Titel: | Neuere Pumpen. |
Autor: | Fr. Freytag |
Fundstelle: | Band 296, Jahrgang 1895, S. 193 |
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Neuere Pumpen.
Von Fr. Freytag in
Chemnitz.
(Fortsetzung des Berichtes S. 175 d.
Bd.)
Mit Abbildungen.
Neuere Pumpen.
Die neue Pumpwerksanlage der Stadt Regensburg wird mit Wasser- und Dampfkraft
gemischt betrieben.
Die doppelt wirkenden, Fig.
63 und 64
ersichtlichen Pumpen sind nach dem Journal für
Gasbeleuchtung und Wasserversorgung liegend angeordnet und nach System Girard mit Doppelplunger und gegen einander gekehrten
Stopfbüchsen construirt.
Textabbildung Bd. 296, S. 193
Pumpen nach System Girard.
Behufs Erreichung einer möglichst gleichförmigen Umfangskraft in den Antriebsorganen
und einer wenig schwankenden Geschwindigkeit im Saugrohr hängte man derartige Pumpen
an eine von zwei Jonval-Turbinen mittels Zahnrädervorgelege betriebene Welle mit
unter rechtem Winkel versetzten Aussenkurbeln und brachte für beide Pumpen ein
gemeinschaftliches Saugrohr an.
Das Förderquantum der Anlage war auf 8000 cbm in 24 Stunden mit einer
Steigerungsfähigkeit bis auf 10000 cbm für den Nothfall festgesetzt. Man vertheilte
diese Leistung auf die beiden getrennten Zwillingspumpwerke so, dass der gewöhnliche
Tagesbedarf von 5000 cbm eventuell mit einem Pumpwerk gedeckt werden kann.
Die Pumpenkolben sind so dimensionirt, dass in jedem Cylinder pro Hub 15 l Wasser
verdrängt werden, und fördert demnach jedes Pumpenpaar so viel Secundenliter, als es
Umdrehungen in der Minute macht.
Die nothwendige grosse Saughöhe mit lufthaltigem Wasser erforderte leichte
Saugventile, die variable Leistungsfähigkeit eine zulässige Steigerung in der
minutlichen Hubzahl, so dass man sich zur Wahl von gesteuerten Ventilen (Patent Riedler) entschloss. Die Saugventile wurden in den
Windkessel eingebaut, wodurch die zwischen Cylinder und Windkessel hängende
Wassersäule, welche aus dem Vacuum angesaugt werden muss, eine möglichst geringe
Höhe und Masse erhält, so dass ihre Beschleunigung ohne Gefahr des Losreissens der
Wassersäule vom Pumpenkolben sicher erfolgen kann.
Im Saugwindkessel sind eigene Schwallwände eingesetzt die als Wellenbrecher für das
in demselben im Tempo der Kolbenbewegung etwa hin und her schwankende Wasser dienen,
damit auch bei plötzlicher Beschleunigung der Pumpenhubzahl der Wasserspiegel nicht
unter die Saugstutzenunterkante sinken kann, was das Leersaugen und fortgesetzte
Leerlaufen des betreffenden Cylinders zur Folge haben müsste.
Zur selbsthätigen Regulirung der Wassertiefe im Saugwindkessel sind an jedem
Saugstutzen etwa 80 mm über dem unteren Rand derselben kleine Löcher eingebohrt,
durch welche die aus dem Wasser frei werdende Luft in kleinen Mengen von den Pumpen
abgesaugt und mit dem Wasser fortgeschafft wird.
Die Steuerung der in Ringtellerform ausgeführten Saug- und Druckventile, welche
möglichst nahe an die Pumpenkolben gerückt wurden, erfolgt von Steuer wellen aus
mittels Daumenscheiben, die derart geformt sind, dass die Ventilerhebungen in der
zweiten Hälfte der Kolbenbewegung, der jeweiligen Kolbengeschwindigkeit
entsprechend, allmählich derart verringert werden, dass die
Durchflussgeschwindigkeit durch die Ventile bis zum Hubwechsel möglichst constant
bleibt. Die Ventileröffnung bleibt eine vollständig ungezwungene und von der
Steuerung unbehinderte.
Die Steuerhebel sind so gestellt, dass jedes Ventil mittels derselben bis zum
Hubwechsel seinem Sitz bis auf etwa ⅓ mm genähert wird, damit es am Hubende
stossfrei von selbst schliesst.
Die Steuerungsspindeln sind bei den Saugventilen direct durch die Ventilkastendeckel
durchgeführt und mit unter Wasser liegenden Stopfbüchsen gegen Eintreten von Luft
gesichert, die Druckventile werden dagegen durch innen liegende Daumen gesteuert,
deren Achsen seitlich durch die Druckventilkästen herausragen, weil das Abdichten
von Stopfbüchsen im Scheitel derselben ungemein sicher hätte sein müssen, um das
Entweichen der gepressten Luft aus den Windhauben zu verhindern. Diese Stopfbüchsen
haben als Liderung Howaldt'sche Metallpackungen. Der
freie Hub der Ventile kann 35 mm betragen; er wird bei 40 minutlichen Umdrehungen,
entsprechend einer Kolbengeschwindigkeit von 0,8 m, auch thatsächlich erreicht.
Diese Einrichtungen ermöglichen es, die Pumpen mit etwa 60 Touren in der Minute bei
einem Höhenunterschied von 7 m zwischen Saugwasserspiegel und Druckventilunterkante
zu betreiben, ohne dass ein Abreissen der Saugwassersäule eintritt. Die
Geschwindigkeit des Wassers in dem für vier Cylinder gemeinschaftlichen Saugrohr
beträgt bei dieser Forderung erst 0,625 m und erfordert keine sehr merkliche
Steigerung des Vacuums in den Saugwindkesseln. Bei den weiten Pumpencylindern, die
durch die Gruppirung der Ventile bedingt waren, indem zwischen Kolben und
Cylinderwandung genügend Raum für das vom Saugventil nach dem Druckventile strömende
Wasser bleiben muss, kann mit der trockenen Pumpe keine solche Luftverdünnung
erzeugt werden, dass ein selbsthätiges Aufsteigen der Saugwassersäule erfolgen
würde, namentlich dann nicht, wenn die Wassersäule bis zum Reservoir auf den
Druckventilen lastet, weil das angesaugte Luftquantum sich nicht bis auf 5 at
comprimiren lässt, die Druckventile daher sich nicht öffnen; es sind deshalb
Einrichtungen getroffen, um vom Wasserraum der Hauptwindkessel her sowohl das mit
Fussventil versehene Saugrohr als auch die Saugwindkessel und Pumpencylinder mit
Wasser anzufüllen und die Luft auszublasen.
Mit derart angefüllten Pumpen kann mit der Förderung sofort begonnen und zu hoher
Hubzahl übergegangen werden, wenn in den Druckwindkesseln und Windhauben der Pumpen
genügend comprimirte Luft vorhanden ist. Die Fussventile in den Saugrohren können
künstlich offen gehalten werden, so dass dieselben während des Betriebes nicht
mitspielen und deshalb auch keine Abnutzung erleiden.
Die Stopfbüchsen der Plunger- und Kolbenstangen sind mit Druckwasserverschlüssen
versehen, womit dem Einsaugen von Aussenluft vorgebeugt wird; es lassen aber die
Pumpen selbst ohne Anwendung dieser Einrichtung bei 6 m Saughöhe noch zu, dass die
in den Windkesseln zu ersetzende Luft durch Einschnüffeln an den Cylindern beschafft
wird, doch ist das Nachfüllen mit eigenen kleinen Luftcompressoren rationeller.
Die Pumpen wurden durch die Maschinenfabrik von L. A.
Riedinger in Augsburg ausgeführt.
An das Ende der von den beiden Jonval-Turbinen betriebenen Haupttransmission, von
welcher aus beide Zwillingspumpen mit Zahnrädern in Holz auf Eisenzähnen
angetrieben werden, wurde noch der Dampfmaschinenantrieb gelegt, der durch einen
breiten Lederriemen von einer 100pferdigen Woolf'schen
Receivermaschine mit Ventilsteuerung der hinter einander liegenden Hoch- und
Niederdruckcylinder dann vermittelt wird, wenn durch Heben des von der Donau
beeinflussten Unter Wasserspiegels das Gefälle einen gewissen Betrag
überschreitet.
Die getroffenen Einrichtungen ermöglichen, die Wasserkraft bis zu einem Gefälle von
300 mm noch auszunutzen, halbe Dampfkraft ist dann nur 15 Stunden lang für die
Schicht nöthig.
Das Wasserwerk der Stadt Genf wird ausschliesslich durch Wasserkraft betrieben,
welche von 20 in der das Stadtgebiet durchfliessenden Rhone liegenden Turbinen
abgegeben wird. Jede Turbine entwickelt, wie Der praktische
Maschinenconstructeur nach Mittheilungen in Portefeuille Economique des Machines bezieh. Nouvelles Annales de la Construction berichtet, 210 effective und
treibt eine Gruppe von vier einfach wirkenden Druckpumpen. Zwei solche Gruppen heben
das Wasser in ein Reservoir von 60 m, die übrigen in ein für die höher gelegenen
Stadttheile dienendes Reservoir von 130 m Höhe, welches zugleich das erforderliche
Druckwasser für in der Stadt gebrauchte Hilfsmaschinen liefert.
Textabbildung Bd. 296, S. 194
Pumpe von Riedinger.
Fig. 65 und 66 veranschaulichen zwei
einfach wirkende Kolbenpumpen, von denen jedesmal zwei mit ihren Längsachsen einen
Winkel von 90° einschliessende Pumpen zu einer Gruppe für die niedrigere Pressung
gehören, wobei noch zu bemerken ist, dass diejenigen für die höhere Pressung im
Wesentlichen mit ihnen übereinstimmen und sich nur in den Abmessungen
unterscheiden.
Die beiden Pumpen besitzen einen gemeinschaftlichen hohlen Taucherkolben, welcher an
den Enden spitz zuläuft und so bemessen ist, dass er im Wasser mehr oder weniger
schwimmt; derselbe wird durch die einander zugekehrten grossen Stopfbüchsen jeder
Pumpe ohne starke Abnutzung derselben geführt und durch eine Stange mit dem
Querhaupte verbunden, um unter dessen Vermittelung von der Kurbel am oberen Ende der
Turbinenwelle mittels Pleuelstange bewegt zu werden. Die Pumpenkörper sind an den
einander entgegengesetzten Enden so zugespitzt, dass ungeachtet der in Folge der
Kurbelbewegung ungleichmässigen Kolbengeschwindigkeit das von den Kolben verdrängte
Wasser mit ziemlich gleichförmiger Geschwindigkeit durch die Druckventile in die
Rohrleitung gelangt. Hierdurch ist es möglich, die Pumpen für höhere Pressung mit 40
Umdrehungen in der Minute von der Turbinenwelle aus zu betreiben, ohne dass Stösse
auftreten. Jede Pumpe ist mit einem Saug- und einem Druckventil versehen, welche in
ihrer Einrichtung mit einander übereinstimmen. Die Ventilsitze haben je nach ihrer
Grösse vier oder fünf ringförmige Oeffnungen. Die in ähnlicher Weise geformten
Ventile erhalten ihre Führung durch die vom Sitze in der Mitte hinaufreichende Säule
und werden oben durch Federn niedergepresst, deren Spannung mittels
Schraubenspindeln und Handräder geregelt wird.
Die Saugventile waren ursprünglich unter einander und mit dem Saugrohre durch ein
Rohr von gleichem Durchmesser verbunden, doch traten Stösse ähnlich wie in
hydraulischen Widdern auf, welche die Saugventile rasch abnutzten. Man setzte daher
an die Stelle dieser Rohre ein weites Rohr und versah die Saugventile mit kurzen
Rohrstücken, welche in dasselbe eintauchen (Fig. 65) und eine Art
Windkessel im Rohre bilden. Seitdem arbeiten die Pumpen ohne Störungen von dieser
Seite her.
Da die im Windkessel enthaltene Luft eine geringere Spannung als die äussere hat,
kann man sie nach Belieben durch einen Hahn von aussen erneuern.
Die Druckventile stehen durch Rohrstücke mit einander und durch einen Krümmer mit
einem der Gruppe zugehörigen Sammelgefäss hinter der Kurbel in Verbindung. Dasselbe
besteht aus einem gegossenen Bodenstück und dem aus Blech hergestellten Windkessel
mit gewölbter Decke. Das Bodenstück ist nach unten gewölbt, hier mit der
Druckrohrleitung verbunden und ruht mittels eines weit vorspringenden,
flanschenförmigen Sockels, der durch sechs dicke Ankerbolzen gehörig gesichert ist,
auf dem Boden. Das Sammelgefäss ist unten mit einem Sicherheitsventil versehen,
welches das Wasser dann ausströmen lässt, wenn die Pumpen in Gang gesetzt werden und
der Schieber im Druckrohr noch nicht geöffnet ist.
Die Abmessungen bezieh. Leistungen der Pumpen sind hierunter angegeben:
Pumpe für die
niedrigerePressung
höhere Pressung
GrossesModell
KleinesModell
Durchmesser des Pumpen- körpers in der Mitte
750
600
450
mm
Kolbendurchmesser
430
330
260
mm
Kolbenhub
1100
1100
1100
mm
Wasserlieferung bei 26 Um- drehungen der Turbine
in der Minute und 95 Proc. Wirkungsgrad
15,314
8,860
5,335
cbm
Wassergeschwindigkeit im Pumpenkörper bei 26
Um- drehungen in der Minute
0,732
0,648
0,749
m
Mittlere Kolbengesehwindig- keit (26
Umdrehungen)
0,953
0,953
0,953
m
Durchmesser des Sammel- gefässes
1200
1122
1000
mm
Höhe desselben über Fuss- boden
8400
7385
6600
mm
Ausser den jeder Gruppe zugehörigen Sammelgefässen, welche vorzüglich zur Erreichung
einer gleichmässigen Wassergeschwindigkeit im Druckrohr und zur Ausgleichung der auf
die Taucherkolben wirkenden Widerstände dienen, sind im Turbinenhause noch vier
Sammler für das Hauptrohr nach dem höheren Reservoir aufgestellt. Es sind dies
stehende Blechcylinder von 1500 mm Durchmesser und 12 m Höhe mit gewölbten
Böden, in denen die Luft der Windkessel durch einen zweicylindrigen Luftcompressor
erneuert wird; in dem einen Cylinder des letzteren wird die Luft auf 6 at, in dem
anderen auf 15 at zusammengedrückt. (Siehe auch „Die Ausnutzung der Wasserkräfte
der Rhone durch die Stadt Genf“ in der Zeitschrift
des Vereins deutscher Ingenieure, 1892.)
Eine von Hayward Tyler and Co. in London construirte
doppelt wirkende Plungerpumpe mit selbsthätigen Ventilen, welche durch ein
Zahnrädervorgelege betrieben wird, beschreiben Revue
industrielle vom 21. Mai 1892 bezieh. The
Engineer vom 8. Januar 1892.
Die Hauptabmessungen der Pumpe sind folgende:
Durchmesser der Plungerkolben
380
mm
Kolbenhub
915
mm
Durchmesser des auf der Kurbelwelle
befestigten zweitheiligen Zahnrades
3
m
Durchmesser des Getriebes
0,60
m
Anzahl der minutlichen Umdrehungen
12,5
Leistung der Pumpe in der Stunde
145400
l
Förderhöhe
122
m
Durchmesser der Saugrohre
200
mm
„ „ Druckrohre
225
mm
Die Kolben sind aus Gusseisen, die auf dem gemeinschaftlichen Saug- und Druckrohr
sitzenden Windkessel aus Stahl, die doppelsitzigen Ventile, deren Construction Fig. 67 erkennen lässt, aus Bronze gefertigt.
Textabbildung Bd. 296, S. 195
Fig. 67.Doppelsitziges Ventil
Eine ähnliche Pumpe von derselben Firma für sandiges Wasser, aus zwei doppelt
wirkenden Plungerpumpen bestehend, welche durch je ein ausrückbares
Zahnrädervorgelege unabhängig von einander betrieben werden, veranschaulicht The Engineer vom 9. März 1894 S. 205.
Die Stopfbüchsen sind mit einem Futter aus Kanonenmetall versehen. Die Ventile bilden
Lederklappen.
Jede Pumpe kann stündlich ungefähr 70 cbm Wasser auf 30 m Höhe fördern.
The Engineer vom 30. December 1892 bringt Abbildungen
und Beschreibung der neuen Wasserwerksanlage von Long Eaton (England). Dieselbe
besteht aus zwei von Messrs. Tangyes in Birmingham
gelieferten wagerechten Tandem-Verbundmaschinen mit Oberflächencondensation, deren
Hoch- und Niederdruckcylinder 267 bezieh. 508 mm Durchmesser für 812 mm Kolbenhub
haben. Jede Maschine treibt mittels Zahnrädervorgelege ein Paar Brunnenpumpen
stehender Anordnung mit Plungerkolben von 356 mm Durchmesser, welche das Wasser in
ausserhalb des Maschinenhauses aufgestellte Behälter fördern, von wo es durch zwei
liegende doppelt wirkende Druckpumpen von je 254 mm Kolbendurchmesser dem ungefähr 8
km entfernt liegenden Hochdruckbehälter bei Castle Donington, der etwa 64 m über dem
Marktplatze von Long Eaton liegt, zugeführt wird. Die Luftpumpen und
Oberflächencondensatoren liegen vor den Dampfmaschinen; an den Kreuzköpfen der
letzteren greifen die Kolbenstangen der Luftpumpen an. Je eine Brunnen- und Druckpumpe
werden von einer gemeinschaftlichen, aus Stahl gefertigten Kurbel betrieben.
Die Maschinen können stündlich 270 cbm Wasser liefern.
Der in zwei Stahlkesseln erzeugte Arbeitsdampf hat 7,8 at Spannung.
Zur Wasserversorgung der Stadt Uxbridge dienen zwei in einen Brunnen eingebaute
doppelt wirkende Kolbenpumpen, welche nach The Engineer
vom 12. Februar 1892 je von einem mittels Dowson-Gas gespeisten Gasmotor unabhängig
von einander betrieben werden.
Der Brunnen hat eine Tiefe von 30,5 m, aus welcher das Wasser in ein ungefähr 2,4 km
von ihm entfernt liegendes Reservoir, welches 33,5 m über den Pumpen liegt,
gefördert wird.
Vertragsmässig sollten die Pumpen stündlich 45,5 cbm Wasser bei einem 12,7 k in der
Stunde nicht überschreitenden Brennmaterial verbrauch inclusive der im Gaserzeuger
verbrauchten Kohle und des zur Feuerung des kleinen Dampfkessels dienenden Koks
liefern. Diese Menge an Brennmaterial sollte aber auch zur Förderung von 36 cbm
Wasser zu gewissen Zeiten auf eine totale Höhe von 80 m ausreichen. Da der Brunnen,
aus welchem das Wasser zu entnehmen war, nur einen Durchmesser von 1,524 m hatte,
konnte, namentlich in Anbetracht, dass doppelte von einander unabhängige Pumpen
aufgestellt werden sollten, die gewöhnliche langsam laufende Pumpe mit grossen
Abmessungen keine Verwendung finden und es musste deshalb eine besondere
Construction der Pumpen gewühlt werden, welche Aufgabe von der ausführenden Firma,
der British Gas Engine and Engineering Co., in
zufriedenstellender Weise gelöst wurde.
Wie Fig. 68 erkennen lässt, ist jede Gasmaschine mit
einem über dem Brunnen liegenden Schwungrad versehen, welches einen Kurbelzapfen
trägt, der sich in einem Schlitz der Nabenverlängerung behufs Aenderung der Länge
des Hubes verschieben lässt. Der Hub der Pumpen kann so bis auf den Höchstbetrag von
457 mm gebracht werden. Die Pumpen haben 127 mm Durchmesser, sehr grosse und
sorgfältig geführte Ventile mit darüber liegenden Schraubenfedern und sind in
unmittelbarer Nähe der bezüglichen Ventilkästen mit je einem Saug- und
Druckwindkessel versehen. Die Pumpenkolben tragen Ledermanschetten, welche in
Büchsen aus Kanonenmetall in den Pumpenkörpern arbeiten.
Die Aufstellung der Pumpen in den Brunnen machte eine ungewöhnliche Anordnung der
verschiedenen Rohranschlüsse und Durchgangskanäle nothwendig, so dass die Form des
Pumpenkörpers etwas complicirt ausfallen musste.
Die Maschinen laufen mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 86 Umdrehungen
in der Minute.
Zum Anlassen der Maschinen und der angehängten Pumpen mittels comprimirter Luft dient
eine besondere kleine Gasmaschine, welche einen Atkinson'schen Luftcompressor betreibt. Um die Pumpen hierbei zu
entlasten, wird gewöhnlich Luft in den Saug Windkessel gepumpt, was auch nothwendig
ist, wenn das Wasser im Brunnen eine solche Höhe erreicht, dass die Pumpen in
dasselbe eintauchen. Um letzteres zu verhüten, ist unmittelbar unter dem Niveau der
Pumpen ein gusseisernes Schott in den Brunnen eingebaut.
Am 17. October 1891 von J. Tomlinson, dem Vorsitzenden
der Institution of Mechanical Engineers in London, angestellte Versuche ergaben
einen mechanischen Wirkungsgrad der Maschine von 64,59 Proc.
In dem Wasserwerke der Stadt Kidderminster (England) wurden nach The Engineer vom 24. August 1894 vor Kurzem die
bisherigen, mittels Zahnrädervorgelege zum Betreiben dreier in einem Brunnen
eingebauten Druckpumpen dienenden, ohne Condensation und mit Meyer'scher Expansionssteuerung arbeitenden beiden Dampfmaschinen von je
508 mm Cylinderdurchmesser für 1067 mm Kolbenhub durch zwei von der Firma Worth, Mackenzie and Co. erbaute liegende
Verbunddampfmaschinen mit Oberflächencondensation von je 356 bezieh. 610 mm
Cylinderdurchmesser für 610 mm Kolbenhub ersetzt. Die Maschinen sollen nach
Erforderniss etwa 3,6 cbm Wasser in der Minute auf eine Höhe von 61 m fördern; den
Dampf liefern die alten Kessel mit 4,2 at Arbeitsspannung, doch sollen die Maschinen
in Dreifach-Expansionsmaschinen umgebaut werden, sobald nach dem Einbau neuer Kessel
die anfängliche Dampfspannung erhöht wird. Die mit Dampfmantel umgebenen Cylinder
sind mit Hartgussbüchsen ausgefüttert, von denen bei Umwandelung in eine
Dreifach-Expansionsmaschine diejenige des Niederdruckcylinders auf einen lichten
Durchmesser von ungefähr 559 mm verringert und ein neuer Hochdruckcylinder hinter
den bisherigen liegend angeordnet wird.
Textabbildung Bd. 296, S. 196
Fig. 68.Pumpe der British Gas Engine and Engineering Co.
Beide Cylinder sind, um gleiche Arbeitsleistungen auf jeder Maschinenseite zu
erhalten und den Dampf möglichst vortheilhaft ausnutzen zu können, mit je einem
während des Ganges der Maschine stellbaren Expansionsschieber und einem Zeigerwerk
versehen, an welchem der jedesmalige Füllungsgrad abgelesen werden kann. Die Pumpen
selbst bieten nichts Bemerkenswerthes.
Im Anschluss an die vorstehend beschriebenen Wasserwerksanlagen sollen noch einige
Mittheilungen über Wasserdruckbetriebsanlagen bezieh. die in derartigen Anstalten
zur Verwendung kommenden Pumpmaschinen folgen.
Bereits seit Jahrzehnten hat Wasser von hohem Druck zum Betreiben von Hebemaschinen
in den Hafenstädten Englands und Belgiens eine ausgedehnte Verwendung gefunden und
auch in Deutschland sind derartige Anlagen, z.B. in Geestemünde, Harburg, im
städtischen Freihafengebiet zu Hamburg u.s.w., erfolgreich in Betrieb. Auch in
Maschinen- und Brückenbauanstalten, beim Berg- und Tunnelbau, sowie in
grösseren Städten wird die Betriebskraft des gepressten Wassers immer mehr und mehr
eingeführt, da sie sowohl bezüglich der Kosten als auch der Bequemlichkeit und
Vielseitigkeit ihrer Handhabung alle Vortheile einer centralen Kraftversorgung bei
einfachster Fortleitung von der Erzeugungsstelle an die verschiedenen
Verbrauchsstellen bietet.
Die Wasserdruckbetriebsanlage in Birmingham besteht aus drei Satz liegender, dreifach
gekuppelter hydraulischer Pumpen, welche von Gasmotoren betrieben werden. Die neben
einander liegenden Pumpen arbeiten nach Engineering vom
12. Februar 1892 S. 196 unter einem Druck von ungefähr 52 k auf 1 qc und absorbiren
hierbei Leistungen von 20, 35 und 50 ; sie haben je drei Plungerkolben aus
hartem Kanonenmetall von 63,5 mm Durchmesser für 229 mm Hub des kleineren und 76 mm
Durchmesser für 305 mm Hub des grösseren Modells. Die mit Kurbelscheiben an den
beiden Enden und einer mittleren Kröpfung versehene Welle einer jeden Pumpe läuft
mit 49 minutlichen Umdrehungen und wird mittels Zahnräder von einer Vorgelegswelle,
diese mittels Riemen von der zugehörigen Gasmaschine aus betrieben. Die von Crossley Brothers and Co., Ltd., in Manchester
gelieferten Otto-Gasmotoren haben nominelle Leistungen von bezüglich 12, 20 und 20
, können jedoch 25, 50 und 50 indicirte entwickeln. Jede Maschine
erhält ihr Gas direct von der communalen Gasleitung in der Silver-street.
Die Pumpen saugen ihr Wasser aus einem Rohr von 152 mm lichtem Durchmesser, in
welches Druckwasser aus der städtischen Leitung mit 2,8 oder 5,6 at Spannung
fliesst, und fördern dasselbe mit ungefähr 52 at Spannung in zwei Hochdruckleitungen
von je 152 mm lichtem Durchmesser, welche nach verschiedenen Richtungen durch die
Stadt führen.
Die Hochdruckleitungen stehen mit zwei Accumulatoren in Verbindung, deren Plunger
durch gusseiserne Gewichte so belastet sind, dass das Wasser einen gleichbleibenden
Druck von 52 at erhält.
Seit etwa 11 Jahren haben in London die London Hydraulic
Power Co. in Verbindung mit der General Hydraulic
Power Co. die Herstellung und den Vertrieb von Druckwasser für Aufzüge und
motorische Zwecke in Händen. Ueber 90 km Rohrleitungen liegen zur Zeit zwischen
Kensington und den London Docks auf der Nordseite, sowie zwischen Westminster Bridge
und den Surrey Docks auf der Südseite der Thames und bilden ein Rohrnetz, welches
beinahe die ganze City, Westminster, Kensington, Wapping und Southwark durchdringt.
Das Druckwasser wird den Leitungen durch Pumpmaschinen zugeführt, welche auf der
Central Pumping Station, Falcon Wharf, Blackfriars, in der Millbankstreet,
Westminster und in Wapping aufgestellt sind. Eine vierte Pumpstation ist im
nördlichen Theil von London errichtet. Die Kraftbehälter bestehen aus mächtigen
Accumulatoren, welche mit Druckwasser von etwa 56 at Spannung gefüllt sind, demnach
dieselben Dienste verrichten, wie grosse Hochdruckbehälter, welche etwa 560 m über
dem Strassenniveau aufgestellt sind.
Das Wasser wird der Thames oder einzelnen Brunnen entnommen und durch Filtration
gereinigt, bevor es von den Pumpmaschinen der Druckwasserstationen in die Leitungen
gelangt. Die in dem Druckwasser aufgespeicherte Kraft ist Tag und Nacht, auch
Sonntags, mit einer Spannung von über 50 at verfügbar.
Im J. 1892 wurden nach The Engineer vom 20. Januar 1893
über 1750 Maschinen mit Druckwasser, deren Verbrauch sich auf ungefähr 30000 cbm in
der Woche stellt, betrieben.
Von den genannten Stationen ist diejenige zu Wapping die bedeutendste und soll deren
maschinelle Einrichtung etwas näher besprochen werden. Das Wasser, im Betrage von
ungefähr 150 cbm in der Stunde, wird bei dieser Station einem Brunnen, in welchen
noch ein nach dem London Dock führendes Heberrohr einmündet, entnommen. Im Brunnen
aufgestellte, mittels Druckwasser aus der Hauptleitung betriebene Plungerpumpen
fördern das Wasser in über dem Kesselhause liegende Behälter. Von hier fliesst das
Wasser durch Ueberlaufrohre und nach dem Passiren einer Filteranlage in unter der
Erde liegende Behälter, aus welchen es dann mittels Circulationspumpen durch
Oberflächencondensatoren in Rein Wasserbehälter über dem Kesselhause, nachdem durch
Pumpmaschinen in die Leitungen gedrückt wird.
Die im Brunnen aufgestellte, von der Hydraulic Engineering
Co. in Chester erbaute stehende Pumpe arbeitet mit einem in einer oberen
Stopfbüchse geführten hohlen Plungerkolben, der selbst wieder einen hydraulischen
Cylinder bildet, indem er mit einem festliegenden, röhrenförmigen Plunger, durch
welchen Druckwasser in und aus dem Inneren des Hauptplungers strömt, versehen ist.
Auf jeder Seite des Arbeitscylinders liegt ein kleinerer Cylinder, deren Plunger
durch ein am Hauptplunger befestigtes Querstück mit einander verbunden sind. Die
kleinen Cylinder stehen mit dem Druckwasser in steter Verbindung; dasselbe wirkt auf
ihre Plunger mit einer für den Abwärtshub des Hauptplungers genügenden Kraft. Der
festliegende Plunger kommt je nach Stellung eines Flachschiebers abwechselnd mit dem
Druckwasser bezieh. dem Abflusswasser in Verbindung, je nachdem der Schieber in
Folge Wirkung des hydraulischen Druckes in kurzen, an jedem Ende desselben liegenden
Cylindern hin und her bewegt wird.
Die Druckänderung in den letztgenannten Cylindern erreicht man mit Hilfe eines
zweiten Flachschiebers, der durch Knaggen auf einer an den Hauptplunger
angeschlossenen Stange seine Bewegung erhält. Die Geschwindigkeit, mit welcher sich
der Hauptschieber bewegt, wird durch mehr oder weniger starke Verengung der nach den
beiden kurzen Cylindern führenden Kanäle mit Hilfe des zweiten Schiebers geregelt.
Die Anordnung gestattet eine Geschwindigkeitsänderung des vom Hauptschieber
zurückzulegenden Weges und eine Pause von irgend welcher gewünschten Dauer während
der Umkehr der Plungerbewegung. Die Hauptplunger haben 508 mm Durchmesser, 1220 mm
Hub und arbeiten mit einer Geschwindigkeit von 10 Hüben in der Minute.
Im Maschinenhause sind sechs stehende, ebenfalls von der Hydraulic Engineering Co. in Chester gelieferte
Dreifach-Expansionspumpmaschinen aufgestellt. Jede Maschine hat Cylinder von 381,
559 und 914 mm Durchmesser für 610 mm Hub der auf eine Welle mit um 120° gegenseitig
versetzten Kröpfungen arbeitenden Kolben. Jeder Cylinder treibt in der gewöhnlichen
Weise mittels eines am zugehörigen Kreuzkopf angreifenden Doppelhebels eine darunter
liegende
einfach wirkende Plungerpumpe mit einem Durchmesser des Plungers von 127 mm. Die
Spannung des Kesseldampfes beträgt 10,5 at.
Die Pumpen liefern mit ungefähr 61 minutlichen Umdrehungen der Maschine je 1,4 cbm
Wasser in der Minute unter einem Druck von etwa 56 at. Alle Cylinder sind von
Dampfmänteln umgeben und das sich in diesen bildende Condenswasser gelangt durch
eigene Schwere in die Kessel zurück.
Die Maschinen arbeiten, wie bereits angedeutet, mit Oberflächencondensation und
sollen für 1 und Stunde 6,4 k Dampf gebrauchen. Das Gehäuse des
Condensators bildet einen Theil des Maschinenständers und jede Maschine hat ihre
eigene unabhängige Luft-, Circulations- und Speisepumpe, welche vom Kreuzkopf des
Mitteldruckcylinders aus in derselben Weise wie bei Schiffsmaschinen betrieben
werden.
Textabbildung Bd. 296, S. 198
Fig. 69.Abstellung für Accumulatoren.
Die Hochdruckcylinder arbeiten mit von Hand stellbarer Meyer'scher Expansionssteuerung. Ein Centrifugalregulator und
Drosselventil dienen zur Geschwindigkeitsregulirung der Maschine. Die Pumpmaschinen
drücken das Wasser zunächst in zwei Accumulatoren, welche in einem besonderen hohen
Raume aufgestellt sind. Die Plunger der letzteren von 508 mm Durchmesser und 585 mm
Hub sind je mit 112 t belastet, so dass, da der Querschnitt eines jeden Plungers
2027 qc und der Druck 56 k auf 1 qc beträgt, eine totale Belastung von 2027 . 56 =
113,5 t resultirt. Rechnet man für Ueberwindung der Reibung in den Packungen u.s.w.
7 Proc. des Belastungsgewichtes, so ergeben sich ungefähr 121 t; das Mehrgewicht von
9 t wird durch das Eigengewicht des Plungers u.s.w. geschaffen.
Textabbildung Bd. 296, S. 198
Fig. 70.Abstellung für Accumulatoren.
In der Regel wirken die Accumulatoren in ihren Endstellungen auf eine Drosselklappe
der Dampfmaschine ein. Diese Anordnung hat den Nachtheil, dass kein gänzlicher
Abschluss erfolgt und bei einem Rohrbruch die Maschine durchgehen wird, da sie noch
Dampf erhält.
Bei dem Fig. 69 und 70
dargestellten Apparat (D. R. P. Nr. 66142) sind diese Uebelstände beseitigt. Der
Apparat wirkt nach Stahl und Eisen, April 1893,
folgendermaassen:
In die Dampfleitung L für die Maschine ist der Apparat
A eingeschaltet. Das Kupferröhrchen B von etwa 15 mm Durchmesser führt zu einem in der Nähe
des Accumulators befindlichen Dreiwegehahn H, dessen
Abgänge mit dem Accumulator bezieh. dem Wasserreservoir verbunden sind. Steht
nun der Accumulatordruck auf dem kleinen Kolben p (Fig. 70), dann bleibt der Schieber C geöffnet und die Pumpe im Betrieb, bis der
Accumulator in seiner höchsten Stellung den Hahn H
umsteuert. Das Wasser tritt aus und der Dampfdruck auf den Kolben P schliesst den Schieber C; dasselbe tritt ein, wenn in Folge eines Rohrbruches der Druck im Rohrnetz
sinkt. Die Gefahr, dass die dann plötzlich entlastete Maschine durchgeht, ist also
beseitigt. Sobald der Accumulator nahezu unten angelangt ist, stellt er den Hahn so,
dass das Druckwasser auf p strömen kann, wodurch der
Schieber C geöffnet wird. Die Maschine geht dann von
selbst wieder an.
(Fortsetzung folgt.)