AT512827A1

AT512827A1 - Water pump system with a hydraulic ram

Info

Publication number: AT512827A1
Application number: ATA50259/2013A
Authority: AT
Original assignee: Schlumpf Innovations Gmbh
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2013-04-15
Publication date: 2013-11-15
Also published as: CH706444A2; CH706402B1; CH706402A2

Abstract

Ein Wasserpumpensystem mit hydraulischem Widder (9) umfasst eine Druckleitung (2, 10), die von einer Wasserquelle zu einem hydraulischem Widder (9) führt, sowie eine Steigleitung, die Wasser vom hydraulischen Widder (9) zu einem offenen Auslass auf einem höherem Niveau führt. Das Wasserpumpensystem weist gemäß der Erfindung eine Vorrichtung zur Verminderung von Druckstößen in der Druckleitung (2, 10), insbesondere Unterdruckextremen. Die Vorrichtung weist eine in der Druckleitung (2,10) angeordnete Druckdämpfungskammer (4) mit einem Einweg-Ventil (V3) auf, das an der Druckdämpfungskammer (4) angeordnet ist und nach innen öffnend ist. Eine zweite Wasserleitung (3) führt von der Wasserquelle zum Einweg-Ventil (V3). Im Fall eines extremen Unterdrucks in der Druckleitung öffnet sich das Einweg-Ventil (V3), sodass Wasser aus der zweiten Leitung (3) nachfließt und den Unterdruck ausgleicht. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung werden Kavitationsschäden an der Druckleitung vermindert.A hydraulic ram water pumping system (9) comprises a pressure line (2, 10) leading from a water source to a hydraulic ram (9), and a riser, the water from the hydraulic ram (9) to an open outlet at a higher level leads. The water pump system according to the invention comprises a device for reducing pressure surges in the pressure line (2, 10), in particular vacuum extremes. The device has a pressure damping chamber (4) arranged in the pressure line (2, 10) with a one-way valve (V3) which is arranged on the pressure damping chamber (4) and opens inwards. A second water line (3) leads from the water source to the one-way valve (V3). In the event of extreme negative pressure in the pressure line, the one-way valve (V3) opens, so that water flows from the second line (3) and compensates for the negative pressure. By the device according to the invention cavitation damage to the pressure line can be reduced.

Description

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Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft ein Wasserpumpensystem mit einem hydraulischen Widder zur Beförderung von Wasser von einem gegebenen Niveau auf ein höher gelegenes Niveau mithilfe einer nach unten gerichteten Triebleitung, einem Stoss- und Förderventil sowie einer Förderleitung. Eine solche Wasserpumpe ist auch unter Druckstosspumpe bekannt.The invention relates to a water pump system with a hydraulic ram for the transport of water from a given level to a higher level by means of a downwardly directed power line, a shock and delivery valve and a delivery line. Such a water pump is also known under Druckstosspumpe.

Stand der TechnikState of the art

Hydraulische Widder sind historisch seit deren erstmaligen Erfindung durch die Gebrüder Montgolfier bekannt. Sie dienen der einfachsten Beförderung von Wasser aus einer Quelle oder einem Bach auf ein höher gelegenes Niveau ohne den Einsatz von Fremdenergie. Obwohl schon vor mehr als 200 Jahren erstmals eingesetzt, wird dieses Pumpprinzip noch heute häufig eingesetzt, insbesondere an abgelegenen Orten und Berggebieten sowie in Gebieten mit eingeschränkter oder keiner elektrischer Energieversorgung. Pumpen dieser Art haben sich vielerorts derart bewährt, indem einmal eingesetzte Pumpen über Jahrzehnte hinweg in Betrieb geblieben sind. Während-vieler Jahre haben sich deshalb wenige Neuentwicklungen aufgedrängtr In jüngster Zeit jedoch besteht ein erneutes Interesse an Systemen, die ohne Fremdenergie betreibbar sind, weshalb auch diese Pumpsysteme vermehrt eingesetzt werden.Hydraulic rams are historically known since their first invention by the Montgolfier brothers. They are used for the simplest transport of water from a spring or a stream to a higher level without the use of external energy. Although used for the first time more than 200 years ago, this pumping principle is still widely used today, especially in remote and mountainous areas, as well as in areas with limited or no electrical energy supply. Pumps of this type have proven themselves in many places, as pumps once used have remained in operation for decades. As a result, there has been a renewed interest in systems that can be operated without external energy, which is why these pump systems are increasingly being used.

Das Pumpprinzip basiert auf der Verwendung der kinetischen Energie des Wassers selbst und deren zyklischen Umsetzung in Druckenergie. Das Wasser wird hierzu aus der Wasserquelle oder auch einem Wasser-Reservoir in eine sogenannte nach unten gerichtete Triebleitung geleitet, wobei das Wasser an kinetischer Energie gewinnt. Am Ende der Triebleitung befindet sich eine Kammer mit einem Ausfluss mit Stossventil, das in einen Abfluss führt, sowie einem Förderventil, das in eine weitere Kammer über dem Förderventil, auch Luftkammer genannt, mündet. Eine Förderleitung führt von dieser Kammer zu einem auf dem höheren Niveau liegenden offenen Ausfluss. Indem 2The pumping principle is based on the use of the kinetic energy of the water itself and its cyclic conversion into pressure energy. For this purpose, the water is conducted from the water source or else a water reservoir into a so-called downwardly directed transmission line, the water gaining kinetic energy. At the end of the power line is a chamber with a discharge with a shock valve, which leads into a drain, and a delivery valve, which opens into another chamber above the delivery valve, also called air chamber opens. A delivery line leads from this chamber to an open discharge at the higher level. By 2

Wasser aus dem Reservoir durch die Triebleitung und das offene Stossventil fMesst, gewinnt es aufgrund des Gefälles an kinetischer Energie, die zur Beförderung des Wassers in den Tank verwendet wird. Erreicht das Wasser in der Kammer und an deren Ausfluss eine gegebene Geschwindigkeit, schliesst sich das Stossventil, auch Schlagventil genannt, aufgrund des dynamischen Drucks derart schlagartig, dass eine Stossdruckwelle in der Kammer mit dem Stossdruckventil entsteht. Durch die Druckwelle öffnet sich das Förderventil, wobei sich der entstandene Überdruck in der Luftkammer entlädt, indem Wasser durch das Förderventil in die Luftkammer strömt, und ein dort vorhandenes Luftpolster komprimiert wird. Die dortige Kammer mit dem Luftpolster dient insbesondere der Druckstossdämpfung in der Förder- oder Steigleitung. Nach Entspannung des Überdrucks im Widdergehäuse schliesst sich das Förderventil wieder. Durch den in der Luftkammer vorhandenen Überdruck wird das dort befindliche Wasser über die Förderleitung auf das höhere Niveau gepumpt. In der Kammer mit dem Stossventil stellt sich nach Schliessung des Förderventils ein Unterdrück ein, sodass sich das Stossventil wieder öffnet und ein neuer Pumpzyklus beginnen kann, indem Wasser aus der Quelle unter Beschleunigung durch die Triebleitung nachfliesst.Water from the reservoir through the power line and the open burst valve gains it due to the gradient of kinetic energy used to transport the water into the tank. If the water in the chamber and at its outflow reaches a given speed, the shock valve, also called impact valve, closes so abruptly due to the dynamic pressure, that a surge pressure wave arises in the chamber with the surge pressure valve. Through the pressure wave, the delivery valve opens, wherein the resulting pressure in the air chamber discharges by water flows through the delivery valve in the air chamber, and there is a compressed air cushion is compressed. The local chamber with the air cushion is used in particular the pressure shock absorption in the delivery or riser. After relaxation of the overpressure in the ram housing closes the delivery valve again. Due to the overpressure present in the air chamber, the water located there is pumped via the delivery line to the higher level. In the chamber with the shock valve, after the delivery valve closes, a depression occurs, so that the burst valve opens again and a new pumping cycle can begin, as water from the source flows in under acceleration through the transmission line.

Pumpsysteme dieser Art pumpen typischerweise in Zyklen von 1-2 Sekunden. Sie können theoretisch einen Br-uehteil der aus-der Quelle fliessenden-Wassermenge auf das höhere Niveau fördern, wobei dieser Bruchteil gleich dem Verhältnis des Gefälles zwischen Quelle und Widder und dem Gefälle zwischen dem Tank auf dem höheren Niveau und dem Widder entspricht. Zusätzlich reduziert sich die Fördermenge aufgrund der Leitungsverluste.Pumping systems of this type typically pump in cycles of 1-2 seconds. You can theoretically increase a fraction of the amount of water flowing from the source to the higher level, which is equal to the ratio of the gradient between the source and the ram and the gradient between the higher level tank and the ram. In addition, the delivery rate is reduced due to the line losses.

Das Pumpsystem durchläuft einen zyklischen Wechsel des Druckes im Gehäuse des Widders und in der Förder- oder Steigleitung. Bei der plötzlichen Schliessung des Stossventils entsteht zudem eine Druckwelle, die auch entlang der Triebleitung aufsteigt. Auch nachdem das Förderventil geschlossen hat, verbleibt noch ein Überdruck in der Triebleitung, und es entstehen dort kurzzeitige Druckschwingungen mit sowohl Überdruck- als auch Unterdruckextremwerten, wobei die Wassersäule in der Triebleitung eine Pendelbewegung durchläuft. 3The pumping system undergoes a cyclic change of pressure in the housing of the ram and in the delivery or riser. The sudden closure of the shock valve also creates a pressure wave, which also rises along the transmission line. Even after the delivery valve has closed, there is still an overpressure in the drive line, and there arise short-term pressure oscillations with both overpressure and vacuum extreme values, wherein the water column in the drive line undergoes a pendulum motion. 3

In EP274374 ist ein Pumpsystem mit hydraulischem Widder der eingangs beschriebenen Art offenbart, das zusätzlich am Widdergehäuse ein Ventil aufweist. Dieses Ventil bezweckt die Vermeidung von Kavitation, die Rohr- und Gehäusewände beschädigen könnte. Solche Ventile, im deutschen Sprachraum oft „Schnüffelventile“ genannt, haben sich im Einsatz jedoch aufgrund kurzer Betriebslebensdauer nicht bewährt. Zudem wird mit solchen Ventilen ein Aussetzen der Pumpfunktion riskiert, weil sie den für die Öffnung des Stossventils notwendigen Unterdrück direkt am Widder unterbinden.In EP274374 a pump system with hydraulic ram of the type described above is disclosed, which additionally has a valve on the ram housing. The purpose of this valve is to prevent cavitation that could damage pipe and casing walls. Such valves, often called "sniffer valves" in German-speaking countries, have not proven themselves in use, however, because of their short service life. In addition, with such valves risking a suspension of the pumping function, because they prevent the necessary for the opening of the shock valve suppression directly on the ram.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Es wird ein Wasserpumpensystem mit hydraulischem Widder oder Druckstosspumpe offenbart mit einer Druck- oder Triebleitung, die Wasser aus einer Wasserquelle unter der Schwerkraft abwärts zu einem Widder-Gehäuse leitet. Das Widder-Gehäuse weist einen Ausfluss mit einem Stossventil auf sowie einem Förderventil, das in eine Luftkammer mündet. Von der Luftkammerführt eine Steig- oder Förderleitung zu einem Niveau, das über dem Niveau der Wasserquelle liegt.There is disclosed a hydraulic ram or surge pump water pump system having a pressure or transmission line that directs water from a source of water under gravity down to a ram housing. The ram housing has an outlet with a shock valve and a delivery valve, which opens into an air chamber. From the air chamber leads a riser or delivery line to a level that is above the level of the water source.

Gemäss der Erfindung weist die Druckleitung eine Vorrichtung auf zur Verminderung von Druck-Extremwerten, die eine Druckdämpfungs-Kammer mit einerEtnlass- und Auslassöffnung und einem Einweg-Ventil umfasst. Die Kammer ist vom Widder beabstandet in der Druckleitung angeordnet, indem ein erster Teil der Druckleitung von der Wasserquelle zur Einlassöffnung der Kammer führt und ein zweiter Teil der Druckleitung von der Auslassöffnung der Kammer zum Widder führt. Das Einweg-Ventil ist in einer Wand der Kammer angeordnet und ist ein nach dem Innenraum der Kammer öffnendes Ventil, das sich bei Unterdrück in der Kammer nach innen öffnen kann.According to the invention, the pressure line comprises a device for reducing extreme pressure values, comprising a pressure-damping chamber with an inlet and outlet opening and a one-way valve. The chamber is spaced from the ram in the pressure line by leading a first part of the pressure line from the water source to the inlet opening of the chamber and a second part of the pressure line leading from the outlet opening of the chamber to the ram. The one-way valve is disposed in a wall of the chamber and is a valve opening to the interior of the chamber which can open inwardly in the chamber upon depression.

Im Fall eines kurzzeitigen Unterdrucks während der Druckschwingungen in der Triebleitung öffnet sich das Einweg-Ventil, wodurch Luft oder Wasser in die Kammer angesaugt werden kann und ein Unterdruckextremum ausgeglichen wird.In the case of a brief negative pressure during the pressure fluctuations in the power line, the one-way valve opens, whereby air or water can be sucked into the chamber and a vacuum extremum is compensated.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass durch Kavitation verursachte Schäden an der Triebleitung auf extreme Unterdruckwerte während der Druckschwingungen in 4 der Druckleitung zurückzuführen sind, wobei diese extremen Unterdrücke jeweils auf die in der Triebleitung aufsteigenden Druckwellen folgen. Bei diesen Unterdrücken handelt es sich um Drücke nahe dem Dampfdruck. Im kurzzeitigen Fall solcher Unterdrücke öffnet sich das Einweg-Ventil und gewährt einen Druckausgleich. Die höhenversetzte Positionierung der Einlass- und Auslassöffnung der Kammer bezweckt dabei, dass durch das Ventil eintretende Luft möglichst nur in Richtung Wasserquelle treibt und nicht in Richtung Widder gedrängt wird, sodass eine Störung oder ein Aussetzen des hydraulischen Widders verhindert werden kann.The invention is based on the recognition that damage to the drive line caused by cavitation can be attributed to extreme underpressure values during the pressure oscillations in the pressure line, wherein these extreme negative pressures respectively follow the pressure waves rising in the drive line. These pressures are pressures near the vapor pressure. In the short-term case of such negative pressures opens the one-way valve and provides a pressure equalization. The height-offset positioning of the inlet and outlet openings of the chamber has the purpose that air entering through the valve drives as far as possible only in the direction of the water source and is not urged in the direction of Aries, so that a disturbance or a suspension of the hydraulic ram can be prevented.

Die Vorrichtung zur Verminderung von Druckextremen verhindert Kavitationsschäden in der Triebleitung, womit ihre Betriebslebensdauer erheblich verlängert wird. Reparaturen oder Ersatz der Triebleitung, die womöglich auch ein Freilegen der Leitung erfordern würde, werden damit vermieden.The device for reducing pressure extremes prevents cavitation damage in the transmission line, thus significantly extending their service life. Repairs or replacement of the power line, which would possibly also require an exposure of the line, are thus avoided.

In einer Ausführung der Erfindung ist das Einweg-Ventil von Aussenluft umgeben, so dass ein Unterdrück in der Druckleitung durch ein rasches Ansaugen von Luft durch das Ventil ausgeglichen wird.In one embodiment of the invention, the one-way valve is surrounded by outside air, so that a suppression in the pressure line is compensated by a rapid intake of air through the valve.

In einer Variante dieser Ausführung der Erfindung weist die Kammer im Bereich über der Einlassöffnung der Kammer und unter dem Einweg-Ventil zusätzlich einen mit Luft befüllbaren Raum auf. Im Betrieb-der Wasserpumpe ist dieser Raum-mit einem Luftvolumen gefüllt, das jedoch von der Druckleitung durch einen Wasserpegel getrennt bleiben kann. Während des Betriebs der Pumpe dient dieses Luftvolumen der Dämpfung sowohl der Unter- als auch Überdruckextrema. Während der Druckschwingungen in der Druckleitung wird die Dämpfung durch das Luftvolumen stets aufrechterhalten. Bei Unterdrück öffnet sich das Einweg-Ventil, wobei Luft in die Druckdämpfungs-Kammer strömt. Bei Überdruck schliesst sich das Ventil und der Wasserpegel steigt, wobei die Luft über dem Pegel komprimiert wird. Der obere Teil der Druckleitung stromaufwärts der Kammer bleibt durch das sich anpassende Luftpolster von Druckextremen isoliert und Leitungsschäden werden weitgehend vermieden. 5In a variant of this embodiment of the invention, the chamber additionally has a space that can be filled with air in the area above the inlet opening of the chamber and below the one-way valve. During operation of the water pump, this space is filled with an air volume, which, however, can remain separated from the pressure line by a water level. During operation of the pump, this volume of air serves to dampen both the low and high pressure extremes. During the pressure oscillations in the pressure line, the damping by the air volume is always maintained. When depressurized, the one-way valve opens, with air flowing into the pressure-damping chamber. At overpressure, the valve closes and the water level rises, compressing the air above the level. The upper part of the pressure line upstream of the chamber remains isolated from extreme pressure due to the conforming air cushion and conduction damage is largely avoided. 5

Weil der Luftraum in der Kammer durch Wasser von der Druckleitung getrennt ist, gelangt zudem vermindert Luft in die Druckleitung. Die Druckdämpfung in der Leitung funktioniert automatisch, indem das Luftvolumen stets mit Luft von neuem von aussen befüllt wird. Die Vorrichtung zur Dämpfung von Druckextremen ermöglicht einen Betrieb des Wasserpumpensystems bei höheren Pumpzyklusgeschwindigkeiten, wobei die Belastung pro Zyklus viel schwächer ist und dadurch die Bauteile und Leitungen des Systems länger schadenfrei funktionieren können.Because the air space in the chamber is separated from the pressure line by water, reduced air also enters the pressure line. The pressure damping in the pipe works automatically by always filling the air volume with fresh air from the outside. The extreme pressure damping device allows operation of the water pumping system at higher pumping cycle speeds, with much less load per cycle, thereby allowing the components and lines of the system to function for longer without damage.

In einer Ausführung der Erfindung weist das Wasserpumpensystem die Druckdämpfungs-Kammer mit Einweg-Ventil und zusätzlich eine zweite Wasserleitung auf, die von der Wasserquelle zum Einweg-Ventil der Kammer führt. Im Fall eines Unterdrucks, öffnet sich das Ventil und lässt Wasser mit statischem Druck in die Druckleitung nachfliessen, was den Unterdrück ausgleicht. Da in dieser Ausführung Wasser zum Druckausgleich verwendet wird, ist das Problem von Luftbläschen in der Druckleitung gering. Insbesondere ist ein schnelles Reagieren des Ventils gewährleistet.In one embodiment of the invention, the water pumping system includes the pressure-damping chamber with one-way valve and additionally a second water conduit leading from the water source to the one-way valve of the chamber. In the case of a negative pressure, the valve opens and allows water to flow into the pressure line at static pressure, which compensates for the negative pressure. Since water is used for pressure equalization in this embodiment, the problem of air bubbles in the pressure line is low. In particular, a rapid reaction of the valve is ensured.

In einer Variante dieser Ausführung führt die zweite Wasserleitung in einen Behälter über der Druckdämpfungskammer mit Einweg-Ventil, wobei am Ausgang der zweiten Wasserleitung ein Ventil angeordnet ist, das mit einem Schwimmer auf der Wasseroberfläche im Behäfter^erbunden-isb Sinkt der Wasserstand im Behälter aufgrund eines Unterdrucks in der Druckleitung, so sinkt der Schwimmer, das Ventil an der zweiten Wasserleitung öffnet sich und Wasser kann nachfliessen. Die Variante hat den zusätzlichen Vorteil, dass im Fall von Unterdrück nicht die gesamte Wassersäule in der zweiten Wasserleitung beschleunigt werden muss und ein schnellerer Druckausgleich herbeigeführt werden kann.In a variant of this embodiment, the second water line leads into a container above the pressure damping chamber with a one-way valve, wherein at the outlet of the second water line, a valve is arranged, which is connected to a float on the water surface in the container isb decreases the water level in the container due a negative pressure in the pressure line, so the float sinks, the valve on the second water line opens and water can flow. The variant has the additional advantage that in the case of suppression not the entire water column in the second water pipe must be accelerated and a faster pressure equalization can be brought about.

In einer weiteren Ausführung weist die Vorrichtung zur Dämpfung von Druck-Extremwerten zusätzlich zur erstgenannten Druckdämpfungs-Kammer mit Einweg-Ventil und der zweiten Wasserleitung eine zweite Kammer mit Einweg-Ventil auf. Diese zweite Kammer erstreckt sich vom Einweg-Ventil der ersten Druckdämpfungskammer weg nach aussen, wobei die zweite Wasserleitung über eine Einlassöffnung in diese zweite Kammer mündet. Die zweite Kammer umfasst insbesondere einen Raum, der sich über dem oberen Rand ihrer Einlassöffnung erstreckt, wobei an deren oberen Seite das 6 zweite Einweg-Ventil angeordnet ist. Wie das erste Einweg-Ventil ist auch das zweite Einweg-Ventil ein bezüglich der zweiten Kammer ein nach innen öffnendes Ventil, wobei es an seiner Aussenseite von der Aussenluft umgeben ist. Während des Betriebs der Pumpe weist diese Kammer im Bereich über ihrer Einlassöffnung ein Luftvolumen auf, das durch einen Wasserpegel von der zweiten Wasserleitung getrennt ist.In a further embodiment, the device for damping extreme pressure values in addition to the first-mentioned pressure-damping chamber with one-way valve and the second water line to a second chamber with one-way valve. This second chamber extends outwardly from the one-way valve of the first pressure-damping chamber, with the second water-conduit opening into this second chamber via an inlet opening. In particular, the second chamber comprises a space which extends over the upper edge of its inlet opening, on the upper side of which the second second-way valve is arranged. Like the first one-way valve, the second one-way valve is also an inwardly-opening valve with respect to the second chamber, and is surrounded on its outside by the outside air. During operation of the pump, this chamber has in the area above its inlet opening an air volume which is separated by a water level from the second water line.

Im Fall eines Unterdrucks in der Druckleitung öffnet sich dort das Einweg-Ventil der ersten Kammer und Wasser fliesst in die Druckleitung, wodurch der Unterdrück sich ausgleicht. Sinkt der Druck im Luftvolumen, öffnet sich gleichzeitig mit dem ersten Ventil auch das zweite Ventil der zweiten Kammer und Luft kann nachgesaugt werden. Sinkt der Druck in der zweiten Kammer, fliesst Wasser aus der zweiten Wasserleitung mit statischem Druck nach.In the case of a negative pressure in the pressure line opens there the one-way valve of the first chamber and water flows into the pressure line, whereby the negative pressure compensates. If the pressure in the air volume drops, the second valve of the second chamber opens simultaneously with the first valve and air can be sucked in again. If the pressure in the second chamber drops, water from the second water line flows with static pressure.

Diese Lösung stellt insbesondere sicher, dass der Unterdrück in der Druckleitung stromaufwärts der Kammer gebrochen wird.In particular, this solution ensures that the pressure in the pressure line upstream of the chamber is broken.

Die auf Extrem-Unterdrücke zurück zu führenden Schäden an der Triebleitung treten je nach Auslegung und Gefälle des Pumpsystems in verschiedenen Bereichen der Triebleitung auf. Entsprechend kann die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Verminderung von Extrem-Drücken an beliebiger Stelle in der Triebleitung angeordnet werden. — - - ----------Depending on the design and gradient of the pumping system, the damage to the transmission line leading to extreme negative pressures occurs in different areas of the transmission line. Accordingly, the inventive device for reducing extreme pressures at any point in the transmission line can be arranged. - - - ----------

Solche Schäden können beispielsweise vermehrt in der oberen Hälfte oder dem oberen Drittel der Triebleitung auftreten, wo der statische Druck geringer ist und dort sich der Gesamtdruck in der Triebleitung dem kritischen Wert nähert. In solchen Systemen wird vorzugsweise die erfindungsgemässe Vorrichtung in der oberen Hälfte oder im oberen Drittel der Triebleitung angeordnet.Such damage can occur, for example, increasingly in the upper half or the upper third of the transmission line, where the static pressure is lower and there the total pressure in the transmission line approaches the critical value. In such systems, the device according to the invention is preferably arranged in the upper half or in the upper third of the drive line.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung, weist die Vorrichtung zur Verminderung von Druck-Extremwerten in der Druckleitung wiederum eine in der Druckleitung angeordnete Druckdämpfungs-Kammer und ein nach innen öffnenden Einweg-Ventil auf, wobei das Einweg-Ventil von Aussenluft umgeben ist. Die Kammer weist in dieser Ausführung eine Kolbenkammer mit einem Kolben sowie ein weiteres Einweg-Ventil auf, wobei die Druckdämpfungskammer mit der Kolbenkammer über eine Öffnung 7 verbunden ist und beide Einweg-Ventile an der Kolbenkammer angeordnet sind. Das weitere Einweg-Ventil mündet in eine Leitung, die in die Luftkammer über dem Förderventil des Widders führt, und ist ein zu dieser Leitung öffnendes Ventil. Die Vorrichtung stellt sicher, dass sowohl Unterdrücke als auch Überdrücke in der Druckleitung vermindert werden. Die Vorrichtung bewirkt, dass in der Luftkammer des Widders stets genügend Luft vorhanden ist, und dadurch dessen Funktion der Druckdämpfung voll gewährleistet ist. Dadurch reduzieren sich auch die Druck-Extremwerte in der Druckleitung. Beim Druckstoss in der Druckleitung aufgrund eines Schliessens des Stossventils wird der Kolben in der Kammer nach oben gedrückt und somit die Luft über dem Kolben komprimiert und über das Einweg-Ventii an der Leitung zur Luftkammer durch diese Leitung in die Luftkammer des Widders gedrückt. Lässt die Druckwelle nach, senkt sich der Kolben wieder, das Einweg-Ventil nach aussen öffnet sich, und Luft fliesst von aussen in die Kammer über dem Kolben nach. Dies gewährleistet, dass die Luftkammer bei jedem Zyklus der Pumpe stets wieder mit Luft von aussen versorgt wird. Diese Lösung erlaubt zudem die Versorgung der Luftkammer mit Luft ohne Zuhilfenahme einer Gasflasche oder sonstiger Einrichtung zur Gewährleistung eines steten Gasdruckes.In a further embodiment of the invention, the device for reducing extreme pressure values in the pressure line again has a pressure damping chamber arranged in the pressure line and an inwardly opening one-way valve, wherein the one-way valve is surrounded by outside air. The chamber has in this embodiment a piston chamber with a piston and another one-way valve, wherein the pressure damping chamber is connected to the piston chamber via an opening 7 and both one-way valves are arranged on the piston chamber. The other one-way valve opens into a conduit which leads into the air chamber above the delivery valve of the ram, and is a valve opening to this line. The device ensures that both negative pressures and overpressures in the pressure line are reduced. The device causes that in the air chamber of the ram always enough air is present, and thus its function of the pressure damping is fully guaranteed. This also reduces the extreme pressures in the pressure line. The pressure surge in the pressure line due to a closing of the shock valve, the piston is pushed upwards in the chamber and thus compresses the air above the piston and pressed via the one-way valve on the line to the air chamber through this line in the air chamber of the ram. If the pressure wave decreases, the piston lowers again, the one-way valve opens outwards, and air flows from the outside into the chamber above the piston. This ensures that the air chamber is always supplied with air from the outside for each cycle of the pump. This solution also allows air to be supplied to the air chamber without the aid of a gas bottle or other means to ensure a steady gas pressure.

Kurze Beschreibung der Figuren Es zeigenBrief description of the figures It shows

Figur 1a-c eine schematische Darstellung eines Wasserpumpensystems mit hydraulischem Widder gemäss dem Stand der Technik,1a-c is a schematic representation of a water pump system with hydraulic ram according to the prior art,

Figuren 2-7 je eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Vermeidung von Extrem-Drücken in einem Wasserpumpensystem mit hydraulischem Widder, wobeiFigures 2-7 each show a schematic representation of an inventive device for preventing extreme pressures in a water pump system with hydraulic ram, wherein

Figur 2a-b eine Vorrichtung mit einer Kammer und einem Einweg-Ventil gemäss der ersten Ausführung der Erfindung,2a-b shows a device with a chamber and a one-way valve according to the first embodiment of the invention,

Figur 3a-c eine Vorrichtung mit vergrösserter Kammer und Einweg-Ventil gemäss einer weiteren Ausführung der Erfindung,FIG. 3a-c shows an apparatus with enlarged chamber and one-way valve according to a further embodiment of the invention,

Figur 4a-b eine Vorrichtung gemäss einer weiteren Ausführung der Erfindung mit einer δFigure 4a-b, a device according to another embodiment of the invention with a δ

Kammer, einem Einweg-Ventil und zusätzlicher Wasserleitung,Chamber, a one-way valve and additional water pipe,

Figur 5a-c eine Vorrichtung mit zusätzlicher Wasserleitung wie in Figur 4, jedoch mit zwei Kammern und zwei Einweg-Ventilen,FIG. 5a-c shows a device with additional water line as in FIG. 4, but with two chambers and two one-way valves,

Figur 6a-c eine Vorrichtung zur Verminderung von Extrem-Drücken in der Triebleitung eines Wasserpumpensystems mit hydraulischem Widder mit einer Kammer, zwei Einweg-Ventilen, einem zusätzlichen Kolben und einer Leitung zur Luftkammer des Widders, undFigure 6a-c shows a device for reducing extreme pressures in the power line of a water pump system with hydraulic ram with a chamber, two-way valves, an additional piston and a line to the air chamber of the ram, and

Figur 7a-b eine Vorrichtung gemäss einer weiteren Ausführung der Erfindung mit einer Kammer, einem Einweg-Ventil und zusätzlicher Wasserleitung sowie einem zusätzlichen Ventil am Ausgang der zusätzlichen Wasserleitung zeigen.Figure 7a-b show a device according to another embodiment of the invention with a chamber, a one-way valve and additional water line and an additional valve at the outlet of the additional water line.

Gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren bezeichnen jeweils gleiche Elemente.Like reference numerals in the various figures indicate like elements, respectively.

Ausführungsbeispiele der ErfindungEmbodiments of the invention

Den Figuren 1a-c ist die grundlegende, bekannte Funktionsweise eines Wasserpumpensystems mit hydraulischem Widder zu entnehmen. In einer Wasserguelle 1 mit einem Niveau-5, beispielsweise eine-Quelle, ein Bach, Teich oder Sammelschacht ist eine Trieb- oder Druckleitung 2 gelegt, die Wasser bergab zu einem Widder 9 führt. Das Wasser fliesst dort in eine Widder-Kammer 6 mit Auslass, wobei es aufgrund seiner kinetischen Energie einen Druck P1 erzeugt. Solange der Druck unter einem bestimmten Druck bleibt, fliesst Wasser durch diesen Auslass. Während das Wasser durch den Ausfluss der Widder-Kammer strömt, bleibt ein an der Widder-Kammer angeordnetes Förderventil V2 geschlossen (Fig. 1a). Erreicht das Wasser eine bestimmte Geschwindigkeit, so schliesst sich ein im Auslass positioniertes Stossventil V1 (Fig. 1b), worauf sich der Druck in der Kammer 6 des Widders und der Triebleitung 2 auf P2 erhöht, das Förderventil oder Überdruckventil V2 sich öffnet und Wasser in eine Luftkammer 7 des Widders strömt. Eine nach oben offene Förder- oder Steigleitung 8 führt von der Luftkammer 7 zu einem offenen Auslass, der auf einem höheren Niveau als das Niveau 5 der Wasserquelle 1 liegt, zum Beispiel in einem Haus 9 oder Stall. Durch das Eintreten des Wassers in die Luftkammer 7 wird ein Luftpolster über dem Wasserpegel in der Kammer 7 komprimiert. Nach Entspannung des Drucks P2, schliesst sich das Förderventil V2 und aufgrund des Luftdrucks im Luftpolster über dem Wasser steigt das Wasser die Steigleitung auf das Niveau 8 hoch. In der Kammer 6 besteht jedoch noch immer ein Überdruck P3, der sich entlang der Triebleitung 2 ausbreitet (Fig. 1c). Es folgt eine Druckschwingung in der Triebleitung zwischen Überdrücken, die bei einer Förderhöhe von 500 m bis zu 50 bar erreichen können, und extremen Unterdrücken bis an den Dampfdruck, wobei diese extremen Druckschwingungen über einen Zeitraum von wenigen Hundertstel von Sekunden bestehen. Diese Druckschwingungen flauen innerhalb eines kurzen Zeitraums ab. Insbesondere die negativen Amplituden der Schwingung verursachen jedoch oft Kavitationsschäden an der Triebleitung.Figures 1a-c is the basic, known operation of a water pump system with hydraulic ram refer to. In a water source 1 with a level 5, for example, a source, a stream, pond or collecting shaft, a drive or pressure line 2 is laid, the water downhill leads to a ram 9. The water flows there into an Aries chamber 6 with outlet, where it generates a pressure P1 due to its kinetic energy. As long as the pressure remains below a certain pressure, water flows through this outlet. While the water is flowing through the outflow of the ram chamber, a delivery valve V2 arranged at the ram chamber remains closed (FIG. 1a). When the water reaches a certain speed, an exhaust valve V1 (Fig. 1b) positioned in the outlet closes, whereupon the pressure in the chamber 6 of the ram and the transmission line 2 increases to P2, the delivery valve or pressure relief valve V2 opens and water in an air chamber 7 of the ram flows. An upwardly open conveyor or riser 8 leads from the air chamber 7 to an open outlet, which is at a higher level than the level 5 of the water source 1, for example in a house 9 or stable. By entering the water in the air chamber 7, an air cushion over the water level in the chamber 7 is compressed. After relaxation of the pressure P2, closes the delivery valve V2 and due to the air pressure in the air cushion above the water, the water rises the riser to the level 8 high. In the chamber 6, however, there is still an overpressure P3, which propagates along the power line 2 (Fig. 1c). It follows a pressure oscillation in the transmission line between overpressures, which can reach up to 50 bar at a head of 500 m, and extreme suppression to the vapor pressure, these extreme pressure oscillations over a period of a few hundredths of a second. These pressure oscillations settle within a short period of time. In particular, the negative amplitudes of the vibration, however, often cause cavitation damage to the transmission line.

Figuren 2a und b zeigen eine erste und einfachste Vorrichtung gemäss der Erfindung zur Verminderung von Extrem-Drücken, das in der Triebleitung eines Wasserpumpensystems mit hydraulischem Widder, wie zum Beispiel in Figur 1 gezeigt, eingebaut werden kann. Es zeigt eine Ausführung der Erfindung mit einem von Aussenluft umgebenen Einweg-Ventil.Figures 2a and b show a first and simplest device according to the invention for reducing extreme pressures which may be installed in the drive line of a hydraulic ram water pumping system such as shown in Figure 1. It shows an embodiment of the invention with a one-way valve surrounded by outside air.

Von dem Wasserpumpensystem sind lediglich die Wasserquelle 1 mit Niveau 5 und ein erster Abschnitt der Triebleitung 2 gezeigt Der Widder und die Steigleittmg srncKarrr Ende der Triebleitung 2 angeordnet und können wie in Figur 1 ausgebildet sein. Die Triebleitung 2 weist in einem beliebigen Abschnitt eine Druckdämpfungs-Kammer 4 auf, die ein zur Kammer 4 hin öffnendes Einweg-Ventil V3 aufweist. Das Einweg-Ventil V3 ist dabei an seiner Aussenseite von Aussenluft umgeben. Ein erster Teil der Triebleitung 2 ist über eine Einlassöffnung 4a mit der Kammer verbunden, ein zweiter Teil führt von einer Auslassöffnung 4b der Kammer 4 zum Widder. Die Auslassöffhung 4b ist dabei auf einem Niveau unter dem der Einlassöffnung angeordnet.Of the water pump system, only the water source 1 with level 5 and a first portion of the power line 2 are shown. The ram and the riser are arranged at the end of the power line 2 and can be designed as in FIG. The drive line 2 has in any section a pressure damping chamber 4, which has a one-way valve V3 opening towards the chamber 4. The one-way valve V3 is surrounded on its outside by outside air. A first part of the drive line 2 is connected to the chamber via an inlet opening 4a, a second part leads from an outlet opening 4b of the chamber 4 to the ram. The outlet opening 4b is arranged at a level below that of the inlet opening.

Vorzugsweise ist die Einlassöffnung nahe an der Oberkante und die Auslassöffnung nahe an der Unterkante der Kammer 4 angeordnet, wobei der untere Rand der Einlassöffnung über dem Niveau des oberen Randes der Auslassöffnung liegt. Zudem kann die Kammer 4 mit einem Querschnitt grösser als der Durchmesser der Druckleitung ausgebildet sein. Ein relativ zur Druckleitung grosser Querschnitt trägt zu 10 einer Beruhigung der Strömung in der Kammer 4 bei, wodurch vermieden wird, dass Luftblasen von der Strömung in Richtung Widder mitgerissen werden. Auch eine relativ zur Druckleitung grosse Höhe führt zu einer entsprechend starken Höhenversetzung der Einlass- und Auslassöffnung, wodurch wiederum die Luft aus dem Ventil V3 in Richtung Wasserquelle aufsteigt und nicht von der Strömung mitgerissen wird.Preferably, the inlet opening is located near the top edge and the outlet opening is located near the bottom edge of the chamber 4, the bottom edge of the inlet opening being above the level of the top edge of the outlet opening. In addition, the chamber 4 may be formed with a cross-section larger than the diameter of the pressure line. A large cross-section relative to the pressure line contributes to a calming of the flow in the chamber 4, thereby avoiding that air bubbles are entrained by the flow in the direction of Aries. Also, a height that is great relative to the pressure line results in a correspondingly high vertical displacement of the inlet and outlet openings, which in turn causes the air to rise from the valve V3 in the direction of the water source and is not entrained by the flow.

Wie in Figur 2a gezeigt, ist im Fall von Überdruck oder statischem Druck, während dem das Stossventi! im Widder offen ist und Wasser aus der Quelle fliesst, das Ventil V3 geschlossen. Entsteht im Zuge von Druckschwingungen aus dem Widder ein extremer Unterdrück in der Triebleitung 2, öffnet sich das Ventil V3 und Luft gelangt in die Kammer 4 (Fig. 2b), sodass sich das Unterdruck-Extremum reduziert. Weil die Auslassöffnung 4b im Vergleich zur Einlassöffnung 4a auf tieferem Niveau liegt, treiben Luftblasen mehrheitlich nach oben in Richtung Wasserquelle 1. Der Widder bleibt dadurch frei von Luftblasen und störungsfrei.As shown in Figure 2a, in the case of overpressure or static pressure, during which the shock event! in the ram open and water flows from the source, the valve V3 closed. If, in the course of pressure oscillations from the ram, an extreme depression in the transmission line 2 occurs, the valve V3 opens and air enters the chamber 4 (FIG. 2b), so that the negative pressure extremum is reduced. Because the outlet opening 4b is at a lower level compared to the inlet opening 4a, most air bubbles drive upward in the direction of the water source 1. The ram remains free of air bubbles and trouble-free.

Diese Vorrichtung lässt sich insbesondere in Triebleitungen mit steilem Gefälle anwenden. Beispielsweise, kann die Vorrichtung an einer Stelle mit grossem Gefälle in der Triebleitung angeordnet werden, wobei nach der Kammer 4 die Triebleitung ein kleineres Gefälle hat. Dort treiben die Luftblasen zur Wasserquelle hin.This device can be used in particular in power lines with steep slopes. For example, the device can be arranged at a location with a great slope in the transmission line, after the chamber 4, the transmission line has a smaller gradient. There, the bubbles drive to the water source.

Figuren 3a-c zeigeneineVariante dererfindungsgemässen Vorrichtung mit-etner Kammer 11, die im Vergleich zur Kammer 4 in Figur 2 grösser ausgebildet ist. Insbesondere weist sie über einem Wasserpegel unter dem Einweg-Ventil V3 einen mit Luft gefüllten Raum 12 auf. Während Wasser durch die Druckleitung 10 und 2 zum Widder fliesst, ist das Ventil V3 geschlossen und die Vorrichtung nimmt keinen Einfluss auf die Funktion der Pumpe (Fig. 3a). Nach erfolgtem Druckstoss wird das Luftvolumen 12 durch die Überdruckwelle komprimiert, wobei der Teil 10 der Triebleitung vom Überdruck isoliert bleibt. Der Wasserpegel in Kammer 11 steigt, währenddessen das Ventil V3 noch immer geschlossen bleibt (Fig. 3b). Entsteht in der Triebleitung 2 ein nachfolgender Unterdrück, fällt der Wasserpegel, das Ventil V3 öffnet sich, und Luft strömt in den Raum 12 nach (Fig. 3c). Der Unterdrück wird dadurch sogleich gedämpft. Wiederum bleibt der Teil 10 der Triebleitung vom Unterdrück verschont. 11Figures 3a-c show a variant of the device according to the invention with-etner chamber 11, which is larger compared to the chamber 4 in Figure 2. In particular, it has an air-filled space 12 above a water level below the one-way valve V3. As water flows through the pressure line 10 and 2 to the ram, the valve V3 is closed and the device does not affect the function of the pump (Figure 3a). After the pressure surge, the air volume 12 is compressed by the overpressure wave, wherein the part 10 of the transmission line remains isolated from the pressure. The water level in chamber 11 rises while valve V3 still remains closed (Figure 3b). If a subsequent suppression occurs in the transmission line 2, the water level drops, the valve V3 opens and air flows into the space 12 (FIG. 3c). The oppression is thereby dampened immediately. Again, the part 10 of the power line is spared by the oppression. 11

Figuren 4a-b zeigen eine Ausführung der erfindungsgemässen Vorrichtung, bei der das Einweg-Ventil nicht von Luft, sondern von Wasser umgeben ist und bei Unterdrück in der Druckleitung Wasser ansaugen lässt, wodurch der Druck ausgeglichen wird. Die Kammer 4 ist an dem Einweg-Ventil V3 an ihrer oberen Seite mit einer zusätzlichen, zweiten Wasserleitung 3 verbunden, die Wasser von der Wasserquelle 1 zum Einweg-Ventil V3 führt. Im Fall eines Unterdrucks in der Triebleitung 2,10 wie in Figur 4b gezeigt, öffnet sich das Ventil V3, wobei Wasser nachfliesst und den Unterdrück eliminiert. Hat sich der Unterdrück stabilisiert, schliesst sich das Ventil V3. Die Leitung 3 verläuft beispielsweise parallel zur Druckleitung.Figures 4a-b show an embodiment of the inventive device in which the one-way valve is not surrounded by air but by water and can suck in water in the pressure line at negative pressure, whereby the pressure is compensated. The chamber 4 is connected to the one-way valve V3 at its upper side with an additional, second water line 3, which leads water from the water source 1 to the one-way valve V3. In the case of a negative pressure in the drive line 2,10 as shown in Figure 4b, the valve V3 opens, with water flowing in and eliminating the negative pressure. If the suppression has stabilized, the valve V3 closes. The line 3 runs, for example, parallel to the pressure line.

Figur 5a-c zeigen eine erweiterte Variante der Druckdämpfungsvorrichtung, die die Vorrichtung von Figur 4 umfasst und zusätzlich mit einer zusätzlichen Kammer 13 mit zusätzlichem Einweg-Ventil V4 kombiniert ist, das wiederum ein zum Innenraum der Kammer 13 öffnendes Ventil ist und an seiner Aussenseite von Aussenluft umgeben ist. Die Wasserleitung 3 führt von der Wasserquelle 1 zu einer Einlassöffnung der Kammer 13, wobei in der Kammer 13 ein Luftvolumen 14 vorhanden ist, das durch einen Wasserpegel von der Wasserleitung 3 getrennt ist. Bei einem Unterdrück in der Triebleitung 2 öffnet sich zunächst das erste Einweg-Ventil V3, wobei primär das komprimierte Luftvolumen 14 reagiert und Wasser aus der Kammer 13 durch das Einweg-Ventil V3 gedrücktwird und-den Unterdrück ausgleieht. Die Kombination der zwei Ventile gewährleistet eine schnelle Reaktion der Ventile, indem beide Ventile V3 und V4 sich simultan öffnen können und Wasser sofort aus der Leitung 3 nachfliessen kann.FIGS. 5a-c show an expanded variant of the pressure damping device which comprises the device of FIG. 4 and is additionally combined with an additional chamber 13 with additional one-way valve V4, which in turn is a valve opening to the interior of the chamber 13 and on its outside from FIG Outside air is surrounded. The water pipe 3 leads from the water source 1 to an inlet opening of the chamber 13, wherein in the chamber 13, an air volume 14 is present, which is separated by a water level of the water pipe 3. At a suppression in the transmission line 2, first the first one-way valve V3 opens, wherein primarily the compressed air volume 14 reacts and water is pressed from the chamber 13 through the one-way valve V3 and-balances the negative pressure. The combination of the two valves ensures a fast reaction of the valves, in that both valves V3 and V4 can open simultaneously and water can immediately flow from the line 3.

Figur 5a zeigt die Situation während des Fliessens von Wasser von der Quelle 1 durch die Druckleitung 2 und 10 zum Widder bei geöffnetem Druckstossventil im Widder. Beide Ventile V3 und V4 sind dabei geschlossen. Figur 5b zeigt die Situation während des Druckstosses, nachdem das Förderventil im Widder geschlossen hat. Auf den folgenden Unterdrück öffnet sich das Ventil V3 und das komprimierte Luftvolumen 14 in der Kammer 13 drückt Wasser aus der Kammer 13 durch das Ventil V3. Der Unterdrück wird schnell und vollständig aufgehoben. Überschüssige Luft steigt durch die Leitung 3 Richtung Wasserquelle hoch, was gewährleistet, dass keine Luft in die Druckleitung gelangt. 12FIG. 5a shows the situation during the flow of water from the source 1 through the pressure line 2 and 10 to the ram when the pressure push valve in the ram is open. Both valves V3 and V4 are closed. FIG. 5b shows the situation during the pressure surge after the delivery valve in the ram has closed. Upon the following depression, the valve V3 opens and the compressed air volume 14 in the chamber 13 pushes water from the chamber 13 through the valve V3. The oppression is lifted quickly and completely. Excess air rises through the line 3 high water source, which ensures that no air enters the pressure line. 12

Figur 5c zeigt das geöffnete Ventil V4, wenn sich der Druck in der Kammer 13 gesenkt hat. Luft wird von aussen nachgesaugt, sodass das Luftpolster 14 aufrechterhalten bleibt. Sinkt der Druck in der Kammer 13 unter den von der Druckhöhe des Niveaus 5 erzeugten statischen Druck, fliesst Wasser durch die Leitung 3 nach.FIG. 5c shows the opened valve V4 when the pressure in the chamber 13 has dropped. Air is sucked in from the outside, so that the air cushion 14 is maintained. If the pressure in the chamber 13 drops below the static pressure generated by the pressure level of the level 5, water flows through the line 3.

Figur 6a-c zeigen eine weitere Variante der Druckdämpfungsvorrichtung, die eine Art „Kompressor zur Regelung und insbesondere Verminderung der Unter- und Überdruckstösse in der Triebleitung umfasst, wobei der „Kompressor“ das Luftvolumen in der Luftkammer 7 des Widders 9 stetig aufrechterhält. Dadurch treten Unterdrücke und gegebenenfalls Überdrücke in der Triebleitung 2 in geringerem Ausmass auf und Kavitationsschäden können vermieden werden. In der Triebleitung ist wiederum eine Druckdämpfungskammer 4 angeordnet mit einem Einweg-Ventil V5, das sich bei Unterdrück nach innen öffnet. Die Druckdämpfungskammer 4 umfasst zusätzlich eine Öffnung 16, die in eine Kolbenkammer 17 mit einem Kolben 18 mündet. Das Einweg-Ventil V5 ist an der Kolbenkammer 17 angeordnet, wobei der Kolbenl 8 zwischen dem Einweg-Ventil V5 und der Öffnung 16 zur Kolbenkammer 17 angeordnet ist. Zwischen Einweg-Ventil V5 und Kolben 18 befindet sich ein komprimierbares Luftvolumen 19.Figure 6a-c show a further variant of the pressure damping device, which includes a kind of "compressor for controlling and in particular reducing the underpressure and overpressure surges in the transmission line, wherein the" compressor "the air volume in the air chamber 7 of the ram 9 steadily maintained. As a result, negative pressures and possibly overpressures in the transmission line 2 occur to a lesser extent and cavitation damage can be avoided. In the drive line, in turn, a pressure damping chamber 4 is arranged with a one-way valve V5, which opens at negative pressure inwards. The pressure damping chamber 4 additionally comprises an opening 16, which opens into a piston chamber 17 with a piston 18. The one-way valve V5 is disposed on the piston chamber 17, the piston 8 is disposed between the one-way valve V5 and the opening 16 to the piston chamber 17. Between the one-way valve V5 and piston 18 is a compressible air volume 19th

Das Luftvolumen 19 der Kammer 17 ist zudem über ein weiteres Einweg-Ventil V6 mit einer Leitung 15 verbunden, die zum Luftvolumen der Kammer 7 des Widders 9 führt.The air volume 19 of the chamber 17 is also connected via a further one-way valve V6 with a line 15, which leads to the air volume of the chamber 7 of the ram 9.

In Figur 6a strömt das Wasser aus der WasserqueHe- T über die Druckleitung 2 in den -Widder, wobei das Druckstossventil V1 offen ist. Bei Schliessung des Druckstossventils V1 und Öffnung des Förderventils V2, bewirkt der Druckstoss in der Druckleitung 2 ein Heben des Kolbens 18, sodass Luft aus dem Volumen 19 über das Einweg-Ventil V6 und die Leitung 15 in das Volumen 7 gelangen kann und dies befüllt (Figur 6b). Durch das genau definierte Volumen 16 kann der Unterdrück in einem exakt begrenzten Bereich reduziert werden, sodass einerseits genügender Unterdrück zum Öffnen des Stossventils V1 vorhanden ist, anderseits der Unterdrück so stark reduziert wird, dass er keine Kavitation an der Druckleitung verursachen kann. Dies ist im Gegensatz zu den im Zusammenhang mit dem Stand der Technik erwähnten „Schnüffelventilen'1, die über keine derartige Regulierung verfügen und bei denen der Unterdrück unkontrolliert vermindert wird, was zu Störungen des Pumpenbetriebs fuhren kann, weil das Stossventil nicht zuverlässig öffnet. Beim nachfolgenden 13In FIG. 6a, the water from the WasserqueHe- T flows through the pressure line 2 in the -Widder, the pressure push valve V1 is open. Upon closure of the pressure push valve V1 and opening of the delivery valve V2, the pressure surge in the pressure line 2 causes a lifting of the piston 18, so that air from the volume 19 via the one-way valve V6 and the line 15 can enter the volume 7 and this filled ( Figure 6b). By the well-defined volume 16 of the negative pressure can be reduced in a precisely limited range, so on the one hand sufficient negative pressure for opening the shock valve V1 is present, on the other hand, the negative pressure is reduced so much that it can not cause cavitation on the pressure line. This is in contrast to the "sniffer valves" 1 mentioned in connection with the prior art, which have no such regulation and in which the pressure is reduced in an uncontrolled manner, which can lead to disturbances of the pump operation, because the shock valve does not reliably open. At the following 13

Unterdrück in der Druckleitung 2 senkt sich der Kolben 18 wieder (Figur 6c), der Druck in Kammer 17 senkt sich, sodass das Einweg-Ventil V5 sich öffnet und Luft von aussen in das Volumen 19 nachfliesst. Bei dieser Variante der Erfindung ist es zudem ausgeschlossen, dass Luft in die Triebleitung 2 oder in die Kammer 6 des Widders eindringen kann.Suppressor in the pressure line 2, the piston 18 lowers again (Figure 6c), the pressure in chamber 17 lowers, so that the one-way valve V5 opens and air from the outside flows into the volume 19. In this variant of the invention, it is also excluded that air can penetrate into the transmission line 2 or into the chamber 6 of the ram.

In Figur 7a und b ist eine weitere Ausführung der Erfindung zum Brechen von Unterdruckschwingungen in einer Triebleitung 2 dargestellt. Hier fährt eine Wasserleitung 3 parallel zur Triebleitung 10 von der Wasserquelle 1 mit Wasserstand 5 und speist Wasser in einen Behälter 7, der wie in der Ausführung in Figur 4 über einer Druckdämpfungskammer 4 angeordnet ist. In dieser Ausführung ist insbesondere ein Ventil V7 am Ausgang der zusätzlichen Wasserleitung 3 angeordnet, das mit einem Schwimmer 16 auf der Wasseroberfläche im Behälter 7 verbunden ist.FIGS. 7 a and b show a further embodiment of the invention for breaking vacuum vibrations in a power line 2. Here runs a water pipe 3 parallel to the power line 10 from the water source 1 with water level 5 and feeds water into a container 7, which is arranged as in the embodiment in Figure 4 on a pressure damping chamber 4. In this embodiment, in particular a valve V7 is arranged at the outlet of the additional water pipe 3, which is connected to a float 16 on the water surface in the container 7.

Wird durch einen Unterdrück in der Triebleitung 2 das Ventil V3 zum Behälter 7 geöffnet, wie in Figur 7b gezeigt, fliesst Wasser aus dem Behälter 7 in die Druckdämpfungskammer 4 und Triebleitung 2 nach und bricht die Unterdruckschwingung. Damit sinkt der Wasserstand im Behälter 7 mit dem Schwimmer 16 im Behälter 7, wodurch das Ventil V7 am Ausgang der Wasserleitung 3 sich öffnet und Wasser aus Wasserleitung 3 in den Behäite^7-naehfliesst. Ist derDruckausgleiefr erreicht, so schliesst sich das Ventil 3. Hat sich dann der Behälter 7 wieder gefällt, hebt sich der Schwimmer 16 und das Ventil 7 schliesst sich wie in Figur 7a gezeigt. Der Behälter 7 hat somit eine Wasserreservoir-Funktion inne für den Druckausgleich. 14 B ezugszeichen I iste 1 Wasserquelle 2 Trieb-oder Druckleitung 3 Wasserleitung, Druckdämpfungsleitung 4 Druckdämpfungskammer 4a Einlassöffnung 4b Auslassöffnung 5 Niveau der Wasserquelle 6 Kammer im Widder 7 Kammer mit Luftvolumen 8 Steig- oder Förderleitung 9 hydraulischer Widder 10 Trieb- oder Druckleitung, Teil über der Druckdämpfungskammer 11 Druckdämpfungs-Kammer 12 Luftvolumen in Kammer 11 13 Druckdämpfungs-Kammer 14 Luftvolumen 15 Leitung zur Luftkammer des Widders 16 Öffnung zur Kolbenkammer 17 Kolbenkammer 18 Kolben 19 Luftvolumen V1 Stossventil V2 Förder- oder Überdruckventil V3, V4,V5, V6 Einweg-VentilIf the valve V3 is opened to the container 7 by a suppression in the drive line 2, as shown in Figure 7b, water flows from the container 7 in the pressure damping chamber 4 and 2 power line and breaks the vacuum vibration. Thus, the water level drops in the container 7 with the float 16 in the container 7, whereby the valve V7 opens at the outlet of the water pipe 3 and water from water pipe 3 in the Behäite ^ 7-naehfliesst. Once the pressure equalization has been reached, the valve 3 closes. If the container 7 has then fallen again, the float 16 rises and the valve 7 closes as shown in FIG. 7a. The container 7 thus has a water reservoir function for pressure equalization. 14 Reference I iste 1 Water source 2 Shaft or pressure line 3 Water line, pressure damping line 4 Pressure damping chamber 4a Inlet opening 4b Outlet opening 5 Level of water source 6 Chamber in Aries 7 Chamber with air volume 8 Rising or delivery line 9 Hydraulic ram 10 Drive or discharge line, part above the pressure damping chamber 11 pressure damping chamber 12 air volume in chamber 11 13 pressure damping chamber 14 air volume 15 line to the air chamber of the ram 16 opening to the piston chamber 17 piston chamber 18 piston 19 air volume V1 shock valve V2 delivery or relief valve V3, V4, V5, V6 one-way valve

Claims

1. A water pump system with hydraulic ram (9) has a pressure line (2,10) which leads from a water source (1) with a level (5) under gravity to the hydraulic ram (9), wherein the hydraulic ram (9) has a chamber (6) with a pressure surge valve (V1) and a delivery valve (V2), and the delivery valve (V2) opens into an air chamber (7) from which a riser (8) leads to an open outlet, the at a higher level than the level (5) of the water source (1) is characterized in that the water pump system comprises a device for reducing extreme pressure values, which in the pressure line (2, 10) arranged pressure damping chamber (4) an inlet opening (4a) and outlet opening (4b) and a one-way valve (V3), wherein the pressure damping chamber (4) from the ram (9) spaced in the pressure line (2,10) is arranged by a first part of the pressure line ( 10) from the waterqu a) leads to the inlet opening (4a) of the pressure-damping chamber (4) and a second part of the pressure line (2) from the outlet opening of the pressure-damping chamber (4) to the hydraulic ram (9), wherein the one-way valve (V3 ) is arranged in a wall of the pressure damping chamber (4) and a valve opening inwardly with respect to the pressure damping chamber (4).

2. Water pump system with hydraulic ram (9) according to claim 1, characterized in that the one-way valve (V3) is surrounded by outside air.

A hydraulic ram water pumping system (9) according to claim 2, characterized in that the inlet port (4a) is located near the top of the pressure damping chamber (4) and the outlet port (4b) is located near the bottom edge of the pressure damping chamber (4) and the inlet port (4). 4a) is at a higher level than the outlet opening (4b).

4. Water pump system with hydraulic ram (9) according to claim 2, characterized in that the cross section of the pressure damping chamber (4) or the height of the pressure damping chamber (4) or both is greater than the diameter of the pressure line (2,10).

5. Water pump system with hydraulic ram (9) according to claim 2, characterized in that the pressure damping chamber (4) in the area above its inlet opening (4a) and below the one-way valve (V3) has a space to be filled with air (12) ,

6. Water pump system with hydraulic ram (9) according to claim 1, characterized in that the water pump system in addition to the pressure damping chamber (4) with one-way valve (V3) has a second water line (3) from the water source (1) for Disposable valve (V3) of the pressure damping chamber (4) leads.

7. Water pump system with hydraulic ram (9) according to claim 6, characterized in that above the pressure damping chamber (4) a container (7) is arranged, in which the second water line (3) leads, and at the output of the second water line ( 3) a valve is connected to a float (16).

8. water pump system with hydraulic ram (9) according to claim 6, characterized in that the water pump system additionally comprises a further, second pressure damping chamber (11) with a second one-way valve (V4), said second pressure damping chamber (11) extends outwardly from the one-way valve (V3) of the pressure-damping chamber (4) in the pressure line (2, 10) and the second water line (3) opens into the second pressure-damping chamber (11) via an inlet opening, and the second pressure-damping chamber Chamber (11) comprises a space (12) 17 which extends over the upper edge of the inlet opening of the second pressure-damping chamber (11) and at the upper side of the second one-way valve (V4) is arranged, wherein the second disposable Valve (V4) is a with respect to the second pressure-damping chamber (11) inwardly opening valve and is surrounded by outside air.

9. Water pump system with hydraulic ram (9) according to claim 1, characterized in that the pressure damping chamber (4) has a piston chamber (17) with a piston (18), wherein the pressure damping chamber is connected via an opening with the piston chamber (17) and the one-way valve (V5) is arranged on the piston chamber (17), is surrounded on its outside by outside air and with respect to the piston chamber (17) inwardly opening valve, and on the piston chamber (17) a second one-way valve ( V6) which leads into a conduit (15) leading to the air chamber (7) of the hydraulic ram (9), and the second one-way valve (V6) is a valve opening in the direction of the conduit (15).

A hydraulic ram water pumping system (9) according to any one of claims 1-9, characterized in that the pressure damping chamber (4) is arranged in the other half of the pressure line (2, 10).

11. Water pump system with hydraulic ram (9) according to any one of claims 1-9, characterized in that the pressure damping chamber (4) in the upper third of the pressure line (2,10) is arranged.

12. Water pump system with hydraulic ram (9) according to one of claims 6 to 8, characterized in that the second water line (3) from the water source (1) to the pressure damping chamber (4) parallel to the pressure line (2,10).