweist und die genannten Bohrungen (35, 36) mit ebenfalls in zwei
verschiedenen Ebenen angeordneten Bohrungen (38, 37, 39 ; 42, 44, 43) in einem Drehschiebergehäuse
(32) zusammenwirken.
17. Vorrichtung nach den Ansprüchen 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber
(5) durch den Umsteuerkolben (63) bewegbar ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß am Drehschieber (5)
ein radial vorragender Stift (67) angeordnet ist, der mit dem Umsteuerkolben (63)
verbunden ist, z.B. durch Eingreifen in einen Schlitz (66) am Umsteuerkolben (63).
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 18, gekennzeichnet durch eine Steuerplatte
(32), die auf den Austreibungsgefäßen (2, 3) und dem Entspannungsgefäß (4) aufliegt
und gegen Abheben nach oben gesichert ist und die die Druckluftventile und zugehörige
Druckluftleitungen und vorzugsweise auch die Verbindungs-Wasserkanäle enthält.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die
Wasserstrahlpumpe (8, 9) an einer Wand des Umbehälters (1) angeordnet ist und sich
direkt in den Umbehälter entleert.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 20 zur Durchführung des Verfahrens
nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Entspannungsgefäß (70) oberhalb der
Wasserfüllung (76) angeordnet und durch mindestens einen Wasserkanal (72) mit mindestens
einem Austreibungsgefäß verbunden ist und daß das Entspannungsgefäß (70) eine an der
tiefsten Stelle des Entspannungsgefäßes angeordnete Auslaßöffnung (75) für den Austritt
eines Wasser/Luft-Gemisches aufweist (Fig. 8, 9).
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein eines
Umbehälters nach Anspruch 7 eine Austrittsöffnung (75a) für den Austritt des Wasser/Luft-Gemisches
oberhalb des Wasserspiegels (76) liegt.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 und 22, dadurch gekennzeichnet, daß für
die Einführung des Wassers in das Entspannungsgefäß (70) eine Düse (73) vorgesehen
ist, deren Strahlrichtung winklig, vorzugsweise rechtwinklig zur Richtung der Achse
der Luft-Austrittsöffnung (74a) orientiert ist.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß im
Entspannungsgefäß (70) Schikanen angeordnet sind, z.B. im Abstand voneinander angeordnete
gelochte Bleche (71), wobei vorzugsweise die Löcher benachbarter Bleche gegeneinander
versetzt sind.
1. A method for operating a water-jet pump, in which the water required for operating
the pump is recirculated in a circuit, characterised in that the water is pressurized
by means of compressed air at an essentially constant air pressure and that compressed
air, which was used to expel water through the water-jet pump, is expanded in a defined
expansion chamber, heat being withdrawn from the water and absorbed by the air during
and after its expansion.
2. A method according to claim 1, characterised in that the air is expanded in a defined
expansion chamber around which the water flows.
3. A method according to claim 1, characterised in that the air is directly brought
into contact with the water when it expands.
4. A method according to claim 3, characterised in that the air is expanded in a defined
expansion chamber into which the air and water are introduced.
5. A method according to one of the preceding claims, characterised in that at least
two expulsion chambers are alternately filled with compressed air, water being expelled
during the filling procedure, and that while one expulsion chamber is being filled
air contained in the other expulsion chamber is expanded in the expansion chamber.
6. A device for carrying out the method according to claim 5, characterised by at
least two expulsion vessels (2, 3), connecting water ducts (48, 49, 52, 55, 56, 57,
58), which connect the expulsion vessels (2, 3) to the water-jet pump (8, 9), at least
one expansion vessel (4), connecting air ducts (42, 43, 44), which connect the expulsion
vessels (2, 3) to the expansion vessel (4), a compressed air connection (40) for supplying
compressed air, connecting air ducts (37, 39), which connect the compressed air connection
(40) to the expulsion vessels (2, 3), a first water valve (7) for the alternate connection
of the expulsion vessels (2, 3) to the delivery side of the water-jet pump (8, 9),
second water valves (19) for connecting the expulsion vessels (2, 3) to the water
flowing away from the water-jet pump (8, 9), at least one compressed-air valve (5)
for the alternate connection of the expulsion vessels (2, 3) to the compressed air
connection (40) and for the alternate connection of the expulsion vessels (2, 3) to
the expansion vessel (4).
7. A device according to claim 6, characterised in that the expulsion vessels (2,
3) and the expansion vessel (4) are arranged in a surrounding container (1), which
is higher than the expulsion vessels (2, 3) and which can be filled with water, the
discharge side of the water-jet pumps leading into the surrounding container (1) and
the expulsion vessels (2, 3) each being provided in the region of their base with
a flow connection (18) with the interior of the surrounding container (1), which flow
connection (18) can be closed by the second water valves (19).
8. A device according to claim 7, characterised in that the second water valves are
formed as nonreturn valves, preferably as valve flaps (19) which are arranged inside
the expulsion vessels (2, 3) and which move into the closed position on account of
the force of gravity.
9. A device according to one of claims 6 to 8, characterised in that the first water
valve (7) can be controlled by water leaving the expulsion vessels.
10. A device to claim 9, characterised by a piston (7) sliding in a control cylinder
(52), connecting water ducts (50, 51) leading into the ends of the control cylinder
(52) and to the expulsion vessels (2, 3), a connecting water duct (55) leading laterally
into the cylinder and to the delivery side of the water-jet pump (8, 9) and the piston
(7) closing one of the ducts (50, 51), which lead in at the front end, in each end
position, but leaving open the duct (55) which leads in at the side.
11. A device according to one of claims 6 to 10, characterised in that ascending pipes
(48, 49) are arranged in the expulsion vessels and lead into the latter in the vicinity
of their base.
12. A device according to one of claims 6 to 11, characterised in that the air ducts
(37, 39) for supplying compressed air to the expulsion vessels (2, 3) lead into the
expulsion vessels in the upper region of the latter, preferably at their highest point.
13. A device according to one of claims 6 to 12, characterised by a reversing piston
(63), which can be actuated by the compressed air contained in the expulsion vessels
(2, 3) and which, after one expulsion vessel has been emptied, connects the compressed
air supply to the other expulsion vessel and the connection between the emptied expulsion
vessel and the expansion vessel.
14. A device according to claim 13, characterised in that a float valve (23) is arranged
in the vicinity of the base of each expulsion vessel (2, 3) and, when a float is immersed
in the water, closes an air duct (28) which leads to one side of the double-acting
reversing piston (63).
15. A device according to one of claims 6 to 14, characterised in that at least one
compressed air valve (5) is formed as a rotary slide valve.
16. A device according to claim 15, characterised in that two compressed air valves
are combined in a single rotary slide valve (5), the rotary slide valve being provided
in a first plane with bores (35) for the first compressed air valve and in a second
plane, disposed at an axial distance from the first plane, with bores (36) for the
second compressed air valve and the said bores (35, 36) cooperating with bores (38,
37, 39 ; 42, 44, 43), also arranged in two different planes, in a rotary slide valve
housing (32).
17. A device according to claims 13 to 16, characterised in that the rotary slide
valve (5) can be moved by the reversing piston (63).
18. A device according to claim 17, characterised in that a radially projecting pin
(67) is arranged on the rotary slide valve (5) and is connected to the reversing piston
(63), e.g. by engagement in a slot (66) in the reversing piston (63).
19. A device according to one of claims 6 to 18, characterised by a control plate
(32), which rests upon the expulsion vessels (2, 3) and the expansion vessel (4),
is secured against upward lifting and comprises the compressed air valves and associated
compressed air lines and preferably also the connecting water ducts.
20. A device according to one of claims 7 to 19, characterised in that the water-jet
pump (8, 9) is arranged on a wall of the surrounding container (1) and empties directly
into the surrounding container.
21. A device according to one of claims 6 to 20 for carrying out the method according
to claim 4, characterised in that the expansion vessel (70) is ar._,lged above the water filling (76)* and connected to at least one expulsion vessel via at least one water duct (72) and
that the expansion vessel (70) comprises an outlet orifice (75), arranged at the lowest
point of the expansion vessel, for the discharge of a water/air mixture (figures 8,
9).
22. A device according to claim 21, characterised in that, when a surrounding container
according to claim 7 is provided, a discharge orifice (75a) for the discharge of the
water/air mixture is disposed above the water level (76).
23. A device according to one of claims 21 and 22, characterised in that a nozzle
(73) is provided for feeding the water into the expansion vessel (70), the jet direction
of which is orientated at an angle, preferably at right angles to the direction of
the axis of the air-discharge orifice (74a).
24. A device according to one of claims 6 to 23, characterised in that baffle plates
are arranged in the expansion vessel (70), e.g. perforated plates (71) arranged at
a distance from one another, the holes of adjacent plates preferably being offset
with respect to one another.
*This is a literal translation of the German word. However, in the specification and
in claim 22 the reference number 76 relates to the « Wasserspiegel », the English
translation of which is « water level ».
1. Procédé pour faire fonctionner une pompe par jet d'eau, dans lequel l'eau nécessaire
au fonctionnement de la pompe est pompée pour circuler en circuit fermé, caractérisé
en ce que l'eau est mise sous pression par de l'air comprimé, avec une pression d'air
sensiblement constante, et en ce que l'air comprimé qui est utilisé pour chasser l'eau
au travers de la pompe par jet d'eau, est détendu dans un espace de détente limité,
de la chaleur étant extraite de l'eau et absorbée par l'air lors de sa détente et
après celle-ci.
2. Procédé selon revendication 1, caractérisé en ce que l'air est détendu dans un
espace de détente limité qui est balayé par l'eau.
3. Procédé selon revendication 1, caractérisé en ce que l'air est amené directement
en contact avec l'eau, lors de sa détente.
4. Procédé selon revendication 3, caractérisé en ce que l'air est détendu dans un
espace de détente limité, dans lequel l'air et l'eau sont introduits.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins
deux espaces de chasse sont alternativement remplis d'air comprimé, l'eau étant expulsée
pendant le remplissage, et en ce que pendant le remplissage d'un espacé de chasse
l'air contenu dans l'autre espace de chasse est détendu dans l'espace de détente.
6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon revendication 5, caractérisé
en ce qu'il comprend deux récipients de chasse (2, 3) au moins, des canaux de jonction
à eau (48, 49, 52, 55, 56, 57, 58) qui relient les récipients de chasse (2, 3) à la
pompe par jet d'eau (8, 9), un récipient de détente (4) au moins, des canaux de jonction
pour l'air (42, 43, 44) qui relient les récipients de chasse (2, 3) au récipient à
détente (4), un raccord à air comprimé (40) pour amener de l'air comprimé, des canaux
de jonction pour l'air (37, 39) qui relient le raccord à air comprimé (40) aux récipients
de chasse (2, 3), une première soupape à eau (7) pour relier alternativement les récipients
de chasse (2, 3) au côté sous pression de la pompe par jet d'eau (8, 9), des deuxièmes
soupapes à eau (19) pour relier les récipients de chasse (2, 3) à l'eau s'écoulant
de la pompe par jet d'eau (8, 9), une soupape d'air comprimé (5) au moins pour relier
alternativement les récipients de chasse (2, 3) au raccord d'air comprimé (40) et
pour relier alternativement les récipients de chasse (2, 3) au récipient de détente
(4).
7. Dispositif selon revendication 6, caractérisé en ce que les récipients de chasse
(2, 3) et le récipient de détente (4) sont disposés dans un réceptacle (1) qui est
plus haut que les récipients de chasse (2, 3) et qui peut être rempli d'eau, le côté
écoulement des pompes par jet d'eau débouchant dans le réceptacle (1) et les récipients
de chasse (2, 3) ayant chacun, dans la région de leur fond, une communication d'écoulement
(18), obturable par les deuxièmes soupapes à eau (19), avec l'intérieur du réceptacle
(1).
8. Dispositif selon revendication 7, caractérisé en ce que les deuxièmes soupapes
à eau sont établies sous forme de soupapes de retenue et de préférence sous forme
de clapets de soupape (19) disposés dans l'intérieur des récipients de chasse (2,
3), qui se déplacent pour venir dans la position de fermeture sous l'effet de la gravité.
9. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la première
soupape à eau (7) peut être commandée par l'eau sortant des récipients de chasse.
10. Dispositif selon revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend un piston (7)
coulissant dans un cylindre de commande (52), des canaux de jonction à eau (50, 51)
débouchant aux extrémités du cylindre de commande, ces canaux menant aux récipients
de chasse (2, 3), et un canal de jonction à eau (55) débouchant latéralement dans
le cylindre, ce canal menant au côté sous pression de la pompe par jet d'eau (8, 9),
ledit piston (7) fermant, dans chaque position d'extrémité, un des canaux (50, 51)
débouchant du côté frontal, mais laissant ouvert le canal (55) débouchant latéralement.
11. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que des tuyaux
de refoulement (48, 49) sont disposés dans les récipients de chasse, ces tuyaux débouchant
dans les récipients de chasse au voisinage de leur fond.
12. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que les canaux
à air (37, 39) pour l'introduction d'air comprimé dans les récipients de chasse débouchent
dans ces derniers dans leur région supérieure, de préférence en leur point le plus
haut.
13. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 12, caractérisé par un piston de
changement de marche (63), actionnable par l'air comprimé se trouvant dans les récipients
de chasse (2, 3), qui branche, après vidage d'un récipient de chasse, l'alimentation
d'air comprimé sur l'autre récipient de chasse et établit la communication entre le
récipient de chasse vidé et le récipient à détente.
14. Dispositif selon revendication 13, caractérisé en ce qu'une soupape à flotteur
(23) est disposée au voisinage du fond de chaque récipient de chasse (2, 3), cette
soupape fermant, lorsque le flotteur est enfoncé dans l'eau, un canal à air (28) qui
aboutit à un côté du piston (63) de changement de marche à double effet.
15. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 14, caractérisé en ce qu'une soupape
(5) à air comprimé au moins est établie sous forme d'un tiroir de rotation.
16. Dispositif selon revendication 15, caractérisé en ce que deux soupapes à air comprimé
sont combinées en un tiroir de rotation (5) unique, le tiroir de rotation présentant,
dans un premier plan, des perçages (35) pour la première soupape à air comprimé et
dans un deuxième plan écarté du premier, des perçages (36) pour la deuxième soupape
à air comprimé, et lesdits perçages (35, 36) coopérant avec des perçages (38, 37,
39 ; 42, 44, 43), également disposés dans deux plans différents et ménagés dans un
boîtier (32) du tiroir de rotation.
17. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 16, caractérisé en ce que le tiroir
de rotation (5) peut être déplacé par le piston (63) de changement de marche.
18 Dispositif selon revendication 17, caractérisé en ce qu'une tige (67) faisant saillie
radialement est disposée sur le tiroir de rotation (5), cette tige étant reliée au
piston (63) de changement de marche, par exemple par engagement dans une fente (66)
ménagée dans ledit piston (63).
19. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 18, caractérisé en ce qu'il comporte
une plaque de commande (32) qui repose sur les récipients de chasse (2, 3) et sur
le récipient à détente (4) et est maintenue à l'encontre d'un soulèvement vers le
haut, et qui contient les soupapes à air comprimé et les conduits à air comprimé afférents
et de préférence également les canaux de jonction à eau.
20. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 19, caractérisé en ce que la pompe
par jet d'eau (8, 9) est disposée sur une paroi du réceptacle (1) et se vide directement
dans le réceptacle.
21. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 20, pour la mise en oeuvre du procédé
selon revendication 4, caractérisé en ce que le récipient à détente (70) est disposé
au-dessus du remplissage d'eau et est relié par au moins un canal à eau (72) à un
récipient de chasse au moins et en ce que le récipient à détente (70) comporte une
ouverture de sortie (75) disposée à l'emplacement le plus profond pour la sortie d'un
mélange eau/air (Fig. 8, 9).
22. Dispositif selon revendication 21, caractérisé en ce qu'avec un réceptacle selon
revendication 7 il existe une ouverture de sortie (75a) pour la sortie du mélange
eau/air au-dessus du niveau d'eau (76).
23. Dispositif selon revendication 21 ou 22, caractérisé en ce que pour l'introduction
de l'eau dans le récipient à détente (70) il est prévu une buse, dont la direction
du jet est orientée avec un certain angle, de préférence droit, par rapport à la direction
de l'axe de l'ouverture de sortie de l'air (74a).
24. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 23, caractérisé en ce que des chicanes
sont disposées dans le récipient à détente (70), par exemple sous la forme de tôles
perforées (71) disposées avec écartement mutuel, les trous dans les tôles voisines
étant de préférence respectivement décalés.