Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Wasserkessel rein mechanisch automatisch entleeren


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von Michael P. (Firma: n.a.) (micha1102)


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Hallo,
vielleicht kann mir jemand bei meinem Problem helfen.

Ich möchte einen Wassertank, wenn er vollgelaufen ist, mit rein 
mechanischen Mitteln schnellstmöglich wieder automatisch entleeren.

Hintergrund:
Ich habe ‪hier eine Quelle, die das ganze Haus mit Wasser versorgt. Sie 
ist versiegelt und verrohrt, liefert konstant ca. 20 Liter/min in bester 
Qualität. Da sie sich oberhalb vom Haus befindet, brauche ich also nicht 
mal eine Wasserpumpe ;-)

Wenn die Speichertanks voll sind, fließt nun das ganze Wasser abwärts in 
Tal. Für die Bewässerung im Garten reicht ein Bruchteil davon. Dieser 
Verschwendung möchte ich nun endlich mal etwas entgegensetzen.

Eine Höhendifferenz von mehr als 10 Metern stehen zur Verfügung. Für ein 
Wasserrad oder gar eine Turbine reicht natürlich die Wassermenge nicht. 
Nun kam mir die Idee, die Wasserenergie zu nutzen, um meine Aquarien 
zuverlässig mit Luft zu versorgen.
Wenn sich im Wasserkessel ein hydrostatisches Gleichgewicht eingestellt 
hat, müsste die Anlage ja eigentlich ca. 20 Liter Luft pro Minute 
liefern.

Klar ist auch, dass während der Entleerungsphase, die so kurz wie 
möglich sein sollte, keine Luft geliefert werden kann.

Die (hoffentlich funktionierende) Idee ist nun, das der Wasserdruck das 
Auslaßventil so lange geschlossen hält, bis der Auftrieb des Schwimmers 
zu groß wird und den Hebel vollständig nach oben drückt.
Mit größtmöglicher Hysterese sozusagen. Es wird wohl auf die Hebellänge 
vom Schwimmer ankommen.

Kann das System so funktionieren, wie ich es mir lt. Skizze vorgestellt 
habe?
Habe ich was vergessen? Bestimmt gibt's auch noch 
Verbesserungsvorschläge dazu.

Beste Grüße
Micha

: Bearbeitet durch User
von Teo (Gast)


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Den Schwimmer aus zu tarieren.... Brauchts doch garnicht, mach ne Schnur 
dran und lass den Schwimmer schwimmen.
So weit ich das überblicke, täts hier auch ein völlig Mechanik und 
Dichtungs freier Sifon/Saugheber!?
Bau aber ein Ventil in die Fischbelüftng! Obwohl, die Römer sollen ja 
Fische zum düngen.... ;/

von Michael P. (Firma: n.a.) (micha1102)


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Der erste Fehler in der Skizze ist mir selbst schon aufgefallen:

Das Rohr vom Wasserzufluss muss im Kessel selbstverständlich bis kurz 
über den Boden (also ins Wasser) reichen, damit die Luft nicht darüber 
nach oben entweichen kann.

von …———… (Gast)


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Male neu

von Ralf X. (ralf0815)


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Michael P. schrieb:
> Bestimmt gibt's auch noch Verbesserungsvorschläge dazu.

Ich kenne natürlich die Gegebenheiten vor Ort nicht, aber ich würde wohl 
irgendwo im Zulauf oder Überlauf an geeigneter Stellen einen kleinen 12V 
Mini-Schlauchgenerator einbauen und den Saft per "Klinkeldraht" ins Haus 
bringen und damit die/eine 12V-Aquarienluftpumpe betreiben.
Ggf. auch noch andere Aquarientechnik, evtl. auch noch über Akku (mit 
Regler) gepuffert.

: Bearbeitet durch User
von A. S. (Gast)


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Teo schrieb:
> .
> So weit ich das überblicke, täts hier auch ein völlig Mechanik und
> Dichtungs freier Sifon/Saugheber!?

M.E. nur, wenn der Überdruck der Luft oben bekannt und konstant ist. Um 
diesen muss der Siphon über den Wasserspiegel reichen. Dafür läuft das 
ganze auch zuverlässig leer.

Bei 20l mit 1 bar, warum nicht doch ein Rad antreiben?

von Prokrastinator (Gast)


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Michael P. schrieb:
> Verbesserungsvorschläge

Die Ventilmechanik eines Toilettenkastens verwenden.
Der Überlauf des Wasserbehälters füllt einen Gewichtsbehälter mit 
kleinem Loch, der den Spültaster drückt und dann langsam wieder 
leerläuft, wenn nich genug wasser über den Überlauf nachfliesst.
Der Betätiger geht in Ruheposition zurück, das Hauptventil schliesst 
wieder und der Kreislauf startet von neuem.

von Ant Wort (Gast)


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Nimm doch enfach eine Siphon der das Becken komplett entleert wenn es 
voll ist. So sparst du dir mechanische Teile.

von Gabriel M. (gabse)


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Pythagoreischer Becher

von Michael P. (Firma: n.a.) (micha1102)


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Danke erstmal für eure Vorschläge.

Die Idee mit einem Syphon klingt einleuchtend, funktioniert hier aber 
leider nicht, da ich ja oben im Kessel den Überdruck brauche, um die 
Luft in die Aquarien zu bekommen.

Außerdem soll der Kessel ja nicht nur einmal bei Vollstand geleert 
werden, sondern zyklisch jedesmal, wenn er vollgelaufen ist.

Ich habe mal meine Skizze ergänzt. Der Schwimmer muss viel mehr nach 
oben reichen, um bei steigendem Wasserstand durch größere 
Wasserverdrängung einen höheren Auftrieb zu erzeugen.

Ja, Strom hinlegen wäre das Einfachste. Wollte ich aber möglichst 
vermeiden.
Deshalb eine rein mechanische Lösung. Keinen Arduino ;-)

Micha

von Ant Wort (Gast)


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Wenn du mehr Infos dazu benötigst sind die Stichworte für Google

bell syphon aquaponics

Die Herausforderung wird die richtige Dimensionierung für 20l/h damit 
der syphon zuverlässig startet und auch wieder stoppt.



Die Idee mit der Stromerzeugung würde ich auch nicht ganz verwerfen. Bei 
10 Metern Höhendifferenz sind das immerhin auch knapp 300 Watt 
mechanischer Leistung.

von Helge (Gast)


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Wenns unbedingt kein Stromgenerator sein soll, vielleicht so?
Am Luftanschluß muß ein Ventil sein, das Frischluft einströmen läßt und 
"Druckluft" ausströmen.

von Teo D. (teoderix)


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Michael P. schrieb:
> Die Idee mit einem Syphon klingt einleuchtend, funktioniert hier aber
> leider nicht, da ich ja oben im Kessel den Überdruck brauche, um die
> Luft in die Aquarien zu bekommen.

Wie hoch wird wohl die Wassersäule, im Steigrohr des Siphons, den bei 
dem zu erwarteten Druck steigen?! -> Überlauf-Siphon != Wasserstand im 
Kessel.
Dein Notüberlauf hat das selbe Problem!
Wo kommt die Luft rein, wenn das Wasser raus will?!

> Außerdem soll der Kessel ja nicht nur einmal bei Vollstand geleert
> werden, sondern zyklisch jedesmal, wenn er vollgelaufen ist.

Hääää?-O

von Michael P. (Firma: n.a.) (micha1102)


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Helge schrieb:
> vielleicht so?

Sieht so sehr gut aus, mit den 2 extra Ventilen für die Luft müsste es 
gehen.

Die Dimensionierung des waagerechten Ablaufrohres halte ich aber für 
recht kritisch.
Das Entleeren des Kessels soll schnellstmöglich gehen. Ich brauche da am 
Ablauf durchgehend mindestens 40mm Rohr. Und da die notwendige 
Syphonwirkung zuverlässig zu erreichen ist nicht ganz so einfach bei 
einem Zulauf von nur 20 l/min.

Sollte da unbemerkt statt der Syphonwirkung nur ein einfacher Überlauf 
stattfinden, fehlt den Fischen dauerhaft ihr sehr geschätzter 
Sauerstoff...

Micha

von Markus B. (mbo_ap)


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Wenn du voll mit Wasser bist und der Schwimmer/Syphon den Wasserspiegel 
hält (=Gleichgewicht) wir aber mMn keine Luft mehr in die Aquarien 
gedrückt.

von Michael P. (Firma: n.a.) (micha1102)


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Ant Wort schrieb:
> Die Idee mit der Stromerzeugung würde ich auch nicht ganz verwerfen. Bei
> 10 Metern Höhendifferenz sind das immerhin auch knapp 300 Watt
> mechanischer Leistung.

Interessant. Welche praktischen Lösungen gäbe es denn dafür?

von Michael P. (Firma: n.a.) (micha1102)


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Markus B. schrieb:
> Wenn du voll mit Wasser bist und der Schwimmer/Syphon den Wasserspiegel
> hält (=Gleichgewicht) wir aber mMn keine Luft mehr in die Aquarien
> gedrückt.

Ja, nur solange der Wasserspiegel steigt, wird "Druckluft" erzeugt.
Deshalb muss auch beim vollem Kessel das Wasser schnellstmöglich wieder 
raus.

von Einer (Gast)


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Als erstes, welchen Druck willst Du denn in Deinem Tank erreichen?

Dir ist schon klar, dass Du einen Stahltank brauchst? Kannst ja mal 
Zwecks Belustigung ausrechnen, welche Kraft auf einen Wartungsdeckel mit 
30cm Durchmesser bei 10 Meter Wassersäule (Position Notüberlauf!) 
wirkt...

von Ant Wort (Gast)


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Michael P. schrieb:
> Interessant. Welche praktischen Lösungen gäbe es denn dafür?

Ich habe gerade das hier gefunden: 
http://www.maurelma.ch/Produkte/Wasser/wassserkraftwerk.pdf
Aber mein Überschlag oben war wohl etwas zu optimistisch (oder schlicht 
falsch :) )




Hier noch was zum Syphon das dir helfen könnte:
https://youtu.be/ljqhGshezuE

von Ralf X. (ralf0815)


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Michael P. schrieb:
> Ant Wort schrieb:
>> Die Idee mit der Stromerzeugung würde ich auch nicht ganz verwerfen. Bei
>> 10 Metern Höhendifferenz sind das immerhin auch knapp 300 Watt
>> mechanischer Leistung.
>
> Interessant. Welche praktischen Lösungen gäbe es denn dafür?

Diverse... :-)
Besonders effektiv wäre es, wenn der Schlauchgenerator möglichst tief 
ggü. Deinem Wasser-Speicher sitzt, also z.B. dort, wo die 
Leitung/Schlauch ins Haus geht oder Euer Hahn für die Gartenbewässerung 
sitzt.
Frage wäre dort nur, ob und wie Du da das durchlaufende Wasser ableiten 
kannst und wie die Installation habwegs frostsicher zu machen ist.
Ferner sollte das Wasser natürlich nicht über eine Wasseruhr laufen, für 
die Du ggf. Abwassergebühren zahlen musst.
Einfache 12V-Schlauchgeneratoren mit z.B. bis 10W oder so gibt ess mit 
1/2" Anschluss auch schon unter 10,-€, frage, wie lange die halten und 
wie spannungsstabil diese arbeiten.
Ansonsten haut man da einen kleinen Regler und einen Akku dran.

: Bearbeitet durch User
von Michael P. (Firma: n.a.) (micha1102)


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Einer schrieb:
> Als erstes, welchen Druck willst Du denn in Deinem Tank erreichen?
>
> Dir ist schon klar, dass Du einen Stahltank brauchst?

Ich brauche nur soviel Überdruck, dass ich die Luft maximal 50 cm tief 
in Aquarienwasser drücken kann (Ausströmersteine o.ä. Hemmnisse werden 
nicht benutzt)
Als "Sicherheitsventil" würde ein Luftauslass im Wasser in ca. 100 cm 
Eintauchtiefe dienen. Bei derartig geringen Druckbelastungen sollte ein 
Tank aus HDPE in üblicher Wandstärke locker ausreichen.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Du musst das Prinzip einer Klospülung machen und als Auslöser nicht ein 
Knopf oder klassische Kette, sondern ein Schwimmer wenn Tank voll.

Klingt jetzt Makaber, aber kopiere eine Klassische Klospülung einfach 
grösser. ;-)
Den die macht genau dass. Siel lehrt bis nix mehr drin ist und macht 
dann wieder zu.

: Bearbeitet durch User
von Helge (Gast)


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Michael P. schrieb:
> die notwendige Syphonwirkung

Ich kenne ja die Umgebung nicht. Ich hab sowas passives sogar mal in 
Aktion gesehen für Abwasser. Da gings darum, daß sich nichts im 
Abwasserrohr festsetzt, und das funktionierte. Der Ablauf muß nur tief 
genug sein bis zur "Schnüffelleitung" ganz links in meinem Bild, dann 
macht der erste Schwung Wasser schon so viel Unterdruck, daß gleich 
alles nachfließt.

Bei klassischer Klospülung von früher, mit 2m Fallrohr, reicht da schon 
ein undichter Wasserhahn :-)

Strom: Vorhin in ebay eine 100W Pelton gesehen, könnte passen bei 1 bar 
und 20l/min. Kommt in den Zulauf.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Patrick L. schrieb:
> Den die macht genau dass. Siel lehrt bis nix mehr drin ist und macht
> dann wieder zu

Noch ganz Vergessen, du brauchst ein Rückschlagventil in dem 
Luftauslass, für dein Aquarium, sonnst saugt dir dein Tank das Aquarium 
lehr wen das Wasser weggeht.
Auch musst du mit dem Spühl-Auslöser ein Lufteinlassventil bedienen 
damit wieder Luft angesaugt wird. Ein Unterdruck Ventil würde zwar auch 
gehen, aber es muss dann schon recht riesig sein, damit das Wasser 
schnell genug abfließen kann, da wäre eine Gesteuerte Klappe schon 
effizienter.

von Michael P. (Firma: n.a.) (micha1102)


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Ralf X. schrieb:
>> Interessant. Welche praktischen Lösungen gäbe es denn dafür?
>
> Diverse... :-)

Überlegenswert!

Rahmenbedingungen wären gut: Wasserzähler ist nicht. Temperatur nie 
unter 18 Grad. Einfachste Wasserableitung nach unten zum Fluss.
Sobald ich Zeit dazu habe, werde ich mich in das Thema mal 
einarbeiten...

Micha

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Verstehe zwar nicht ganz warum so groß(1000l), ein Spühlkasten würde da 
doch reichen, die Zyclenzeit währe wohl einfach kürzer, aber wenn du 2 
davon nimmst, die Asynchron laufen, hast du dafür Kontinuierlich 
Luftdruck.

von Michael P. (Firma: n.a.) (micha1102)


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Helge schrieb:
>> die notwendige Syphonwirkung
>
> Ich kenne ja die Umgebung nicht.

Ich habe einfach die Befürchtung, dass die Durchflussmenge von 20 l/min 
in einem 40mm-Rohr nicht ausreicht, um soviel Sogwirkung zu erzielen, 
dass die Rohrkonstruktion als Syphon wirkt. Ich brauche da eine 
zuverlässige Lösung.

Wie gesagt, wenn nur der Überlauf aktiv ist, bleibt der Tank voll und es 
wird keinerlei "Druckluft" mehr erzeugt.

Micha

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Michael P. schrieb:
> Wie gesagt, wenn nur der Überlauf aktiv ist, bleibt der Tank voll und es
> wird keinerlei "Druckluft" mehr erzeugt.

Du weist wie eine Klospühlung funktioniert?

von Michael P. (Firma: n.a.) (micha1102)


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Patrick L. schrieb:
> das Prinzip einer Klospülung

Hier habe ich leider ein Verständnisproblem. Wie soll das funktionieren?

Solange bei uns keiner an der "Kette" zieht, bleibt der Wasserkasten 
voll.

Automatisch wechselnder Wasserstand durch sich selbst öffnende und 
schließende Ventile, sowas habe ich da noch nicht gesehen ;-)

Micha

von Ralf X. (ralf0815)


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Michael P. schrieb:
> Einer schrieb:
>> Als erstes, welchen Druck willst Du denn in Deinem Tank erreichen?
>>
>> Dir ist schon klar, dass Du einen Stahltank brauchst?
>
> Ich brauche nur soviel Überdruck, dass ich die Luft maximal 50 cm tief
> in Aquarienwasser drücken kann (Ausströmersteine o.ä. Hemmnisse werden
> nicht benutzt)
> Als "Sicherheitsventil" würde ein Luftauslass im Wasser in ca. 100 cm
> Eintauchtiefe dienen. Bei derartig geringen Druckbelastungen sollte ein
> Tank aus HDPE in üblicher Wandstärke locker ausreichen.

Das mit dem Stahltank ist natürlich Unsinn, solange der Luftdruck nicht 
gewaltig ansteigt.
Unterdruck ist für die Tanks in diesem Zusammenhang viel gefährlicher.

Allerdings solltest Du bei der von Dir angedachten Lösung noch einmal 
genau die Druckverhltnisse durchdenken und berechnen.
Ohne jetzt Druckverluste aufgrund der Stromungswiderstände 
(Schlauchdurchmesser, Länge und Durchsatz), etc.  einzurechnen, aber Du 
die Luft in 50cm Tiefe ins Aquarium einleiten möchtest, mochen die 
ersten Luftperlen frühestens da raus, wenn Dein 1000l Tank schon wieder 
zur Hälfte gefüllt ist!
Real bei 20l/min Wasserzulauf also noch später.
Also rechne damit, dass die Fischlein dann jeweils z.B. 40min oder mehr 
ohne (neue) Luft sind.

Und ohne weitere Sicherungsmassnahmen kannst Du das volle Tankvolumen 
auch ncht mehr nutzen, lange vorher läuft Dir das Wasser nach Deiner 
Zechnung ja über den Luftschlauch ins Aquarium und lässt dieses 
Überlaufen, wenn der Bodenablass mal versagt und Du da ja per se einen 
Sicherheitsabstand einhalten müsstest.
Also ggf. sprudelt die Luft da 10-15 min von minimal bis ein wenig, bis 
die nächste lange Pause kommt.
Wieviel Luft (l/min) pumpst Du derzeit ins Becken?
Welche Wassertemperatur hast Du da bei welcher Beckengrösse?
Wie kalt wird es bei Dir im Winter im Bereich der Tankbelüftung?

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Michael P. schrieb:
> Solange bei uns keiner an der "Kette" zieht, bleibt der Wasserkasten
> voll.

Deshalb braucht es einen 2ten Schwimmer wen der Tank voll ist, und der 
"Zieht" dir dann symbolisch  gesehen an der Kette.
Sprich Klospühlung und am Oberen Ende des Heberohrs noch ein Schwimmer 
anbringen und schon Läuft das mit ganz wenig mechanischen Aufwand.
Kauf dir 2 Spühlkästen, mache sie Luftdicht und montiere ein 2ten 
Schwimmer oben am Heberohrs . Vertich.
Mal grob Versinnbildlicht.

: Bearbeitet durch User
von Ralf X. (ralf0815)


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Patrick L. schrieb:
> Michael P. schrieb:
>> Solange bei uns keiner an der "Kette" zieht, bleibt der Wasserkasten
>> voll.
>
> Deshalb braucht es einen 2ten Schwimmer wen der Tank voll ist, und der
> "Zieht" dir dann symbolisch  gesehen an der Kette.
> Sprich Klospühlung und am Oberen Ende des Heberohrs noch ein Schwimmer
> anbringen und schon Läuft das mit ganz wenig mechanischen Aufwand.
> Kauf dir 2 Spühlkästen, mache sie Luftdicht und montiere ein 2ten
> Schwimmer oben am Heberohrs . Vertich.
> Mal grob Versinnbildlicht.

Das hat der TE doch in einfacher Ausführung in seine zweiten Zeichnung 
drin (Schwimmer und Ventil).
Allerdings sollte er natürlich einen zweiten (tiefer liegenden!) Abfluss 
mit Schwimmer haben, damit er sich keine Luft in seine Hausversorgung 
zieht.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Ralf X. schrieb:
> Das hat der TE doch in einfacher Ausführung in seine zweiten Zeichnung
> drin (Schwimmer und Ventil).
> Allerdings sollte er natürlich einen zweiten (tiefer liegenden!) Abfluss
> mit Schwimmer haben, damit er sich keine Luft in seine Hausversorgung
> zieht.

Richtig, nur die Spühlautomatik funktioniert ein bisschen anders.
Siehe Bild Quelle Wikibooks.
Gibt aber verschiedene Systeme.

von Michael P. (Firma: n.a.) (micha1102)


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Ralf X. schrieb:
> Allerdings solltest Du bei der von Dir angedachten Lösung noch einmal
> genau die Druckverhltnisse durchdenken und berechnen.

Volle Zustimmung!

Bei den angenommenen Daten würde das Füllen ca. 50 min dauern.
Ab etwa der Hälfte der Kesselfüllung ist soviel Druck vorhanden, dass 
die Luft in die Aquarien gelangt. Also wäre für jeweils 25 Minuten plus 
die Zeit für die Entleerung die Luftversorgung unterbrochen.

Wenn das aber zuverlässig und kontinuierlich funktioniert, ist das nach 
meiner Erfahrung total ausreichend.

Zur Zeit liefern die Luftpumpen hier ca. 12 L/min.

Meine Bedenken, dass das Syphon-Verfahren hier funktioniert, habe ich 
noch mal in einer Skizze verdeutlicht. Bei dem langsamen Anstieg vom 
Wasserspiegel wird die Luft im Rohr nicht ausreichend mitgerissen.

OT: Weil das Wasser hier dazu geeignet ist, lassen sich Rote Neons ohne 
Probleme in Massen vermehren. Und die sind nicht so sauerstoffbedüftig 
wie viele andere Arten.

Micha

von Ralf X. (ralf0815)


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Patrick L. schrieb:
> Ralf X. schrieb:
>> Das hat der TE doch in einfacher Ausführung in seine zweiten Zeichnung
>> drin (Schwimmer und Ventil).
>> Allerdings sollte er natürlich einen zweiten (tiefer liegenden!) Abfluss
>> mit Schwimmer haben, damit er sich keine Luft in seine Hausversorgung
>> zieht.
>
> Richtig, nur die Spühlautomatik funktioniert ein bisschen anders.
> Siehe Bild Quelle Wikibooks.
> Gibt aber verschiedene Systeme.

Auch richtig. :-)
Die "Klospühlung", die der TE dort andenkt, muss so austariert sein, 
dass der Schwimmer das Ventil erst bei Fastvollstand aufzieht, aber 
bevor das Aquarium über die Luftleitung geflutet wird und der 
Wasserfluss den Abfluss solange offen hält, bis der gewollte Tiefsstand 
erreicht ist.
Insgesamt also jede Menge Fehlermmöglichkeiten in einer bisher einfachen 
und sicheren Wasserversorgung.

von Michael P. (Firma: n.a.) (micha1102)


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Hier noch das Bild, hat vorhin irgendwie nicht geklappt.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Mal was Ganz anderes,
warum treibst du nicht mit dem Kontinuierlich laufendem Wasser grad eine 
Luftpumpe?
Ich könnte so was designen und mit unseren Industrie-3D-Drucker 
ausdrucken. Nur als Beispiel.
Bei 10 Meter Gefälle, reicht das alleweil. ;-)

: Bearbeitet durch User
von Michael P. (Firma: n.a.) (micha1102)


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Ralf X. schrieb:
> Allerdings sollte er natürlich einen zweiten (tiefer liegenden!) Abfluss
> mit Schwimmer haben, damit er sich keine Luft in seine Hausversorgung
> zieht.

Hier soll nur überschüssiges Wasser genutzt werden, das ansonsten 
ungenutzt den Hang runterfließt. Eine Verbindung zur Hausversorgung 
besteht nicht.

Deine Bedenken sind aber grundsätzlich völlig berechtigt.

Micha

von Michael P. (Firma: n.a.) (micha1102)


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Ralf X. schrieb:
> Insgesamt also jede Menge Fehlermmöglichkeiten in einer bisher einfachen
> und sicheren Wasserversorgung.

Um Wasserversorgung geht es hier überhaupt nicht. Die ist davon nicht 
betroffen.

: Bearbeitet durch User
von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Was hältst du von der Idee mit der Wasser->Luft Turbine?

Viel weniger Aufwand und Fehlerquellen, und du kannst das Wasser dann, 
immer noch in ein Bottich mit Überlauf laufen lassen, um es sonst zu 
Nutzen.

von Ralf X. (ralf0815)


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Michael P. schrieb:
> Ralf X. schrieb:
>> Allerdings solltest Du bei der von Dir angedachten Lösung noch einmal
>> genau die Druckverhltnisse durchdenken und berechnen.
>
> Volle Zustimmung!
>
> Bei den angenommenen Daten würde das Füllen ca. 50 min dauern.
> Ab etwa der Hälfte der Kesselfüllung ist soviel Druck vorhanden, dass
> die Luft in die Aquarien gelangt. Also wäre für jeweils 25 Minuten plus
> die Zeit für die Entleerung die Luftversorgung unterbrochen.

Die Rechnung verstehe ich nicht, ausserdem stecken da ja null Verluste 
drin.
Vereinfacht:
Wenn Dein 1000l Wassertank eine Höhe von 1m haben sollte und ab 
Entleerung wieder 20l/min zufliessen, hat Wasserstand erst nach 30min 
wieder eine Höhe von 50cm über Entlerungsunterkante erreicht.
Da Du ein Federventil für die Tankbelüftung benutzen musst (ansonsten 
sehr fragwürdige Schwimmerlösung?), hast Du nach Entleerung aber erst 
einmal einen gewissen Unterdruck im Tank.
Je nach Federkraft kommen da ggf. schon Dezimeter zusammen, die der 
Wasserstand wieder steigen muss, nur um auf Umgebungsdruck zu kommen.
Und ab da erst braucht es noch weitere 50cm, bevor die erste kleine 
Luftblase ins Aquarium kommt.

> Wenn das aber zuverlässig und kontinuierlich funktioniert, ist das nach
> meiner Erfahrung total ausreichend.

Sorry, aber wo sehe ich da Deine "Erfahrung"? :-)

> Zur Zeit liefern die Luftpumpen hier ca. 12 L/min.

Sollen das als Berechnungswert gelten, oder darf es auch 
durchschnittlich weniger sein?

> Meine Bedenken, dass das Syphon-Verfahren hier funktioniert, habe ich
> noch mal in einer Skizze verdeutlicht. Bei dem langsamen Anstieg vom
> Wasserspiegel wird die Luft im Rohr nicht ausreichend mitgerissen.

Den Satz verstehe ich auch mit der Skizze nicht.

> OT: Weil das Wasser hier dazu geeignet ist, lassen sich Rote Neons ohne
> Probleme in Massen vermehren. Und die sind nicht so sauerstoffbedüftig
> wie viele andere Arten.

Du musst entscheiden, was Deine Fische bekommen/brauchen.

von Michael W. (miks)


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Patrick L. schrieb:
> Auch musst du mit dem Spühl-Auslöser

Patrick L. schrieb:
> ein Spühlkasten

Patrick L. schrieb:
> Du weist wie eine Klospühlung funktioniert?

100 x schreiben: es heißt Spül - ohne 'h'!

von Ralf X. (ralf0815)


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Michael P. schrieb:
> Hier soll nur überschüssiges Wasser genutzt werden, das ansonsten
> ungenutzt den Hang runterfließt. Eine Verbindung zur Hausversorgung
> besteht nicht.

Dann muss ich Eingangsposting falsch verstanden haben?

Michael P. schrieb:
> Ich habe ‪hier eine Quelle, die das ganze Haus mit Wasser versorgt. Sie
> ist versiegelt und verrohrt, liefert konstant ca. 20 Liter/min in bester
> Qualität. Da sie sich oberhalb vom Haus befindet, brauche ich also nicht
> mal eine Wasserpumpe ;-)
>
> Wenn die Speichertanks voll sind, fließt nun das ganze Wasser abwärts in
> Tal.

Keiner hier ausser Dir kennt Deine Anlage.
Es wäre daher gut, wenn Du möglichst früh und umfänglich die 
Gegebenheiten schilderst, damit sich andere, die helfen wollen, sich die 
Sache auch vorstellen können.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Michael W. schrieb:
> 100 x schreiben: es heißt Spül - ohne 'h'!

Danke das mir wieder mal einer in D unterricht gibt sorry das das nicht 
korrekt übersetzt wurde.
Aber ich brauche dies nicht da D nicht meine Muttersprache ist.
So OT Genug. :-D

Wie schon geschrieben, um eine Konstante Luftversorgung zu 
Gewährleisten, wäre eine Wasserdruck -> Luft-Turbine sicher die 
zuverlässigere Lösung.
Habe nun aber alles geschrieben was ich dazu "Beitragen" kann, und setze 
den Thread nun wieder aus meiner Beobachtungsliste raus. Danke.

Wenn noch Fragen dann PN.

von Chris (Gast)


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Wenn luft beim Abflussrohr/Schwimmer Kein Problem darstellt, ersetzt 
einfach den Schwimmer+Ventil mit einem Syphon.
Ab einer gewissen Höhe entleert sich der Speicher dann automatisch. Ich 
würde ihn nicht komplett entleeren lassen. Die Luftzufuhr mit Ventil ist 
aber Störanfällig, diese musste verschlossen werden. Dank Hilfsbohrungen 
wird die Funktion vom Syphon ubernommen.

von Michael P. (Firma: n.a.) (micha1102)


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Ralf X. schrieb:
> Keiner hier ausser Dir kennt Deine Anlage.

Also deshalb noch ein Versuch:
Von der Quelle fliesst mit ca. 20l/min Wasser in zwei 1000L-Tanks, die 
ausschließlich der Wasserversorgung fürs Haus dienen. Diese Tanks haben 
mit meinem Vorhaben hier nicht das Geringste zu tun.

Irgendwann, abhängig vom Verbrauch, sind die Tanks mal voll und somit 
laufen die ständig weiter zufliessenden 20l/min derzeit durch einen 
Überlauf ab in die freie Natur. Und genau dieses Wasser (besser, dessen 
Energie) will ich nun nutzen, um damit die Belüftung/Filterung der 
Aquarien zu betreiben.

that's it

Micha

von Michael P. (Firma: n.a.) (micha1102)


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An alle Befürworter des Syphon-Prinzips hier im Thread:

Ja, grundsätzlich ist das ein sauberer, bewährter und zuverlässiger 
Lösungsansatz.

Jedoch:
Um die Luft im Syphon-Rohr zu verdrängen und die Tankleerung zu starten, 
muss wenigsten für einen kurzen Moment Wasser schneller in den vollen 
Tank einfliessen (und sich folglich der Wasserspiegel heben) als durch 
das Rohr abfliessen kann. Unter den gegebenen Bedingungen und bei einem 
40mm-Rohr ist das praktisch unmöglich.

BTW:
Alle Aquarien haben bei mir seitliche Bohrungen mit U-Rohren als 
Überlauf, da ich dort auch Quellwasser durchlaufen lasse.

Zu einem unbeabsichtigten Entleeren eines Becken durch Syphonwirkung ist 
es dabei noch nie gekommen, selbst wenn ich einen 10-Liter-Eimer Wasser 
in das volle Aquarium noch dazu gebe.

von A. S. (Gast)


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Eigentlich ist es nicht notwendig, die Luft aus dem Tank zu pusten. Oder 
überhaupt was mit Druck da zu machen.

Nimm einen offenen Tank, der per Siphon leerläuft, wenn er voll ist.

Dann packe darin einen Styproporklotz, der sich im Tank auf und ab 
bewegt. Und an dem dann einfach einen Blasebalg befestigen.

Der Vorteil: komplett getrenntes Wasser- und Luft-System. Kein 
Wasserventil. Keine Vermischung. Standardtechnik (Luftventile sind im 
Blasebalg schon eingebaut). Der Siphon ist im Zweifel nur ein Schlauch, 
durch die Tankwand muss.

Alternativ eine Röhre (mit Siphon und Schaustoff-Zylinder) und oben 
drüber eine umgedrehte Luftpumpe für Luftmatratzen und so.

von Sascha R. (srt2018)


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Kürzlich habe ich ein Video mit einem ganz anderen Ansatz gesehen.

https://youtu.be/uvf0lD5xzH0

"Komprimierte Luft ohne bewegliche Teile"

Luftblasen werden durch Strömung des Wassers unter einem Hindernis 
hindurchgespült und dahinter aufgesammelt, wodurch sich ein Druck 
aufbaut. Wurde früher wohl tatsächlich auch im großen Maßstab 
eingesetzt.

Weiß nicht ob das mit den Rahmenbedingungen des Threaderöffners 
zusammenspielt. Wollte es nur einwerfen. Bitte selbst durchrechnen.

von Michael P. (Firma: n.a.) (micha1102)


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Hallo,

bei der Suche nach der bestmöglichen Lösung habe ich gestern mal das 
System "Spülkasten vom Klo" getestet. Kann jeder Interessierte von euch 
auch ausprobieren.

Dazu den Schwimmer im gefüllten Spülkasten einfach dauerhaft nach unten 
drücken. Dabei öffnet sich das Ventil und weiteres Wasser strömt ein.
Nach einer kurzen Zeit ist der Höchststand erreicht und das Wasser 
strömt im gleichen Maß wie der Zufluss durch das Rohrsystem ins 
Klobecken. Wie erwartet, findet dabei eine Entleerung des Kastens nicht 
statt. Das gleiche würde sicher bei meinem Kessel auch passieren.

Aber auch die angedachte Lösung mit dem Ventil ist längst nicht so 
trivial wie am Anfang gedacht: Stichwort Hysterese.

Wenn z.B. der Wasserstand eine Höhe von 15cm erreicht hat, soll das 
Ventil in der Phase des Ablassens noch voll offen sein. Bei gleicher 
Wasserhöhe, jedoch beim Füllen, muss es bereits zuverlässig geschlossen 
sein.

Dazu kommt noch: Beim niedrigsten Wasserstand müsste es schlagartig von 
"voll offen" auf "voll geschlossen" umschalten, ansonsten käme es 
niemals zu einem Neubefüllen.

Daher werde ich wohl eine Kombination aus Ventil und Syphon wählen 
müssen. Per öffnendem Ventil kann ich so die erforderliche starke 
Strömung zum Start des Entleerens erzeugen. Ich melde mich mit der 
passenden Skizze dazu  hier wieder.

Sascha R. schrieb:
> Kürzlich habe ich ein Video mit einem ganz anderen Ansatz gesehen.
Danke für den Link! Interessant.

Micha

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Michael P. schrieb:
> bei der Suche nach der bestmöglichen Lösung habe ich gestern mal das
> System "Spülkasten vom Klo" getestet. Kann jeder Interessierte von euch
> auch ausprobieren.

Logisch dann kommt nur den Überlauf zum Tragen.
Wenn du aber ein Schwimmer oben Befestigst, der den Spülvorgang auslöst 
wenn der Kasten voll ist spült er durch, macht wieder zu und füllt sich 
wieder auf.
Das Spiel wird dann endlos wiederholt.
Habe es Ausprobiert bis "Zimmerländerin" ein Pantoffel geworfen hat, 
dann habe ich den Zusätzlichen Schwimmer wieder entfernt.(Hatte eine 
Stiroporhalbkugel als Schwimmer verwendet.

von Michael P. (Firma: n.a.) (micha1102)


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Patrick L. schrieb:
> Wenn du aber ein Schwimmer oben Befestigst, der den Spülvorgang auslöst

Da meine nun neu geplante Kombi-Lösung ebenfalls einen Schwimmer zur 
Triggerung des Ventils für den Start der Entleerung vorsieht, wird das 
Ergebnis wohl ähnlich sein wie von dir gerade beschrieben. ;-)

von Teo D. (teoderix)


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Michael P. schrieb:
> Wenn z.B. der Wasserstand eine Höhe von 15cm erreicht hat, soll das
> Ventil in der Phase des Ablassens noch voll offen sein. Bei gleicher
> Wasserhöhe, jedoch beim Füllen, muss es bereits zuverlässig geschlossen
> sein.
>
> Dazu kommt noch: Beim niedrigsten Wasserstand müsste es schlagartig von
> "voll offen" auf "voll geschlossen" umschalten, ansonsten käme es
> niemals zu einem Neubefüllen.

Der "Deckel" schwimmt, hat Auftrieb! Der Wasserdruck ist aber 'da unten' 
deutlich höher. Da unterm Loch wenn leer, kein Wasser bzw. Auftrieb 
ist....

von Ant Wort (Gast)


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Auch bei den Klospülungen gibt es unterschiedliche Systeme und man kann 
es erstaunlich komplex machen.
Ich habe hier mal ein Video von Big Clive rausgesucht, der einen 
Auto-Siphon auseinanderbaut. Im Prinzip ist das geanu was du haben 
willst: https://www.youtube.com/watch?v=BQ45kMi6HkA

Im Prinzp geht es da um einen Siphon wie wir ihn hier schon beschrieben 
hatten mit einem internen, kleinen Siphon zum starten.

von Udo S. (urschmitt)


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Michael P. schrieb:
> lle Aquarien haben bei mir seitliche Bohrungen mit U-Rohren als
> Überlauf, da ich dort auch Quellwasser durchlaufen lasse.

Dann lass das Wasser als "Wasserfall" da reinplätschern, dann brauchst 
du keine zusätzlichen Luftsprudler.

von S. Z. (Gast)


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Mit ablaufendem Wasser Druckluft erzeugen, das hat man in der 
Vergangenheit schon gemacht:
https://de.wikipedia.org/wiki/Wassertrommel_(Bergbau)

Hier hat einer ein Modell dazu gebaut:
https://www.youtube.com/watch?v=uvf0lD5xzH0

von Michael P. (Firma: n.a.) (micha1102)


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Hallo,
vielen Dank erstmal für eure interessanten Links und Vorschläge.
Ich gehe im Detail darauf ein, sobald ich mehr Zeit dafür habe.

Hier jetzt nur noch die gerade fertiggestellte Skizze meiner 3. Version 
als Kombi-Version mit Syphon plus Ventil.

Bin schon gespannt, was da noch so für diverse Fehler auftauchen.

Micha

von Widder (Gast)


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Kennst du einen Wasserwidder? Lass den 1000 l-Behälter mit Überlauf wie 
er ist, speiße aus dessen Überlauf oder parallel einen kleinen 
Wasserwidder und spritz das Druckwasser in die Fischteiche. Das wäre 
meine Lieblingsmechaniklösung.

von Walta S. (walta)


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Gabriel M. schrieb:
> Pythagoreischer Becher

Siehe Wikipedia. Wird auch bei Staubecken verwendet die weitaus größer 
sind als deine 1000l. Ohne Mechanik, ohne Strom.

walta

von Michael P. (Firma: n.a.) (micha1102)


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Walta S. schrieb:
> Gabriel M. schrieb:
>> Pythagoreischer Becher
>
> Siehe Wikipedia. Wird auch bei Staubecken verwendet ...

Ja, richtig.
Aber bei den hier gegebenen Rahmenbedingungen (siehe Skizze) würde 
dieses Verfahren wohl auch wieder lediglich zu einem Überlauf, und 
keiner Entleerung, führen. Siehe meinen "Spülkastentest" weiter oben.
Es entsteht bei dem hier benötigten Rohrdurchmesser einfach nicht die 
erforderliche Sogwirkung, um in der obersten Rohrbiegung das Wasser 
komplett um 40mm anzuheben und die Luft dort mit nach unten zu reißen.

Widder schrieb:
> Wasserwidder?

Nach oben befördern muss ich das Wasser ja garnicht mehr. Aber lustige 
Idee.
Nur der Wirkungsgrad von so einem System ist wohl eher bescheiden.

Micha

von …———… (Gast)


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Michael P. schrieb:
> Hallo,
> vielen Dank erstmal für eure interessanten Links und Vorschläge.
> Ich gehe im Detail darauf ein, sobald ich mehr Zeit dafür habe.
>
> Hier jetzt nur noch die gerade fertiggestellte Skizze meiner 3. Version
> als Kombi-Version mit Syphon plus Ventil.
>
> Bin schon gespannt, was da noch so für diverse Fehler auftauchen.
>
> Micha

Schön! :)

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Michael P. schrieb:
> Hier jetzt nur noch die gerade fertiggestellte Skizze meiner 3. Version
> als Kombi-Version mit Syphon plus Ventil.

Würde funktionieren.
Bedenke einfach dabei, das der Luftdruck niemals konstant sein wird.

Am Anfang (1000l Behälter fast Lehr) hast du kaum Luftdruck, weil der 
Raum der Luft welche komprimiert wird, sehr groß ist.
Gegen Ende (1000l Behälter fast voll) steigt dir dann der Luftdruck 
Exponentiell an, weil der Kompressionsraum nur noch sehr klein ist.

Ich würde immer noch tendieren dies mit einer Wasserdruck->Luftdruck 
Turbine zu machen, mit welcher du einen sehr konstanten druck hättest, 
und bei kurzen Unterbrüchen (Warum auch immer) diese aus einem 
Zwischenspeicher (Luft-Speichertank) ausgleichen könntest. Und das ganze 
wäre immer noch 100% Mechanisch machbar.

von Michael P. (Firma: n.a.) (micha1102)


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Patrick L. schrieb:
> Gegen Ende (1000l Behälter fast voll) steigt dir dann der Luftdruck
> Exponentiell an, weil der Kompressionsraum nur noch sehr klein ist.

Na ja, wie oben bereits beschrieben, plane ich in 70cm Wassertiefe einen 
Luftablass als eine Art Sicherheitsventil. Größer als 700mmWS (also 
70hPa) würde der Überdruck nie werden. Also eher keine TÜV-relevante 
Dimension ;-)

> Ich würde immer noch tendieren dies mit einer Wasserdruck->Luftdruck
> Turbine zu machen, mit welcher du einen sehr konstanten druck hättest

Wenn ich die 20l/min so aus dem Abfluss plätschern sehe, fehlt mir 
ehrlich gesagt die Vorstellungskraft, wie da eine Turbine funktionieren 
soll...

Wäre aber, wenn realisierbar, eine echte Alternative. Mit folgenden 
Fragen dazu:

1. TCO über 10 Jahre (Aufwand einmalig, lfd. Wartung)
2. Zuverlässigkeit
3. Wirkungsgrad (letztlich wieviel brauchbare Liter Druckluft/h)


> und bei kurzen Unterbrüchen (Warum auch immer)

u.a. immer dann, wenn die Tanks der Hauswasserversorgung wieder gefüllt 
werden, also öfter mal kurz.

Micha

: Bearbeitet durch User
von Michael P. (Firma: n.a.) (micha1102)


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Ach, noch was:
Patrick L. schrieb:
> Am Anfang (1000l Behälter fast Lehr) hast du kaum Luftdruck, weil der
> Raum der Luft welche komprimiert wird, sehr groß ist.#

Dazu erfolgt hier morgen der große Praxistest.
Ich werde an eine simple Fahrrad-Luftpumpe mal einen einen dünnen 
PVC-Schlauch incl. Ventil anbringen. Das andere Ende tauche ich 50cm 
tief in ein Wasserbecken. Und dann werde ich sehen, ab wann da unten 
Luft rausperlt, wenn ich die Luftpumpe betätige. Das verdrängte 
Luftvolumen im untergetauchten Schlauchbereich sowie in der Pumpe ist 
leicht ermittelbar.

So kann ich ja ausrechnen wie hoch die Luft real erstmal komprimiert 
werden muss.

Micha

von Thorsten S. (thosch)


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ich würde eine kleine Peltonturbine mit Generator installieren.
Mit dem Strom davon kannste dann eine gewöhnliche Aquarienluftpumpe 
betreiben.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Michael P. schrieb:
> 1. TCO über 10 Jahre (Aufwand einmalig, lfd. Wartung)
> 2. Zuverlässigkeit
> 3. Wirkungsgrad (letztlich wieviel brauchbare Liter Druckluft/h)

Logische Rechnung:

Wen 20l Wasser die Minute fließen, kannst du theoretisch bei 100% 
Wirkungsgrad auch 20l Luft transportieren/Verdrängen.

Gehen wir davon aus dass die Peltonturbine einen Wirkungsgrad von nur 
60% hätte, (Was ja eigentlich mehr ist) kannst du mit Verlusten usw 
immer noch 10l Luft in der Minute fördern.

Zuverlässig sind die Dinger, dass hat die Erfahrung bis heute mehrfach 
gezeigt.

Der Aufwand hält sich in Grenzen, man kann so ziemlich alles mit 3D 
Drucker machen.

Die Lager würde ich auf Magnetschwebelager aufbauen, da Verschleißfrei.
Ein Simmerring in dem Sinn brauchst du nicht da Wasser Schwerer als 
Luft, würde sich das mit ein Wenig "Know-how" lösen lassen.
Habe dass schon in anderen Situationen gemacht, wo Chemikalien zu 
Aggressiv für Simmerringe waren.

von Michael P. (Firma: n.a.) (micha1102)


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Patrick L. schrieb:
> Wen 20l Wasser die Minute fließen, kannst du theoretisch bei 100%
> Wirkungsgrad auch 20l Luft transportieren/Verdrängen.

Ja, wenn der bewegten Luft kein Widerstand entgegensteht.
Es macht aber einen gewaltigen Unterschied im Energiebedarf, ob ich die 
20l/min Luft nun z.B. 5cm, 50cm oder gar 500 cm tief in Wasser pressen 
muss.

von Uli S. (uli12us)


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Dieser Gierbecher ist doch die einfachste Methode, die es gibt. lässt 
sich auch simpelst selber basteln Bloss weiss ich nicht ob der mit 
Überdruck oder falls der mittels Rückschlagventil abgelassen werden soll 
bei nem Vakuum auch funktioniert. Man nehme ein Rohr mit der Höhe, ab 
der der Ablauf passieren soll. Da drüber kommt eine Hülse, die oben 
geschlossen ist. Mit einem kleinen Spalt oben an der Auflage durch den 
das Wasser abgesaugt wird.

Das ganze funktioniert aus eigener Erfahrung, jedes Gefäss kann entleert 
werden, wenn man nen Schlauch reinsteckt und solange saugt, bis was auch 
immer drin ist ankommt. Das läuft dann weiter bis Luft ankommt.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Michael P. schrieb:
> Ja, wenn der bewegten Luft kein Widerstand entgegensteht.
> Es macht aber einen gewaltigen Unterschied im Energiebedarf, ob ich die
> 20l/min Luft nun z.B. 5cm, 50cm oder gar 500 cm tief in Wasser pressen
> muss.

Ist Richtig,
Da gegen steht ja das 10M Gefälle des Wassers, da muss man die Kraft 
wieder in Arbeit umrechnen,
Man muss das alles in Relation bringen.
Kurz über den Daumen wenn 20l Wasser ein Gefälle von 10 Meter haben wie 
viel Arbeit gibt sich daraus.
Es stehen 10M Gefälle mal Grob gegen 50cm Luft weg.
Und es stehen 20L Min gegen 5l Min. ganz grob.
Das setzt man gegen über der Arbeit die es Braucht, um 5l/min Luft nun 
50 cm tief in Wasser zu pressen.
Wobei das sicher keine 5l Luft sind, die es pro Minute benötigt.

Ohne jetzt meine Arbeit zur Seite zu legen, um dies auszurechnen, kann 
man schon grob abschätzen, dass die Rechnung mal sicher auf geht.
Sprich, unter dem Strich ist Mehr Energie(Arbeit) vorhanden als man 
benötigt, Um das Besagte Aquarium zu Belüften.
Sonnst würde ja Keine der Aufgeführten Ideen funktionieren.
Man kann immer nur vorhandene Energie Umwandeln.

Wen Jemand Lust hat kann er ja mal Ausrechnen wie viel Energie eine 
Peltonturbine bei 20l Min und 10 Meter Gefälle erbringen kann.
Was eine 0,5Wh Luftpumpe braucht(Steht auf meiner Aquarium Pumpe als 
Bedarf um zu Belüften) steht ja somit schon da:
Nämlich 0,5 Watt-Stunde [W*h]: was 500 Jule (Leistung) sind, die es zu 
erzeugen gilt.

@ TO was hat deine Pumpe für ein Leistungsbedarf?

von Ralf X. (ralf0815)


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Uli S. schrieb:
> Dieser Gierbecher ist doch die einfachste Methode, die es gibt. lässt
> sich auch simpelst selber basteln Bloss weiss ich nicht ob der mit
> Überdruck oder falls der mittels Rückschlagventil abgelassen werden soll
> bei nem Vakuum auch funktioniert. Man nehme ein Rohr mit der Höhe, ab
> der der Ablauf passieren soll. Da drüber kommt eine Hülse, die oben
> geschlossen ist. Mit einem kleinen Spalt oben an der Auflage durch den
> das Wasser abgesaugt wird.
>
> Das ganze funktioniert aus eigener Erfahrung, jedes Gefäss kann entleert
> werden, wenn man nen Schlauch reinsteckt und solange saugt, bis was auch
> immer drin ist ankommt. Das läuft dann weiter bis Luft ankommt.

Selbstverständlich funktioniert jeder Gierbecher oder "Pythagoreische 
Becher", wenn die Auslegung stimmt.
Und da stellt sich berechtigt die Frage, ob sich das beim TE für seinen 
Zweck sinnvoll umsetzen lässt.
Kosten und Aufwand scheinen dem TE zwar egal zu sein, aber es soll 
schnell gehen mit der Entleerung.

Schnelle Entleerung bedingt grosse Durchmesser, wobei ja auch noch der 
weitere Zufluss besteht.
Oder eine hohe "Zwangsfallhöhe".
Wird das in Verbindung von Oberflächenspannung des Wassers, 
Fluss-/Rohrwiderstand aufgrund laminatarer/turbulenter Strömung, etc. 
nicht einkalkulierte, kommt es unweigerlich zum Strömungsabriss.
Begegnen kann man dem natürlich mit einer Düse am Ausgang des 
Fallrohres.

von Ralf X. (ralf0815)


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Patrick L. schrieb:
> Wen Jemand Lust hat kann er ja mal Ausrechnen wie viel Energie eine
> Peltonturbine bei 20l Min und 10 Meter Gefälle erbringen kann.

20l/min und 10m haben an sich ~27Wh.
Wirkungsgrad ist von vielen Faktoren abhängig, aber dazu müsste man 
bedeutend mehr wissen, als der TE uns verraten möchte.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Ralf X. schrieb:
> 20l/min und 10m haben an sich ~27Wh.
> Wirkungsgrad ist von vielen Faktoren abhängig, aber dazu müsste man
> bedeutend mehr wissen, als der TE uns verraten möchte.

Danke Ralf X.

Ich hätte jetzt zuerst die Formel suchen müssen und da ich noch 
unterwegs bin ist das etwas schwer mit dem Handy.

Zeigt aber trotzdem, dass wie über den Daumen gesagt, reichen müsste. 
;-)

von Ralf X. (ralf0815)


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Ralf X. schrieb:
> 20l/min und 10m haben an sich ~27Wh.

Natürlich pro Stunde, bevor einer meckert.. :-)
Kann man aber auch auf 27W kürzen.

von A. S. (Gast)


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Michael P. schrieb:
> Wenn ich die 20l/min so aus dem Abfluss plätschern sehe, fehlt mir
> ehrlich gesagt die Vorstellungskraft, wie da eine Turbine funktionieren
> soll...

Du hast doch geschrieben "10m". Das ist ein bar, also eine enorme 
Leistung: 1/3kg*10m*g/s sind 33Nm/s = 33W(!). Da ist der Wirkungsgrad 
relativ egal.

von Ralf X. (ralf0815)


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A. S. schrieb:
> Michael P. schrieb:
>> Wenn ich die 20l/min so aus dem Abfluss plätschern sehe, fehlt mir
>> ehrlich gesagt die Vorstellungskraft, wie da eine Turbine funktionieren
>> soll...
>
> Du hast doch geschrieben "10m". Das ist ein bar, also eine enorme
> Leistung: 1/3kg*10m*g/s sind 33Nm/s = 33W(!). Da ist der Wirkungsgrad
> relativ egal.

Ich hatte mit seinen 1000l/h überschlagen, was bei 10m Fall rechnerisch 
27,25W entspricht, 20l/min sind natürlich 1200l/h und entspricht dann 
32,7W.

von J. T. (chaoskind)


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Bei deiner Skizze V3 musste ich bei deiner Ventilkonstruktion am 
Schwimmerhebel direkt  an den auch schon angesprochenen hydraulischen 
Widder denken. Genau genommen an das "zumachende" Ventil. Das Ventil hat 
eine kleine Öffnung, das Wasser kann zu strömen beginnen. Um so 
schneller es fließt, umso größer wird der dynamische Druck über der 
Ventilplatte. Irgendwann wird er groß genug, um das (per Federkraft 
offen gehaltene) Ventil zu schließen und der "Stoß wie der Hieb eines 
Widders" wird freigesetzt.

Ich fürchte, dass könnte auch bei deiner Konstruktion passieren. Wenn 
der Schwimmer anfängt zu öffnen, entsteht eine Kraft, die mit der 
Ausströmmenge zunimmt. Da müsste man wohl auch ein paar Tests machen. 
Auf der andren Seite hat man über Schwimmervolumen und Hebellänge ja 
auch einige Möglichkeiten, gegenzusteuern.

Interessantes Projekt!

von Michael P. (Firma: n.a.) (micha1102)


Angehängte Dateien:

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Hier mal paar Anmerkungen zum erwarteten Wirkungsgrad der ganzen Anlage:

Angenommen wird dabei:
- konstanter Umgebungsluftdruck von 1000hPa,
- erzeugte Druckluft wird 50cm tief in Wasser eingedrückt, ohne weitere 
Hemmnisse
- Wasserzulauf konstant 20l/min
- Effekte wie Oberflächenspannungen, Temperatur, Reibungsverluste usw. 
werden ignoriert

Das Bild soll zeigen, wie der erforderliche Überdruck hergeleitet wird.

Bei einer gewünschten Einpresstiefe von 50cm beträgt der erforderliche 
Betriebsdruck 1050hPa.
D.h. die Luft (1000l im Kessel) muss dazu auf 950 Liter komprimiert 
werden. Das erfolgt durch den Einlauf von 50l Wasser. Daraus ergibt 
sich:

Phase 1 ==> 2,5 min lang Wirkungsgrad 0
(Zulauf der ersten 50 Liter Wasser in den geleerten Tank zum Aufbau des 
erforderlichen Luftdrucks von 1050hPa)

Phase 2 ==>  47,5 min lang Wirkungsgrad 0,95
(kontiniuierliche Füllung bis zur 1000-Liter-Marke , 950 Liter 
eingeleitetes Wasser erzeugen dabei ca. 900 Liter komprimierte Luft für 
die Aquarien)

Phase 3 ==> Y min lang Wirkungsgrad 0
(Zeit erforderlich für die komplette Tank-Entleerung)


Wirkungsgrad für einen vollständigen Zyklus also:

 ( (2,5 x 0) + (47,5 x 0,95) + (Y x 0) )  /  (50 + Y)

oder, gekürzt:

Wirkungsgrad =  45.12  /  (50 + Y)

Bei der Formel wird deutlich, wie entscheidend eine schnellstmögliche 
Entleerung (also Wert Y in min) für einen optimalen Wirkungsgrad ist.

Bei einer Entleerungszeit von nur 1 min wäre er ca. 0.89

Bei einer Entleerungszeit von 10 min wäre er nur noch 0.75

Bei einer Entleerungszeit von 20 min sogar nur noch 0.64, usw...

Ich wäre zufrieden, wenn ich eine Entleerzeit von 10 min erreichen 
würde.
Ob Lösungen mit Turbine o.ä. da mithalten könnten?

Micha

: Bearbeitet durch User
von Konrad (Gast)


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Michael P. schrieb:
> Ob Lösungen mit Turbine o.ä. da mithalten könnten?

Unabhängig vom Wirkungsgrad brauchst du ja eine Lösung die funktioniert. 
Turbine o.ä. sind dafür bekannt, bei deiner Version 'luftkessel_v3' habe 
ich noch Zweifel.

Wenn der Wasserspiegel langsam steigt (2 cm/min bei 20 l/min Zufluss und 
1x1x1 m Tankvolumen) wird das Wasser mit 20 l/min über das großvolumige 
Ablaufrohr ablaufen, und somit einen konstanten Wasserpegel halten.

Ich kann nicht erkennen, wie die notwendige Sogwirkung in deinem 
Ablaufrohr entstehen soll. Kannst du das mal verbal beschreiben?

von Michael P. (Firma: n.a.) (micha1102)


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Konrad schrieb:
> Unabhängig vom Wirkungsgrad brauchst du ja eine Lösung die funktioniert

Das ist das Wichtigste!

Konrad schrieb:
> Kannst du das mal verbal beschreiben?

Gerne.

Konrad schrieb:
> Wenn der Wasserspiegel langsam steigt (2 cm/min bei 20 l/min Zufluss und
> 1x1x1 m Tankvolumen) wird das Wasser mit 20 l/min über das großvolumige
> Ablaufrohr ablaufen, und somit einen konstanten Wasserpegel halten.

Dazu darf es niemals kommen! Das wäre ein echter GAU ;-)

Deshalb geht mein Plan so:

Der Wasserdruck gegen die Ventilplatte erzeugt zusammen mit dem 
Eigengewicht der gesamten Ventileinheit ein Drehmoment (mit Stärke X, in 
Uhrzeigerrichtung). Dieses hält das Ventil während der gesamten 
Füllphase geschlossen.

Wenn der Wasserspiegel den Schwimmer erreicht, erzeugt dessen Auftrieb 
ein entgegengesetztes Drehmoment (Stärke Y, justierbar durch 
Verschieben). Das Drehmoment steigt allmählich solange an, bis es größer 
wird als X.

In diesem Moment öffnet das Ventil. Die starke Strömung erzeugt im Rohr 
den zur Syphonwirkung nötigen Unterdruck. Das Ventil schliesst mit 
fallendem Pegel wieder. Der Kessel wird per Syphon komplett entleert.

Micha

von Konrad (Gast)


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Michael P. schrieb:
> Der Wasserdruck gegen die Ventilplatte erzeugt zusammen mit dem
> Eigengewicht der gesamten Ventileinheit ein Drehmoment (mit Stärke X, in
> Uhrzeigerrichtung). Dieses hält das Ventil während der gesamten
> Füllphase geschlossen.
>
> Wenn der Wasserspiegel den Schwimmer erreicht, erzeugt dessen Auftrieb
> ein entgegengesetztes Drehmoment (Stärke Y, justierbar durch
> Verschieben). Das Drehmoment steigt allmählich solange an, bis es größer
> wird als X.
>
> In diesem Moment öffnet das Ventil. Die starke Strömung erzeugt im Rohr
> den zur Syphonwirkung nötigen Unterdruck. Das Ventil schliesst mit
> fallendem Pegel wieder. Der Kessel wird per Syphon komplett entleert.

Das sehe ich auch so, sobald also X überschritten wird beginnt das 
Ventil sich zu öffnen. Also erst ein paar zehntel Millimeter, und eine 
kleine Menge Wasser beginnt auszufließen. Solange der Abfluss unterhalb 
von 20 l/min bleibt, kann der Schwimmer weiter steigen und das Ventil 
immer weiter öffnen bis sich dann bei 20 l/min ein Gleichgeweicht 
einstellt. Das Ventil wird doch nicht schlagartig voll geöffnet, wo soll 
also diese starke Strömung herkommen?

Vielleicht liege ich falsch, aber ich würde dir empfehlen erst ein 
Modell aufzubauen bevor du in die Vollen gehst.

von Michael P. (Firma: n.a.) (micha1102)


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Konrad schrieb:
> Das Ventil wird doch nicht schlagartig voll geöffnet

Doch!

Wenn das Ventil anfängt zu öffnen, fällt der Anpressdruck auf die 
Ventilplatte weg (X wird schnell viel kleiner). Das geschleunigt die 
Öffnung maximal.

Probier den Effekt mal in der Badewanne aus, wenn das Wasser abläuft.
Halt den Ablauf mit der Hand zu. Da fühlst du einen spürbaren Druck von 
oben, der sofort weg ist, wenn du die Hand etwas anhebst.

von Michael P. (Firma: n.a.) (micha1102)


Angehängte Dateien:

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Konrad schrieb:
> Vielleicht liege ich falsch, aber ich würde dir empfehlen erst ein
> Modell aufzubauen bevor du in die Vollen gehst.

Das mache ich auf jeden Fall. Habe nun auch endlich etwas Zeit dafür.
Ich fange aber erstmal mit einer abgeänderten Variante an, so wie in der 
Skizze angegeben.

Michael P. schrieb:
> Dazu kommt noch: Beim niedrigsten Wasserstand müsste es schlagartig von
> "voll offen" auf "voll geschlossen" umschalten, ansonsten käme es
> niemals zu einem Neubefüllen.

Vielleicht ist so dieses Problem gelöst. Bin aufs Ergebnis echt 
gespannt.

Micha

: Bearbeitet durch User
von Justin T. (justtime)


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Guten Morgen!

Wenn ich aber die Funktionweise eines Windkessels betrachte, was das 
obige Prinzip darstellt, dann habe ich in den ersten 10 Minuten der 
Befüllung (auf rund 200lt.) beinahe keinen nutzbaren Überdruck zum 
Befüllen des Aquariums, da sich der Druck nicht linear aufbaut. Ist das 
den Fischen egal?

JuTi

von Michael P. (Firma: n.a.) (micha1102)


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Justin T. schrieb:
> dann habe ich in den ersten 10 Minuten der
> Befüllung (auf rund 200lt.) beinahe keinen nutzbaren Überdruck zum
> Befüllen

Vielleicht liege ich ja völlig falsch mit meiner Berechnung. ;-))

Nach   p1 x V1 = p2 x V2

komme ich für einen Betriebsdruck von 1050hPa auf eine nötige 
Kompression der Luft von 1000L auf ca. 950L. Dazu muss ich nur 2,5 
Minuten warten, bis 50L Wasser in den leeren Tank eingeleitet sind. Ab 
diesem Zeitpunkt erhöht sich der Druck nicht mehr.

Zu diesen 2,5 Minuten kommt dann unvermeidlich noch jedes Mal die Zeit 
der Entleerung dazu. Die Fische (und die Filter) haben mit dieser 
Unterbrechung der Luftzufuhr aber keine Probleme.

Micha

von Einer (Gast)


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Michael P. schrieb:
> Ich fange aber erstmal mit einer abgeänderten Variante an, so wie in der
> Skizze angegeben.

Naja, Deine Physik-Wunschvorstellungen werden immer lustiger.

Mal ein Hinweis: Auftrieb entsteht durch Dichteunterschied. Und nun die 
Preisfrage: Wie groß ist der Dichteunterschied von Wasser in sagen wir 
mal 10cm Wassertiefe und 1 Meter Wassertiefe?

Tip am Rande: Die Dichte ist nicht der Druck...

Wie soll also Deine lustige Schwimmerkugel "wissen" wann genügend Wasser 
über ihr steht und sie beschließen kann, genau dann aufschwimmen zu 
wollen? Ist das eine Wunderkugel?

Oder Deine andere Vorstellung von weiter oben, mit dem Drehmoment, bei 
dem Du abstreitest, dass ein Gleichgewicht aus Füllhöhe und 
Öffnungsweite des Ventils entstehen würde. Auch da irrst Du Dich.

Als Lern-Aufgabe nimmst Du mal einen Spülkasten auseinander. Am besten 
wäre ein Aufputzspülkasten, wenn Du einen findest. Dann schaust Du Dir 
mal an, wie die Auslassmechanik konstruiert ist, und wie das 
Schwimmerventil konstruiert ist.

Ist Dir schon mal aufgefallen, dass so ein Schwimmerventil im Spülkasten 
innerhalb etwa ein bis zwei Sekunden komplett schließt, wenn der 
Füllstand im Spülkasten erreicht ist?

von Michael P. (Firma: n.a.) (micha1102)


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Einer schrieb:
> Naja,...
>
>   O
>  o
>   oO
>   O
>
>   O
>  o
>   oO
>   O

Dass hier das Wirkprinzip eines Klo-Spülkastens NICHT nicht genutzt 
werden kann, hast du aber schon verstanden? (Stichwort: verstehendes 
Lesen)

Auch, dass keiner alle 50 Minuten an der "Kette" ziehen soll?

FYI: Ich habe in der Vergangenheit vier Spülkästen installiert. 
Funktionieren alle ohne Probleme. Und du wirst es kaum glauben - die 
Ventile habe ich mir dabei auch angesehen!

von Teo D. (teoderix)


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Michael P. schrieb:
> FYI: Ich habe in der Vergangenheit vier Spülkästen installiert.
> Funktionieren alle ohne Probleme. Und du wirst es kaum glauben - die
> Ventile habe ich mir dabei auch angesehen!

Und nach gebaut.... Hör auf "Einer" er hat recht!
Deine letzte Konstruktion funktioniert nur, wenn man dem Hebel mit 
Schwimmer händisch bedient. Halt exakt wie ne Klospülung.

von Walta S. (walta)


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Michael P. schrieb:
> Walta S. schrieb:
>> Gabriel M. schrieb:
>>> Pythagoreischer Becher
>>
>> Siehe Wikipedia. Wird auch bei Staubecken verwendet ...
>
> Ja, richtig.
> Aber bei den hier gegebenen Rahmenbedingungen (siehe Skizze) würde
> dieses Verfahren wohl auch wieder lediglich zu einem Überlauf, und
> keiner Entleerung, führen.
> Micha

Doch - es kommt zu einer Entleerung. Das war genau das, was Pythagoras 
damals erreichen wollte.

Aber ich sehe schon. Diese Lösung ist hier zu simpel und soll nicht 
verwendet werden.

walta

von Teo D. (teoderix)


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Teo D. schrieb:
> Und nach gebaut.... Hör auf "Einer" er hat recht!
> Deine letzte Konstruktion funktioniert nur, wenn man dem Hebel mit
> Schwimmer händisch bedient. Halt exakt wie ne Klospülung.

PS: Mach an dem Hebel noch ne weiteren, "echten Schwimmer" an ner Kette 
dran, der das erledigt. Dann funst das!

von T. B. (shellfishgene)


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In deinen Zeichungen kommt das Wasser immer von den 10 m Hoehe, aber im 
Text Deiner Beitraege kommt es vom Ueberlauf der Tanks fuer die 
Hauswasserversorgung. Wenn letzteres der Fall ist kann man damit doch 
gar keine ordentliche Turbine betreiben.

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