# MKL1888:Pumpen

Meyers Konversations-Lexikon 4. Auflage :
| Seite mit dem Stichwort „Pumpen“ in Meyers Konversations-Lexikon Band 13 (1889), Seite 461–466 ||
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| Empfohlene ZitierweisePumpen. In: Meyers Konversations-Lexikon. 4. Auflage. Bibliographisches Institut, Leipzig 1885–1890, Band 13, Seite 461–466. Digitale Ausgabe in Wikisource, URL: https://de.wikisource.org/wiki/MKL1888:Pumpen (Version vom 06.12.2024) ||
[461] Pumpen (hierzu Tafel „Pumpen“), Maschinen, welche Flüssigkeiten mittels des hydraulischen und atmosphärischen Druckes in Rohren emporheben oder in einen unter Druck stehenden geschlossenen Raum hineinpressen. Man unterscheidet Kolbenpumpen, Rotations-, Zentrifugal- und Strahlpumpen.
A. Kolbenpumpen (auch schlechtweg P. genannt) bestehen im wesentlichen aus einem Hohlcylinder (Cylinder, Stiefel, s. C auf Tafel „Pumpen“, Fig. 1–7), dessen innerer Raum durch einen hin- und hergehenden Kolben K abwechselnd vergrößert, resp. verkleinert wird. Im erstern Fall (Saugperiode) wird infolge der im Innern eintretende Luftverdünnung durch den äußern Luftdruck Flüssigkeit in den Cylinder befördert und zwar durch Vermittelung eines die Pumpe mit der zu hebenden Flüssigkeit verbindenden Rohrs R (Saugrohr, Einfallrohr) unter Eröffnung eines nach innen aufgehenden Ventils V, bez. V1 (Saugventil), natürlich unter der Voraussetzung, daß die Saughöhe die Höhe einer von der Atmosphäre getragenen Säule der betreffenden Flüssigkeit nicht übersteigt. Die nachfolgende Verkleinerung des innern Cylinderraums durch Hineindringen des Kolbens zieht ein Ausstoßen der vorher
[Ξ]
* Pumpen.
* Fig. 1. Hubpumpe mit Steigrohr. Fig. 2. Gewöhnliche Hubpumpe. (Straßenbrunnen.) Fig. 3. Einfach wirkende Druckpumpe. Fig. 4. Liegende doppelt wirkende Pumpe. Fig. 5. Stehende doppelt wirkende Pumpe. Fig. 6. Liegende Pumpe mit Druckwindkessel. Fig. 7. Differentialpumpe. Fig. 8. Rittinger-Schachtpumpe. Fig. 11. Jauchenpumpe. Fig. 14. Wanddampfpumpe. Fig. 17. Liegende doppelt wirkende Schachtpumpe. Fig. 20. Rotationspumpe, Ansicht. Fig. 21. Rotationspumpe, Querschnitt. Fig. 23. Zentrifugalpumpe.
[462] angesaugten Flüssigkeit durch das Druckrohr (Steigrohr) S nach sich (Druckperiode). Dabei schließt sich sogleich anfangs das Saugventil, und ein andres nach außen aufschlagendes Ventil W, bez. W1 (Druckventil) öffnet der Flüssigkeit den Zugang zum Druckrohr. Je nachdem nun das Druckventil in dem Pumpenkörper (bezüglich einer damit in Verbindung stehenden Kammer) oder im Kolben angebracht ist, unterscheidet man Druckpumpen (Fig. 3–6) von Hubpumpen (Fig. 1, 2). Saugpumpen sind alle P., doch bezeichnet man wohl im gewöhnlichen Gebrauch speziell als Saugpumpen solche, die das Wasser hauptsächlich durch Saugen befördern, wie z. B. die gewöhnlichen Straßenpumpen.
Während die Größe der Druckhöhe einer Pumpe nur durch die Festigkeit des Pumpenmaterials beschränkt ist, darf man die Saughöhe (Wasser vorausgesetzt) füglich 6 m nicht übersteigen lassen, weil das Wasser wegen des nicht ganz dichten Verschlusses des Kolbens und der Ventile bis zu der ideellen Saughöhe von 10 m nicht nachfolgt. Bei andern Flüssigkeiten ändert sich die zulässige Saughöhe mit dem spezifischen Gewicht. Luftsäcke, d. h. Ansammlungen von Luft in dem Saugrohr und zwischen Saugventil und Kolben, können durch richtige Anordnung des Saugrohrs (stetiges Steigen bis zum Cylinder) und der Ventile vermieden werden. Der Cylinder (Kolbenrohr) besteht gewöhnlich aus Gußeisen und ist innen ausgeschliffen, seltener wird er aus Messing oder Kanonenmetall und nur bei rohen Anlagen aus Ahorn- oder Eichenholz gefertigt. In besondern Fällen (z. B. bei P. für Säuren) sind Materialien anzuwenden, welche von den betreffenden Flüssigkeiten nicht angegriffen werden, wie Steinzeug, Glas, Hartgummi etc. Dasselbe gilt auch bei den übrigen Pumpenteilen. Die Länge des Cylinders übertrifft den Kolbenhub mindestens um die Liderungsbreite des Kolbens, seine Weite variiert zwischen wenigen Zentimetern und mehreren Metern. Die Pumpenröhren bestehen aus Metall oder Holz; ihre Weite beträgt 2/5–2/3 des Kolbendurchmessers, und folglich ist die Geschwindigkeit des Wassers in diesen Rohren 9/4–25/4 mal so groß als die mittlere Geschwindigkeit des Kolbens. Letztere geht selten auf 0,1 m herab, sie beträgt gewöhnlich 0,25–0,4 m, steigt aber auch auf 0,8–1,0 m. Die richtige Wahl der Geschwindigkeitsverhältnisse in einer Pumpe bedingt hauptsächlich ihren guten Gang. Sind die Rohre einer Pumpe zu eng und daher die Wassergeschwindigkeit zu groß, so treten bei der intermittierenden Bewegung des (unelastischen) Wassers heftige Stöße auf (Wasserschlag), unter Umständen stark genug, um ganze Pumpenteile zu zertrümmern. Solche Stöße zu mildern, hat man außer der Anwendung gehörig weiter Rohre noch in den Windkesseln ein Mittel. Es sind das starkwandige eiserne, geschlossene Gefäße, durch deren untern Teil das fluktuierende Wasser hindurchgeleitet wird (Z in Fig. 6 u. 8 der Tafel). Die über demselben stehen bleibende atmosphärische Luft bildet ein federndes, die Wucht der Stöße verringerndes Kissen. Je nachdem nun die eingeschlossene Luft ihre Federkraft bei der Kompression oder bei der Expansion zu äußern hat, unterscheidet man Druckwindkessel und Saugwindkessel. Erstere werden in die Druckrohrleitung, zuweilen mehrfach, eingeschaltet, letztere finden im Saugrohr ihre Stelle. Das Saugrohr wird an seiner untern Mündung ausgerundet, um die Kontraktion des eintretenden Wassers aufzuheben, und erhält, damit keine festen Körper zwischen die Ventile gelangen, noch ein Siebblech. Die Ventile sitzen in besondern Kammern, den Ventilkammern, die mit den Saug- und Steigrohren ein Ganzes bilden, aber leicht geöffnet werden können, damit man zu den Ventilen gelangen kann. Zur Verwendung kommen bei P. alle Arten von Ventilen (s. d.). Sie müssen stets so konstruiert sein, daß ihre Durchgangsöffnung einen Querschnitt von mindestens demjenigen des Rohrs aufweist, in welchem sie angebracht sind. Dabei muß ihre Hubhöhe möglichst gering gehalten werden, damit sie sich schnell schließen können, ein Umstand, der bei großen P. durch Anwendung zusammengesetzter Ventile (Ringventile) herbeigeführt wird. Unter diesen haben sich die Thomeczekschen Etagenventile in letzter Zeit ganz besonders gut bewährt. Am gebräuchlichsten sind metallene, speziell bronzene (Klappen- und Hub-) Ventile, welche auf metallene Ventilsitze aufgeschliffen sind. Bei sandigem Wasser wendet man auch, um eine dauernde Dichthaltung zu erzielen, zwischen Ventil und Sitz lederne Zwischenlagen an. Kautschukventile auf gegittertem Sitz, wie in Fig. 4, sind nur für geringe Wasserpressungen verwendbar, da sie bei höherm Druck durch die Gitterung hindurchgedrückt werden und zerreißen.
1) Hubpumpen benutzen die Druckperiode nur dazu, das während einer Saugperiode unter den Kolben getretene Wasser durch das Kolbenventil auf die andre Seite des Kolbens strömen zu lassen, zum Weiterbefördern dieses Wassers aber erst die folgende Saugperiode. Sie bieten deshalb einen sehr ungleichmäßigen Arbeitswiderstand dar, indem beim Herabgehen des Kolbens nur Reibungswiderstände, beim Heraufgehen aber außer diesen der Druck der Saug- und Druckhöhe zu überwinden ist. Anwendung finden sie da, wo es sich um die Förderung auf geringe Druckhöhen handelt. Fig. 1 und 2 der Tafel zeigen solche P. Der Luftdruck treibt das Unterwasser U beim Aufgang des Kolbens K durch das Saugrohr R und das geöffnete Saugventil V in den Cylinder C, während das Kolbenventil durch den Druck des darüberstehenden Wassers geschlossen gehalten wird. Das über dem Kolben stehende Wasser wird dabei gehoben. Beim Kolbenniedergang schließen sich zunächst die Saugventile, und durch die aufschlagenden Kolbenventile strömt das angesaugte Wasser über den Kolben, um bei dem folgenden Aufgang des Kolbens gehoben zu werden. Fig. 2, eine für Straßenbrunnen gebräuchliche Pumpenkonstruktion, zeigt einen oben offenen Cylinder mit kurzem Ausgußrohr O, in Fig. 1 dagegen (bei Wasserstationen der Eisenbahnen in Gebrauch) ist der Cylinder oben geschlossen, und das Wasser gelangt durch ein besonderes Steigrohr S zur Ausflußöffnung O. Die Kolbenstange ist in eine Stopfbüchse des Cylinderdeckels geführt, damit das im Steigrohr stehende Wasser nicht entweichen kann.
2) Druckpumpen befördern das in einer Saugperiode aufgenommene Wasser sofort bei der folgenden Druckperiode in das Druckrohr (Steigrohr), deshalb verteilen sich bei diesen P. die Widerstände gleichmäßiger auf beide Perioden als bei den Hubpumpen. Es werden diese P. ausschließlich angewendet, wenn es sich um die Erzeugung eines großen Druckes handelt, wie bei den hydraulischen Pressen, Speisepumpen etc. Fig. 3 zeigt eine Pumpe mit Massivkolben (Mönchskolben, Plunger) K, wie solche unter anderm als Speisepumpen für Dampfkessel verwendet werden. Hier sind die Ventile in einem gesonderten Gehäuse, dem Ventilkasten M, untergebracht, welcher nicht axial, sondern oben tangierend [463] an den Cylinder C schließt, damit bei dessen liegender Stellung keine Luft in ihm bleibe. Solche Luftansammlungen sind, wie schon erwähnt, bedeutende Mißstände; sie wirken, indem sie sich in der Saugperiode ausdehnen, in der Druckperiode komprimieren, darauf hin, daß die Wasserlieferung einer Pumpe bedeutend verringert, ja selbst auf Null reduziert werden kann. Will man einen stetigern Ausfluß des Wassers erhalten, so wendet man doppelt wirkende P. (oder eine Vereinigung mehrerer einfach wirkender P.) an. Fig. 4–6 zeigen solche doppelt wirkende P., welche, während sie auf einer Seite der Pumpe saugen, auf der andern drücken, und umgekehrt. K Kolben, R Saug-, S Steigrohr, beide mit beiden Enden des Pumpencylinders C in Verbindung stehend. An jedem Ende des Cylinders befindet sich ein Saugventil (V u. V1) und ein Druckventil (W u. W1). Erstere öffnen sich nur nach innen, letztere nur nach außen, folglich öffnet sich bei einem Kolbenschub auf der einen Seite das Saug-, auf der andern das Druckventil. Fig. 6 ist mit einem Druckwindkessel Z versehen.
Von eigentümlichen Pumpenkonstruktionen sind besonders folgende erwähnenswert: die einfach saugende und doppelt drückende Pumpe von Carret und Marshall (Fig. 7), auch Differentialpumpe genannt, steht zwischen Druck- und Hubpumpen. Bei ihr besitzt der Plungerkolben KK am untern Ende einen Ventilkolben von doppelt so großem Querschnitt als ersterer, C ist der Cylinder, R Saugrohr, V Saugventil, S Steigrohr, W Druckventil. Beim Hinaufgehen des Kolbens wird die Differenz der Kolbenquerschnitte auf das Fortschaffen des Wassers einwirken, während gleichzeitig das doppelte Wasserquantum unter dem Kolben angesogen wird. Geht der Kolben abwärts, so drückt er die Hälfte des unter dem Ventilkolben befindlichen Wassers ins Steigrohr, während die andre Hälfte den ringförmigen Raum über dem Kolben füllt. – Für die tiefen Schächte der Bergwerke kommt häufig die Rittingersche Schachtpumpe mit hydraulischem Gestänge (Fig. 8) in Verwendung. Bei dieser bildet der untere Teil des Steigrohrs S den Kolben, welcher in den Cylinder C mittels einer Stopfbüchse eintritt, während das Wasser durch die hohle Kolbenstange S, welche durch die Zapfen P auf- und niederbewegt wird, in das Gehäuse G und zum Ausguß bei O gelangt. Auf diese Weise erspart man sich die an gewöhnlichen P. nötigen langen und kostspieligen eisernen Gestänge, d. h. Verbindungsstangen
* Fig. 9. Fijnjesche Kastenpumpe.
zwischen dem Pumpenkolben und der Betriebsmaschine. Der eingeschaltete Windkessel Z mildert die Schläge des Druckventils W. – Die Californiapumpe ist wegen ihrer äußerst kompendiösen Anordnung, ihrer guten Wirkung und wegen ihrer leicht zugänglichen Ventile für Haushaltungsbedarf und für kleinere Wasserversorgungen sehr beliebt. Die Fijnjesche Kastenpumpe (Textfig. 9) bezweckt die Förderung sehr großer Wassermengen auf geringe Höhen, eine Aufgabe, die besonders bei Entwässerungen von Niederungen vorliegt. Der mächtige Cylinder a ist in einem eisernen Kasten b aufgehängt, welcher durch eine Mittelwand in zwei Abteilungen getrennt ist und in zwei Seitenwänden zwei Sätze Saugventile c und zwei Sätze Druckventile d aufnimmt, deren jeder aus 12–16 Klappen besteht. Die Pumpe fördert das Unter- oder Binnenwasser A ins Ober- oder Außenwasser B, indem sie (wie durch Pfeile angedeutet) beim Kolbenniedergang durch den obern Saugventilsatz ein Wasserquantum in den obern Cylinderraum ansaugt und zugleich ein andres Quantum aus dem untern Cylinderraum durch den untern Druckventilsatz hinausdrückt, während sie beim folgenden Kolbenaufgang die beiden andern Ventilsätze in Thätigkeit treten läßt. – Die Priesterpumpe (Sackpumpe), eine Pumpe, die aus einem Gefäß mit biegsamen (ledernen) Wänden besteht, welches mit Druck- und Saugventil versehen ist und, auf irgend eine Weise, etwa durch Auftreten mit dem Fuß, zusammengedrückt, das durch vorheriges Ausdehnen
* Fig. 10. Schiettingersche Schieberpumpe.
angesaugte Wasser in die Höhe hebt, findet bei kleinen Gartenspritzen Verwendung. – Die Schiettingersche Schieberpumpe (Latrinenpumpe, Textfig. 10) enthält statt der Ventile einen Schieber a (Muschelschieber) nach Art der Verteilungsschieber der Dampfmaschinen und ist mit dessen Hilfe im stande, Schmutzklumpen enthaltende Flüssigkeiten, besonders den Inhalt von Latrinen, zu heben. Bei der Bewegung des Schiebers zerschneidet ein an diesem befestigtes Messer unter Mitwirkung eines feststehenden Messers die Klumpen, welche bei Anwendung von Ventilen unfehlbar durch Verstopfung die Wirkung der Pumpe aufheben würden. b ist der Pumpencylinder, c der Kolben, d die Pumpenkurbel, e eine Räderübersetzung, f‌f Handkurbeln zum Antrieb. – Die in Fig. 11 der Tafel abgebildete Vorrichtung zum Auspumpen von Jauche, welche in die Kategorie der Paternosterwerke gehört und genau als Kolbenkunst zu bezeichnen wäre, ist hier nur deshalb abgebildet, weil sie ganz allgemein Jauchenpumpe genannt wird. Bei ihr wird durch die Bewegung eines oben angebrachten Kettenrades mittels einer Handkurbel eine in regelmäßigen Abständen mit Kolben versehene endlose Kette in Bewegung gesetzt derart, daß die in einem senkrechten Rohr aufsteigenden Kolben die Jauche mit emporreißen und durch eine oben befindliche Rinne zum Abfluß bringen.
[464] Die Kolbenpumpen werden durch sehr verschiedene Kräfte und unter Zuhilfenahme sehr verschiedener Mechanismen in Bewegung gesetzt. Für den Betrieb mit Menschenkraft eingerichtet, sind sie entweder
| Fig. 12. Krücken­pumpe. | Fig. 13. Straßen­brunnen. |
* Fig. 13a. Baupumpe.
Krückenpumpen, deren oberes Kolbenstangenende einfach mit einem quer hindurchgesteckten Griffe versehen ist (Textfig. 12, eine einfache Baupumpe mit Saugkopf a, deren Stiefel in primitivster Weise aus vier Brettern zusammengenagelt ist), od. Hebelpumpen (Schwengel-, Balancierpumpen), deren Kolbenstangen mit Hebeln in Bewegung gesetzt werden (s. den Straßenbrunnen, Textfig. 13, mit Schwengel, und die zweistiefelige Baupumpe, Fig. 13a, mit Balancier), oder Kurbelpumpen, die mit Hilfe von Kurbeln oder Exzentern bewegt werden (Fig. 1 und 10). Maschinelle Kräfte werden meist durch Kurbelmechanismen oder Balanciers, aber auch bei geradlinig hin- und hergehenden Motoren (Dampfmaschinen) direkt durch Kolbenstangen auf die Pumpenkolben übertragen. Die mechanisch bewegten P. heißen Transmissionspumpen, wenn sie von einer Wellenleitung aus mittels Riemen, Zahnräder etc. oder von sonst irgend einer Transmission, an welche außerdem noch andre Maschinen gehängt sind, betrieben werden. Speziell Dampfpumpen sind solche P., die durch eine besondere Dampfmaschine betrieben werden; dabei unterscheidet man Dampfpumpen mit Hilfsrotation, bei welchen die Steuerung des Dampfcylinders von einer rotierenden Schwungradwelle aus bewirkt wird, und solche ohne Hilfsrotation, auch wohl direkt wirkende Dampfpumpen genannt, bei welchen die Bewegung der Steuerung ohne Einschaltung einer Schwungradwelle vom Dampfkolben oder gewöhnlicher von der Kolbenstange abgeleitet wird. Fig. 14 der Tafel zeigt eine kleine, mittels einer Platte an der Wand zu befestigende Pumpe mit Hilfsrotation (sogen. Wanddampfpumpe). Die Kolbenstange des oben angebrachten Dampfcylinders bildet in ihrer Verlängerung zugleich den Pumpenkolben und bewegt mittels eines seitlich (in der Figur rechts) angebrachten, besonders geführten Querhauptes das Schwungrad, dessen Welle am andern Ende (in der Figur links) eine kleine Kurbel zur Bewegung des Dampfverteilungsschiebers trägt. Derartige P. werden unter anderm vielfach als Kesselspeisepumpen benutzt. In Textfig. 15 ist eine Balancierdampfpumpe mit Hilfsrotation von Klein, Schanzlin und Becker in Frankenthal dargestellt. Hier ist a der Dampfcylinder, b der Balancier, c die Schwungradwelle mit Kurbel d und Schwungrad e, f‌f′ sind die P., zu beiden Seiten der zugleich als Windkessel dienenden Säule g für den Balancier angeordnet und von diesem durch die Stangen hh′ betrieben, i ist der gemeinschaftliche Ventilkasten, k die Grundplatte, l das Fundament. Eine Dampfpumpe ohne Hilfsrotation von Tangye Brothers (sogen. Tangye-Pumpe) ist in Textfig. 16 abgebildet. Der Dampfkolben a ist mit dem Kolben der Pumpe b durch eine gemeinschaftliche Kolbenstange verbunden. Die gleichzeitige Hin- und Herbewegung beider Kolben wird mit Hilfe des Dampfverteilungsschiebers c hervorgebracht, welcher seinerseits die entsprechende Verschiebung durch zwei nicht ganz dicht schließende Steuerkolben dd empfängt, die durch den Dampfdruck hin- und hergeschoben werden, je nachdem der Dampfkolben a gegen das Ende jedes
* Fig. 15. Balancierdampfpumpen.
Hubes das eine oder das andre der kleinen Dampfventile f‌f aufstößt u. dadurch mittels der Kanäle ee den Dampf an den äußern Seiten der Kolben dd entweichen läßt.
In sehr großem Maßstab ausgeführt, werden die Dampfpumpen als Wasserhebemaschinen für städtische Wasserwerke u. für Bergwerke verwendet (im letztern Fall Wasserhaltungsmaschinen oder Dampfschachtpumpen genannt). Bei diesen sind die ohne Hilfsrotation arbeitenden Pumpensysteme in Form von sogen. Kataraktmaschinen ganz besonders ausgebildet (s. Dampfmaschine, S. 469). Doch verwendet man auch vielfach P. mit Hilfsrotation, der Gang zwar nicht in so weiten Grenzen wie bei jenen, der zu bewältigenden Wassermenge entsprechend, geregelt werden kann, welche dagegen den Vorteil eines durch die Schwungradkurbel bestimmt begrenzten Hubes und einer weniger komplizierten Steuerung haben. Fig. 17 der Tafel gibt ein Bild von einer doppelt wirkenden Schachtpumpe mit Rotation. Am vorteilhaftesten sind die Kleyschen Wasserhaltungsmaschinen mit unterbrochener Rotation (s. Dampfmaschine, S. 469).
[465] Kolbenpumpen sind im stande, Flüssigkeiten auf beinahe unbegrenzte Höhen zu heben, weshalb sie vor allen andern P. da an der Stelle, ja vielfach die einzig brauchbaren sind, wo es sich um große Hubhöhen oder starken Druck handelt. Speziell werden sie verwendet zur Beschaffung von Trinkwasser, Waschwasser etc., vom einfachen Straßenbrunnen an bis zu den großen Wasserwerken der Gegenwart, zur Entwässerung und Bewässerung von Ländereien, zum Betrieb von Springbrunnenanlagen, zur Entfernung der unterirdischen Gewässer aus Gruben, der sogen. Wasserhaltung (Wasserhaltungsmaschinen, Schachtpumpen), zur Förderung von Salzsole, Petroleum und andern flüssigen Mineralschätzen, zum Betrieb hydraulischer Pressen und Kräne, zur Speisung von Dampfkesseln und ähnlichen Zwecken. Diese außerordentlich vielseitige Verwendung haben die Kolbenpumpen außer ihrer Brauchbarkeit für die verschiedensten Förderhöhen noch dem Umstand zu verdanken, daß sie verhältnismäßig wenig Betriebskraft beanspruchen, indem ihr Wirkungsgrad 0,6–0,75, ja bei sehr sorgfältiger Ausführung 0,8 und darüber beträgt.
* Fig. 16. Tangye-Pumpe.
Den schwächsten Punkt der Kolbenpumpen bilden die Ventile, welche mannigfachen Störungen durch Abnutzung, durch Eindringen fester Körper etc. ausgesetzt sind, wodurch eine Verminderung der Leistung oder sogar gänzliches Versagen der P. herbeigeführt werden kann. Deshalb macht man die Ventile möglichst leicht zugänglich, um Reparaturen schnell ausführen zu können, und ersetzt sie, wenn es sich um Hebung schmutziger Flüssigkeit handelt, durch Schieber.
B. Rotationspumpen arbeiten entweder mit rotierenden
* Fig. 18. Pumpe mit rotierendem Kolben.
Kolben oder mit zwei in einem Gehäuse (Kapsel) eingeschlossenen, Zahnrädern ähnlichen Körpern (Kapselräder). Ihre Kolben, bez. Radkörper verrichten zugleich die Funktionen von Ventilen. Textfig. 18 zeigt eine Pumpe mit rotierendem Kolben: a Cylinder, b eine um eine außerhalb der Cylinderachse liegende Achse drehbare Trommel mit dem rotierenden Kolben cd, die in b in der Richtung eines Durchmessers verschiebbar sind u. durch
* Fig. 19. Kapselpumpe.
eine Feder stets gegen a gedrückt werden. Das Wasser tritt bei der Rotation unter der Einwirkung des Luftdrucks durch die Öffnung e in den Raum, der zwischen dem Cylinder, der Trommel u. dem Kolben c liegt u. der sich so lange vergrößert, bis der andre Kolben d die Eintrittsöffnung e passiert hat. Das so angesaugte Wasser wird, sobald c vor der Öffnung f vorbeigegangen ist, durch diese hinausgedrückt, während nun auf der Seite von d die Saugperiode verläuft, etc. Textfig. 19 zeigt eine Kapselpumpe. In einem Gehäuse a befinden sich nach Art der Zahnräder profilierte Körper kk, die außerhalb der Kapsel a zur Sicherung der gegenseitigen Drehung mit gewöhnlichen Zahnrädern verbunden sind. Das zwischen die Profile und die Kapsel auf der einen Seite bei b eintretende Wasser wird längs der Kapselwände in der Richtung der Pfeile emporgedrückt und geht bei c wieder aus der Pumpe in eine Druckleitung. In ähnlicher Weise funktioniert die durch Fig. 21 im Querschnitt, durch Fig. 20 der Tafel in der äußern Ansicht dargestellte Pumpe, bei welcher der Weg des Wassers durch Pfeile angedeutet ist. – Die Rotationspumpen werden entweder mittels Kurbeln von Hand (z. B. als Bierpumpen) oder mittels Riemenscheiben von einer Transmissionswelle aus angetrieben. Sie haben nur eine beschränkte Verbreitung, weil sie, obwohl ohne Ventile, doch schwer dicht zu halten sind.
C. Zentrifugalpumpen, Kreiselpumpen bestehen aus einem in einem Gehäuse schnell umlaufenden (gewöhnlich vertikalen, bei großen P. auch horizontalen) Schaufelrad mit Saugrohr und Druckrohr. Das zentral eingeleitete Wasser tritt von innen zwischen die Schaufeln und wird durch die bei der Rotation
* Fig. 22. Zentrifugalpumpe.
auftretende Zentrifugalkraft aus dem Rad heraus nach außen ins Steigrohr getrieben. Die Zentrifugalpumpen können also etwa als umgekehrte Turbinen angesehen werden. Textfig. 22 u. Fig. 23 der Tafel zeigen eine Zentrifugalpumpe: a Schaufelrad, b Gehäuse, c Saugrohr, bei d in das Schaufelrad führend, e Druckrohr. Die allmähliche Erweiterung des Zwischenraums zwischen Gehäuse b und Rad a hat den Zweck, bei der Überführung des Wassers ins Steigrohr e Druckverluste (durch Wirbelbewegungen) zu verhüten. Zu gleichem Zweck wird bei großen horizontalen Zentrifugalpumpen oft ein vollständiger Leitschaufelapparat, ähnlich dem der Turbinen, angebracht. – Die Geschwindigkeit, mit welcher das Wasser aus dem Rade [466] tritt, muß um so größer sein, auf je größere Höhen es steigen soll. Zur Vermeidung allzu großer Rad- u. Wassergeschwindigkeiten wendet man daher Zentrifugalpumpen nur für mäßige Höhen an. Sie sind dann sehr leistungsfähig und können auch für unreines und sandiges Wasser verwendet werden, da sie keine Ventile haben. Ihre große Einfachheit und Leistungsfähigkeit bei kleinen Dimensionen, verknüpft mit geringen Anschaffungs- und Reparaturkosten, hat ihnen, obgleich ihr Wirkungsgrad geringer als der der Kolbenpumpen ist (etwa 0,50–0,67), überall da Eingang verschafft, wo es sich darum handelt, große Wassermengen auf mäßige Höhen zu werfen, z. B. zum Auspumpen von Baugruben, zum Entwässern von Thongruben, zum Entwässern und Bewässern von Ländereien, als Schiffsleckpumpen etc. Der Antrieb erfolgt von irgend einer Kraftmaschine (in der Regel Dampfmaschine) mittels Riemen oder, wie die Anordnung in Fig. 23 ersehen läßt, in der Weise, daß eine Dampfmaschine mit ihrer Bleuelstange direkt an einer Kröpfung der Pumpenwelle angreift.
D. Über die Strahlpumpen, welche einen Wasser-, Luft- oder Dampfstrahl, der in geeigneter Weise in ein Saug- und Druckrohr eingeleitet wird, zum Fortreißen der Flüssigkeit benutzen, s. Injektor und Strahlapparate. – Über die Geschichte der P. s. Wasserhebemaschinen. Vgl. Jeep, Der Bau der P. und Spritzen (Leipz. 1871); v. Hauer, Die Wasserhaltungsmaschinen der Bergwerke (das. 1879); Fink, Brunnenanlagen, Kolben- und Zentrifugalpumpen etc. (2. Aufl., Berl. 1878); Mannlicher, P. und Feuerlöschapparate in Philadelphia (Wien 1876 bis 1877); Colyer, Pumps and pumping machinery (Lond. 1882–87, 2 Bde.); Poillon, Traité des pompes et machines à élever les eaux (Par. 1883).
Ergänzungen und Nachträge :
| Band 17 (1890), Seite 691–692 ||
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[691] Pumpen. Unter den direkt wirkenden Dampfpumpen (vgl. Bd. 13, S. 464) erfreut sich die sogen. Duplex-Pumpe nach Worthingtons System (Worthington-Pumpe) einer wachsenden Beliebtheit. Dieselbe besteht aus zwei nebeneinander angeordneten Dampfpumpen (Fig. 1 u. 2, S. 692), welche in der Weise gesteuert werden, daß die Kolbenstange der einen Pumpe (I) den Dampfverteilungsschieber der andern (II) bewegt und umgekehrt. Die Kolbenstange b′ der Pumpe I verbindet den einen Dampfkolben a direkt mit dem zugehörigen Pumpenkolben c, die andre b der in Fig. 1 nicht sichtbaren Pumpe II den andern Dampfkolben mit seinem Pumpenkolben. Die Kolbenstange b′ der Pumpe I steht durch das aufgekeilte Stück d′, Koppel e′, Hebel t′, die im Pumpengestell i gelagerte Welle g′, Hebel h und Stange k mit dem Dampfschieber der in Fig. 1 verdeckten Pumpe II in Verbindung, ebenso die Kolbenstange b der letztern durch d, e, f, g, h′ und k′ mit dem Schieber m der Pumpe I. Befinden sich die Kolben der Pumpe II auf ihrem Weg von links nach rechts in der Mittelstellung, so ist auch der Schieber m der Pumpe I durch die genannten Verbindungsglieder von links nach rechts gerade in die Mittelstellung verschoben und schließt die beiden Dampfkanäle n und p ab. Geht dann der Kolben der Pumpe II noch etwas weiter nach rechts, so nimmt er auch den Schieber m mit, so daß die Kanäle n und p von links her sich öffnen (Fig. 1), frischer Dampf durch n hinter den Kolben a treten und der vom vorigen Hub rechts von a befindliche Dampf durch p und q entweichen kann. Während daher Pumpe II ihren Hub nach rechts vollendet, setzt sich Pumpe I in [692] Bewegung (gleichfalls nach rechts) und nimmt dabei den Schieber der Pumpe II mit, derart, daß die Linksbewegung der letztern eingeleitet wird, wenn Pumpe I ihre Mittelstellung überschreitet. Darauf bewirkt wieder der Kolben der Pumpe II, in der Mittelstellung angekommen, die Linksbewegung der Pumpe I etc. Die Kolbenbewegungen folgen sich also ungefähr in derselben Reihenfolge wie bei einer Zwillingspumpe
| Fig. 1. Längsschnitt. | Fig. 2. Querschnitt. |
| Fig. 1 und 2. Duplex-Pumpe nach Worthingtons System. |
mit Rotation, deren Kurbeln um 90° versetzt sind. Die eine Pumpe beginnt die Bewegung, wenn die andre sie endigen will. Hieraus ergibt sich einerseits auch bei Abwesenheit eines Windkessels eine stoßfreie Bewegung des Wassers in der Rohrleitung, anderseits die Möglichkeit, die Pumpe in jeder Stellung ohne Nachhilfe in Gang setzen zu können, was bei andern direkt wirkenden P. nicht der Fall ist. Am Ende jedes Hubes muß jede Pumpe warten, bis die andre Pumpe die Mittelstellung erreicht hat, um den neuen Hub beginnen zu können. Diese Pause gestattet den Ventilen, sich ohne Stoß zu schließen. Die Duplex-P. werden für alle möglichen Zwecke angewandt, als Speisepumpen, Feuerspritzen, für Wasserstationen, Wasserhaltung und Wasserversorgung etc. Nahezu 40 Proz. der gesamten Wasserversorgung in den Vereinigten Staaten von Nordamerika werden durch sie geleistet. Für große Anlagen werden sie auch als Verbund- (Compound-) Maschinen ausgeführt, derart, daß der in dem kleinen Dampfcylinder der Pumpe I verbrauchte Dampf in dem größern Dampfcylinder der Pumpe I durch Expansion zu erneuter Wirkung gelangt. – Die Duplex-Pumpe erregte schon auf der Londoner Ausstellung 1862 Aufsehen, kam dann aber in Vergessenheit, um erst später (in Deutschland in den letzten Jahren) allgemeine Anerkennung und Verbreitung zu finden. Sie werden gebaut in England von der Worthington Pumping Engine Co. in London, in Deutschland von Weise u. Monski in Halle a. S., von der Berlin-Anhaltischen Maschinenbau-Aktiengesellschaft, von Klein, Schanzlin u. Becker in Frankenthal u. a.
Wenn Flüssigkeiten gehoben werden sollen, welche bei Anwendung von Kolbenpumpen entweder durch mechanisch mitgerissene Teilchen (z. B. Sand) oder infolge ihrer chemischen Beschaffenheit (Säuren, Laugen) die Kolbendichtung schnell zerstören würden, so empfiehlt sich die Anwendung von Membranpumpen. Diese bestehen aus einem zwischen die Saug- und Druckleitung eingeschalteten, nach Art einer einfach wirkenden Pumpe mit einem Saug- und einem Druckventil ausgestatteten, jedoch kolbenlosen Rohr, an dessen Wandung sich ein linsenförmiges Gehäuse anschließt, welches durch eine Gummimembran in zwei Räume geteilt ist. Der eine (untere) derselben steht mit dem Ventilrohr, der andre (obere) mit einem Pumpenstiefel in Verbindung, welcher nur einen Mönchskolben (Tauch-, Plungerkolben), aber keine Ventile hat. Wird daher der Kolben auf irgend eine Weise durch eine beliebige Kraft hin und her bewegt, so wird bei jedem Niedergang des Kolbens das zwischen diesem und der Membran dauernd eingeschlossene Wasser derart gegen letztere gepreßt, daß sie, sich aufblähend, in den untern Teil des linsenförmigen Gehäuses eintritt und dadurch auf die in dem Ventilrohr befindliche Flüssigkeit drückt, so daß ein Teil derselben durch das Druckventil in die Druckleitung entweicht. Beim Aufgang des Kolbens jedoch wird die Membran in den obern Gehäuseteil hineingesaugt und wirkt dabei saugend auf die unter ihm stehende Flüssigkeit, was den Eintritt einer Flüssigkeitsmenge durch das Saugventil in das Ventilrohr zur Folge hat. Beim nächsten Niedergang des Kolbens wird eine entsprechende Flüssigkeitsmenge durch das Druckventil hinausgepreßt. Die Gummimembran verhindert also nur die Berührung der ätzenden oder reibenden Flüssigkeit mit dem Kolben und seiner Dichtung, bringt aber sonst in der abwechselnd erfolgenden Saug- und Druckwirkung, wie sie bei jeder gewöhnlichen einfach wirkenden Pumpe ohne Membran stattfindet, eine Abänderung nicht hervor. Natürlich müssen die außer der Gummimembran noch mit der schädlich wirkenden Flüssigkeit in Berührung kommenden Teile (Ventile, Saug- und Druckleitung, Membrangehäuse) aus widerstandsfähigem Material (je nach der Beschaffenheit der Flüssigkeit aus Bronze, Hartblei, Hartgummi, auch wohl Glas, Steinzeug) hergestellt sein. Derartige P. werden sowohl für Hand- als für Maschinenbetrieb von Blancke u. Komp. in Merseburg, Wegelin u. Hübner in Halle, Klein, Schanzlin u. Becker in Frankenthal, Schütz u. Hertel in Wurzen geliefert. – Zur Litteratur: Hartmann, Die P., Berechnung und Ausführung (Berl. 1889).
Jahres-Supplement 1890–1891 :
| Band 18 (1891), Seite 753–754 ||
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[753] Pumpen. Eine eigentümliche Form zeigen die Stiefel der Farcotschen P. (Fig. 1). Sie sind nämlich nicht, wie üblich, cylindrisch, sondern bilden einen Umdrehungsparaboloid. Die Pumpenkolben K sind als Plunger (Mönchskolben) ausgeführt und an den Enden abgerundet. Durch diese Ausführungsform wird es möglich, dem Kolben eine große Geschwindigkeit zu erteilen, also die P. sehr schnell laufen zu lassen, ohne daß das Wasser diese annehmen muß, wodurch die sonst auftretenden hydraulischen Stöße vermieden werden sollen. Wenn der Kolben sich von der punktierten Anfangsstellung aus nach rechts bewegt, muß das den frei werdenden Raum ausfüllende Wasser vom Saugrohr S her in umgekehrter Richtung durch den ringförmigen Querschnitt zwischen Kolben und Cylinderwand zuströmen. Die Kolbengeschwindigkeit wächst nun vom Anfang bis zur Mitte des Hubes, mithin auch die in gegebener Zeit zuströmende Wassermenge; dem entsprechend wird aber auch der erwähnte ringförmige Querschnitt größer, so daß die Geschwindigkeit des Wassers stets eine mäßige bleibt. Nachdem die Wasserteile jenen Querschnitt passiert haben, müssen sie sich hinter dem Kolben in radialer Richtung gegen die Stiefelachse bewegen, und um die Geschwindigkeit auch dieser Bewegung zu mäßigen, ist das Kolbenende abgerundet.
Um die Leistung einer Pumpe nach Bedarf verändern zu können, macht man in der Regel den Kurbelzapfen auf der Kurbel in radialer Richtung verstellbar. Bei einer solchen Einrichtung ist es jedoch jedesmal, wenn eine Abänderung erfolgen soll, erforderlich, die Pumpe vorher anzuhalten. Um dies zu vermeiden, lassen Rousseau und Balland zwei Tauchkolben (Plunger) in einem gemeinschaftlichen Pumpenstiefel arbeiten, der mit einem Saug- und einem Druckventil versehen ist. Die Kolben werden von einer Welle aus mittels zweier Exzenter angetrieben,
* Fig. 1 Farcotsche Pumpe.
deren eins auf der Welle festsitzt, während das andre eine auf der Welle längsverschiebbare Hülse, die außen ein flaches Schraubengewinde trägt, umgreift, wobei es durch Anläufe gegen Verschiebung in der Richtung der Wellenachse gesichert ist. Die Hülse trägt eine Nute, in welche die Gabel eines Stellhebels eingreift. Bei einer Verschiebung der Hülse wird das Exzenter, dessen Bohrung die Mutter zu dem Gewinde der Hülse bildet, dem Gewinde entsprechend gedreht, also zu dem feststehenden verstellt. Hierdurch wird aber die Leistung der Pumpe geändert. Wenn die Exzenter unter einem Winkel von 0° gegeneinander stehen, also gleichgerichtet sind, so ist die Leistung der beiden Kolben die größte und zwar ebenso groß, als ob sie zwei verschiedenen Pumpen angehörten. Stehen sie aber unter 180°, so hebt sich ihre Wirkung gegenseitig auf, denn wenn der eine Kolben aufgeht, geht der andre nieder und zwar mit derselben Geschwindigkeit wie jener. Stehen sie nun in einem Winkel zwischen 0 und 180°, so liegt auch ihre Leistung zwischen 0 und dem Maximum. Bei einem Winkel von 90° würden sie etwa die Hälfte des Maximums leisten. Für die Verwendung im großen wird diese Pumpenanordnung allerdings nicht geeignet sein, da die Reibung zwischen Hülse und Stellhebel, zwischen Hülse und Exzenter, bez. zwischen den Exzentern und ihren Bügeln zu groß werden würde.
Hauarte und Ballant in Mons suchen gleichfalls einen sehr schnellen stoßfreien Gang der Pumpen zu erreichen und zwar durch entsprechende Gestaltung der Zu- und Abflußwege des Wassers (Saug- und Druckrohr). Das Saugrohr ist unten am Saugkopf [754] sehr weit, verengert sich dann bis zu den Pumpenquerschnitt, erweitert sich noch einmal allmählich nach dem Saugventil hin und verengert sich wieder bis zum Eintritt in die Pumpe. Eine entsprechende Erweiterung von der Pumpe bis zum Druckventil und Wiederverengerung bis zum Windkessel zeigt auch das Druckrohr. Das Wasser tritt demnach mit geringer Geschwindigkeit ins Saugrohr ein und erlangt infolge der Verengerung des Saugrohrs allmählich die Geschwindigkeit des Kolbens. Es verringert dann wieder seine Geschwindigkeit bedeutend, bevor es zum Saugventil gelangt, läßt sie aber dann wieder bis zur Kolbengeschwindigkeit wachsen. Es tritt ferner mit diesem aus der Pumpe aus, fließt dann allmählich langsamer bis zum Druckventil, um dann noch einmal beschleunigt zu werden, bis es im weitern Verlauf des Druckrohrs eine konstante Geschwindigkeit behält. Durch die Verlangsamung der Wassergeschwindigkeit in der Nähe der Ventile wird eine ruhige, stoßfreie Bewegung der Ventile bezweckt. Nach angestellten Versuchen soll die Pumpe noch bei 300 Doppelhuben in der Minute ohne Stoß arbeiten. Wenn sie mit 200 Doppelhuben in der Minute arbeitet, soll sie bei einer Druckhöhe von 2–3 m 10 Proz. Wasser mehr fördern.
Zum Pumpen von Milch haben Lehfeldt u. Leutsch in Schöningen eine Milchpumpe angegeben, welche sich durch Einfachheit und Zugänglichkeit aller Teile auszeichnet, und bei welcher darauf gesehen ist, daß jede Berührung der Milch mit Öl peinlich vermieden wird. Eine wagerecht gelagerte Welle a (Fig. 2) trägt
* Fig. 2. Milchpumpe von Lehfeldt und Leutsch.
an ihrem einen Ende einen Taucherkolben b, an ihrem andern in der Figur abgebrochenen Ende eine Riemenscheibe. Der Taucherkolben taucht ohne Stopfbüchse, nur dicht eingeschliffen in den Pumpenstiefel c, der unten einen zum Saugrohrstutzen e führenden Saugschlitz d ohne Saugventil, oben im Druckrohrstutzen f ein Kugelventil g hat. Der Pumpenstiefel ist mit Handschrauben am Gestell h befestigt, also leicht abzunehmen. Auch Saug- und Druckrohr lassen sich durch Lösen von Überwurfmuttern m leicht entfernen. Die hin und her gehende Kolbenbewegung wird ohne Kreuzkopf, Geradführung, Lenkstange etc. in folgender Weise erzielt. Auf der Welle a sitzt ein in sich zurückkehrender Schraubengang i, der am Gestell h in einer Ölschale k seinen Stützpunkt findet. Dreht sich die Welle, so bringt dieser Schraubengang den Kolben vor und wieder zurück. Die zugleich erfolgende Drehbewegung des Kolbens ist ohne Einfluß auf die Wirkung der Pumpe. Beim Vorgehen des Kolbens in der Pfeilrichtung (Druckperiode) wird zuerst etwas Milch durch den offenen Saugschlitz d ins Saugrohr e zurückgedrängt, bis der Kolben diesen geschlossen hat. Dann tritt die Milch durch das geöffnete Druckventil g in die Druckleitung f. In der Saugperiode schießt sich g, während d fast bis zum Ende des Saughubes durch den Kolben geschlossen bleibt, so daß sich hinter dem Kolben ein luftleerer Raum bildet, der erst gegen Ende des Hubes, wenn der Kolben den Schlitz d frei gibt, durch nachströmende Milch ausgefüllt wird. Der Kolben wird nicht besonders geschmiert, da die Milch genügend schmiert. Damit das zur Schmierung der Wellenlager erforderliche Öl möglichst vom Kolben abgehalten wird, haben die Lager an den Enden umlaufende Rillen, von denen eine Bohrung zur Ölschale k führt, so daß das aus den Lagern abfließende Öl hier gesammelt wird.
Jahres-Supplement 1891–1892 :
| Band 19 (1892), Seite 753–755 ||
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[753] Pumpen. Seit kurzem wird von der Maschinen- und Armaturenfabrik vormals Klein, Schanzlin u. Becker in Frankenthal eine Verbunddampfpumpe mit nur einem Schieber in den Verkehr gebracht, welche sich durch große Leistungsfähigkeit, einen geräuschlosen, ruhigen Gang und geringen Dampfverbrauch auszeichnen soll. Die Pumpe besteht aus zwei nebeneinander angeordneten einfach wirkenden Pumpencylindern, über denen zwei Dampfcylinder angebracht sind. Die Kolben der P. sind mit denen der Dampfcylinder durch Kolbenstangen verbunden und bewegen sich mit ihnen zugleich hin und her, jedoch so, daß, wenn das eine Kolbenpaar aufwärts geht, das andre hinabsteigt. Diese Gegenbewegung wird durch Einschaltung einer doppelt gekröpften Schwungradwelle, deren Kurbelzapfen gegeneinander um 180° versetzt sind, erreicht. Die Dampfcylinder sind nach dem Verbundsystem eingerichtet, d. h. nur der eine (kleinere) wird mit Kesseldampf gespeist, während der andre (größere) die Expansion des in jenem wirksam gewesenen Dampfes ausnutzt. Derartige Dampfcylinder werden sonst mittels zweier gesonderter Schieber gesteuert. Da die Kolben der beiden Dampfcylinder vollkommen gegenläufig sind,
| Fig. 1. | Fig. 2. |
| Längsschnitt. | Ansicht des Schieber- spiegels. |
| Fig. 3. | Fig. 4. |
| Querschnitt. | Schieber. |
| Verbunddampfpumpe mit einem Schieber von Klein, Schanzlin u. Becker. ||
so wechseln sie stets zu derselben Zeit den Hub, der große oben, wenn der kleine unten steht, und umgekehrt. Man kann daher die beiden Schieber durch ein einziges Exzenter bewegen, wenn man dafür sorgt, daß der eine den wirksamen Dampf oben einläßt und den verbrauchten unten abziehen läßt, wenn der andre unten auf Eintritt und oben auf Austritt steht und umgekehrt. Man kann daher auch beide Schieber zu einem Verbundschieber vereinigen und den Abdampf des kleinen Schiebers im Rücken des Verbundschiebers nach dem großen Schieber übertreten lassen, und das geschieht bei der vorliegenden Ausführung. Der kleine Schieber hat dabei eine Höhlung oder Muschel für den Austritt des Dampfes nicht nötig. Der Schieberkasten ist auf die Seite des großen Cylinders verlegt, woraus sich ergibt, daß die Dampfkanäle nach dem kleinen Cylinder hin über den großen Cylinder hinweggeführt werden. Hierdurch wird jedoch ein schädlicher Raum nicht geschaffen, da der Dampf in den Kanälen gemeinschaftlich mit dem Abdampf des kleinen Cylinders nach [754] dem großen Cylinder hin expandiert. In Fig. 1–4 (S. 753) sind die Dampfcylinder mit der Steuerung veranschaulicht. Bei der in Fig. 1 gezeichneten Stellung beginnt der kleine Kolben A sich abwärts und der große B aufwärts zu bewegen; es tritt deshalb vom Schieberkasten k aus durch den Kanal p1 frischer Kesseldampf über den kleinen Kolben, während durch den Kanal p2 Hochdruckabdampf ausströmt. Der letztere gelangt in den Raum r2, der die ganze Breite der beiden vereinigten Schieber a und b (Fig. 2 u. 4) einnimmt, und tritt durch den Kanal q2 unter den großen Kolben. Der Abdampf des großen Kolbens B tritt durch den Kanal q1 in die Höhlung s des großen Schiebers b und durch das Abdampfrohr q3 ins Freie. Sind die Kolben in die entgegengesetzte Endstellung gelangt, so tritt der frische Dampf durch p2 unter den kleinen Kolben A, während der Abdampf auf der andern Seite des kleinen Cylinders durch den Kanal p1, den Schieberraum r1 und den Kanal q1 über den großen Kolben B befördert wird und der Abdampf des großen Cylinders durch den Kanal q2, die Schieberhöhlung s und das Abdampfrohr q3 entweicht. Bei großen Anlagen kann auf dem Verbundschieber noch ein zweiter Schieber (Meyerscher Expansionsschieber, s. Bd. 4, S. 463) angeordnet
* Fig. 5.
* Längsschnitt.
| Fig. 6. | Fig. 7. |
| Schnitt nach A–B. | Schnitt nach C–D. |
| Langsam rotierende Saug- und Druckpumpe von Gebrüder Ritz u. Schweizer. ||
werden, welcher gestattet, auch schon in dem kleinen Cylinder mit erheblicher und veränderlicher Expansion zu arbeiten. Eine größere Anzahl dieser Dampfpumpen ist bereits im Betriebe, bei welchen sich die neue Steuerung ausgezeichnet bewährt haben soll.
Gebrüder Ritz u. Schweizer in Schwäbisch-Gmünd bauen eine langsam rotierende Saug- und Druckpumpe, welche sich durch geringen Kraftverbrauch und eine außerordentlich große Saughöhe (bis 9 m) auszeichnen soll (Fig. 5–7, in welchen die Schnittflächen feststehender Teile geschwärzt, diejenigen beweglicher Teile schraffiert sind). Der Arbeitscylinder a ist auf der mittels Riemenscheiben oder bei Handbetrieb mittels Kurbel drehbaren Welle e festgekeilt und bildet den ringförmigen Arbeitsraum F, der sich, durch schwach konische Flächen begrenzt, nach dem Grunde zu etwas verengert. Quer durch den Arbeitsraum hindurch legen sich, im Cylinder drehbar, die Wechsel bb1, welche dazu dienen, mit dem feststehenden bogenförmigen Kolben c zusammen die erforderlichen Saug- und Druckräume zu bilden und zugleich den Kolben derart hindurchtreten zu lassen, daß die Saug- und Druckräume sich in gehöriger Weise ablösen. Dazu müssen sie über den Kolben hinweggehen, was nur geschehen kann, wenn sie so gedreht werden, daß sie sich in die Wandung des Cylinders vollkommen hineinlegen. Zu diesem Zweck sind an den Achsen nn1, der Wechsel eigentümlich geformte Daumen gg1 (Fig. 7) angebracht, welche im Vorbeigleiten an den feststehenden Führungsteilen hh1 die jeweilig notwendig werdende Stellung der Wechsel bewirken. Der Cylinder a ist von einem feststehenden, auf dem Ständer ruhenden Mantel o umgeben, der beiderseits mit einem Verschlußdeckel m, bez. d versehen ist. An dem erstern derselben sind die Führungsteile hh1 befestigt, der letztere trägt den Kolben c und ist mit der Eintritts- und der Austrittsöffnung für das Wasser (r, bez. s) versehen, an welche sich das Saugrohr L, bez. das Druckrohr K anschließt. Die Stellschraube p dient dazu, den Arbeitscylinder a leicht gegen den Verschlußdeckel d anzudrücken. Die Wirkungsweise der Pumpe ist nun folgende: Wird die Achse e und damit der Arbeitscylinder a nebst den in ihm gelagerten Wechseln bb1 in der Richtung des Pfeiles in Umdrehung versetzt, so findet, da der Kolben c seine Lage nicht ändert, zwischen diesem und dem Wechsel b eine Raumvergrößerung statt und dabei wird Flüssigkeit durch das Saugrohr L und die Eintrittsöffnung r in diesen Raum angesaugt, während der mit Wasser gefüllte Raum zwischen b1 und c verengert wird, so daß aus ihm Wasser durch s, bez. K hinausgedrückt wird. Während nun b1 an der Austrittsöffnung s vorbeigeht, stößt der Daumen g1 gegen das feste Führungsstück h und wird dadurch mitsamt dem Wechsel b1 so gedreht, daß dieser bei weiterer Drehung des Cylinders a an der Innenseite von c frei vorbeigehen kann. Während dessen bildet der Raum auf der rechten Seite zwischen b und c den Druckraum, während auf der linken Seite von b noch fortgesetzt Ansaugen stattfindet. Ist nun aber b1 über c hinweg und vor die Saugöffnung r gelangt, so findet durch Anschlag des Daumens g gegen das Führungsstück h1 eine Rückdrehung von b1 in der Weise statt, daß b sich wieder quer über den Arbeitsraum F stellt. Von jetzt an findet das Ansaugen zwischen c und b1, das Ausdrücken zwischen c und b statt und die beiden Wechsel b und b1 haben für die nächste halbe Umdrehung des Cylinders a ihre Rollen vertauscht u. s. f. Dadurch wird eine ununterbrochene gleichmäßige Fortbewegung der Flüssigkeit erreicht.
Bei Bergwerkspumpen u. a. kommt es vor, daß sie nicht voll ansaugen, daß sich also unter dem Kolben ein leerer Raum bildet. Die Ursachen hierfür sind sehr mannigfach, z. B. Wassermangel in dem Behälter, aus welchem gesaugt wird (Sumpf), Bruch oder Undichtheit in der Saugleitung, Verstopfung des Saugkorbes, Festklemmen des Säugventils etc. In diesen Fällen wird entweder Luft mitgesaugt, oder es bildet sich ein Vakuum. Die Wirkung auf die Pumpe ist in beiden Fällen dieselbe. Der Kolben findet nämlich von Anfang seines Niederganges oder allgemein der nächstfolgenden Druckperiode keinen Widerstand, nimmt dadurch unter der [755] Einwirkung der bewegenden Kraft eine verhältnismäßig große Geschwindigkeit an und trifft nun mit dieser auf die ruhende Wasserfläche, wodurch unter Umständen ein Stoß (Wasserschlag) von solcher Heftigkeit entsteht, daß dadurch die Zerstörung eines Pumpenteils herbeigeführt wird. Durch diese wird der Bewegungswiderstand der Pumpmaschine wiederum teilweise aufgehoben, so daß von neuem eine große Beschleunigung oder gar das Durchgehen der Maschine eintritt, welches wegen der großen in Bewegung befindlichen Massen zu den bedenklichsten Zerstörungen führen kann. Diesem Übelstand soll durch die elektrische Abstellvorrichtung für P. von E. Hartmann vorgebeugt werden. Dieselbe besteht
* Fig. 8.
* Hartmanns elektr. Abstellvorrichtung für Pumpen.
(Fig. 8) in der Hauptsache aus einem kurzen, senkrechten Rohrstück a, welches unten und oben durch zwei seitliche Stutzen b nach Art der Wasserstandsgläser mit dem Pumpeninnern in Verbindung steht, so daß, wenn die Pumpe nicht voll ansaugt, auch in dem Rohr a sofort von obenher ein wasserleerer Raum sich bildet. Die Folge davon ist, daß der im Rohr a befindliche Schwimmer c zu Boden sinken muß, wobei der metallische Knopf c1 mit den beiden Poldrähten e und e1 einer elektrischen Batterie in Berührung kommt und dadurch den Strom schließt. Dieser löst an der Betriebsmaschine ein Sperrwerk aus, welches bis dahin ein Gewicht, eine Feder, einen unter Dampfdruck stehenden Kolben etc. verhinderte, eine Drosselklappe oder sonstige Absperrvorrichtung behufs Absperrung des Betriebsdampfes zu schließen und eine Bremse in Thätigkeit zu setzen. Die Auslösung des Sperrwerkes hat die schleunige Stillsetzung der Betriebsmaschine zur Folge. Der beschriebene Apparat, der mit Arbeitsstrom, d. h. dadurch wirkt, daß im Falle der Gefahr ein Strom geschlossen wird, kann dadurch unwirksam werden, daß unbemerkt die elektrische Leitung schadhaft oder die Batterie zu schwach wird, so daß im entscheidenden Augenblick der Strom ausbleibt oder doch nicht kräftig genug auftritt. Arbeitet dieser Apparat jedoch mit Ruhestrom, d. h. so, daß bei normalem Gange der Pumpe ein Strom zirkuliert, der nur unterbrochen wird, wenn die Saugwirkung der Pumpe nicht voll eintritt, wobei die Einrichtung des Sperrwerkes derart sein muß, daß es bei der Unterbrechung des Stromes ausgelöst wird, so können die angegebenen Störungen in der Leitung etc. zwar auch vorkommen, sind dann aber gefahrlos und können höchstens bewirken, daß die Betriebsmaschine einmal angehalten wird, ohne daß an der Pumpe eine Unregelmäßigkeit vorliegt. Dadurch wird man aber auf die Störung im Stromkreis aufmerksam gemacht, kann sie beseitigen und die Maschine wieder in Gang setzen.