Neuere Pumpmaschinen, gebaut von der Hannoverschen Maschinenbau-A.-G. vormals Georg Egestorff in Linden vork Hannover. Von Oberingenieur G. ter Meer (hierzu Tafel I) druckes und der Umdrehungszahlen, also auch der Kolbengeschwindigkeiten der Betriebsmaschinen geführt. In erster Linie waren es die Dampfmaschinen zur Erzeugung elektrischer Energie, welche den Forderungen der Elektrotechniker entsprechend für schnellen Gang entworfen und ausgeführt wurden. Sehr rasch folgten ihnen die übrigen Betriebsdampfmaschinen, die Pump- und Gebläsemaschinen nach. Auf dem Gebiete des Pumpmaschinenbaues hat sich insbesondere Prof. Riedler mit seinen gesteuerten Ventilen und seinen zahlreichen Ausführungen vorzüglich arbeitender raschlaufender Pumpen grofse Verdienste erworben. Ich beabsichtige nicht, hier theoretische Berechnungen anzustellen, sondern will nur kurz die Hauptpunkte erwähnen, welche bei dem Entwurfe von Pumpmaschinen ins Auge gefasst werden müssen, um guten, geräuschlosen Gang bei hohen Umdrehungszahlen zu erzielen. Fig. 1 bis 3. Pumpe des Wasserwerks der Stadt Lobberich. (S. 6) Neben guter Wasserführung in Rohrleitung und Pumpe sind vor allem richtig bemessene und angeordnete Windkessel und gut gebaute Ventile erforderlich. Der Uebergang des geförderten Wassers von einer Bewegungsrichtung in die andere, von einer Geschwindigkeit in die andre muss sich allmählich vollziehen; die bei Geschwindigkeitsänderungen etwa fre iwerdenden Kräfte müssen elastisch aufgefangen werden, damit Stöfse nicht eintreten können. Dazu dienen die Windkessel. ter Meer: Neuere Pumpmaschinen. In der Saugleitung vom Brunnen zur Pumpe und in der Druckleitung hinter der Pumpe muss sich das Wasser vollkommen gleichmäfsig bewegen; wechselnde Geschwindigkeiten sollen in diesen Teilen der Rohrleitung nicht vorkommen. In der Pumpe selbst es handelt sich hier nur um Kolben- oder Tauchkolbenpumpen findet eine hin- und hergehende Bewegung statt, die von der Geschwindigkeit null bis zu einem gröfsten Werte ansteigt, um dann wieder auf null zu sinken. Die Art dieser Bewegung wird bekanntlich durch die Sinuskurve zur Anschauung gebracht. Die im Pumpenraume und unmittelbar unter dem Saugventil befindliche Wassermenge muss an dieser Bewegung während der Saugperiode teilnehmen, ebenso während der Druckperiode das im Pumpenraume und unmittelbar über dem Druckventil befindliche Wasser. Für die Arbeit, die während der Saugperiode geleistet werden muss, also für das Heben des Was sers vom Saugwasserspiegel bis Unterkante Druckventil, für die zur Erreichung der Geschwindigkeit in der Saugleitung erforderliche Beschleunigung, für die Ueberwindung der Reibungswiderstände und für das Oeffnen des Saugventiles, steht nun eine ganz bestimmte Kraft zur Verfügung: der Ueberdruck der Xufseren Luft gegenüber der im Pumpenraume herrschenden Luftverdünnung. Diese Kraft kann theoretisch nur den gröfsten Wert von 1 kg/qcm erreichen. Ein Teil der aufzuwendenden Arbeit, nämlich die, welche für die Beschleunigung der Wassersäule notwendig ist, wird während der zweiten Hälfte der Saugperiode, während deren die Kolbengeschwindigkeit und mit ihr die Wassergeschwindigkeit von ihrem höchsten Werte auf null zurückgeht, wiedergewonnen. Bei 60, 80 und mehr Min.-Umdr., welche Zahlen bei neueren Pumpmaschinen zu den gebräuchlichen gehören, müssen diese Arbeiten, besonders diejenige, welche zur zeitweiligen Beschleunigung der Wassermenge aufzuwenden ist, in ganz kurzen Zeitabschnitten, Bruchteilen von Sekunden geleistet werden. Es tritt also mit zwingender Notwendigkeit die Forderung auf, die zu beschleunigenden Wassermassen möglichst klein zu machen, damit die zur Verfügung stehende Kraft, der Luftüberdruck, imstande ist, ihnen in der gegebenen kurzen Zeit die erforderliche Geschwindigkeit zu verleihen. in Jene Teile der Pumpen, in denen, der Kolbenbewegung entsprechend, wechselnde Wassergeschwindigkei 600 990 ten herrschen, müssen demnach möglichst gedrungen gebaut werden; die Saugwindkessel, welche zwischen der gleichförmigen Bewegung in den Leitungen und den wechselnden Bewegungsgröfsen in der Pumpe als Vermittler dienen, müssen so nahe wie nur möglich an den Pumpenraum herangelegt werden. Bei Aufserachtlassung dieser Forderung kann die Beschleunigung nicht in der zur Verfügung stehenden kurzen Zeit erfolgen, der Kolben reifst von der Wassersäule ab, und letztere erreicht ihn erst wieder in der zweiten Hälfte der Saugperiode, wo sich die Kolbengeschwindigkeit vermindert. Die unausbleibliche Folge davon ist ein Stofs, der sehr hart und scharf ausfallen muss, weil sich zwischen den auf einander prallenden Massen ein Raum mit sehr hoher Luftverdünnung befindet. Zeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure. Man wird selbstverständlich auch darnach streben, die Pumpe so nahe wie möglich an dem Saugwasserspiegel aufzustellen, damit die zu überwindende Saughöhe gering wird und ein möglichst grofser Teil des Luftüberdruckes für die Beschleunigungsarbeiten zur Verfügung bleibt. Während der Druckperiode liegen die Verhältnisse günstiger. Hier hat man es in der Hand, die Kräfte, welche zur Ueberwindung der Bewegungswiderstände erforderlich werden, genügend grofs zu machen. Es muss jedoch auch bei Konstruktion des Druckraumes der Pumpe darauf Bedacht genommen werden, dass die Wasserwege zwischen Kolben und Druckwindkessel so kurz wie möglich gehalten werden, da auch während der zweiten Hälfte der Druckperiode, WO Fig. 4 bis 7. Pumpwerk der Stadt Lobberich. (S. 6) 18.50 0099 sich die Kolbengeschwindigkeit vermindert, die Druckwassersäule abreifsen und infolge davon ein Stofs eintreten kann. Die Saug- und Druckventile der Pumpen müssen bei geringem Hube grofse Durchgangöffnungen aufweisen und das Wasser beim Durchströmen möglichst wenig von seiner Bewegungsrichtung ablenken. Diesen Bedingungen genügen bei gröfseren Wassermengen nur die Ringventile. Die weitaus gröfste Zahl der in neuerer Zeit zur Ausführung gelangten Pumpen ist deshalb mit solchen Ventilen, ein- oder mehrsitzigen, in den verschiedensten Ausführungsformen ausgerüstet. Der Durchgangsquerschnitt für das Wasser im Die DichVentilsitz ist hier als schmaler Spalt ausgebildet. tungsflächen von Ventil und Sitz sind ebenfalls schmal ge halten, sodass das Wasser bei gehobenem Ventil mit geringer Ablenkung rechts und links am Ventilteller vorbeiströmen kann. Bei der Bewegungsumkehr des Pumpenkolbens, also beim l'ebergange von der Saug- zur Druckperiode und umgekehrt, müssen die Ventile genau in der Totlage des Kolbens öffnen und schliefsen. Das Oeffnen erfolgt bei freigängigen Ventilen infolge des Ueberdruckes, welcher durch die Kolbenbewegung unter ihnen hervorgerufen wird. Aus den schon besprochenen Gründen wäre es besonders für das Saugventil wünschenswert, wenn der Druckunterschied, der das Ventil zu heben und seine Massen zu beschleunigen hat, so klein wie möglich gehalten werden könnte, wenn das Ventil also Fig. 6. (S. 6) leicht wäre. Um einen guten Schluss zu erzielen, empfiehlt es sich dagegen, das Ventil möglichst schwer zu machen, damit es sich schon während des letzten Teiles des Kolbenweges bei der dann geringer werdenden Durchgangsgeschwindigkeit des Wassers dem Sitze nähert, um bei der Bewegungsumkehr sanft zu schliefsen. Diese beiden Bedingungen stehen im Widerspruch mit einander, und schon daraus geht hervor, dass man mit blofsen Gewichtventilen raschlaufende Pumpen nicht oder nur bei ganz besonders günstigen Saugverhältnissen wird bauen können. Um den genannten Forderungen gerecht zu werden, sind die verschiedenartigsten Konstruktionen ersonnen worden. Heute kann man der Hauptsache nach zwei Gruppen von Ventilen unterscheiden, welche die Bedingungen erfüllen und deshalb meist zur Anwendung kommen. Es sind dies einerseits die gesteuerten Ventile, bei welchen Oeffnen und Schliefsen (oder auch nur das Schliefsen allein) von der Maschine zwangläufig bewirkt wird. Die Konstruktion dieser Ventile rührt von Prof. Riedler her, der damit bekanntlich grofse Erfolge erzielt hat. Am häufigsten kommt als gesteuertes Pumpenventil ein leichtes Ringventil zur Ausführung, das sich selbständig öffnet und zwangläufig geschlossen wird. Die zweite Gruppe umfasst die federbelasteten Ventile, vollständig freigängige Ventile, die durch eine Feder auf den Sitz gedrückt werden. Das Ventilgewicht ist möglichst niedrig gehalten und die Feder so gewählt, dass die zum Oeffnen des Ventiles erfordergering ist. Das gehobene Ventil presst je liche Kraft nur nach der Geschwindigkeit und dem Drucke des durchströ menden Wassers die Feder mehr und mehr zusammen, und die dadurch in der Feder angesammelte Energie veranlasst dann, dass sich das Ve til schon bei geringer werdender Wassergeschwindigkeit dem Sitze wieder nähert Pumpen, welche unter Um ein Bild davon zu geben, welche riesiger Umwälzungen auf dem Gebiete des Pumpma schinenbaues durch die Erkenntnis und die Anwendung der in kurzen Worten angeführten Konstruktionsgrundsätze in verhältnismäfsig sehr kurzer Zeit hervorgerufen worden sind, möchte ich 2 Wasserwerke mit einander vergleichen, die von der Hannoverschen MaschinenbauA.-G. ausgeführt worden sind. Das eine ist das im Jahre 1885 für die Stadt Berlin gebaute Wasserwerk Charlottenburg, das andere das im Jahre 1898 ebenfalls für Berlin errichtete Wasserwerk Lichtenberg. Diese beiden Wasserwerke eignen sich insofern sehr gut zu einem Vergleiche, als sie nicht sehr verschiedene Hubhöhen haben. Die Pumpe des Charlottenburger Wasserwerkes för dert 13200 ltr/min Wasser auf etwa 32 m Gesamtförderhöhe, während Fig. 14. beiden neben einander stehenden Dampfcylinder von 456 bezw. 790 mm 1. W. und 1749 bezw. 2300 mm Hub treiben den Balancier mit Hülfe des Wattschen Parallelogrammes an; auf der Flusswasserwerk Hannover. Fig. 15. Flusswasserwerk Hannover. die Lichtenberger Pumpen 25'000 ltr/min Wasser auf 241/2 m fördern. Die Charlottenburger Maschinen sind stehende Balanciermaschinen Woolfscher Bauart mit stehenden Pumpen. Die andern Seite des Balanciers sind Kurbel und Schwungrad angeordnet. Zwischen Dampfcylindern und Kurbelwelle stehen die beiden doppeltwirkenden Kolbenpumpen von je 415 mm 1. W. und 1200 mm Hub, tief in den Fundamenten gelagert. Die Ventile sind schon als Ringventile ausgeführt. Die Pumpen machen 21,5 Min.-Umdr. Die Lichtenberger Pumpmaschinen, die ich später noch eingehender besprechen werde, sind liegende Verbundmaschinen mit Bajonettrahmen und doppeltwirkenden Tauchkolbenpumpen, die von den Kolbenstangen der Dampfcylinder angetrieben werden. Bei 430 bezw. 694 mm Cyl.-Dmr., 425 mm TauchkolbenDmr. und 900 mm Hub machen sie normal 50 Min.-Umdr. Die Umdre hungszahl und damit die Leistung der Pumpe lässt jedoch noch eine erhebliche Steigerung zu. Das Gesamtgewicht einer Charlottenburger Maschine, umfassend die Dampfmaschinen mit Kondensation und Schwungrad und die Pumpe, jedoch ohne Rohrleitung und Hauptwindkessel, beläuft sich auf rd. 115000 kg; das Gesamtgewicht einer Lichtenberger Maschine beträgt dagegen nur etwa 66200 kg. Bei annähernd 112 facher Leistung hat also die Lichtenberger Maschine nur das halbe Gewicht; sie stellt sich somit unter der Voraussetzung gleicher Einheitspreise, auf gleiche Leistung bezogen, annǎhernd um das dreifache billiger als 14 Jahre vorher gebaute Maschine. Da beide Maschinen für ungefähr gleichen Dampfdruck als Verbundmaschinen mit Kondensation gebaut sind, arbeiten sie inbezug die |