Titel: Neuere Pumpen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1895, Band 296 (S. 217–224)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj296/ar296048

Neuere Pumpen.

Von Fr. Freytag in Chemnitz.

(Fortsetzung des Berichtes S. 193 d. Bd.)

Mit Abbildungen.

3) Bergwerkspumpen.

Wegen der durchweg unreinen, oft sehr wenig geklärten Grubenwässer kommen im Bergwerksbetrieb fast ausschliesslich Pumpen mit Plungerkolben zur Verwendung, deren Undichtheiten unmittelbar ersichtlich und leicht zu beseitigen sind.

Zur Uebertragung der Kraft auf die Pumpen und zwar unmittelbar oder mittels Gestänges dienen feste, flüssige und luftförmige Körper, auch die Elektricität wird zur Uebertragung verwendet.

In neuerer Zeit werden zum grossen Theil unterirdische Wasserhaltungsmaschinen gebaut, bei denen kein Pumpengestänge nothwendig ist; doch gebietet die Vorsicht, trotz mancher Vortheile, welche dieses System oberirdischen Wasserhaltungen gegenüber bietet, letztere nicht fallen zu lassen, da bei plötzlichen Wasserdurchbrüchen die unterirdischen Maschinen mit den Sohlen unter Wasser gesetzt werden, während die oberirdischen Maschinen ruhig fortarbeiten können, wenn sonst die unter Wasser stehenden Pumpentheile in betriebsfähigem Zustande verbleiben.

Die Vor- und Nachtheile der beiden angeführten Systeme hier ausführlicher klar zu legen würde zu weit führen, doch sollen einige im Laufe der letzten Jahre an ober- und unterirdischen Wasserhaltungen getroffene allgemeine Neuerungen nicht unerwähnt bleiben.

An Stelle der in früheren Zeiten grösstentheils aus Holz mit Eisenbeschlag hergestellten und versperrten Pumpengestänge der oberirdischen Maschinen wurden nach einem Aufsatz von Jul. Sprenger in der Berg- und Hüttenmännischen Zeitung, 1889, in Deutschland im Anfang der 60er Jahre für grössere Drucksätze eiserne Gestänge von verschiedenen Querschnittsformen eingeführt. Die Gestänge wurden in einzelnen Theilen von 7 bis 8 m Länge zusammengenietet und diese Theile im Schachte durch Keile und Schrauben verbunden. Die genieteten Gestänge zeigten aber nach längerer Zeit bedeutende Mängel, indem durch den immerwährenden Bewegungswechsel die Nietlöcher sich, wie bei den hölzernen Gestängen die Schraubenlöcher, nur in weniger grossem Maasstabe, ausleierten und die Nietlöcher lose wurden, wodurch Stösse im Gestänge und geringe Hubverluste hervorgerufen wurden. Man sah sich daher genöthigt, die Nieten auszuhauen, die Nietlöcher nachzureiben und stärkere Nieten einzuziehen, auch dieselben stellenweise zu vermehren; als auch diese Nachhilfe nicht auf die Dauer ausreichte, setzte man Stahlschrauben mit konischem Schafte anstatt der Nieten ein, bei denen man nur nöthig hatte, beim Losschlottern die Muttern fester anzuziehen. Doch half auch dieses nicht genügend, da sich die Löcher nun nach der Längsrichtung ausleierten, also elliptisch wurden. Die Gestänge erforderten viele und kostspielige Reparaturen. – Man kam daher auf die Idee, statt der genieteten Pumpengestänge solche aus Rundeisen oder Stahl in einzelnen vorsichtig verbundenen Stücken herzustellen, doch fanden derartige Versuche wohl des damaligen hohen Preises des Gusstahls halber wenig Nachahmung.

Erst mit dem Fortschreiten der Hüttentechnik fand man in dem Flusseisen ein Material, welches die Widerstandsfähigkeit des Gusstahls mit der Zähigkeit und Schweissbarkeit des Schmiedeeisens einigermaassen vereinigte.

Ein aus diesem Material hergestelltes Gestänge hat von Oberkante der Scherenstangen bis Oberkante Plunger eine Gesammtlänge von etwa 58,8 m und besteht aus zehn runden Gestängestangen von je 90 mm Dicke mit ausgewalzten Köpfen, Wülsten und Ansätzen, zwei Scherenkrummsen, aus je vier Theilen bestehend, einem Fanghornkrumms, sieben Gestängeschlössern und einem Plungeranschlusstück im Gesammtgewicht von 11300 k. Die Maschine, durch welche das Gestänge betrieben wird, ist eine direct wirkende Wasserhaltungsmaschine von 300 mit Condensation und Expansion; die zugehörige Pumpe ist eine Druckpumpe von 600 mm Plungerdurchmesser und einem Hube von 2,8 m.

Trotz aller Vorsicht beim Anfertigen der Pumpengestänge sind doch Fälle vorgekommen, dass ein Gestänge durch irgend welche Zufälligkeiten zum Reissen kam und die ganze Pumpe durch das niederfallende untere Gestängestück zertrümmert wurde.

Um derartigen Zerstörungen zu begegnen, hat man nach der Berg- und Hüttenmännischen Zeitung, 1888 S. 205, in den Pumpenschächten starke Fangelager angebracht, auf welche sich am Gestänge befestigte Krummse beim tiefsten Stande des Gestänges aufsetzen und den weiteren Durchschlag desselben verhindern bezieh. den durch den Fall des Gestänges hervorgerufenen Stoss hemmen. Auch nach der Maschine hin sind dergleichen Fangvorrichtungen angebracht, um einem Durchschlagen in Richtung der Dampfwirkung vorzubeugen.

Selbstverständlich müssen diese Fanglager für den ungünstigsten Fall vorgesehen sein und bedingt daher die Anlage eines solchen Lagers im Schachte die Anhäufung einer grossen Masse von Holz und Eisen, wodurch der grösstentheils schon an sich beschränkte Raum im Schachte noch mehr beengt wird.

Bezüglich unterirdischer Wasserhaltungsmaschinen im Allgemeinen ist anzuführen, dass dieselben im Laufe der letzten Jahre immer weitere Vervollkommnungen erfahren haben und zur Zeit unstreitig die erste Stelle unter den |218| verschiedenen Systemen von Maschinen einnehmen, welche zur Bewältigung der in Bergwerken auftretenden Wasser dienen. Vorzüglich construirte Pumpenventile gestatten derartigen Maschinen einen schnellen Gang und damit, im Vergleich zum Raumbedarf, eine bedeutende Leistungsfähigkeit.

Die Herstellung und Lüftung der unterirdischen Maschinenkammern verursacht allerdings zuweilen grosse Kosten, und auch die schlimmste Zugabe – die Dampfleitung – wirkt oft ungünstig auf Schachtzimmerung und Wetterführung ein.

Trotzdem kommen diese Maschinen in der Neuzeit immer häufiger in Anwendung.

Die nachstehend beschriebenen Bergwerkspumpen sind nach ihrer Kraftquelle in Dampfpumpen, Wassersäulenpumpen und elektrische Pumpen zergliedert.

a) Dampfpumpen.

Die unmittelbare Uebertragung der Arbeit des Dampfkolbens auf den Plunger ist unstreitig das beste, was zu erreichen ist. Derartige Anlagen arbeiten mit vollkommenster Dampfausnutzung und grösstem Nutzeffect.

Textabbildung Bd. 296, S. 218

In der Grube Leopold I. der Kohlenwerke La Louvière in Belgien wurde, nachdem die früher bestehende Wasserhebung mit Förderseil nicht mehr entsprach, nach den von Director Prosper Vanhassel in Revue universelle des mines, 1891 Bd. 15 S. 1, gegebenen Mittheilungen eine unterirdische Wasserhaltungsmaschine aufgestellt, deren Doppelpumpe die bisher noch nicht erreichte Druckhöhe von 576 m aufweist. Zu der einen Schwierigkeit einer so grossen Förderhöhe kam die andere, dass der Dampf durch das angesaugte Wasser condensirt werden sollte, welches sich dabei voraussichtlich bis auf 50° C. erwärmen und durch Dampfbildung das Spiel der Ventile, sowie den Effect der Pumpe benachtheiligen konnte. Dieser Uebelstand wird um so merklicher, je grösser die Förderhöhe ist, weil mit letzterer die verbrauchte und zu condensirende Dampfmenge wächst. Da nur eine Maschine aufgestellt werden sollte, war dieselbe zur Vermeidung von Betriebsstörungen thunlichst solid und einfach zu construiren.

Wie in Fig. 71 und 72 ersichtlich, bewegt der Kolben des liegenden Dampfcylinders von 570 mm Durchmesser für 800 mm Hub mittels eines Rahmens zwei hinter einander liegende Plungerkolben, welche in zwei mit den Böden zusammenstossenden Cylindern arbeiten, derart, dass das Ganze die Stelle einer einzigen doppelt wirkenden Pumpe vertritt. Durch Schubstangen ist der Rahmen mit zwei auf gemeinschaftlicher Welle befestigten Kurbelscheiben verbunden; auf der Welle sind ferner zwei Schwungräder aufgekeilt.

Die von Ch. Beer in Jemeppe erbaute Maschine hat Meyer'sche Expansionssteuerung und arbeitet mit 4- bis 5facher Expansion des Dampfes von 2½ bis 3¾ at Spannung (effect.). Das zu hebende Wasser wird durch eine Pumpe einem Condensator, in welchen der Dampf ausströmt, zugeführt, sodann in einen Behälter ausgegossen, aus welchem die Schachtpumpen saugen. Die Pumpenkolben haben 110 mm Durchmesser. Der Condensator mit Luftpumpe von 260 mm Durchmesser liegt seitlich vor den Pumpen auf einem consolartigen Anguss des Maschinenrahmens. Die Maschine förderte bei angestellten Versuchen mit 44 bis 68 minutlichen Umdrehungen eine stündliche Wassermenge von 35,650 bis 59,550 cbm, d.h. 89 bis 96 Proc. der theoretischen. Die Temperatur des Wassers vor dem Eintritt in den Condensator betrug dabei im Mittel 31°, am Ausgang desselben im Mittel 50° C. Der Nutzeffect der Maschine, d.h. das Verhältniss der wirklichen zur indicirten Leistung wurde zu 0,71 bis 0,77 ermittelt.

Diese mit Rücksicht auf die hohe Temperatur und die Verunreinigung des angesaugten Wassers sehr befriedigenden Resultate sind namentlich den zweckmässig construirten Ventilen (Patent Beer) zu verdanken. Der Ventilsitz hat, wie Fig. 73 erkennen lässt, zwei Etagen, auf denen Ringventile liegen; dieselben bestehen je aus einem unteren, aus Stahl gefertigten Theil, einem oberen aus Phosphorbronze und einem zwischenliegenden Lederstulp. Die zur Verbindung beider Theile dienenden Bolzen sind im |219| Muttergewinde des unteren Theils eingeschraubt und oben mit Gegenmuttern versehen. Jedes Ventil wird durch radial einwärts gerichtete Kippen seines oberen Ringes geführt und liegt auf einem im Ventilsitz eingelassenen Ring aus Phosphorbronze auf, dessen concentrische Theile durch radiale Stege mit einander verbunden sind. Zur Hubbegrenzung dienen vier Flügel, welche in der Mitte zu einer Nabe zusammenlaufen, die an einer inmitten des Ventilsitzes festgeschraubten Stange zwischen einem unten durchgesteckten Keil, sowie einer Schraubenmutter festgehalten ist und daher behufs Regulirung des Ventilhubes in die entsprechende Höhe gebracht werden kann. Stange und Ventilsitz werden durch einen in eine Traverse geschraubten Bolzen mit Gegenmutter niedergehalten.

Textabbildung Bd. 296, S. 219

Der Vortheil der Ventile besteht darin, dass der untere Stahlring auf dem Sitz ruht und an diesen den auf die Ventiloberfläche wirkenden Wasserdruck überträgt. Die wagerechten Randtheile des Lederstulpes werden daher nur durch den Druck, welcher auf deren eigene Oberfläche wirkt, angepresst, wodurch eine genügende Dichtung ohne besondere Beanspruchung des Stulpes erreicht wird. Eine Auswechselung der Stulpe soll selbst nach fünfmonatlichem Betrieb noch nicht nothwendig geworden sein. Aus Diagrammen, welche am Pumpencylinder abgenommen wurden, ergab sich, dass die Ventile regelmässig functioniren und der grösste Wasserdruck den mittleren von etwa 57 at nur um den geringen Betrag von 4 bis 5 at übersteigt.

Eine andere Eigenthümlichkeit der Maschine besteht in dem Ersatz der sonst erforderlichen Windkessel durch Accumulatoren; erstere erfordern ein beständiges Nachsehen, da sie um so öfter mit Luft nachgespeist weiden müssen, je grösser der Druck ist, weil das Wasser dann um so mehr Luft absorbirt.

Von den seitlich gelegenen Druckventilen der beiden Pumpen strömt das Wasser durch zwei Stutzen (Fig. 71 und 72) in ein wagerechtes Rohr, von hier weiter in das Steigrohr. Das wagerechte Rohr hat vier Aufsätze mit Stopfbüchsen, in welche kleine Plunger tauchen, die durch Federn abwärts gedrückt werden. Wegen leichterer Herstellung sind letztere in fünf Abtheilungen angebracht, deren jede drei concentrische Spiralfedern enthält; diese liegen zwischen Scheiben, welche längs zweier an 'jeder Stopfbüchse befestigten Stangen verschiebbar sind. Die unterste Scheibe ist an dem Plunger befestigt, die oberste wirkt gegen Schraubenmuttern. So lange die Kolbengeschwindigkeit der Pumpe während jedes Hubes eine festgesetzte mittlere Kolbengeschwindigkeit übersteigt, bewegen sich die Accumulatorkolben nach aufwärts, im entgegengesetzten Falle nach abwärts. Der Wasserdruck ändert sich dabei nur um so viel, als zur Ueberwindung der Trägheit und der Reibungen der Accumulatortheile nothwendig ist. Auch dieses Ergebniss wurde durch abgenommene Diagramme, die nicht mehr als 6 bis 7 at Druckänderung im Accumulator ergaben, bestätigt.

Die Volumenänderung, welche der Accumulator zulässt, d. i. das vierfache Product aus Querschnitt und Hub eines jeden Plungers, muss dem grössten Werth entsprechen, welchen die Differenz der vom Anfang eines Hubes der Pumpenkolben an zuströmenden und der gleichzeitig mit constanter Geschwindigkeit abströmenden Wassermenge annimmt. Im vorliegenden Falle wurde der Durchmesser der Accumulatorenplunger zu 80 mm angenommen, womit sich der Hub derselben zu 40 mm ergab. Beim Betrieb steigt der Hub bis auf 43 mm, wenn die Maschine weniger als 50 minutliche Umdrehungen ausführt.

Die Druckröhren haben 150 mm Durchmesser, 3 m Länge und 12 bis 33 mm Wandstärke; alle 60 m sind darin Compensationen, aus Stopfbüchsen bestehend, angebracht. Die Röhrendichtung ist durch Kautschukringe mit trapezförmigem Querschnitt gebildet, welche durch Rippen an den aufliegenden Flanschen gegen Hinausdrücken gesichert sind. Um bei einem Bruch der Pumpe das Wasser in den Steigröhren zurückzuhalten, ist in diesen ein nach oben sich öffnendes Ventil eingeschaltet.

Die Dampfleitung besteht aus 3 m langen, 195 mm weiten und 12 mm starken Röhren; die Compensationen sind wie bei den Steigröhren angebracht, ausserdem ist die Leitung in Abständen von 20 m an Einstrichen durch Bügel befestigt, welche ebenfalls eine Längsverschiebung der Röhren zulassen. Am unteren Ende der Leitung befindet sich ein Condensationswasserableiter, am oberen Ende ein Apparat, welcher beim Bruch eines Dampfrohres die Leitung selbsthätig abschliesst. Zum Schutz gegen Abkühlung dient eine Umhüllung aus gut getrocknetem Fichtenholz mit Holztheeranstrich.

Ein auf der Dampfleitung sitzender Regulator, System Beer, verhütet das Durchgehen der Maschine im Falle der Zerstörung eines Steigrohres.

Die unterirdischen Wasserhaltungsmaschinen der Grube d'Arsimont zu Auvelais beschreibt F. Tonneau in Revue universelle des mines, 1891 Bd. 15 S. 14.

Die im J. 1888 aufgestellten Maschinen haben nach den Bedingungen, welche ihrer Construction zu Grunde lagen, Wassermengen im Betrage von 1800 bis zu 5000 cbm in 24 Stunden und zwar vorerst, sowie noch 3 bis 4 Jahre nach der Betriebsaufnahme zum Theil aus einer Tiefe von 203 m, zum Theil aus einer solchen von 260 m zu heben; nach weiteren 5 oder 6 Jahren würde die Hebung des gesammten Wassers aus einer Tiefe von 260 m und nach abermals 10 oder 12 Jahren aus einer solchen von 350 m nothwendig werden, doch wird ein Theil des Wassers auch im letzteren Falle nur 260 m hoch zu heben sein.

Man entschloss sich, zwei liegende, mit Condensation arbeitende Verbund-Pumpmaschinen auf einer 260 m unter Tage liegenden Sohle aufzustellen; diesen Maschinen wird während der ersten Betriebsjahre das Wasser aus dem |220| 203 m tiefen Stollen mittels natürlichen Gefälles zufliessen, während die spätere Wasserhebung aus einer Tiefe von 350 m ohne Ortsveränderung der Maschinen mittels Pumpengestänge bewerkstelligt werden soll. Die beiden in ihren Abmessungen vollkommen übereinstimmenden Maschinen sind in einer seitlich vom Förderschacht liegenden Kammer von 31 m Länge, 6 m Breite und 4,20 m Höhe untergebracht.

Der Condensator liegt zwischen den beiden Cylindern jeder Maschine und die zugehörige Luftpumpe wird von einem auf der Kurbelwelle befestigten Excenter bethätigt. Zu jeder Maschine gehören vier Pumpen, welche, zu je zwei hinter einander liegend, von den Kolbenstangen der Dampfcylinder betrieben werden und das Wasser in einen beiden Maschinen gemeinschaftlichen grossen Windkessel aus Gusseisen drücken, von wo es direct zu Tage gelangt. Die im Windkessel absorbirte Luft wird durch eine kleine Luftpumpe ersetzt.

Inmitten der Maschinenkammer mündet ein mit dem tiefsten Punkte des Förderschachtes durch einen Querstollen in Verbindung stehender Blindschacht von rechteckigem Querschnitt (4000 mm × 1500 mm), in welchem zwei Rittinger-Pumpen eingebaut sind. Zum Betreiben derselben sitzt auf der Schwungradwelle jeder Maschine ein Getriebe, welches mit einem auf einer Vorgelegswelle befestigten Rad (1 : 3) im Eingriff steht; letzteres trägt einen Zapfen, an welchen das nach den Rittinger-Saug- und Druckpumpen führende Gestänge angreift.

Zur Zeit saugt jede Rittinger-Pumpe das Wasser auf eine Höhe von 17 m unter das Niveau der Maschinenkammer und drückt es von da in einen Reinigungsbehälter, aus welchem es in den Condensator, schliesslich in einen Behälter fliesst, welcher mit den vier wagerechten Maschinenpumpen communicirt.

Die Zahnrädervorgelege, das Gestänge, die Rittinger-Pumpen, die im Blindschacht liegenden Steigrohre u.s.w. sind für die spätere Teufe von 350 in berechnet. Es genügt in diesem Falle den Blindschacht weiter auszutiefen, die Rittinger-Pumpen im Schacht entsprechend zu verlegen und das Gestänge, sowie die Steigrohre im Blindschacht um 90 m zu verlängern.

Die zu Tage führenden Wasserdruck- und Dampfleitungen liegen im Wetterschacht; sie werden in drei Hauptlagen von genieteten Trägern, in Zwischenlagen von gewöhnlichen Holzbalken gestützt.

Die Druckröhren besitzen je nach ihrer Höhenlage verschiedene Wandstärken. Damit das Wasser bei zu hohem Druck in den Luftschacht entweichen kann, sind am unteren Ende der Druckleitung ein Sicherheits-, ausserdem zwei Rückschlagventile angebracht. Die Verbindung der einzelnen Rohre geschieht mittels Muffen und Kautschukringes; letzterer wird durch vier Bolzen zusammengepresst. In die mit einer Wärmeschutzmasse umkleidete Dampfleitung sind drei Compensationsrohre eingeschaltet; die Verbindung der Röhren geschieht mittels Flanschenverschraubung. Am unteren Ende der Dampfleitung ist ein Condensationswasserableiter angeordnet, aus welchem der trockene Dampf nach den beiden Maschinen strömt.

Im Falle irgend welcher Unfälle an den Condensatoren gestattet eine besondere Leitung das Ausströmen des Abdampfes in die Atmosphäre.

Die von den Ateliers de la Meuse in Lüttich erbauten Maschinen heben bei 30 minutlichen Umdrehungen, entsprechend zehn Doppelhüben der Rittinger-Pumpen, mindestens 2500 cbm Wasser und arbeiten nach angestellten Untersuchungen auch mit 50 und 55 Umdrehungen in der Minute tadellos.

Die Hauptabmessungen der Maschinen sind folgende:

a) Pumpen im Blindschacht:
Durchmesser der Plunger 495 mm
Kolbenhub 1200 mm
Verdrängtes Volumen für den Hub 0,230 cbm
Durchmesser der Saugrohre 500 mm
„ „ Druckrohre 600 mm
Geschwindigkeit des Wassers in den Druck-
rohren bei 30 Umdrehungen der Maschine
oder 10 Hüben der Pumpe in der Minute


0,85


m
b) Dampfmaschine:
Durchmesser des kleinen Dampfcylinders 600 mm
„ „ grossen „ 1000 mm
Hub der Kolben 800 mm
Länge des Receivers 2150 mm
Durchmesser des Receivers 400 mm
Schwungraddurchmesser 3500 mm
Durchmesser der Dampfzuführungsrohre 200 mm
Wandstärke „ „ 14 mm
Durchmesser der Rohre für event. Dampf-
ausströmung

95

mm
c) Condensator:
Durchmesser der Luftpumpe 500 mm
Hub der Luftpumpe 320 mm
Verdrängtes Volumen für die Umdrehung 0,080 cbm
d) Wagerechte Druckpumpen:
Druckhöhe über Maschinenmitte 250 m
Eintrittsöffnung des Wassers in dem Blind-
schacht

268

m
Durchmesser der Plunger 180 mm
„ „ Stangen 85 mm
Kolbenhub 800 mm
Theoretische Wassermenge, welche von jeder
Maschine bei 30 minutlichen Umdrehungen
in 24 Stunden gehoben wird


2733


cbm
e) Druckrohrleitung:
Durchmesser der Rohre (für jede Maschine be-
sonders) in der Maschinenkammer

200

mm
Geschwindigkeit des Wassers bei 30 minutlichen
Umdrehungen der Maschine

0,97

m
Durchmesser des grossen cylindrischen Wind-
kessels

700

mm
Höhe des grossen cylindrischen Windkessels 6100 mm
Stärke der gusseisernen Wandung 40 mm
Durchmesser der Druckrohre im
Luftschacht 280, 290 und

300

mm
Wandstärke der Druckrohre im
Luftschacht 30, 25 und

20

mm
Geschwindigkeit des Wassers in dem beiden
Maschinen gemeinschaftlichen Druckrohr
bei 30 minutlichen Umdrehungen


0,26


m

Versuchsergebnisse beim Arbeiten der Maschinen mit 30 minutlichen Umdrehungen:

Nutzeffect der wagerechten Druckpumpen 97,5 Proc.
Geförderte Wassermenge in 24 Stunden 5318 cbm
Totaler Dampfverbrauch im Kessel für Stunde
und Nutzpferd

16,2

k
Condensationswasser (incl. desjenigen in den
Wasserableitern) für die Stunde 450 l, d. i.

12

Proc.
Spannung des Kesseldampfes 5 at
„ „ Dampfes am Ende der Leitung 4¾ bis 5 at
Luftleere im Condensator 760

Eine einfache und kräftig gebaute unterirdische Zwillingspumpmaschine, welche von Hulme and Lund in Manchester für die Dynevor Coal Company in Newton Abbey erbaut wurde, veranschaulicht die The Engineer vom 23. November 1888 entnommene Abbildung (Fig. 74). Die Dampfcylinder haben 635 mm Durchmesser für 610 mm Kolbenhub; die Kurbeln sind gegenseitig um 90° versetzt. Die beiden doppelt wirkenden Plungerpumpen sind durch kräftige Zwischenstücke mit den Dampfcylindern verbunden; der Durchmesser der Plunger beträgt 260 mm für den |221| nämlichen Hub wie oben. Kurbelwelle, Kolbenstangen, Ventilspindeln und Kurbelzapfen sind aus weichem Bessemerstahl gefertigt. Die Pleuelstangen sind aus durchgeschweisstem Schmiedeeisen hergestellt.

Textabbildung Bd. 296, S. 221

Alle Lager haben reichliche Abmessungen und nachstellbare Schalen aus Kanonenmetall. Pumpenkörper und Ventilkasten bilden besondere, durch Schrauben verbolzte Gusstücke, so dass sie bei einer etwaigen Zerstörung leicht und schnell ersetzt werden können. Die Ventile mit reichlichem Durchgangsquerschnitt haben doppelte Sitze; Ventile und Sitze sind aus harter Phosphorbronze gefertigt. Die Maschine hebt 270 cbm Wasser in der Stunde etwa 146 m hoch. Zur Geschwindigkeitsregulirung dient ein auf ein Drosselventil wirkender Kugelregulator. Die Pumpen sind vierfach wirkend und jede ist, um einen beständigen und regelmässigen Wasserausguss zu erhalten, mit einem geräumigen Windkessel versehen. Das totale Gewicht der Maschine beträgt ungefähr 20,300 t.

Aehnliche Maschinen sind von der Firma nach Iron, 19. Februar 1892 S. 157, für Förderhöhen bis zu 640 m gebaut worden.

Eine senkrecht an Ketten hängende Schachtdampfpumpe von W. H. Bailey und G. Lindemann in Salford, Manchester, beschreiben Industries vom 13. Februar 1891, S. 167.

Textabbildung Bd. 296, S. 221

Wie Fig. 75 bis 77 erkennen lassen, ist mit A der Dampfcylinder bezeichnet, in welchem die mit cylindrischen Stücken G und D, sowie dem Plunger E1 verbundene Kolbenstange B arbeitet. E sind die Druckventile, C1 und D1 als Führungen für die Stücke C, D dienende Hohlcylinder, mittels welcher ein regelmässiges Arbeiten der Pumpe ohne seitliche Schwankungen bezieh. Beanspruchungen gesichert ist. Die Führung C1 ist entweder mit dem Druckrohr E2 zusammengegossen oder mit demselben in irgend welcher Weise verbunden, während der Hohlraum der Führung D1 als Windkessel dient. In dem eigentlichen Pumpencylinder F bewegt sich der Plunger E1. H ist ein sogen. Schnüffelventil, durch welches in der gewöhnlichen Weise Luft in den Pumpencylinder F bezieh. auch zum Theil in den Hohlraum der Führung D1 treten kann. Mit G sind die am Fusse des Pumpencylinders angeordneten Saugventile bezeichnet. I ist das Saugrohr, mit I1 sind die den Dampfcylinder A mit dem Pumpencylinder F verbindenden Stangen, mit K schliesslich die zur Aufhängung der Pumpe dienenden Ketten bezeichnet.

Die Wirkungsweise der Maschine ist folgende:

Wenn Arbeitsdampf dem Cylinder A zuströmt, so bewegt sich die Kolbenstange B mitsammt den hohlen Stücken C und D, sowie dem Plunger E1 abwärts und es entfernen sich die Druckventile E von ihren Sitzen; führen die genannten Stücke eine nach aufwärts gerichtete Bewegung aus, so bleiben die Ventile E geschlossen und ein Theil des über ihnen angesammelten Wassers strömt durch das Druckrohr C2 ins Freie.

Eine beim Abteufen des Zirkelschachtes der Mansfelder Kupferschiefer bauenden Gewerkschaft zu Eisleben im Betriebe befindliche stehende Schachtdampfpumpe mit Taucherkolben, welche von der Firma H, A. Hülsenberg in Freiberg i. S. erbaut ist, beschreibt G. Haase in der Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure vom 9. März 1895 S. 288.

Der Dampfcylinder hat 460, die Pumpe 185 mm Kolbendurchmesser; der Kolbenhub beträgt 750 mm. Diese Maschine befindet sich jetzt in 190 m Teufe und war für eine endgültige Förderhöhe von 190 m und für eine Wassermenge von 36 cbm in der Stunde bei einem Dampfüberdruck von 5 at im Schieberkasten bestimmt. Eine zweite gleich grosse Schachtdampfpumpe, die zum Einbau fertig daliegt, sollte dann zur weiteren Abteufung von 190 bis 380 m Teufe dienen und der ersteren, welche auf der 190-m-Sohle verbleiben wird, das zu sumpfende Wasser zuheben. Da aber die Hauptzuflüsse durch die Schachtmauerung abgesperrt sind, ist der Einbau dieser Pumpe nicht nöthig geworden, vielmehr werden die unterhalb der 190-m-Sohle liegenden Wasser durch eine kleinere Pumpe der Hülsenberg-Pumpe zugehoben.

Die Steuerung des Dampfcylinders erfolgt in der durch D. R. P. Nr. 31226 und Nr. 33660 näher erläuterten Weise.

Die Construction der nach Hülsenberg's D. R. P. Nr. 53280 ausgeführten Pumpe bietet viel Interessantes. Während man bei doppelt wirkenden Tauchkolbenpumpen bisher entweder zwei aussenliegende Stopfbüchsen oder eine schwer zugängliche innenliegende Stopfbüchse anordnete, hat man hier nur eine aussenliegende Stopfbüchse, deren Construction es ermöglicht, ausser dem Vortheile übersichtlicher Zusammenlagerung der Ventile, den Kolben stets auf Dichtsein zu prüfen und etwaigen Undichtigkeiten sofort und während des Ganges der Pumpe durch Nachziehen der Stopfbüchse abzuhelfen.

Der Ventilkasten, der mit der Pumpe ein Gusstück bildet, enthält acht ledergeliderte Saug- und acht Druckventile mit Federbelastung von je 80 mm Durchmesser, deren Sitze aus Rothguss hergestellt sind.

Die Maschine wird mittels eines abnehmbaren Handhebels angestellt, durch welchen der Steuerkolben und mit diesem der Dampfvertheilungsschieber bewegt werden.

Der Gang wird der zufliessenden Wassermenge nur mittels des Dampfventils angepasst.

Hoffstedt's stehende, mittels Gestänges betriebene Druckpumpe bildet die Vereinigung einer einfach und einer doppelt wirkenden Pumpe, indem beide Kolben abwechselnd drückend wirken, aber der grössere saugt. Die Pumpenstiefel |222| a und a1 sind nach den der Berg- und Hüttenmännischen Zeitung, Nr. 48 49. Jahrg., entnommenen Abbildungen (Fig. 78 und 79) mit den Ventilgehäusen b und b1 aus einem Stück gegossen, während die Kolben c und c1 mittels Querstücken und Verbindungsstangen d und d1 so zusammengekoppelt sind, dass sie stets gleichzeitig auf und ab gehen. Von den Kolben mit ihren gewöhnlichen Liderkästen e und e1 hat derjenige c1 nur den halben Querschnitt von c. Der untere Cylinder a besitzt ein Saugventil f mit dem Saugrohr k und ein Druckventil f1, während der obere Stiefel ohne ein besonderes Ventil unmittelbar mit dem Steigrohr g in Verbindung steht; hier befindet sich ein Hahn h zum Absperren des in g befindlichen Wassers beim Reinigen des oberen Pumpentheils. Endlich ist bei i eine Oeffnung zum Einschrauben eines Ausblasehahns für Schlamm o. dgl. angebracht.

Textabbildung Bd. 296, S. 222

Ist die Pumpe mit Wasser gefüllt, so drückt beim Aufgang der untere Kolben das Wasser aus dem niederen Cylinder durch das Druckventil f1, worauf der Wasserstrom sich in zwei Theile theilt, deren einer direct zum Steigrohr g, der andere zum oberen Cylinder geht. Beim Gestängniedergange schliesst sich das Druckventil und das im oberen Cylinder vorhandene Wasser wird durch seinen Kolben in das obere Steigrohr gedrückt, während der Untercylinder sich durch das Saugventil f von Neuem mit Wasser füllt.

b) Wassersäulenpumpen.

Die Anlagen mit Wassersäulenpumpen haben den Nachtheil, dass Zwischenmaschinen erforderlich werden, der Nutzeffect dieses Systems demnach geringer ausfällt als bei einer unterirdischen Wasserhaltung mit voller Beaufschlagung. Dies wird indess vollständig ausgeglichen, denn der gesammte Dampfverbrauch ist, da die Dampfleitung im Schachte in Wegfall kommt, nicht grösser als bei den unterirdischen Wasserhaltungen. Anderen Wasserhaltungsmaschinen gegenüber sind jedoch die Vortheile dieser hydraulischen Uebertragung sehr bedeutend. Es sind im Schachte keine bewegten Theile erforderlich, auch wird derselbe fast nicht verengt, da die Leitungen nur wenig Raum beanspruchen.

Der Einbau der Pumpen ist leicht; sie können beliebig weit vom Schachte liegen, an Orten, die für Förderung nicht benutzbar sind, in Räumen, die bedeutend billiger herzustellen sind als solche für unterirdische Wasserhaltungen. Bei Wasserdurchbrüchen versaufen die Maschinen nicht, auch eignet sich dieses System für jede Teufe und jede Wassermenge und lässt nach und nach eine beliebige Erweiterung zu.

Die über Tage liegenden Maschinen, welche in die Leitung arbeiten, können leicht in Stand gehalten und für den geringsten Dampfverbrauch mit Condensation und schnellen Gang eingerichtet, also klein ausgeführt werden.

Ueber die Wassersäulenpumpenanlage im neuen Schacht zu Raibl berichtet Bergrath Joh. Habermamn in der Oesterreichischen Zeitschrift für Berg- und Hüttenwesen vom 8. October 1892.

Der Berechnung dieser Maschine wurde zu Grunde gelegt:

1) eine Kraftwassermenge von 14 ;

2) ein Nettogefälle von 100 m;

3) eine Förderteufe von 200 m;

4) eine Nutzladung von 700 k;

5) das Wagengewicht mit 400 k;

6) das Gewicht der Förderschale mit 500 k.

Für diese Belastung eignet sich ein Gusstahldrahtseil von 120 k Tragvermögen für 1 qmm, aus 42 Drähten bestehend, dessen Gewicht für 200 m Tiefe rund 300 k beträgt.

Der Durchmesser der Seilkörbe und Seilscheiben berechnet sich mit 2,8 m; ferner wurde unter Zugrundelegung der angeführten Daten angenommen:

1) die Bruttoleistung der Maschine zu 19 ;

2) die Nettoleistung der Maschine mit 80 Proc. Wirkungsgrad zu 15 ;

3) die Nettoleistung der Maschine an den Treibkörben bei 20 Proc. Kraftverlust in den Führungen und Lagern zu 12 ;

4) die Fördergeschwindigkeit zu 0,9 m;

5) die Anzahl der minutlichen Umdrehungen der Korbwelle zu 6,14;

6) der Durchmesser der Treibcylinder zu 220 mm;

7) der Kolbenhub zu 0,9 m.

Die Maschine wurde für 15 at Druck berechnet, da bei grösserer Förderung noch mehr Wasser, als von vornherein angenommen wurde, zur Verwendung kommen kann. Zur Wasserhebung standen je zwei alte Drucksätze mit Kegelventilen von 0,5 m Hub und 80 mm Plungerdurchmesser und zwei Drucksätze mit Klappenventilen von 1 m Hub und 120 mm Plungerdurchmesser zur Verfügung; hiervon wurden die grossen Drucksätze am zweiten Laufe, die kleinen etwas ober dem Schachttiefsten aufgestellt.

Die in Fig. 80 und 81 ersichtliche Wassersäulenzwillingsmaschine besteht aus den beiden Treibcylindern aa1, den Steuercylindern bb1, dem Vorsteuercylinder c sammt Antriebwelle d für den Regulirkolbenschieber, der Maschinenwelle e, der Korbwelle f sammt Kuppelungen g1 und g2, sowie den Treibkörben h1 und h2, der Fuss- und hydraulischen Bremsvorrichtung i mit dem Bremshebel i1 und dem Handbremsrad i2, der Umsteuerungsvorrichtung k, der Antriebswelle für die Wasserhebung l, der Räderübersetzung m und n für die Förderung und Wasserhebung, der Zwischen welle für den Antrieb der Kunstwinkel o, den Kunstwinkeln p, den drei Korbstangen für den Antrieb der Kunstwinkel q, r, s und der obersten Gestängeführung t.

Durch die Kuppelungen g1g2 kann entweder die Wasserhaltung oder die Förderung allein, bei verminderten Anforderungen allenfalls auch beide auf einmal, ferner jederzeit die Zwillingsmaschine im Leerlauf betrieben werden. Die Nabe des Antriebrades der Pumpen besitzt nämlich die eine Hälfte der Kuppelung g1 für den Antrieb der Pumpen. Die Korbwelle ist in der Kuppelung g2 für den Antrieb der Seilkörbe getheilt. Das Ein- und Ausrücken der Kuppelungen geschieht durch Gabeln, die mittels Handrädchen um einen festen Drehpunkt bewegt werden.

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Die ganze Steuerung und Regulirung der Maschine sammt der Förderung kann von einem einzigen Standpunkte A aus geschehen. Zur rechten Hand des Maschinisten befindet sich das Steuerrad k, durch dessen Drehung nach vor- oder rückwärts der Steuerschieber – ein entlasteter Kolbenschieber – derart verstellt wird, dass die Maschine in dem einen oder anderen Sinne ihre Bewegungen ausführt. Die zur Steuerung dienenden Kolbenschieber bestehen aus je einem Metallcylinder, welcher beiderseits mit zwei Reihen schräger Schlitze versehen und in der Mitte mit einem messingenen Steg ausgestattet ist.

Textabbildung Bd. 296, S. 223

Wird der Umsteuerungsschieber nach links geschoben; so tritt das Kraftwasser aus der Druckleitung um den mittleren Theil dieses Schiebers durch das linke Gurgelrohr in den Steuercylinder jeder Maschinenseite und durch die auf der linken Seite angeordneten äusseren Schlitze des Schiebers in den Treibcylinder, um den Kolben desselben nach rechts zu bewegen. Das Abwasser auf der Vorderseite des Kolbens tritt durch die rechtsseitigen inneren Schlitze des Schiebers um letzteren herum durch das vordere Gurgelrohr nach auswärts. Beim Rückgange des Kolbens tritt das Wasser durch den hohlen Steuerschieber und die rechtsseitigen äusseren Schlitze desselben in den Treibcylinder, das benutzte Wasser dagegen durch die linksseitigen inneren Schlitze des Schiebers um denselben herum in das rechte Gurgelrohr, von da in den Vorsteuerungscylinder und ins Freie. Nach erfolgter Umsteuerung wechseln die Schlitze ihre Rollen derart, dass Kraft- und Abwasser die entgegengesetzten Wege in den Steuerschiebern zurücklegen.

Damit das Kraftwasser allmählich aus dem Umsteuer- oder Regulircylinder in den Steuercylinder treten kann, sind die Enden des Vorsteuerungsschiebers mit konischen Zacken versehen.

Den linken Fuss hat der Maschinist stets auf der Fussbremse i, ausserdem die linke Hand auf einem für gewöhnlich eingeklinkten Hebel bei i3, mit welchem er in den hydraulischen Bremscylinder u langsam oder schnell Wasser geben kann, um jeden Augenblick mit einem kurzen Rucke die Körbe vollkommen festhalten zu können.

Die Steuerung des hydraulischen Bremscylinders besteht ebenfalls aus einem hohlen Kolbenschieber, der für den Ein- und Austritt des Wassers mit je einer Reihe ringförmig angeordneter Oeffnungen versehen ist. Durch den hohlen Kolbenschieber und die unteren Durchbrechungen tritt das Wasser bei gehobenem Schieber in den Arbeitscylinder und treibt den Kolben desselben in die Höhe, wodurch die Bremsbänder angezogen werden. Beim Umsteuern tritt das Wasser durch die oberen Oeffnungen des Kolbenschiebers aus und die Bremsen werden nachgelassen.

Um für den dauernden Stillstand die Bremse nicht allein vom Wasserdrucke abhängen zu lassen, kann dieselbe auch durch das Handrad i2 festgezogen oder auch als Handbremse benutzt werden. Mit V ist der Absperrschieber in der Druckleitung bezeichnet.

Die Treibkolben haben doppelte Lederstulpliderung. Die Treibcylinder sind mit je zwei Windkesseln und je zwei Ventilen, erstere zum Ansammeln, letztere zum zeitweisen Ausblasen der Luft, versehen. Zur Vermeidung starker hydraulischer Stösse in der Kraftleitung ist am Anfange der Kraftleitung bei der Maschine in der Nähe der Vorsteuerung ein, und in der Kraftleitung noch ein zweites Sicherheitsventil angebracht, durch welche die Luft gewöhnlich und besonders beim Umsteuern, wenn mit der Maschine gefördert werden soll, entweichen kann und Röhrenbrüche vermieden werden.

Die Maschine wurde von der Klagenfurter Maschinenfabrik der Oesterreichischen Alpinen Montangesellschaft geliefert.

Die 6 m langen und 100 × 100 mm starken hölzernen Schachtstangen sind durch je zwei 80 mm breite, 10 mm dicke und 1,30 m lange Eisenschienen mit je sechs Schrauben verbunden. Die Führungen und Fangvorrichtungen für das Gestänge bestehen aus Holz.

Eine Wassersäulenpumpe von H. Davey in Westminster veranschaulichen die den Industries 1892 entnommenen Abbildungen (Fig. 82 bis 86). A und A1 sind Pumpencylinder, B und B1 Kraftcylinder bildende Pumpenplunger, welche durch Stangen CC1 mit einander verbunden sind. D und D1 sind Ein- und Ausströmrohre, welche, da sie das Kraftwasser den auf ihnen gleitenden Cylindern BB1 zuführen bezieh. aus denselben verdrängen, wie Plunger wirken. E ist das Saug- und E1 das Druckrohr.

Beim Vorwärtshub der Maschine tritt Wasser in das Rohr E und durch das Ventil F (Fig. 86), sowie eine Oeffnung in den Pumpencylinder A, während es beim Rückwärtshube durch dieselbe Oeffnung und das Druckventil F1 in das Druckrohr E1, auf welchem ein Windkessel angeordnet ist, getrieben wird. G ist ein D-förmiger Flachschieber, welcher durch den Mechanismus HH1 II1 K hin und her bewegt wird und dabei die unter den |224| Kolben MM1 ausmündenden Kanäle abwechselnd öffnet und schliesst. Fig. 85 zeigt die Einlassventile NN1, welche sich gegen die unteren Flächen der hohlen Ventile PP1 legen, deren Querschnitte etwas geringer als diejenigen der Kolben MM1 gehalten sind, so dass der auf die unteren Flächen der letzteren ausgeübte Druck die Ventile mit einer Kraft hebt, welche gleich ist dem Unterschiede der Flächen jedes zusammengehörigen Ventilpaares. Strömt Druckwasser durch das Rohr O und den Kanal L gegen die untere Fläche des Kolbens M, so wird dieser gehoben und mit ihm auch das hohle Ventil P, so dass der Cylinder B1 durch das Rohr D1 mit dem Ausströmrohr R in Verbindung kommt. Zu derselben Zeit, in welcher das Druckwasser unter den Kolben M gelangt, tritt das unter dem Kolben M1 stehende Wasser durch das Rohr X ins Freie.

Textabbildung Bd. 296, S. 224

Das Wasser im Rohre S treibt das hohle Ventil P1 abwärts auf seinen Sitz und geht durch die Höhlung des genannten Ventils und durch das geöffnete Ventil N1, sowie das Rohr D in den Kraftcylinder B. Während so einem Cylinder Druckwasser zugeführt wird, entweicht das Abwasser aus dem anderen Cylinder, wobei die Rohre D und D1 abwechselnd den Ein- und Austritt des Wassers vermitteln. Das Wasser in den Cylindern AA1 bildet gegen Ende des Hubes ein elastisches Polster, indem der Plunger bei seiner fortschreitenden Bewegung das im Cylinder verbleibende Wasser drosselt.

(Fortsetzung folgt.)

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