Titel: Neuere Apparate zum Heben von Wasser mittels Dampf und Luft.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1882, Band 243 (S. 277–283)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj243/ar243095

Neuere Apparate zum Heben von Wasser mittels Dampf und Luft.

Patentklasse 59. Mit Abbildungen auf Tafel 23.

Von allen sogen. Dampfwasserhebern haben seit Erfindung des Savery'schen Wasserhebers wohl die Pulsometer (vgl. 1873 210 * 101. 1877 223 564. 225 102. * 126. 1878 228 * 102), welche einen ganz bestimmten Typus unter den Wasserhebeapparaten darstellen, am meisten von sich reden gemacht – weniger wegen der groſsen Nutzeffecte, welche dadurch erzielt wurden, als wegen des geheimniſsvollen Dunkels, welches anfänglich die Art ihres Betriebes umhüllte. Dieses Dunkel ist jetzt zum groſsen Theil gehoben; ein allgemeines Vertrauen auf die Zuverlässigkeit der Wirkung der Pulsometer hat sich jedoch bis jetzt in der Industrie nicht herausgebildet und hört man selten, daſs Pulsometer |278| zu der Entwässerung von Baugruben und ähnlichen Zwecken, fast gar nicht, daſs sie im Bergbau verwendet werden. Von den vielen Neuerungen, welche mit der Zeit an dem Pulsometer angebracht worden sind, betreffen die meisten directe oder indirecte Veränderungen an der Umsteuerungsvorrichtung, welche der schwächste Punkt des Apparates ist.

C. Ulrich in Berlin (* D. R. P. Nr. 12195 vom 14. September 1879) ordnet über dem Umsteuerventil z (Fig. 9 Taf. 23) eine Kappe p an. Ist nun in der gezeichneten Stellung des Ventiles die Saugperiode in der rechten Kammer beendet und tritt links die Condensation des Dampfes ein, so wird, da in ersterer über der Wasseroberfläche vermöge der später noch zu erwähnenden Lufteinströmungsvorrichtungen Atmosphärendruck herrscht, links dagegen durch das saugende Vacuum Dampf mit groſser Heftigkeit nachströmt und dieser durch die Kappe p gezwungen wird, über das Ventil hinweg zu streichen, letzteres durch das Vacuum und die zwischen dem Dampf und seinen 3 Seiten stattfindende Reibung auf die andere Seite geworfen.

Die plötzliche Erweiterung des Kammermundes bb1 unterhalb des Ventilsitzes soll die Sicherheit der Umsteuerung erhöhen.

In einem späteren Patente (Nr. 16248 vom 14. April 1881) läſst Ulrich die Kappe p fort und spart in den Sitzflächen des Ventiles z, wie aus Fig. 10 Taf. 23 zu ersehen, hufeisenförmige Dampfsäcke a, a1 aus, welche durch kleine Kanäle mit Rückschlagventilen i mit dem Dampfraum k in Verbindung stehen. Während der in der Kammer A herrschenden Druckperiode strömt der gespannte Dampf nebenbei auch in den Dampfsack a. Tritt nun in A eine Condensation ein und vermindert sich dadurch der Druck in k, so soll der in a befindliche Dampf expandiren, das Ventil i schlieſsen und das Umsteuerventil z in Verbindung mit dem Vacuum auf die andere Seite werfen.

Die bei beiden Anordnungen angewendete Lufteinströmungsvorrichtung hat den Zweck, am Ende der Saugperiode eine kleine Menge Luft in die betreffende Kammer einzulassen. Sie besteht aus einem kleinen, sich nach innen öffnenden Ventil m (Fig. 9), welches in einem Knierohr f angebracht ist und durch das Gewicht eines Hebels h und der Stange n, auch bei eintretendem Vacuum, geschlossen gehalten wird. Auf der Stange n bewegt sich ein Schwimmer e, welcher durch seinen Auftrieb Stange und Hebel hebt, sobald er bei einem gewissen Wasserstande in der Kammer an die Knagge n1 stöſst. Alsdann öffnet das Vacuum das Ventil m und saugt so viel Luft an, bis über dem Wasser Atmosphärendruck herrscht.

Statt dieser abgesetzt wirkenden Luftzuführung ordnet G. A. Greeven in Deutz (* D. R. P. Nr. 13438 vom 20. Juni 1880) eine ununterbrochene Dampfzuströmung in der Art an, daſs Dampf aus der einen Kammer durch eine feine Durchbohrung der Ventilzunge oder der |279| beide Kammern trennenden Zwischenwand in die andere Kammer, welche saugt, gelangen kann. Statt der Durchbohrungen können auch besondere Rohrabzweigungen vom Dampfrohr zu den Kammern führen. Ein vollständiges Vacuum kann also in der saugenden Kammer niemals eintreten. Der Pulsometer wird durch diese Einrichtung in den Stand gesetzt, unabhängig von der Luft unter Wasser zu arbeiten.

Um die Ganggeschwindigkeit des Pulsometers und den Dampfverbrauch für verschiedene Saughöhen bei steigendem und fallendem Wasserspiegel im Sumpfe reguliren zu können, bringt Greeven im Saugrohr einen Absperrschieber an.

Behufs Herbeiführung einer schnellen Condensation des Dampfes nach beendeter Druckperiode ordnet Richard Vogel in Bochum (* D. R. P. Nr. 13842 vom 13. Juli 1880) vor der Mündung des Druckrohres in die Pumpkammer quer durch letztere hindurch und senkrecht in die Höhe gehende Blechkämme an, deren Zinken nach beiden Seiten hin in verschiedenen Winkeln umgebogen sind. Tritt nun am Ende der Druckperiode Dampf unter die Druckrohr-Oberkante, so beginnt sofort die Condensation; dabei strömt eine kleine Menge Wasser aus dem Druckrohr in die Kammer zurück. Indem nun dieses Wasser auf die ihm entgegenstehenden schrägen Zinken trifft, spritzt es an diesen in die Höhe und soll durch diese Zertheilung eine beschleunigte Condensation des noch in der Kammer befindlichen Dampfes bewirken.

In dem Patente Nr. 11876 vom 11. April 1880 benutzt C. Henry Hall in Berlin den Pulsometer zum Betriebe einer Kolbenpumpe mit hydraulischem Gestänge. Die Pumpe besteht aus einem Kraftcylinder, dessen beide durch den Kolben geschiedenen Räume durch Rohre mit den beiden Pulsometerkammern in Verbindung stehen, und dem mit Saug- und Druckrohr versehenen Arbeitscylinder. Das wechselnde Spiel des Pulsometers, welcher immer mit ein und derselben Wassermenge arbeitet, treibt den Kolben im Kraftcylinder hin und her und setzt dadurch die Pumpe in Thätigkeit. Das aus der Condensation des Betriebsdampfes in den Pulsometerkammern herrührende Wasser flieſst selbstthätig durch ein Rohr mit Rückschlagventil in den in gleicher Höhe stehenden Dampfkessel zurück. Bei diesem Pulsometer sind die Sitzflächen des Umsteuerventiles horizontal angeordnet und besitzt letzteres die Form eines Balancier, dessen Enden die Ventilkörper tragen. An diesen sind durch die Ventilsitzöffnungen hindurch mittels Schnüre Gewichte angehängt, welche durch die Differenz ihres specifischen und absoluten Gewichtes die Umsteuerung bewirken. Sinkt also in der einen Kammer das Wasser, bis das betreffende Gewicht frei gelegt ist, so zieht letzteres in Verbindung mit dem eintretenden Vacuum das andere in Wasser tauchende, also relativ leichtere Gewicht in die Höhe und steuert dadurch den Apparat um.

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Gleichen Schritt mit der Entwicklung der Pulsometer hielten die dem Savery'schen Apparate nachgebildeten Dampfwasserheber, welche meist einkammerig eingerichtet werden. Während man dieselben früher fast nur zur Kesselspeisung benutzte, will man sie jetzt auch zum Heben gröſserer Wassermengen, z.B. zum Sümpfen von Schächten, verwenden. Die diese Apparate betreffenden Neuerungen beziehen sich meistentheils auf die Construction selbstthätiger Dampfabstellungs- und Einspritzvorrichtungen behufs Condensation des Dampfes. Einem in dieser Richtung sehr interessanten Apparate begegnen wir in dem Patente (Nr. 14973 vom 15. Februar 1881) von M. Honigmann in Grevenberg bei Aachen. Hier wird das Ansaugen bezieh. Fortdrücken des Wassers durch einen Injector vermittelt, welcher abwechselnd Einspritzwasser und Dampf in den Apparat einführt. Bei Ingangsetzung des Apparates wird bei geschlossenem Ventil v (Fig. 11 Taf. 23) in den Injector J bei D Dampf eingeleitet. Dieser drückt das in der Kammer A befindliche Wasser in die Druckrohrleitung m und damit den Schwimmer S nach unten. Stöſst letzterer bei seinem tiefsten Stande auf die Knagge k1, so öffnet er das Hebelventil p. In dieser Stellung beläſst man den Apparat so lange, bis alle Luft aus demselben durch das Druckrohr getrieben ist. Oeffnet man nun vorsichtig das Ventil v, so saugt der ununterbrochen in den Injector strömende Dampf Wasser aus A an, condensirt selbst und spritzt ersteres bei b in feinen Strahlen in den oberen Theil der Kammer. Hierdurch wird der hier befindliche Dampf niedergeschlagen und es findet ein Ansaugen von Wasser durch das Ventil s so lange statt, bis mit dem Steigen des Wassers der Schwimmer S gegen die Knagge k der Ventilstange stöſst und dadurch das Hebelventil p schlieſst. Hierauf tritt sofort reiner Dampf in den Apparat, welcher das eben angesaugte Wasser fortdrückt, bis S wieder auf k1 stöst und p öffnet. Behufs Vermeidung einer direkten Berührung des Dampfes mit dem Wasser besteht der Schwimmer aus Holz und sind die Kammerwandungen, so weit sie mit dem Dampf in Berührung kommen, mit Holz ausgekleidet. Der Apparat ist sehr sinnreich und einfach eingerichtet und besitzt nur ein Ventil. Ueber seine praktische Verwerthung ist noch nichts verlautet.

Die Wassereinspritzvorrichtung bei dem Dampfwasserheber von Franz Windhausen in Berlin (* D. R. P. Nr. 15620 vom 19. Februar 1881) ist hübsch erdacht, functionirt aber jedenfalls so unsicher, daſs dadurch der praktische Werth der Neuerung ganz in Frage gestellt wird. Wie aus Fig. 12 Taf. 23 ersichtlich, besitzt hier die in einer Stopfbüchse geführte und mit Gegengewicht versehene Stange B des Dampfventiles A am unteren Theile einen Teller B1. Auf der Stange führt sich ein hohler Schwimmer C, in dessen unterer Höhlung sich in kleinen Grenzen ein mehrfach durchbrochener Kolben C1 bewegt. |281| Schwimmer und Kolben sind leichter als Wasser. Nehmen wir an, die Kammer A sei mit Wasser gefüllt, so wird bei Oeffnung des Dampfventiles A1 Dampf in den Apparat so lange eintreten, bis mit dem Sinken des Wasserstandes der Schwimmer C mit dem sogen. Injectionskolben C1 auf den Teller B1 stöſst und das Dampfventil schlieſst. Der in A befindliche Dampf soll nun expandiren und den Schwimmer so heftig auf das zwischen ihm und dem Injectionskolben (dessen Durchbrechungen durch den Teller B1 geschlossen sind) befindliche Wasser drücken, daſs letzteres am oberen Theile des Schwimmers herausspritzt und die Condensation des Dampfes einleitet, worauf wieder ein Ansaugen von Wasser durch das Saugventil so lange stattfindet, bis der Schwimmer C oben gegen das Dampfventil stöſst und letzteres öffnet. Bei der Ingangsetzung wird der Apparat durch Rohr H2 mit Wasser gefüllt, oder durch den Dreiwegehahn G die Luft unter Einleitung von Dampf ausgeblasen. Das Ventil H1 dient zum Einspritzen von Druckwasser aus dem Windkessel in die Kammer behufs Vervollständigung der Condensation im Beginne der Saugperiode.

Es ist zweifelhaft, ob die Einspritzvorrichtung so heftig wirkt, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist, da der Wasserstrahl wohl zu sehr an der Ventilstange adhäriren dürfte. Auſserdem richtet sich das verhältniſsmäſsig groſse Volumen des Schwimmers nach dem Gewichte des Kolbens C1. Letzteres aber muſs so groſs sein, daſs ein selbstthätiges Herabsinken des Kolbens C1 stattfindet, wenn C sich von B1 abhebt. Dies hängt wiederum von den Reibungswiderständen ab, welche durch die zwischen C und C1 nothwendige Dichtung bedingt werden. Letztere muſs vorhanden sein, denn sonst wird, das Wasser am Umfange von C1 aus C herausgepreſst. Unpraktisch erscheint die durch eine Stopfbüchse geführte Ventilstange, sowie die ebenfalls in der Patentschrift erwähnte Abbalancirung der Stange durch eine im Dampfzuführungsrohr liegende Blattfeder, wodurch die Stopfbüchse vermieden werden soll.

Gar keine Einspritzvorrichtung besitzt der Dampfwasserheber von Robert Neuhaus in Grevenbroich, Rheinprovinz (* D. R. P. Nr. 16009 vom 14. April 1881). Hier wird die abwechselnde Zuleitung und Abstellung des durch das Rohr M (Fig. 13 Taf. 23) in den Kasten S eintretenden Dampfes durch einen Schieber B bewirkt, welcher von einem durch die Kammerwandung hindurch reichenden doppelarmigen Hebel G und dem Schwimmer D bewegt wird. Erreicht der Schwimmer durch Steigen des Wassers in der Kammer seine höchste Stellung, so wird der Schieber nach unten geschoben und der Dampfzutritt c geöffnet; letzterer wird geschlossen, wenn D beim Sinken des Wassers auf die Knagge H der Schwimmerstange stöſst. Durch den von auſsen zu bewegenden Hebel o können dem Schieber verschiedene Stellungen |282| gegeben werden. – Der Apparat wird sehr langsam arbeiten und bedarf eines groſsen Schwimmers wegen der bedeutenden Kraft, welche die Bewegung des durch den Dampf auf den Spiegel gedrückten. Schiebers verlangt.

Bei Verwendung von gepreſster Luft zur Hebung von Wasser braucht man bei gleicher Hubhöhe fast doppelt so viel Apparate wie bei der Benutzung von Dampf, da durch die Condensation des letzteren das Vacuum zur Wirkung gelangt. Bei der Luftleitung entfällt dagegen die Anbringung eines schlechten Wärmeleiters um die Dampfleitung, welche bei der Verwendung von Dampf zum Sümpfen von Schächten unbedingt nothwendig ist. Andererseits bedarf man bei Benutzung von gepreſster Luft einen Dampfkessel und eine Luftcompressionspumpe, während der Dampfwasserheber nur ersteren verlangt. Neben dem oben beschriebenen Dampfwasserheber (D. R. P. Nr. 14973) wurde von M. Honigmann (* D. R. P. Nr. 14974 vom 15. Februar 1881) noch ein Wasserhebeapparat angegeben, welcher zum Heben des Wassers Preſsluft bedarf (vgl. 1880 236 * 362). Letztere tritt durch das Rohr h (Fig. 14 Taf. 23) in den unter Wasser, z.B. im Sumpfe, stehenden und vollständig mit Wasser gefüllten Apparat ein und drückt das Wasser durch das Steigrohr S hinaus. Das Ventil v, welches zuerst durch den Auftrieb des Holzschwimmers S1 geschlossen gehalten wurde, bleibt auch beim Sinken des Wassers im Apparat durch den in letzterem herrschenden Luftdruck geschlossen. Hat der Wasserspiegel die Druckrohr-Oberkante erreicht, so soll die in A befindliche und durch h stetig nachströmende Luft die ganze im Steigrohre S befindliche Wassersäule ausstoſsen, ohne sie zu zerreiſsen. Da nun die gepreſste Luft durch das Steigrohr austreten kann, so wird gleich nach dem Auswerfen des Wassers eine solche Druckverminderung im Apparat eintreten, daſs sich das Ventil v und das möglichst groſse Saugventil s öffnet. Dadurch füllt sich der Apparat mit Wasser, während die Luft bei v ausströmt, bis der Schwimmer S1, durch das nachsteigende Wasser gehoben, das Ventil v schlieſst und die Druckperiode wiederum beginnt. Der Apparat ist sinnreich construirt und einfach; seine Leistung hängt jedoch davon ab, daſs die im Steigrohr vorhandene Wassersäule auch wirklich als Ganzes durch die gepreſste Luft herausgeworfen wird. Geschieht dies nicht, was anzunehmen ist, wenn im Steigrohr kein Druckventil d vorhanden – und daſs dies nicht nothwendig ist, wird in der Patentschrift ausdrücklich betont –, so wird ein groſser Theil des Wassers in den Apparat zurückfallen, ja vielleicht eine Druckverminderung gar nicht eintreten können. Die Querschnitte der Rohre h und S und der Ventile v und s müssen jedenfalls in einem bestimmten, durch die Praxis zu erprobenden Verhältniſs stehen.

Th. Kleinsorgen in Gelsenkirchen (* D. R. P. Nr. 14520 vom 18. September |283| 1880) hebt bei Grubenwasserhaltungen das Wasser durch Verdünnung der Luft. Sein Apparat ist zweikammerig. In Fig. 15 Taf. 23 bedeuten: J das in den unteren Sumpf tauchende Saugrohr, E und F die Saugkammern, G die im Schacht hängende und sich nach jedem Apparat abzweigende Luftleitung, L den Sumpf, in welchen das Saugrohr des nächst höher stehenden Apparates taucht, c, c1 die zum Sumpfe führenden Ventilklappen, d, d1 die Saugventile, a, a1 die Lufteinlaſs- und b, b1 die durch einen Doppelarm verbundenen Luftaussaugventile; die letzten 4 Ventile sind mit Schwimmern versehen. In der gezeichneten Lage wird durch G die Luft aus der Kammer F herausgesaugt. Das Wasser steigt durch J und d1 in letztere hinein, bis durch den Auftrieb der betreffenden Schwimmer das Ventil b1 geschlossen und a1 geöffnet wird. Nun entleert sich die Kammer F durch das Ventil c1 in den Sumpf L, während neues Wasser von der Kammer E angesaugt wird, da b sich beim Schlieſsen des Ventiles b1 geöffnet hat. Der eben für F geschilderte Vorgang wiederholt sich also nun in E, bis a und b durch das steigende Wasser gehoben werden und eine abermalige Umsteuerung stattfindet. Die Ventile a und a1 dienen nur zur Herstellung des Gleichgewichtes der äuſseren und der beim Schlieſsen der Luftaussaugventile b, b1 im Apparat noch befindlichen Luft, damit sich die Klappen c, c1 öffnen können. Ist dies geschehen, so flieſst am unteren Theil der Klappenöffnung Wasser aus, während am oberen Theil Luft in die Kammer einströmt. Die von Kleinsorgen angenommene Luftverdünnung wird beim Ausflieſsen des Wassers aus den Kammern durch die Klappen c, c1 wohl nicht eintreten. Für je 8m Hubhöhe soll ein Apparat erforderlich sein. Die groſse Anzahl seiner Ventile läſst ihn für die Praxis wenig geeignet erscheinen.

S–r.

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