Titel: | Hydropneumatische Pumpe; von Ingenieur G. Jarre in Ornans (Departement Doubs, Frankreich). |
Fundstelle: | Band 213, Jahrgang 1874, Nr. LXXXVII., S. 376 |
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LXXXVII.
Hydropneumatische Pumpe; von Ingenieur G. Jarre in
Ornans (Departement Doubs, Frankreich).
Aus dem Bulletin de la Société
d'Encouragement, August 1874 S. 377.
Mit einer Abbildung auf Tab. V.
Jarre's hydropneumatische Pumpe.
Diese Wasserhebemaschine beruht (wie bereits in diesem Journal, zweites Maiheft 1874,
S. 350 mitgetheilt wurde) auf der Anwendung comprimirter Luft. Der Erfinder hat bei
Aufstellung seines Systems insbesondere solche Fälle in's Auge gefaßt, wo der Motor
aus zwingenden Gründen an einem Punkte angeordnet werden muß, welcher von dem
Reservoir durch complicirte unvermeidliche Hindernisse getrennt ist. Da die
pneumatische Transmission und die Wassercirculation ein flüssiges Continuum zwischen
dem Motor und der Ausflußstelle repräsentirt, so läßt sich dieses System mit großer
Schmiegsamkeit den schwierigsten Localverhältnissen anpassen.
Der ganze Apparat, dessen wesentliches Organ in Figur 14 im
Verticaldurchschnitte dargestellt ist, umfaßt: 1) eine Compressionspumpe, welche
durch irgend eine geeignete Triebkraft in Thätigkeit gesetzt wird; 2) eine
Vertheilungskammer D und 3) ein Reservoir R, welches abwechselnd mit Luft und Wasser sich füllt.
Zur Verminderung des schädlichen Raumes muß die Vertheilungskammer so nahe wie
möglich am Reservoir, jedoch außerhalb des Wassers, angeordnet sein.
Das zu hebende Wasser tritt unmittelbar aus der Quelle durch ein nach Innen sich
öffnendes Ventil a in das Reservoir R und gelangt in das bis nahe an den Boden des letzteren
sich erstreckende Steigrohr T. Das Reservoir ist mit der
Kammer D durch ein Luftzuleitungsrohr verbunden. Die
Kammer selbst bietet drei Oeffnungen dar, wovon zwei durch Ventile C und C' verschließbar sind,
während die dritte freie Oeffnung in das eben erwähnte Verbindungsrohr einmündet.
Das Ventil C' gestattet der comprimirten Luft in
abgemessenen Pausen den Zutritt in die Vertheilungskammer, während das Ventil C, auf welches ein Gegengewicht P wirkt, die Luft zur passenden Zeit entweichen läßt. Beide Ventile C und C' werden durch einen
und denselben Balancier in Thätigkeit gesetzt, so daß stets gleichzeitig eines
derselben offen, das andere geschlossen ist, damit während des Actes der Compression
nie eine Communication mit der äußeren Luft stattfinde.
Sobald das Reservoir R sich mit Wasser gefüllt hat,
öffnet sich C' und schließt sich C, worauf die comprimirte Luft, welche während der Absperrung von C' durch die Pumpe in einem in die Luftleitung
eingeschalteten Raume fortwährend verdichtet worden war, die Vertheilungskammer D anfüllt, auf das Wasser im Reservoir R drückt und dasselbe zum Steigrohr hinaustreibt.
Nachdem sich R entleert hat, muß eine Drehung des
Balanciers nach der entgegengesetzten Richtung erfolgen;
C' schließt sich, sperrt dadurch den Zutritt der comprimirten Luft ab,
während sich C öffnet und die den Behälter R füllende comprimirte Luft in's Freie entweichen läßt.
Zugleich sinkt das Steigrohrventil vermöge seines eigenen Gewichtes herab, und
hindert das Zurückfließen des bereits gehobenen Wassers, während das Bodenventil a dem Andrang des Quellwassers nachgibt und der Behälter R sich von neuem füllt. Folgende sinnreiche Vorrichtung
vermittelt nun auf automatische Weise im richtigen Momente die Schauckelbewegung des
Balanciers.
An der Einmündungsstelle des Verbindungsrohres in das Reservoir ist ein oben offenes
Gefäß V angeordnet. Aus der Mitte des ringförmigen
Bodens dieses Gefäßes erhebt sich ein oben und unten offenes Rohr, welches von einem
Schwimmer O bedeckt wird. Ein Heber S mündet mit seinem kürzeren Schenkel am Boden des
Gefäßes V und mit seinem längeren an einer tiefer
liegenden Stelle im Behälter R Der Scheitel dieses
Hebers befindet sich ein wenig unterhalb der Oeffnungen des Gefäßes V. Durch das Centralrohr des letzteren erstreckt sich
eine vom Balancier herabhängende Stange, welche sowohl den Schwimmer O als auch eine mit Wasser gefüllte Belastungstrommel
K trägt.
Zur Erläuterung der Function dieses Apparates übergehend, setzen wir als wesentliche
Bedingung voraus, daß folgende fünf Größen eine numerisch abnehmende Reihe bilden:
1) die Gewichtssumme des Schwimmers O und des Ballastes
K in der Luft; 2) die Summe des Gegengewichtes P und des Druckes der comprimirten Luft auf das Ventil
C, wenn dieses geschlossen ist; 3) die Gewichtssumme
des in der Luft befindlichen Schwimmers O und des in
Wasser getauchten Ballastes K. 4) das Gegengewicht P allein; 5) die Gewichtssumme des Schwimmers O und des Ballastes K, wenn
beide unter Wasser sich befinden.
Am Anfang, wenn in Folge des niedrigsten Wasserstandes im Reservoir R Schwimmer und Ballast außer Wasser sind, ist ihr
Gewicht der Annahme gemäß überwiegend und zieht den Balancier herab, wodurch C' sich schließt, C sich
aber öffnet, die Luft daher, welche das Wasser bis an den Boden des Reservoir
hinabgedrückt hatte, entweichen kann. Sofort öffnet sich in Folge des nachlassenden
inneren Druckes das Ventil a im Reservoirboden, und das
Wasser beginnt in dem Reservoir zu steigen. Während nun der Ballast K bereits untergetaucht ist, befindet sich der Schwimmer
O noch in der Luft – ein Umstand, welcher
immer noch zur Bewältigung des Gegengewichtes P
hinreicht, so daß also das Ventil C vor der Hand noch
geöffnet bleibt. Wenn aber das Niveau den Scheitel des Hebers S erreicht, so füllt sich in Folge der plötzlich eintretenden Wirkung des
Hebers das Gefäß V, so daß nun der Schwimmer in das
Wasser eintaucht. In Folge des auf der rechten Seite des Balanciers dergestalt
entstehenden Gewichtsverlustes gewinnt nun das Gegengewicht P die Oberhand, zieht den Balancier auf der linken Seite herab, setzt durch Absperrung
des Ventils C der ferneren Entweichung der Luft ein Ziel
und läßt durch das gleichzeitig sich öffnende Ventil C'
die comprimirte Luft in die Vertheilungskammer, so daß die Wirkung des
Gegengewichtes P durch den im Inneren dieser Kammer
herrschenden Luftdruck verstärkt wird. Durch diesen Druck schließt sich nun auch das
Ventil a, so daß das in den Behälter eingedrungene
Quellwasser keinen anderen Ausweg hat als durch das Steigrohr T. Wenn das Niveau bis zur Mündung des kürzeren Heberschenkels
herabgesunken ist, hat sich das Gefäß V von selbst durch
den Heber wieder entleert, und das ganze Gewicht des Schwimmers tritt daher wieder
in Wirksamkeit. Da jedoch der Ballast K immer noch in
Wasser taucht und das Gegengewicht P um den Druck auf
das Ventil C verstärkt ist, so bleibt der Balancier
vorläufig noch in dieser Lage, und der Wasserausfluß hat seinen ungestörten
Fortgang. Endlich aber sinkt das Wasser unter den Ballast K, der Balancier kippt nach der rechten Seite über und das Spiel beginnt
von neuem.
Die Gefäße V und O sind offen
– ein Umstand von Wichtigkeit, weil sie sonst Gefahr liefen, durch den
wechselnden Druck, dem sie ausgesetzt sind, ihre Form zu verlieren. Vom Froste ist
für die Organe keine Gefahr zur befürchten, wenn man nur die einfachsten
Vorsichtsmaßregeln beobachtet. Als Beweis, wie gut der Apparat sich hält, führt der
Erfinder an, daß mehrere Exemplare desselben bereits seit ungefähr zwei Jahren zu
Ornans, ohne je einer Reparatur zu bedürfen, in unausgesetztem Betriebe sind.
Folgendes sind die der Construction des jüngsten dieser Wasserhebeapparte zu Grunde
liegenden Daten.
Länge des Luftleitungsrohrs von der Compressionspumpe bis zum
Reservoir
150 Meter.
Innerer Durchmesser dieser Leitung
20 Millim.
Anzahl der rechtwinkeligen Biegungen auf der ganzen
Luftleitungsstrecke
23
Luftdruck im Momente der Entweichung; als Wassersäule
11 Meter.
Luftdruck hinter dem Einlaßventil C' während seiner Absperrung
15 Meter.
Länge der Wasserleitung vom Reservoir bis zur
Ausflußstelle
50 Meter.
Innerer Durchmesser der Wasserleitung
40 Millim.
Anzahl der auf dieser Wasserleitungsstrecke vertheilten
rechtwinkeligen Biegungen
9
Anzahl der Zwischenhähne
2
Geförderte Wassermenge pro
Minute
75 Liter.
Geschwindigkeit im Wasserleitungsrohre pro Secunde
1,3 Meter.
Druckhöhe
6 Meter.
Diesen Angaben gemäß beträgt der Verlust an Druckhöhe 5 Meter oder beinahe die
Hälfte. Durch namhafte Vergrößerung des Durchmessers der Wasserleitungsröhre könnte
man übrigens diesen Verlust bedeutend reduciren. Die Geschwindigkeit würde sich alsdann im
umgekehrten Verhältnisse des Quadrates des Durchmessers, und die Widerstände würden
sich ungefähr im umgekehrten Verhältnisse des Quadrates der Geschwindigkeit, also
der vierten Potenz des Durchmessers vermindern. (Berichterstatter Haton de la Goupilliere.)
P.