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angesaugten Flüssigkeit durch das Druckrohr (Steigrohr) S nach sich (Druckperiode). Dabei schließt sich sogleich anfangs das Saugventil, und ein andres nach außen aufschlagendes Ventil [* 2] W, bez. W¹ (Druckventil) öffnet der Flüssigkeit den Zugang zum Druckrohr. Je nachdem nun das Druckventil in dem Pumpenkörper (bezüglich einer damit in Verbindung stehenden Kammer) oder im Kolben angebracht ist, unterscheidet man Druckpumpen [* 1] (Fig. 3-6) von Hubpumpen [* 1] (Fig. 1, 2). Saugpumpen sind alle Pumpen, [* 3] doch bezeichnet man wohl im gewöhnlichen Gebrauch speziell als Saugpumpen solche, die das Wasser hauptsächlich durch Saugen befördern, wie z. B. die gewöhnlichen Straßenpumpen.
Während die Größe der Druckhöhe einer Pumpe [* 4] nur durch die Festigkeit [* 5] des Pumpenmaterials beschränkt ist, darf man die Saughöhe (Wasser vorausgesetzt) füglich 6 m nicht übersteigen lassen, weil das Wasser wegen des nicht ganz dichten Verschlusses des Kolbens und der Ventile bis zu der ideellen Saughöhe von 10 m nicht nachfolgt. Bei andern Flüssigkeiten ändert sich die zulässige Saughöhe mit dem spezifischen Gewicht. Luftsäcke, d. h. Ansammlungen von Luft in dem Saugrohr und zwischen Saugventil und Kolben, können durch richtige Anordnung des Saugrohrs (stetiges Steigen bis zum Cylinder) und der Ventile vermieden werden.
Der Cylinder (Kolbenrohr) besteht gewöhnlich aus Gußeisen und ist innen ausgeschliffen, seltener wird er aus Messing oder Kanonenmetall und nur bei rohen Anlagen aus Ahorn- oder Eichenholz gefertigt. In besondern Fällen (z. B. bei Pumpen für Säuren) sind Materialien anzuwenden, welche von den betreffenden Flüssigkeiten nicht angegriffen werden, wie Steinzeug, Glas, [* 6] Hartgummi etc. Dasselbe gilt auch bei den übrigen Pumpenteilen. Die Länge des Cylinders übertrifft den Kolbenhub mindestens um die Liderungsbreite des Kolbens, seine Weite variiert zwischen wenigen Zentimetern und mehreren Metern.
Die Pumpenröhren bestehen aus Metall oder Holz; [* 7] ihre Weite beträgt ⅖-⅔ des Kolbendurchmessers, und folglich ist die Geschwindigkeit des Wassers in diesen Rohren 9/4-25/4 mal so groß als die mittlere Geschwindigkeit des Kolbens. Letztere geht selten auf 0,1 m herab, sie beträgt gewöhnlich 0,5-0,4 m, steigt aber auch auf 0,8-1,0 m. Die richtige Wahl der Geschwindigkeitsverhältnisse in einer Pumpe bedingt hauptsächlich ihren guten Gang. [* 8] Sind die Rohre einer Pumpe zu eng und daher die Wassergeschwindigkeit zu groß, so treten bei der intermittierenden Bewegung des (unelastischen) Wassers heftige Stöße auf (Wasserschlag), unter Umständen stark genug, um ganze Pumpenteile zu zertrümmern.
Solche Stöße zu mildern, hat man außer der Anwendung gehörig weiter Rohre noch in den Windkesseln ein Mittel. Es sind das starkwandige eiserne, geschlossene Gefäße, durch deren untern Teil das fluktuierende Wasser hindurchgeleitet wird (Z in [* 1] Fig. 6 u. 8 der Tafel). Die über demselben stehen bleibende atmosphärische Luft bildet ein federndes, die Wucht der Stöße verringerndes Kissen. Je nachdem nun die eingeschlossene Luft ihre Federkraft bei der Kompression oder bei der Expansion zu äußern hat, unterscheidet man Druckwindkessel und Saugwindkessel.
Erstere werden in die Druckrohrleitung, zuweilen mehrfach, eingeschaltet, letztere finden im Saugrohr ihre Stelle. Das Saugrohr wird an seiner untern Mündung ausgerundet, um die Kontraktion des eintretenden Wassers aufzuheben, und erhält, damit keine festen Körper zwischen die Ventile gelangen, noch ein Siebblech. Die Ventile sitzen in besondern Kammern, den Ventilkammern, die mit den Saug- und Steigrohren ein Ganzes bilden, aber leicht geöffnet werden können, damit man zu den Ventilen gelangen kann.
Zur Verwendung kommen bei Pumpen alle Arten von Ventilen (s. d.). Sie müssen stets so konstruiert sein, daß ihre Durchgangsöffnung einen Querschnitt von mindestens demjenigen des Rohrs aufweist, in welchem sie angebracht sind. Dabei muß ihre Hubhöhe möglichst gering gehalten werden, damit sie sich schnell schließen können, ein Umstand, der bei großen Pumpen durch Anwendung zusammengesetzter Ventile (Ringventile) herbeigeführt wird. Unter diesen haben sich die Thomeczekschen Etagenventile in letzter Zeit ganz besonders gut bewährt. Am gebräuchlichsten sind metallene, speziell bronzene (Klappen- und Hub-) Ventile, welche auf metallene Ventilsitze aufgeschliffen sind. Bei sandigem Wasser wendet man auch, um eine dauernde Dichthaltung zu erzielen, zwischen Ventil und Sitz lederne Zwischenlagen an. Kautschukventile auf gegittertem Sitz, wie in [* 1] Fig. 4, sind nur für geringe Wasserpressungen verwendbar, da sie bei höherm Druck durch die Gitterung hindurchgedrückt werden und zerreißen.
1) Hubpumpen benutzen die Druckperiode nur dazu, das während einer Saugperiode unter den Kolben getretene Wasser durch das Kolbenventil auf die andre Seite des Kolbens strömen zu lassen, zum Weiterbefördern dieses Wassers aber erst die folgende Saugperiode. Sie bieten deshalb einen sehr ungleichmäßigen Arbeitswiderstand dar, indem beim Herabgehen des Kolbens nur Reibungswiderstände, beim Heraufgehen aber außer diesen der Druck der Saug- und Druckhöhe zu überwinden ist.
Anwendung finden sie da, wo es sich um die Förderung auf geringe Druckhöhen handelt. [* 1] Fig. 1 und 2 der Tafel zeigen solche Pumpen. Der Luftdruck treibt das Unterwasser U beim Aufgang des Kolbens K durch das Saugrohr R und das geöffnete Saugventil V in den Cylinder C, während das Kolbenventil durch den Druck des darüberstehenden Wassers geschlossen gehalten wird. Das über dem Kolben stehende Wasser wird dabei gehoben. Beim Kolbenniedergang schließen sich zunächst die Saugventile, und durch die aufschlagenden Kolbenventile strömt das angesaugte Wasser über den Kolben, um bei dem folgenden Aufgang des Kolbens gehoben zu werden. [* 1] Fig. 2, eine für Straßenbrunnen gebräuchliche Pumpenkonstruktion, zeigt einen oben offenen Cylinder mit kurzem Ausgußrohr O, in [* 1] Fig. 1 dagegen (bei Wasserstationen der Eisenbahnen in Gebrauch) ist der Cylinder oben geschlossen, und das Wasser gelangt durch ein besonderes Steigrohr S zur Ausflußöffnung O. Die Kolbenstange ist in eine Stopfbüchse [* 9] des Cylinderdeckels geführt, damit das im Steigrohr stehende Wasser nicht entweichen kann.
2) Druckpumpen befördern das in einer Saugperiode aufgenommene Wasser sofort bei der folgenden Druckperiode in das Druckrohr (Steigrohr), deshalb verteilen sich bei diesen Pumpen die Widerstände gleichmäßiger auf beide Perioden als bei den Hubpumpen. Es werden diese Pumpen ausschließlich angewendet, wenn es sich um die Erzeugung eines großen Druckes handelt, wie bei den hydraulischen Pressen, Speisepumpen etc. [* 1] Fig. 3 zeigt eine Pumpe mit Massivkolben (Mönchskolben, Plunger) K, wie solche unter anderm als Speisepumpen für Dampfkessel [* 10] verwendet werden. Hier sind die Ventile in einem gesonderten Gehäuse, dem Ventilkasten M, untergebracht, welcher nicht axial, sondern oben ¶
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tangierend an den Cylinder C schließt, damit bei dessen liegender Stellung keine Luft in ihm bleibe. Solche Luftansammlungen sind, wie schon erwähnt, bedeutende Mißstände; sie wirken, indem sie sich in der Saugperiode ausdehnen, in der Druckperiode komprimieren, darauf hin, daß die Wasserlieferung einer Pumpe bedeutend verringert, ja selbst auf Null reduziert werden kann. Will man einen stetigern Ausfluß [* 12] des Wassers erhalten, so wendet man doppelt wirkende Pumpen (oder eine Vereinigung mehrerer einfach wirkender an. [* 11] Fig. 4-6 zeigen solche doppelt wirkende Pumpen, welche, während sie auf einer Seite der Pumpe saugen, auf der andern drücken, und umgekehrt. K Kolben, R Saug-, S Steigrohr, beide mit beiden Enden des Pumpencylinders C in Verbindung stehend. An jedem Ende des Cylinders befindet sich ein Saugventil (V u. V¹) und ein Druckventil (W u. W¹). Erstere öffnen sich nur nach innen, letztere nur nach außen, folglich öffnet sich bei einem Kolbenschub auf der einen Seite das Saug-, auf der andern das Druckventil. [* 11] Fig. 6 ist mit einem Druckwindkessel Z versehen.
Von eigentümlichen Pumpenkonstruktionen sind besonders folgende erwähnenswert: die einfach saugende und doppelt drückende Pumpe von Carret und Marshall [* 11] (Fig. 7), auch Differentialpumpe genannt, steht zwischen Druck- und Hubpumpen. Bei ihr besitzt der Plungerkolben KK am untern Ende einen Ventilkolben von doppelt so großem Querschnitt als ersterer, C ist der Cylinder, R Saugrohr, V Saugventil, S Steigrohr, W Druckventil. Beim Hinaufgehen des Kolbens wird die Differenz der Kolbenquerschnitte auf das Fortschaffen des Wassers einwirken, während gleichzeitig das doppelte Wasserquantum unter dem Kolben angesogen wird. Geht der Kolben abwärts, so drückt er die Hälfte des unter dem Ventilkolben befindlichen Wassers ins Steigrohr, während die andre Hälfte den ringförmigen Raum über dem Kolben füllt. - Für die tiefen Schächte der Bergwerke kommt häufig die Rittingersche Schachtpumpe mit hydraulischem Gestänge [* 11] (Fig. 8) in Verwendung.
Bei dieser bildet der untere Teil des Steigrohrs S den Kolben, welcher in den Cylinder C mittels einer Stopfbüchse eintritt, während das Wasser durch die hohle Kolbenstange S, welche durch die Zapfen [* 13] P auf- und niederbewegt wird, in das Gehäuse G und zum Ausguß bei O gelangt. Auf diese Weise erspart man sich die an gewöhnlichen Pumpen nötigen langen und kostspieligen eisernen Gestänge, d. h. Verbindungsstangen zwischen dem Pumpenkolben und der Betriebsmaschine. Der eingeschaltete Windkessel Z mildert die Schläge des Druckventils W. - Die Californiapumpe ist wegen ihrer äußerst kompendiösen Anordnung, ihrer guten Wirkung und wegen ihrer leicht zugänglichen Ventile für Haushaltungsbedarf und für kleinere Wasserversorgungen sehr beliebt. Die Fijnjesche Kastenpumpe (Textfig. 9) bezweckt die Förderung sehr großer Wassermengen auf geringe Höhen, eine Aufgabe, die besonders bei Entwässerungen von Niederungen vorliegt.
Der mächtige Cylinder a ist in einem eisernen Kasten b aufgehängt, welcher durch eine Mittelwand in zwei Abteilungen getrennt ist und in zwei Seitenwänden zwei Sätze Saugventile c und zwei Sätze Druckventile d aufnimmt, deren jeder aus 12-16 Klappen besteht. Die Pumpe fördert das Unter- oder Binnenwasser A ins Ober- oder Außenwasser B, indem sie (wie durch Pfeile angedeutet) beim Kolbenniedergang durch den obern Saugventilsatz ein Wasserquantum in den obern Cylinderraum ansaugt und zugleich ein andres Quantum aus dem untern Cylinderraum durch den untern Druckventilsatz hinausdrückt, während sie beim folgenden Kolbenaufgang die beiden andern Ventilsätze in Thätigkeit treten läßt. - Die Priesterpumpe (Sackpumpe), eine Pumpe, die aus einem Gefäß [* 14] mit biegsamen (ledernen) Wänden besteht, welches mit Druck- und Saugventil versehen ist und, auf irgend eine Weise, etwa durch Auftreten mit dem Fuß, zusammengedrückt, das durch vorheriges Ausdehnen angesaugte Wasser in die Höhe hebt, findet bei kleinen Gartenspritzen Verwendung. - Die Schiettingersche Schieberpumpe (Latrinenpumpe, Textfig. 10) enthält statt der Ventile einen Schieber a (Muschelschieber) nach Art der Verteilungsschieber der Dampfmaschinen [* 15] und ist mit dessen Hilfe im stande, Schmutzklumpen enthaltende Flüssigkeiten, besonders den Inhalt von Latrinen, zu heben. Bei der Bewegung des Schiebers zerschneidet ein an diesem befestigtes Messer [* 16] unter Mitwirkung eines feststehenden Messers die Klumpen, welche bei Anwendung von Ventilen unfehlbar durch Verstopfung die Wirkung der Pumpe aufheben würden. b ist der Pumpencylinder, c der Kolben, d die Pumpenkurbel; e eine Räderübersetzung, ff Handkurbeln zum Antrieb. - Die in [* 11] Fig. 11 der Tafel abgebildet Vorrichtung zum Auspumpen von Jauche, welche in die Kategorie der Paternosterwerke gehört und genau als Kolbenkunst zu bezeichnen wäre, ist hier nur deshalb abgebildet, weil sie ganz allgemein Jauchenpumpe genannt wird. Bei ihr wird durch die Bewegung eines oben angebrachten Kettenrades mittels einer Handkurbel eine in regelmäßigen Abständen mit Kolben versehene endlose Kette in Bewegung gesetzt derart, daß die in einem senkrechten Rohr aufsteigenden Kolben die Jauche mit emporreißen und durch eine oben befindliche Rinne zum Abfluß bringen.
[* 11] ^[Abb.: Fig. 9. Fijnjesche Kastenpumpe.
Fig. 10. Schiettingersche Schieberpumpe.] ¶