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" Vorrichtung zum Heben von flüssigen oder
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verflüssigten Stoffen, insbesondere Wasser bei Springbrunnensnlagen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Heben von Messer bei Springbrunnenanlagen
und such zum Heben von anderen flüssigen oder verflüssigten Stoffen bei den verochiedensten
Anlagen.
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Die herkömmlichen Springbrunneneanlagen (Fontänenenlagen) arbeiten
zum Hochdrücken des Wassers it einer kraiselpumpe, welche für die Wasserbeuegung
einen verhaltnismäßig großen Energieaufwand erfordert ; dadurch eind die Betriebskosten
sehr hoch, was dazu Führt, daß einerseits die Fontänananiagen nur stundenweise betrieben
werden und andererseits die Anschaffung neuer Fontdnenanlagsn zurückgestellt wird.
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Schwimmende Fontänenanlagan sind in der Pflege sehr aufwendig und
bieten durch Hinzuführung von Stromleitungen mit 38o Volt nicht genügend Sicherheit.
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Des weiteren unterliegen trockanlaufande Kreiselpumpen auch im Winter
einer Wartung, was weitere Mosten verursacht.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung zum Heben von
flüssigen oder verflüssigtan Stoffen, insbasondere Masser bei Springbrunnananlagen
(Fontänananlegen) zu achaffan, die bei einfachem Aufbau und sicherer wirkungaweise
gegenüber den herkömmlichen Anlagan energiesparender arbeitst und deren Betri@bak@sten
wesentlich geringer sind als bisher; des weiteren soll diese Vorrichtung weitg@hendst
wertungefrei ausgeführt sein, als ortsfeste oder schwimmende Anlage einsetzbar sein
und auch ein Umrüsten bereits vorhandener Anlagen in einfacher Weise zulassen.
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Diese Aufgebe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden
Teils im P a t e n t a n s p r c h 1 gelöst, wobei noch die in den Unteransprüchen
angegebenen Gestaltung@@erkmale vorteilhafte Weiterbildungen der Aufgabanlösung
derstellen.
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Der Gegenstand der Erfindung erstreckt sich nicht nur auf die Merkmale
der einzelnen Ansprüche, sondern such auf daren kombinstion.
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Durch die erfindungagemäße, mit Druckluft, Messer oder andere verflüssigte
Stoffe mit zeitweilig hohem Druck hubende Vorrichtung wird gegenüber den herkömmlichen
gleichartigen Anlagen eine große Energi@@insperung und somit werden geringe Betriebskosten
erzielt, wobei die einfach aufgebaute und sicher wirkende Vorrichtung einen hohen
Wirkungsgrad hat.
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Diese Vorrichtung eignet sich insbesonders für Springbrunnen- und
fontönen@nlagen. Gegenüber den herkömmlichen Anlagen mit Kreiselpumpen, die in fast
allen Fällen bei Fybtän@n über 8 m Höhe eingesetzt werden, entfällt der kostspielige
Einbau der wasserdichten Pumpenkemmern in die Uferbõschung, da diese wegen des selbatätigen
Rücklaufes des Wassers zum Teil unterhalb des Wasserapisgals eingebaut werden müssen.
Der erfindungsgemäß eingesetzte Luftverdichter (kompressor) kann in einem beliebigem
Raum oder Standort sufgestellt werden.
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Durch die gespeicherte Druckluft und die durch den Wssserdruck Ober
dem Wasserspiegel hinzug@zogene Luft wird dem Wasser beim Hochsteigen als Fontöne
ein Maximum an Sauerstoff zugeführt.
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Die arfindungsgemäße Druckluftanlage kann auch in bereits montierte,
vorhandeno Anlagen jederzeit einfach eingebaut werden und gibt gegenüber schwimmenden
Fontänenanlegen eine erhöhte Sicherheit, da nur eine Luftleitung durch das Wasser
verlegt wird und keine Stromleitung.
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Die Wiederkehr einer Fontäns oder eines Geisires läßt sich in einfacher
Weise steuern und macht somit die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Wirkungsweise
wesentlich interessanter und für den Betrachter @chüner als eine konstante Anlage.
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Anband der Zeichnungen werden nachfolgend Ausführungsbeispiele gamäß
der Erfindung näher erläutert.
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Dabei zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung
zum Hochdrücken von Wasser mittels Druckluft bei Wasserfontänen mit einem kompressor,
mehreren Druckluftbshältern und mehreren Wasserbahältern mit Fontänendü@en, Fig.
2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Hochdrücken von Wasser mittels
Druckluft in weiterer Ausführung mit einem Kompressor, einem Druckluftbehälter und
einer Rohrlaitung mit andseitigen Fontänendüean, Fig. 3 eine schematische Darstellung
einer ortefest in einen Teich einbaubaren Vorrichtung, welche aus einem Druckluftbehälter
mit zugeführter Druckluftleitung und eins auf dr Druckluftbahälter angeordnetem
Wasserbehälter gebildet ist, Fig. 4 einen Querschnitt durch eine schwiemfähig auagebildate
Vorrichtung zum Hochdrücken von Wasssr mittels Druckluft und Fig. 5 eine Draufsicht
auf die Vorrichtung nach Fig. 4.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Haben (langsamen, allmählichen
oder pldtzlichen, schnellen) von flüssigen oder verflüssigten Stoffen, insbesondere
von Wasser bei
Springbrunnen - (FontSnen) -anlagen weist mindestens
einen Druckluftbehältar 1 auf, der von einem Drucklufterzeuger 2 (kompreseor) gespeist
wird, so daß in dem Druckluftbehälter 1 Luft unter einem gewissen Druck stehend
erzielt wird; bei Luftverbreuch wird durch den Kompressor 2 in dem Behälter 1 ständig
Luft verdichtet und somit immer der gewünschte bzw.
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erforderliche Luftdruck erreicht und gehalten.
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Dar Druckluftbehälter 2 steht über eine Druckluftleitung 3 mit einem
Flüssigkaitsreservoir in Form mindestens eines Wasserbehälters 4 und/oder mindestens
einer Rohrleitung 5 in Verbindung.
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Von den Kompressor 2 bis zu dem oder den Luftbehaltern 1 ist eine
oder sind mehrere Luft-Zuführleitungen 6 geführt.
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In die Druckluftleitung (an) 3 ist ein Lufteinlaßventil 7 mit Rückachlageicherung
eingebaut, durch das die Luft aus dem Druckluftbehälter 1 in das Wasserreservoir
4,5 gelangen kann, jedoch kein Wasser zurück in den Druckluftbehälter 1 strömen
kann.
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Weiterhin ist in den Wasserbehälter 4 bzw. die Rohrleitung 5 mindestens
ein Wassereinlaßventil 8 mit ROckstauverschluß (RDckschlagklappe) eingesetzt, des
bei nachlastende Luftdruck und nach Beendigung des Hersuadrückens des Wassers ein
erneutes Einströmen von Wasser in den Behalter 4 bzw. die Rohrleitung 5 zuläßt und
nach gefülltem Behälter 4 bzw. gefüllter Rohrleitung 5 automatisch schließt und
auch während des Herauedrückens des Wassers geschlossen bleibt. Das oder die Lufteinlsßventile
7 werden einzeln, in Intervallen oter gleichzeitig geöffnet, mas sich
durch
manuelle Betätigung, durch elektrische Schalt- und Steuereinrichtungen, wie Zeituhr,
oder in Abhängigkeit vom FUllvorgang des Wasserbahälters 4 bzw. der Rohrleitung
5 durchführen läßt.
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Der Wasserbehälter 4 bzw. die Rohrleitung 5 ist jeweils mit mindestens
einem Druckrohr 9 mit einer endssitigen Dose io, wie Ring-Schlitzdüse, zur Erzeugung
einer Fontäne oder eines Geisiros ausgestattet, wobei die Art der Düse 10 beliebig
gewählt werden kann.
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lun wird bezug auf die Ausführung nach Fig. 1 genommen, welche grundsätzlich
die Erfindung schematisch wiedergibt.
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Hierbei eind beispielsweise mehrere Druckluftbehälter 1 n@beneinender
angeordnet, die durch eine gemeinsame oder jeweils eine eigene Zuführleitung 6 vom
Kompressor 2 aus mit Druckluft gespeist werden. Ebenfalls wurden mehrere Wasserbehälter
4 zusammengefasst, die über jeweils eine eigene Druckluftleitung 3 mit eine Druckluftbehältar
1 in Verbindung stehen.
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Es besteht aber auch die Möglichkeit von den Druckluftbshaltern 1
eine Druckluftleitung 3 zu den Wasserbehältern 4 zu führen, eo daß diese in Reihe
an die Druckluftleitung 3 angeschlossen sind.
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Der Kompressor 2 und die Druckluftbehälter 1 lassen sich an einem
beliebigen Ort aufstellen, wobei die Leitung 6 unterschiedlich lang sein kann.
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Die Wasserbehälter 4 werden unter Wasser in einem Fluß, einem Teich,
einem See oder einem größeren Wasserbekken angeordnet, wobei die Wasserbehälter
4 mit ihrer oberen Stirnfläche unterhalb des Wasserspiegels 11 unsichtbar liegen.
Die von den Luftbehältern 1 zu den Wasserbahältern 4 Führenden Druckluftleitungen
3 können beliebig lang sein.
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Aus dem Wasserspiegel 11 regt bei jedem Wasserbehälter 4 die Düse
lo heraus, die vorzugsweise seitlich abzweigend@ Luft-An@@ugstutzen des haben kann,
durch die beim Ausstoßen des Wassers aus der Düse io Luft angesaugt wird, s@ daß
dadurch das austretende Wasser mit Luft angereichert wird. Diese Stutzen 10a liegen
ebenfalls oberhalb das Wasserspiegels 11, könnan jedoch auch im Wasser liegen, so
daß durch die Injektorwirkung zusätzlich Wasser durch die Stutzen 10a angesaugt
und nach oben hin herausgeschleudert wird.
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Gemäß der weiteren AusfUhrung nach Fig. 2 ist eine Rohrleitung 5 als
Wasserreservoir vorgesehen und diese Ausführung stellt die nachträgliche Umrüstung
einer bereits in eins Teich, See oder FluB verlegten FontZnonanlege dar. Die Rohrleitung
5 ist dabei von einem im Erdboden angeordneten, im Uferbereich liegenden Schicht
12 aus zu einem Betoneockel 13 im Teich o. dgl. verlegt und geht von diesem Sockel
(Fundament) 13 aus senkrecht nach oben. Am oberen, unterhalb des Wasserspiegels
11 liegenden Ende trägt die Rohrleitung 5 einen Kopf 14 mit Wasser-Einlaßventilen
8 und den aus den Wasser noch oben herau@raganden Düsen 10.
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In dem Schacht 12 war ursprünglich die bisher verwendete Pumpe untergebracht
und nunmehr wird in den Schacht 12 der Kompressor 2 und der nachgeschaltete Oruckluftbehälter
1 eingesetzt, so daß dadurch die bereite im Betriab betindliche Fontänenanlage in
einf@cher Weise umgerüstet warden kann. Die verlegte Rohrleitung 5 dient als Wa@@erreservoir,
so daß die Rchrleitung 5 durch die Druckluft entleert wird und anschließend durch
die Ventile 8 die Rohrleitung 5 wieder mit Wasser vollaufen kann.
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Eine weitere Ausführung der erfindungegamäßen Druckluft Wasser-Vorrichtung
ist in Fig. 3 dargestellt. Diese Vorrichtung bildet eine ortsfeste, in einem Teich,
Sogs, Fluß o. dgl. anzuordnende Fontänen@nlage, in dam auf einem @etoneckal 13 ein
Druckluftbehälter 1 festgelegt wird, zu dem vom Ufer oder einem anderen Standort
des Nompres-@or@ 1 eine Druckluftleitung 6 verlegt ist. Auf dr Druckluftbehälter
1 ist ein Wasserbahälter 4 angeordnet und beida Behälter 1, 4 sind durch eine Druckluftleitung
3 mit eingesetztem Ventil 7 miteinander verbanden. Der Wasserbehälter 4 liegt unterhalb
des Wasserspiegels 11, weist ein aus ihm obenseitig herausragendes Druckrohr 9 mit
einer aus dam Wasser harausstehenden Düse 10 auf.
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Die Fig. 4 und 5 zeigen eins schwi@@fühig ausgebildete Vorrichtung,
als schwinneggreget auch bei sterk achwenkendem Wasserspiegel. Bei dieser Ausführung
ist an zwei sich gegenüberliegenden Seiten des Wasserbehältere 4, der beispielsweise
als im Wasser liegandes Rohr (ge-@chlossaner Hohlzylinder, Ponton) auagabildst ist,
je ein Druckluftbehälter 1 ang@ordnst, an daß diese Druckloftbahälter 1 einerseit@
die Schmimmfähigkeit des Wasserbehälters 4 unterstützen und zun anderan ihn in der
Schwimmloge
stabilisieren. Vorzugsweise sind an den bei den Stirnenden des Wasserbehaltere 4
Halterungen 15 befestigt, in denken jeweils ein Druckluftbehelter 1 fastgelegt ist.
Von jedem Druckluftbehälter 1 geht eine Druckluftleitung 3 mit zwischengescheltetsm
Ventil 7 zum Wasserbehälter 4 und zu beiden Druckluftbehgltern 1 ist eihe Druckluft-Zuführleitung
6, die beispielsweise im mittleren Längenbereich des Wesserbahälters 4 zu jedem
Druckluftbehälter 1 abzweigt, verlegt.
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Diese Luft-kuführlaitung 6 verläuft zum Kompressor 2 hin, der einen
beliebigen Standort am Land haben kann.
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Der Wasserbehälter 4 ist an seiner oberen, unterhalb des Wasserspiegels
11 liegenden Ssits mit beispielsweise zwei Wesser-Einlaßvantilen 8 ausgestattet
und aus seinem mittleren Längenbereich ragt obenseltlg ein Druckrohr 9 heraus, welches
am oberen Ende eine aus dem Wasser vorstehende Düse 10 trägt.
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Bei sämtlichen Ausführungen läuft das Wasser bei entleertem Wasserreservoir
durch die Ventile 8 in den Behälter 4 bzu. in die Rohrleitung 5 ein. Ist der Behälter
4 bzw.
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die Rohrleitung 5 gefüllt, schließen die Ventile 8.
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Nun wird durch Offnen der Luft-Einlsßventile 7 die im Druckluftbehälter
1 befindliche komprimierte Luft in den Wasserbehälter 4 bzw. in die Rohrleitung
5 freigegeben, so daß durch die Druckluft das Wasser plötzlich aus dem Behälter
4 bzw. der Rohrleitung 5 nach oben herausgedrückt wird und dabei aus der DUse 1o
eine Fontäne verschiedener Höhe austritt.
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Ist die Rohrleitung 5 bzw. der Wasserbehälter 4 entleert, was zelt-
oder druckmäßig in Abhängigkeit vom Wasserdruck bzw. Wsseervolumsn einstellbar ist,
schlia8t des Lufteinlaßventil 7 und die Wassereinleßventile 8 offnen sich, eo daB
nun wieder Wasser in den Behälter 4 bzw. die Rohrleitung 5 einströmen kann; gleichzeitig
gleicht der Kompressor 2 den Druck in dem Druckluftbehalter 1 durch Komprimieren
Weiterer Luft aus.
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Durch die erfindungsgamäße Wesser-Druckluftfontäne wird eine erhebliche
Einsperung an Energie für das Emporschießen der Wasserfontäns erreicht.
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Beispiel: Um eine Fontäne nach dem konventionellen Verfahren mit einer
Kreiselpumpe auf 2o m Höhe zu bringen, wird eine Pumpe mit einer Leistung von 15
KW / 38o - 68o Volt / 2 850 Umdrehungen / 50 Hz benötigt. Dieses macht bei einer
Laufzeit von 8 Stunden pro Tag und in einem Zeitraum vom 1.3. bis 31.10. eines Jahres
245 Tage = 1 960 Stunden mal 15 KW aus, also insgesamt 29 400 KW.
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Um eine Fontäne nach dem erfindungsgemäßen Prinzip auf die gleiche
Höhe zu bringen, werden für die gleiche Zeit 1 960 Stunden mal 1,2 KW (des Kompressors
2) benötigt, also nur insgesamt 2 352 km.
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Bei einem durchschnittlichen Ki-Preis von DM o,3o/KW ergeben sich
in DM folgende Werte: 29 boo KW x 0,30 DM = DM 8.820,-2 352 KW x 0,30 DM = DM 705,
60 Erspernis =27 048 kw =DM 8.114,40
Dieses ergibt eins Gesamtersparnis
an Energiekosten von 92 X.
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Un don Rückfluß des Wassers in dar Sammelleitung 4, 5 zu gewährleisten
und um Druck zu speichern, werden ca. 120 bis 160 Sekunden benötigt, bis die Fontine
erneut emporschießt. Mann nunmehr jedoch eins konstant @ech@elnde Fontäna von 20
m Höhe erreicht werden soll, werden vier bis fünf Druckluft und Wasserbehälter zusammengeschlossen
und oa ergibt sich dabei dann immer noch eine Ersparnis von 68 bzw. 60% Das erfindungsgamäße
Prinzip ist äußerst einfach, kostensparend und vielseitig verwendbar.
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In einem oder mehreren Behältern wird mittels eines komprssors Luft
verdichtet Bei Fontänenanlagen von 20 bis 30 m Höhe werden ce. 6 bis 10 bar banötigt.
die geballte Luft wird mittels eines Ventiles freigegeben und drückt dae Wasser
aus den Wasserbehältern heraus, so daß eine oder mehrere @mporschießende Fontänan
antstehen.
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Der oder die Wasserbehälter werden unter Wasser eingebaut und füllen
sich nach Entleerung durch Offenen von Rückschlagventilen wieder selbatätig mit
Wasser.
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Bereite in einen See o. dgl. verlegte PVC-Leitungen mit einem Durchmesser
von iao mm reichen aus, um eine Fontäne zu betreiben. Dieses Prinzip ist mit groben
Energierinsperungen einestzbar bei allen Anlagen, walche einen zeitteilig hohen
Druck benötigen, beispielsweise bei allen größeren Springbrunnen- und Fontänenanlagen,
Grundwaseer-Heveanlagen, bei Tiefbohrungen zur Grundwessargewinnung, bei Fäkalian-Pabe@nlegen.
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Di@ Ausführung nach Fig. 3 stallt ein transportables Garät dar, welches
auf dem Sockel 13 bef@@tigt und mit dar Luftlsitung 6 verbunden wird.
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Fig. 4 und 5 ist @banfalls ein transportables Garät, walches mit einer
Luftleitung 6 zu verbinden ist.
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Bot der Ausführung nach Fig. 1 könn@n die Bahältar 1 und 4 auf einem
gemeine@men oder auf getrennten Rahmen (nicht dergestallt) als transportable Geröte
ausgeführt sein, die miteinander und mit dem kompressor 2 durch Leitungen 3,6 verbindbar
sind.
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Bei der Ausführung nach Fig. 2 bildan der kompresser 2 und der Lufttank
1 eine Baueinheit, welche als transportable Einheit an die verlagte Rohrleitung
5 angeschlossen wird.