Titel: | Beschreibung der von Hrn. P. Rittinger, k. k. Pochwerks-Inspector in Schemnitz, erfundenen Quecksilber-Saug- und Druckpumpe. |
Fundstelle: | Band 107, Jahrgang 1848, Nr. XXI., S. 97 |
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XXI.
Beschreibung der von Hrn. P.
Rittinger, k. k.
Pochwerks-Inspector in Schemnitz, erfundenen
Quecksilber-Saug- und Druckpumpe.
Aus denVerhandl. des
niederösterreichischen Gewerb-Vereins, 1847, 13tes
Heft.
Mit Abbildungen auf Tab. II.
Rittinger's Quecksilber-Saug- und
Druckpumpe.
Es ist bekannt, daß an unseren gewöhnlichen Pumpen beim Heben von
sandigem oder schmutzigem Wasser der Kolben, er mag wie immer
geliedert seyn, einer sehr schnellen Abnützung unterliegt. Die
bisherigen Veränderungen in der Construction des Kolbens haben
sich in der Praxis als zur Beseitigung dieses Uebelstandes
unzureichend erwiesen; dieß ist selbst bei der Pumpe von Letestu der Fall, indem dieselbe, als
man sie zu Schemnitz zum Heben der Pochtrube in Anwendung
brachte, schon nach zwölf Stunden den Dienst versagte. Dieser
Anstand ist an der vorliegenden Pumpe dadurch gehoben, daß der
zur Erzeugung des luftleeren Raumes erforderliche Verschluß
nicht durch einen Kolben, sondern durch Quecksilber erzielt
wird. Zwei solche Pumpen sind seit einem Vierteljahre in einem
Pochwerke zu Schemnitz eingerichtet, und heben die Pochtrube auf
eine Höhe von 10 Fuß. Aus der nun zu beschreibenden Construction
derselben geht hervor, daß deren Gang ohne Abnützung durch
Reibung so lange ununterbrochen fortdauern kann, als das
Material (Eisenblech), aus dem sie bestehen, im Wasser
auszuhalten vermag.
Die Saugpumpe ist in Fig.
33 im Durchschnitt dargestellt; sie besteht aus zwei
Haupttheilen, einem unbeweglichen und einem beweglichen.
Der unbewegliche ist aus zwei concentrischen Cylindern von
Eisenblech a und b zusammengesetzt, zwischen denen
sich unten ein eiserner Ring c als
Boden wasserdicht eingenietet befindet. Der auf diese Weise
zwischen beiden Cylindern gebildete Raum ist zur Aufnahme des
Quecksilbers bestimmt. Der äußere Cylinder a hat nach oben eine concentrische
Erweiterung; der innere nach oben zu längere Cylinder b ist mittelst eines Stängelventils
d verschließbar, welches auf dem
Ringe e aufliegt; das Ganze ist über
eine hölzerne Röhre f wasserdicht
geschoben.
Der bewegliche Theil dieser Pumpe, gleichsam das Kolbenrohr, ist
gleichfalls ein blecherner Cylinder g, der sich in dem früher beschriebenen ringförmigen,
mit Quecksilber gefüllten Raume leicht auf- und abwärts
bewegen läßt. Innerhalb dieses Cylinders ist ein zweites
Stängelventil k, das ebenfalls auf
einen eingenieteten Ring h
auffällt.
Die Stängel beider Ventile sind nach entgegengesetzter Richtung
angebracht und gehen durch diametrale Führungsspangen i. Eine an dem Ende eines jeden
Stängels befindliche Schraubenmutter m gestattet den Ventilen nur eine beschränkte
verticale Bewegung.
Der Stängel eines jeden Ventils erweitert sich zu einem Kranze
α, an welchen drei
Scheiben mittelst der Schraubenmuttern β angedrückt werden, und zwar eine hölzerne γ, eine lederne δ und eine blecherne ε. Die beiden ersteren haben
einen gleichen Durchmesser und übergreifen auf etwa 1/2 Zoll den
eisernen Ring, auf den sie auffallen. Die blecherne Scheibe
dient eigentlich nur als Unterlage für die Schraubenmutter und
ist etwas kleiner als die beiden ersteren.
An das bewegliche Kolbenrohr ist noch überdieß ein Ausgußschnabel
n an der Mündung einer passenden
Oeffnung angenietet und oben ein Bügel o angebracht, der mittelst eines Riemens oder einer
Gurte mit dem Pumpenhebel etc. in Verbindung steht. Das Spiel
der Pumpe während ihres Ganges ist nun folgendes: Wird der
bewegliche Theil derselben oder die Kolbenröhre, in die Höhe
gehoben, so daß ihr unterer Rand noch im Quecksilber bleibt, so
bildet sich zwischen den beiden Ventilen ein luftleerer Raum.
Das untere Ventil steigt wegen des einseitig auf dasselbe
ausgeübten Druckes in die Höhe, und das Wasser aus der Saugröhre
folgt dem Ventile in der Kolbenröhre, bis es den Raum zwischen
beiden Ventilen ausfüllt. Bewegt man nun die Kolbenröhre nach
abwärts, so schließt sich das Saugventil und das Wasser ist
genöthigt das obere Ventil zu heben, um einen Ausgang zu
gewinnen. Hierdurch gelangt es in den Abflußschnabel n und von da weiter an den Ort
seiner Bestimmung.
Ueber den Bau und die Anlage dieser Pumpe ist noch folgendes zu
bemerken. Soll die Pumpe gut saugen, so muß man dafür sorgen,
daß das Saugventil d möglichst
leicht sey, daß die beiden Ringe e
und h, auf welche die Ventile
auffallen, sich an die Wände der Blechcylinder luftdicht
anschließen, und daß die Ventile auf diesen Ringen luftdicht
anliegen, zu welchem Ende dieselben abgedreht werden müssen. Um
jede Verengung zu vermeiden, wird der Spielraum nach allen
Seiten des Saugventiles dem Querschnitte des Saugrohres
gleichgehalten, wodurch das Wasser immerfort dieselbe
Geschwindigkeit behält.
Zur Ersparung an Quecksilber darf man den Spielraum zwischen den
beiden Cylindern nicht weiter machen als es die freie und
ungehinderte Bewegung des Kolbenrohres erfordert.
Weil während des Saugens der Druck auf die äußere
Quecksilberoberfläche bei p größer
ist, als auf die innere bei q, so
muß das Quecksilber zwischen der Saug- und der
Kolbenröhre bei q etwas in die Höhe
steigen. Um nun die dadurch in dem äußern Cylinder
herbeigeführten Oscillationen des Quecksilbers zu vermeiden, ist
derselbe oben erweitert, wodurch wie beim birnförmigen
Barometer, gewissermaßen ein Quecksilbervorrathsraum gebildet
wird.
Die in Rede stehende Pumpe vermag nach ihrer Construction das
Wasser bloß auf eine Höhe unter 28 Fuß zu heben, da sie eine
reine Saugpumpe ist. Es unterliegt aber keinem Anstande, sie
auch für größere Hubhöhen einzurichten; indem man bloß das
Kolbenrohr nach aufwärts zu verlängern und den Ausflußschnabel
höher anzubringen braucht. Wird überdieß dem Ventile k in der Kolbenröhre ein kleinerer
Durchmesser gegeben, so muß das Wasser beim Niedergehen der
Kolbenröhre ringsum über das Ventil steigen und es wird von
demselben, wie in den Steigröhren bei gewöhnlichen
Brunnenpumpen, eine gleich große Quantität bei der
Ausflußschnauze n zum Ausguß
gelangen.
Bei dieser Einrichtung wird der Druck auf die innere
Quecksilberfläche bei q während des
Herabgehens der Kolbenröhre größer als der auf die äußere bei
p, wo dann die obere Erweiterung
abermals zur Verhinderung bedeutender Oscillationen nothwendig
erscheint.
Die Höhe und Weite der Cylinder läßt sich für jeden einzelnen
Fall aus hydrostatischen Principien leicht berechnen.
Dem Kolbenrohre darf man bei der Bewegung nach auf- und
abwärts keine übermäßige Geschwindigkeit geben, weil sonst das
Wasser in der Saugröhre dem Ventile h nicht nachzufolgen im Stande wäre. Die Erfahrung hat
gelehrt, daß die Anhubsgeschwindigkeit der Kolbenröhre nicht
über 9'' gesteigert werden darf.
Die Druckpumpe stellt Fig.
34 im Durchschnitte dar und zwar so, daß der
bewegliche Theil die tiefste Stellung hat.
Die Hauptbestandtheile dieser Pumpe sind: Ein zur Aufnahme von
Quecksilber bestimmter gußeiserner Cylinder A, welcher ganz in den Boden des
Wasserreservoirs versenkt wird, und eine hölzerne Steigröhre B, welche an ihrem untern, in dem
gußeisernen Cylinder auf- und abwärts beweglichen Ende
mit einer blechernen, darüber größtentheils wegreichenden Hülse
C umgeben ist. In dieser Hülse
ist ein nach oben sich öffnendes Kugelventil D angebracht, welches, sowie der
Ventilsitz a, am zweckmäßigsten aus
Holz verfertigt wird. Damit die Kugel dieses Ventils nicht zu
hoch steige und dem nach aufwärts sich bewegenden Wasser nicht
den Eintritt in die Steigröhre B
versperre, ist in das Ende der letztern eine Klammer b eingeschlagen, an welche die Kugel
bei ihrem höchsten Stande stößt. Außerdem ist die Steigröhre an
der Ausgußstelle des Wassers bei c
durchbohrt und mit einem Schnabel versehen. Die Bewegung der
Steigröhre nach auf- und abwärts wird durch einen Hebel
bewirkt, welcher dem bei den gewöhnlichen Pumpen angebrachten
ähnlich ist.
Das Spiel der Pumpe, welches übrigens in dem großen Unterschiede
zwischen den specifischen Gewichten des Quecksilbers und Wassers
seinen Grund hat, ist folgendes:
Der Cylinder A ist nämlich im
Zustande der Ruhe bis x, x mit
Quecksilber gefüllt, und es befindet sich beim höchsten Stande
der Steigröhre die Hülse, in welcher das Kugelventil
eingeschlossen ist, etwa zwei bis drei Zoll über dem Niveau des
Quecksilbers in dem gußeisernen Cylinder; es füllt sich daher
der untere Raum K der Hülse C bis an die Kugel des Ventils D aus dem Reservoir mit Wasser.
Drückt man die Steigröhre mittelst des an ihr angebrachten
Hebels G so weit herab, bis der
untere Stand der Hülse die Oberfläche des Quecksilbers in dem
gußeisernen Cylinder berührt, so sperrt man das im Raume K befindliche Wasser von dem übrigen
gänzlich ab. Drückt man die Steigröhre nun noch mehr herab, so
wird dieses Wasser aus dem gußeisernen Cylinder ein gleich
großes Volumen Quecksilber verdrängen, welches in dem Raume
zwischen den beiden Cylindern A und
C emporsteigen muß. Hat man
endlich die Hülse C so tief
herabgedrückt, daß die Quecksilberdruckhöhe den 13ten Theil der
Wasserhubhöhe übersteigt, so öffnet sich das Ventil D und das Wasser wird in die
Steigröhre B selbst hineingepreßt,
um durch die Bohrung c abzufließen.
Hat endlich das Quecksilber im Raume K den Ventilsitz a beinahe
erreicht, so hebt man die Steigröhre in ihre ursprüngliche Lage,
um das Spiel der Pumpe von neuem zu beginnen. Das Ausfließen des
Wassers erfolgt bei dieser Pumpe also nur beim Herabgehen des
Steigrohrs. Die Abbildung stellt die Steigröhre in ihrem
tiefsten Stande dar; yy ist
die Oberfläche des Quecksilbers in K, zz dagegen in dem
Cylinder A. Es ist klar daß, je
höher das Wasser durch diese Pumpe gedrückt werden soll, desto
höher auch die Quecksilbersäule seyn müsse, welche zwischen der
äußern Wand der Steigröhre und der innern Wand des gußeisernen
Cylinders emporzusteigen genöthigt ist.
Darnach sind auch die Dimensionen des gußeisernen Cylinders A und des Steigrohrs C, sowie auch die Hubhöhe des
letztern zu berechnen. Uebrigens erfordert ein gleichförmiger
Gang der Pumpe eine mäßige Anhubgeschwindigkeit der Steigröhre,
welche überdieß auch noch, um ein starkes Hin- und
Herschwanken derselben in dem gußeisernen Cylinder zu vermeiden,
oberhalb des letztern eine zweckmäßige Führung erhalten muß.
Es bedarf wohl nicht der Erwähnung, daß diese Pumpe bei
zweckmäßig gewählten Dimensionen einen sehr vollkommenen Effect
erwarten lasse, und daß sie in Bezug auf Dauer alle übrigen
Druckpumpen weit übertreffen müsse, da bei ihr ausschließlich
nur Reibungen zwischen festen und flüssigen, und keine zwischen
festen und festen Körpern vorkommen. Auch ist man mit dieser
Pumpe im Stande, selbst trübes Wasser zu heben, wofern dasselbe
nur nicht gar zu dickflüssig ist, in welchem Falle viel
Quecksilber verschlagen würde. Endlich sind die Anlagekosten
dieser Pumpe bei ihrer höchst einfachen Construction nur
unbedeutend. Mittelst der Quecksilberpumpe kann das Wasser
jedoch nur auf kleinere Höhen gefördert werden. Wäre die
Förderungshöhe größer, so müßte man mehrere solcher Pumpen über
einander anbringen und diese an auf- und abgehende
Stangen aufhängen.