Titel: Neuere Pumpen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1895, Band 297 (S. 62–66)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj297/ar297020

Neuere Pumpen.

Von Fr. Freytag in Chemnitz.

(Fortsetzung des Berichtes Bd. 296 S. 289.)

Mit Abbildungen.

6) Centrifugalpumpen (Kreiselpumpen).

Die Eigenschaft der Centrifugalpumpen, auch schmutziges, durch Sand und andere feste Theile verunreinigtes Wasser, welches die Leistung einer Kolbenpumpe stark in Frage stellen würde, in gleich bleibenden, durch den Hubwechsel vom Kolben nicht beeinflussten Mengen zu fördern, sowie die im Verhältniss zum Raumbedarf hohe Leistungsfähigkeit dieser Pumpen, sichern denselben in vielen Fällen eine vortheilhafte Verwendung.

Textabbildung Bd. 297, S. 62

Die verbesserte Construction einer Centrifugalpumpe (Patent Oddie), welche grosse Aehnlichkeit mit einer rotirenden Pumpe besitzt, zeigen die Iron vom 12. December 1890 entnommenen Abbildungen (Fig. 1). Wie auch Industries vom 12. December 1890 berichten, werden derartige Pumpen für Leistungen von 75 bis 150 cbm in der Stunde mit 80 bis 170 minutlichen Umdrehungen von der Patent Pump and Blower Company, 7 Water Lane, Blackfriars, London gebaut.

Im Inneren der Pumpe liegt eine Scheibe A mit Flügeln B, welche letztere in ähnlicher Weise, wie bei einer gewöhnlichen Centrifugalpumpe, geformt sind. Die |63| Ein- und Auslassöffnungen des Pumpengehäuses sind so zum Schleuderrade angeordnet, dass eine directe Verbindung zwischen Saug- und Druckrohr nie, demnach ein Austreten von Flüssigkeit bei jeder Umdrehung unter vortheilhafter Mitverwerthung der Centrifugalwirkung erfolgt. Mittels der Pumpe soll Wasser auf die bedeutende Höhe von etwa 8,2 m angesaugt werden können, ohne dass selbst bei verhältnissmässig geringer Geschwindigkeit die Anordnung eines Bodenventiles nöthig wird.

Textabbildung Bd. 297, S. 63

Von der genannten Firma ist auch ein Ventilator in den Handel gebracht, dessen ebenfalls einer rotirenden Pumpe nachgebildete, eigenartige Construction Fig. 2 veranschaulicht. Derselbe besteht aus einem cylindrischen, an beiden Enden mit Deckeln geschlossenen Gehäuse, mit angegossenen Ein- und Austrittsöffnungen. Im Inneren des Cylinders, excentrisch zur Achse desselben, rotirt ein Kolbenkörper D, auf dessen Umfang Flügel angeordnet sind, deren äussere Enden mit segmentförmigen Stücken drehbar verbunden sind. Diese Segmente rotiren frei um einen festen Zapfen inmitten des Cylinderdeckels, wie dies die punktirten Linien in Fig. 2 andeuten, und da der auf die Flügel ausgeübte Druck mit Hilfe der Segmente nach der Zapfenmitte übertragen wird, verringert sich die Reibung auf einen geringen Betrag. Die Segmente halten ferner während der ganzen Umdrehung die Enden der Flügel dicht an den inneren Umfang des äusseren Cylinders, ohne dass dieser jedoch mit den Flügeln in Berührung kommt, und gestatten ein Aus- und Einschwingen der letzteren, sowie ein Anwachsen bezieh. Abnehmen ihrer Geschwindigkeit, sobald sie sich dem Punkte der grössten bezieh. kleinsten Excentricität nähern. Bewegt sich der Kolben in Richtung des auf der Abbildung ersichtlichen Pfeiles, so wird die im Cylinder zwischen A und B eingeschlossene Luft, welche beinahe den halben Inhalt des Cylinders ausfüllt, vorwärts getrieben und bei jeder Umdrehung dreimal ein in Anbetracht der Abmessungen des Ventilators verhältnissmässig grosses Volumen ausgeblasen. Die Treib welle wird durch ein langes hohles, von einem der Cylinderdeckel ausgehendes Innenlager getragen, auf welchem auch der Kolbenkörper ruht.

Der Ventilator soll vollständig geräuschlos arbeiten und nur eine geringe Kraft zum Betreiben erfordern; er lässt sich in einem kleinen Raum unterbringen und ist so einfach construirt, dass er in wenigen Minuten auseinander genommen und wieder zusammengebaut werden kann.

Eine Centrifugalpumpe von J. A. Wade und J. Cherry in Homsea, York, veranschaulichen die Industries und Iron 1893 entnommenen Abbildungen (Fig. 3 bis 5).

Das hohle Flügelrad AA1 ist auf einer Welle B befestigt, welche in einem geschlossenen Gehäuse CC1 rotirt. Das Rad setzt sich aus sechs engen, je in Art eines Quadranten ausgebildeten Abtheilungen oder Schaufeln a zusammen, welche von der Nabe A1 nach der Peripherie des Rades führen. Jede Schaufel ist auf der einen Seite, sowie am Umfange des Rades offen, auf der anderen Seite und da, wo sie an die Nabe A1 stösst, dagegen geschlossen. Die geschlossenen Theile der Schaufeln ragen, wie dies die Abbildungen erkennen lassen, grösstentheils in die offenen Theile der nächsten Schaufeln hinein. Die Kanten der offenen Schaufeltbeile sind verhältnissmässig scharf gehalten und können die Gestalt einer geraden Linie besitzen, während diejenigen der geschlossenen Theile behufs ruhigeren Vorwärtstreibens und schnelleren Entweichens der Flüssigkeit, wie die punktirten Linien in Fig. 4 erkennen lassen, nach einer Curve gekrümmt sind. Die Eintrittsöffnung C2 des Gehäuses theilt sich im Inneren des Gehäuses in zwei Kanäle C3 und steht mit einer Kammer C4 auf jeder Seite des Rades in Verbindung, während die Schaufeln mit einem das Rad ringförmig umgebenden Kanal C5, welcher nach der Austrittsöffnung C6 des Gehäuses führt, communiciren. C7 ist eine Oeffnung zum Anfüllen der Pumpe mit Flüssigkeit vor dem Ingangsetzen derselben, kann aber auch zum Austreten von Luft dienen, die sonst durch die kleine Oeffnung c im Druckrohrstutzen entweicht. Sobald das Rad in Bewegung gelangt, tritt die Flüssigkeit unter dem Einfluss der Centrifugalkraft aus den Schaufeln in den ringförmigen Kanal C5, von da nach der Austrittsöffnung C6, ferner beständig, durch den Druck der äusseren Atmosphäre veranlasst, von der Eintrittsöffnung C2 durch die zwischen den offenen und geschlossenen Theilen der Schaufeln liegenden Räume in das Rad, so dass ein ununterbrochener Flüssigkeitsstrahl zum Ausguss kommt.

Textabbildung Bd. 297, S. 63

Die von J. Casse et fils erbaute Centrifugalpumpe, System P. Nézeraux, soll, nach Revue industrielle vom 14. Februar 1891, S. 61, wenn sie mit derselben Geschwindigkeit, wie eine gewöhnliche Kreiselpumpe von denselben Abmessungen arbeitet, Flüssigkeiten zwei- bis dreimal so hoch fördern, als jene.

Wie Fig. 6 ersichtlich, ist das Flügelrad B auf einer Welle C befestigt, welche sich in Lagern führt und eine Antriebsscheibe trägt. Das Gehäuse B setzt sich aus zwei durch Bolzen mit einander verschraubten Schalen zusammen, von |64| denen jede eine axiale Oeffnung besitzt, die von einer halbcylindrischen Scheidewand, welche mit einander einen Rücklaufkanal E bilden, umgeben sind. Die Summe der Durchgangsquerschnitte der mit F bezeichneten konischen Düsen ist bei den kleinsten Pumpen derart berechnet, dass die Austrittsgeschwindigkeit der Flüssigkeit in einem für die Ausflussmenge passenden Verhältniss zu dem durch die Centrifugalkraft erzeugten Drucke steht.

Die Aufnahmerohre G erweitern sich konisch nach beiden Enden hin und sind in der Achse der Düsen F angeordnet. Eine die letzteren umgebende Kammer H steht mit dem Saugrohr K in Verbindung, welches an seinem äussersten unteren Ende mit einem in das Wasser tauchenden Sieb und einem Fussventil versehen ist. Das Steigrohr der Pumpe ist mit T bezeichnet.

Textabbildung Bd. 297, S. 64

Bevor die Pumpe angelassen, wird das Gehäuse derselben durch die Oeffnung O mit Wasser angefüllt. Nach dem Ingangsetzen wird die der Centrifugalkraft unterworfene Flüssigkeit von der Mitte nach dem Umfange des Gehäuses und, da sie keinen anderen Ausweg als durch die Düsen F findet, in geschlossenen Strahlen durch die Aufnahmerohre G getrieben, um durch den Rücklaufkanal G von Neuem der Pumpe zuzufliessen.

In Folge der beschleunigten Bewegung, mit welcher die Flüssigkeit aus den Düsen F austritt, wird dann Luft aus dem Rohre K angesaugt, so dass Wasser in die Kammer H und von hier, durch die austretenden Wasserstrahlen mitgenommen, in das Steigrohr T gelangt.

Es folgt bei dieser Pumpe, deren Arbeit sich aus der Wirkung der Centrifugalkraft, derjenigen eines Stosshebers, und der Wirkung des mit fortgerissenen Wassers zusammensetzt, dass bei gleicher Geschwindigkeit des Kreiselrades die Höhe, auf welche das Wasser gefördert wird, um so viel grösser ausfällt, als sein Volumen kleiner ist im Verhältniss zu derjenigen Wassermenge, welche beständig nach der Pumpe zurückfliesst.

Bei einem lichten Durchmesser der Düsen von je 14 mm und einem solchen der Aufnahmerohre von je 16 mm, hebt eine derartige Pumpe die Hälfte derjenigen Wassermenge, welche eine gewöhnliche Kreiselpumpe fördern würde, bis auf die doppelte Höhe, vorausgesetzt, dass Abmessungen und Geschwindigkeit des Kreiselrades dieselben bleiben.

In Schächten ist es häufig der Fall, dass der Wasserspiegel unterhalb der Grenze liegt, bis zu welcher ein Saugen noch möglich ist. Man war dann gezwungen, die Pumpen in das Innere des Schachtes zu verlegen. Nézeraux vermeidet die Uebelstände dieser Anordnung, indem er den vordem besprochenen Düsenapparat bei einer Schachtpumpe nicht in den Pumpenkörper, sondern im unteren Vereinigungspunkte zweier Rohrleitungen anordnet, durch welche hindurch sich der beständige Rücklauf des Wassers in der vordem beschriebenen Weise vollzieht. Die mitgerissene Flüssigkeit wird in eine aufsteigende Druckleitung gedrückt, welche vom Rücklaufrohr der rechten Seite abgezweigt ist.

Textabbildung Bd. 297, S. 64

Taucht man den Düsenapparat in das zu hebende Wasser ein, so wirkt die Pumpe nur als Druckpumpe und kann Wasser ohne Schwierigkeit auf eine Höhe von 20 bis 30 m schöpfen.

Auch als Condensationspumpe kann die Pumpe, System Nézeraux, in der Fig. 7 ersichtlichen Gestalt vortheilhafte Verwendung finden.

Textabbildung Bd. 297, S. 64

Mit V ist die Zuleitung für den Dampf, welcher entweder vom Auspuff einer Dampfmaschine herrührt, oder aus einem Vacuumverdampfapparat kommt, mit K diejenige für das Kühlwasser und mit G die Abflussleitung für die Condensationsproducte bezeichnet, welche je nach Bedürfniss und Stellung eines Ventiles theilweise nach der Pumpe zurückfliessen können. Die Condensation des Dampfes findet in Folge Berührung desselben mit den kalten Wasserstrahlen statt, welche sowohl den condensirten Dampf wie auch die Luft mit fortreissen und ein ausgezeichnetes Vacuum erzeugen. Irgendwelche Ventile, wie bei Kolbenpumpen, sind nicht erforderlich, weshalb auch die bei Verwendung derselben entstehenden Abnutzungen und Betriebsstörungen in Fortfall kommen. Die erzeugte Luftleere kann durch irgendwelches Eindringen von Luft in den Pumpenkörper nicht vermindert werden.

Die Fig. 8 und 9 gezeichnete Centrifugalpumpe, System Schabaver, liefert nach den Revue industrielle vom 16. August |65| 1890 entnommenen Mittheilungen in Der praktische Maschinenconstructeur unter günstigen Umständen 600 bis 700 l Wasser in der Stunde. Die Pumpe erscheint namentlich ihres eigenthümlichen Flügelrades wegen bemerkenswerth.

Auf der gusseisernen Fundamentplatte, welche zugleich den Lagerbock für die Flügelradwelle trägt, ist das zweitheilige Gehäuse der Pumpe mittels Schrauben befestigt. Im Inneren des Gehäuses rotirt ein Flügelrad von 348 mm äusserem Durchmesser, welches mit einer Anzahl hohler Kanäle versehen ist, deren Form Fig. 8 erkennen lässt. Nach aussen schliesst ein aufgeschraubter schmiedeeiserner Ring von 4 mm Dicke das Flügelrad ab, gestattet aber dem angesaugten Wasser den Austritt in den Druckkanal durch eine Reihe konischer Oeffnungen von je 4 mm innerem und 8 mm äusserem Durchmesser.

Das anzusaugende Wasser tritt durch eine im Gehäuse vorgesehene Oeffnung von 80 mm in dasselbe ein, strömt in zwei Kanälen nach der ringförmigen Säugöffnung des Flügelrades, wird von letzterem angesaugt und gegen den erwähnten Blechring geschleudert. Der Druckkanal hat anfänglich 20, später 30, dann 50 und endlich 80 mm Weite.

Textabbildung Bd. 297, S. 65

Die Flügelradwelle ist 27 mm stark und ruht in zwei im Gehäuse eingelassenen, mit Weissmetall ausgefütterten Stopfbüchsenlagern.

Zur Erleichterung des Anfüllens der Pumpe dient ein auf die im oberen Theile des Gehäuses vorgesehene Oeffnung gesetzter Trichter. Nach erfolgtem Anfüllen wird jene Oeffnung durch einen Stopfen oder nötigenfalls durch ein Luftventilchen geschlossen.

Die The Engineer vom 31. März 1893, S. 270, entnommene Abbildung Fig. 10 zeigt vier von L. Dumont in Paris erbaute, neben einander aufgestellte Centrifugalpumpen, welche von einem Elektromotor betrieben werden und in den Bergwerken von Altai Grubenwässer auf eine Höhe von 48 m fördern sollen. (Es wäre interessant, zu erfahren, mit welchem Gesammtwirkungsgrade ein derartiger Pumpensatz arbeitet.)

Von L. Dumont rührt auch die Construction einer Centrifugalpumpe für stark sandhaltiges Wasser her. Dieselbe besteht nach Revue industrielle vom 20. Juni 1891, S. 241, aus einer stählernen Nabe mit drei angeschraubten Schaufeln, welche zwischen zwei an den Innen Wandungen des Pumpengehäuses befestigten, aus Stahl oder Hartguss hergestellten Scheiben, die ebenfalls wie die Schaufeln nach erfolgter Abnutzung ausgewechselt werden können, liegen. Die Schaufeln bewegen sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 10 bis 15 m in der Secunde.

Textabbildung Bd. 297, S. 65

Wie die Fig. 11 ersichtliche Abbildung einer Pumpe erkennen lässt, befindet sich auf der einen Seite des Gehäuses die Antriebsriemenscheibe, auf der anderen ein zur besseren Führung der Schaufel welle dienender Bügel, welcher am Gehäuse angeschraubt ist. Auf dem oberen Theile des letzteren ist behufs leichterer Untersuchung und Reinigung des Innenraumes der Pumpe eine grosse Oeffnung angeordnet, über welche sich ein Deckel mit Bügelverschluss legt. Die Stärke der Gehäusewandungen ist ungefähr doppelt so gross wie diejenige gewöhnlicher Centrifugalpumpen. Saug- und Druckrohr haben gleiche Durchmesser. Die Pumpen werden in grösseren Abmessungen von auf gemeinschaftlicher Sohlplatte montirten Dampfmaschinen stehender Anordnung betrieben.

Eine grössere, von Byron Jackson in San Francisco entworfene Anlage mit zwei Centrifugalpumpen, welche je von einer liegenden Verbundmaschine mit Condensation von 125 betrieben werden, beschreiben Industries vom 15. Juli 1892.

Die Dampfmaschinen mit je einem einzigen Schieber für Hoch- und Niederdruckcylinder, welcher zwischen diesen angeordnet liegt, sind von Geo. B. Greene construirt und können derart mit den beiden aussenliegenden Centrifugalpumpen gekuppelt werden, dass diese entweder zusammen arbeiten oder jede von ihrem eigenen Motor angetrieben wird. Jede Pumpe kann ferner durch beide Maschinen oder auch beide Pumpen durch eine Maschine betrieben werden.

Die Druckrohre der Pumpen haben 762 mm Durchmesser; ihre grösste Leistung beträgt ungefähr 227 cbm in der Minute auf 6 m Höhe.

Eine einfach wirkende Centrifugalpumpe von E. Seitz und R. P. Park in Blackburn, Victoria, veranschaulicht Fig. 12.

Textabbildung Bd. 297, S. 65

Wie Uhland's Technische Rundschau, 1894 S. 279, berichtet, ist das Laufrad d auf der einen Seite als hohler Zapfen b ausgebildet, während auf der anderen Seite ein kräftiger, voller Zapfen f, welcher in einem langen Lager läuft, an ihm befestigt ist. Auf dem Zapfen f sitzt die Antriebsriemenscheibe. An den beiden äusseren Seiten des Laufrades ist je ein Metallring d befestigt, welcher auf einem im Pumpengehäuse befindlichen zweiten Metallring gleitet. Letzterer wird durch Gummiringe in seiner Lage gehalten und durch Schrauben e an den Ring d gepresst, |66| jedoch so, dass möglichst wenig Reibung entsteht und die beiden Ringe nur schwach anlaufen, um zu verhüten, dass Schlamm und Sand vom Boden der Pumpe in die Kammer gelangen kann. Für den Fall, dass eine Undichtigkeit zwischen den Ringen entstehen sollte und sich Wasser in der Kammer ansammelt, sind Ablasshähne behufs Entfernung desselben angebracht, die geschlossen bleiben, wenn die Kammern geschmiert werden sollen, ebenso wenn die Pumpe still steht und das Zurücktreten des Wassers vermieden werden soll. In diesem Falle wird der ringförmige Theil, welcher mit einem Gummiring versehen ist, zurückgeschraubt, an das Gehäuse angepresst und dadurch ein dichter Abschluss des Gehäuses gegen das Laufrad erzielt. Eine entsprechende Vorrichtung am Saugende des Zapfens b vermittelt die Abdichtung. Der Eintrittsstutzen a kann mittels Schraube und Bügel gegen das Kopfende des Laufrades gepresst werden. Die zwischenliegenden Ringe c werden dann zusammengedrückt und bewirken den dichten Abschluss.

Unter den Neuerungen im Bau von Centrifugalpumpen verdient auch die Einführung des sogen. Ausflussringes von Decour Beachtung. Derselbe besteht nach den Le Genie Civil entnommenen Mittheilungen in Der praktische Maschinenconstructeur vom 7. April 1892 aus einem concentrisch um das Flügelrad herumführenden Raum, der, mit dem Druckrohre in Verbindung stehend, eine verhältnissmässig grosse Wassermenge aufnehmen kann.

Das aus dem Flügelrade austretende Wasser trifft nicht direct gegen die Gehäusewand, so dass die anderenfalls durch Reibung und Stoss auftretenden Druckverluste sich bedeutend verringern.

Das Flügelrad ist wie eine Propellerschraube auf der Maschinenwelle befestigt. Ueber die Stahlwelle ist eine mit der Rückseite des Flügelrades dicht verbundene Hülse aus Bronze geschoben, welche in einer Stopfbüchse des Pumpengehäuses läuft. Seitliche Führung erhalten die aus dem Flügelrade tretenden Strahlen einerseits durch eine Gehäusewand, andererseits durch eine Scheibe innerhalb des Gehäuses. Der Stutzen für das Druckrohr kann an beliebiger Stelle des Pumpengehäuses angegossen werden.

Die Anzahl der nach einem Kreisbogen gekrümmten Flügel beträgt 8 bis 12; ihre Form hängt vom Verhältniss der centralen Oeffnung zum Durchmesser des Flügelrades ab.

Gwynne und Co. in London haben nach The Engineer vom 14. September 1894, S. 238, das der Peninsular and Oriental Steamship Company gehörige neue Schiff „Caledonia“ zum Zwecke der Circulation von Kühlwasser durch die Condensatoren mit zwei Centrifugalpumpen versehen.

Diese Pumpen besitzen bedeutende Abmessungen. Saug- und Steigrohre haben 610 mm lichten Durchmesser. Die Flügelräder von Kanonenmetall sind auf mit Kanonenmetall überzogenen Stahlspindeln befestigt und haben 1370 mm Durchmesser. Der obere Theil des Pumpengehäuses besteht aus zwei durch Flanschenverschraubung mit einander verbundenen Theilen, zum Zwecke der Zugänglichkeit zur Spindel und deren Lager, ohne die Rohre aus einander schrauben zu müssen.

Die zum Betreiben der Pumpe dienende stehende Eincylindermaschine hat 381 mm Cylinderdurchmesser und 305 mm Kolbenhub. Zur Steuerung des Arbeitsdampfes von 12 at Kesselspannung dient ein gewöhnlicher D-Schieber. Die Leistung der Pumpe stellt sich bei einer Geschwindigkeit von 180 bis 190 minutlichen Umdrehungen auf 50 cbm Wasser in der Minute.

Alle Lagerschalen sind aus Bronze hergestellt und die der Abnutzung unterworfenen Flächen reichlich gross gehalten. Die Pumpenlager haben 305 bezieh. 178 mm Länge bei 115 bezieh. 120 mm Durchmesser, die Maschinenlager 254 mm Länge bei 115 mm Durchmesser. Kurbel- und Kreuzkopfzapfen haben 203 bezieh. 152 mm Länge bei 120 bezieh. 76 mm Durchmesser. Alle geschmiedeten Theile sind aus Stahl gefertigt.

Besondere Sorgfalt ist auch auf die selbsthätige Schmierung aller Theile verwendet, während die Maschine sich in Bewegung befindet. Die Maschinen sind für Rechtsund Linksaufstellung hergestellt und dicht neben einander auf einer Seite des Maschinenraumes angeordnet.

Eine Pumpe allein ist im Stande, die zur Condensation nöthige Menge an Kühlwasser zu liefern, so dass die zweite Pumpe zur Aushilfe dient.

Das Gewicht einer Pumpe mit Maschine beträgt ungefähr 7 t, der Condensatordruck, wenn das Schiff sich in den warmen Gewässern des Rothen Meeres bewegt, noch 71 cm.

(Fortsetzung folgt.)

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