Strahlpumpe für Entsumpfung und Säuberung von Bohrlöchern und Schächten 1 Für die Entsumpfung und Säuberung von Bohrlöchern und Schächten werden meistens Rohr- oder Tauchzentri- fugalpumpen verwendet. Derartige Pumpen können wegen ihrer verhältnismässig komplizierten Bauart nur bis zu einem gewissen Mindestdurchmesser hergestellt werden. Zudem ermöglichen sie nur die Förderung von Flüssig keiten, welche nur geringe Mengen an Festkörpern, z.B. Sand, Erde, enthalten. Insbesondere wenn die zu fördern de Flüssigkeit auch organische Stoffe, die mitgefördert werden sollen, enthält, verstopfen die Siebe rasch.
An den Druckstutzen einer solchen, bis mindestens angenähert auf den Grund des Bohrloches oder Schachtes abgesenk ten Pumpe muss ein Förderrohr oder ein Förderschlauch angeflanscht sein, welches oder welcher neben der Pum penantriebswelle oder, wenn die Pumpe mit einem sie antreibenden Elektromotor zusammengebaut ist, neben dem Stromzuleitungskabel an die Erdoberfläche führt. Solche Rohr- oder Tauchzentrifugalpumpen, die ein- oder mehrstufig ausgebildet sein können, sind, da die zu för dernde Flüssigkeit immer mehr oder weniger grosse Men gen an Festkörpern, insbesondere Sand, enthält, einem grossen Verschleiss ausgesetzt und ihre Radsätze müssen nach verhältnismässig kurzer Zeit ausgewechselt werden.
Es sind ferner Hebewerke zur Förderung von Flüssig keit aus engen Bohrbrunnen grösserer Tiefe bekannt, bei welchen Druckluft durch ein besonderes Rohr unten in ein bis unter den Flüssigkeitsspiegel in den Bohrbrunnen eingeführtes Brunnenrohr eingeblasen wird. Hierbei wird das Gleichgewicht zwischen der das Brunnenrohr umge benden Flüssigkeit und der im Brunnenrohr nunmehr mit den aufsteigenden Luftblasen durchsetzten, also spe zifisch leichteren Flüssigkeit gestört, so dass die Flüssig keit im Brunnenrohr aufsteigt. Mit einem solchen Hebe werk können jedoch nur Flüssigkeiten gefördert werden, welche keine oder nur ganz geringe Mengen feinkörniger Feststoffe enthalten.
Alle diese Nachteile können durch die Erfindung sehr weitgehend vermieden werden.
Die Erfindung betrifft eine Strahlpumpe zur Entsump- fung und Säuberung von Bohrlöchern und Schächten, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ein mittels eines durch das Bohrloch oder den Schacht hinabgeführ- 2 ten Schlauches oder Rohres an eine Druckmittelquelle angeschlossenes, zentrales Druckmittelrohr und ein zu diesem koaxiales, grösseren Durchmesser aufweisendes Förderrohr besitzt,
und dass im untersten Teil des För- derrohres ein das durch das Druckmittelrohr zufliessende Druckmittel umlenkender Düsenkörper koaxial angeord net ist, welcher zusammen mit dem abgefasten unteren Ende des Druckmittelrohres eine Düse mit ringförmigem, schräg nach oben und aussen gerichteten Austrittsspalt bildet.
Wie in der nachstehenden Beschreibung dargelegt ist, kann an die im untersten Teil des Förderrohres angeord nete Düse ein durch das Förderrohr und das entsprechend ausgebildete Druckmittelrohr gebildeter Diffusor an- schliessen.
In der Zeichnung sind zwei beispielsweise Ausfüh rungsformen der Strahlpumpe zur Entsumpfung und Säu berung von Bohrlöchern und Schächten gemäss der Er findung schematisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen axialen Schnitt durch die erste Ausfüh rungsform der Strahlpumpe zur Entsumpfung und Säu berung von Bohrlöchern und Schächten, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in der Fig. 1, und Fig. 3 einen Teil eines hälftigen,
axialen Schnittes durch die zweite Ausführungsform der Strahlpumpe zur Entsumpfung und Säuberung von Bohrlöchern und Schächten.
Die in den Fig. 1 und Fig. 2 dargestellte Strahlpumpe zur Entsumpfung und Säuberung von Bohrlöchern und Schächten besitzt ein zentrales Druckmittelrohr 1, wel ches an seinem oberen Ende einen Gewindeansatz la aufweist. Mittels eines auf den Gewindeansatz la aufge schraubten Schlauchnippels 2 ist ein Druckmittelschlauch 3 an das Druckmittelrohr 1 angeschlossen. Das Druck mittelrohr 1 ist in einem koaxialen, erheblich grösseren Durchmesser aufweisenden Förderrohr 4 angeordnet, mit welchem es durch radial gerichtete Stege 5 fest verbunden ist.
In den untersten Teil des Förderrohres 4 ist ein das durch das Druckmittelrohr 1 zuströmende Druckmittel umlenkender Düsenkörper 6 fest eingesetzt, welcher zu sammen mit dem unteren, abgefasten Ende des Druck- mittelrohres 1 eine Düse mit ringförmigem, schräg nach oben und aussen gerichtetem Austrittsspalt 7 bildet.
Das Druckmittelrohr 1, dessen Aussendurchmesser von seinen beiden Enden gegen die Mitte hin zunimmt, bildet zusam men mit dem Förderrohr 4 einen an die Düse anschlies- senden Diffusor. Das Förderrohr 4 ist im unteren Endteil eines Förderschlauches 8 festangeordnet, z.B. eingeklebt, welcher den Druckmittelschlauch 3 aufnimmt und wel cher bis über den Erdboden reicht.
Die aus dem Druckmittelrohr 1, dem Druckmittel schlauch 3, dem Förderrohr 4, dem Düsenkörper 6 und dem Förderschlauch 8 bestehende Strahlpumpe wird bis auf den Grund des zu entsumpfenden und zu säubernden Bohrloches abgesenkt und dann gegebenenfalls, je nach den bestehenden Verhältnissen, etwas zurückgezogen, um unter der Strahlpumpe etwas Raum zu schaffen, in wel <I>chem</I> sich die zu fördernde Flüssigkeit sammeln kann. Die Querschnittsfläche des Bohrloches ist durch den Förderschlauch 8 mit geringem seitlichem Spiel ausge füllt.
Der Druckmittelschlauch 3, welcher länger ist als der Förderschlauch 8 und oben aus diesem vorsteht, wird an eine Druckmittelquelle, z.B. einen Kompressor, eine Pumpe, angeschlossen, welche ein gasförmiges oder flüssiges Druckmittel, in der Regel Luft oder Wasser, liefert, welches durch den Druckmittelschlauch und das Druckmittelrohr 1 der Düse zugeleitet wird.
Dieses Druck mittel tritt in scharfem, kegelförmigem, nach oben und nach aussen gerichtetem Strahl aus dem ringförmigen Austrittsspalt 7 der Düse aus, wobei es eine starke Saug wirkung erzeugt, durch welche die am Grunde des Bohr loches vorhandene bzw. die in das Bohrloch eindringende Flüssigkeit in das Förderrohr 4 angesaugt, mit dem aus der Düse austretenden Druckmittel vermischt und von diesem mitgerissen wird. Die vom Druckmittel mitgeris sene Flüssigkeit mitsamt den in ihr allenfalls vorhandenen Feststoffen gelangt in den Diffusor, in welchem die Strö mungsgeschwindigkeit bis zur Stelle geringsten Quer schnittes noch erhöht wird, und wird dann durch das Förderrohr 4 und den Förderschlauch 8 weiter gefördert.
Bei Verwendung eines gasförmigen Druckmittels, z.B. Luft, wird, weil die von der Düse angesaugte und vom Druckmittel mitgerissene Förderflüssigkeit mit Luftblasen durchsetzt, also spezifisch wesentlich leichter als die die Strahlpumpe umgebende Flüssigkeit ist; ein starker Auf trieb erzeugt, welcher eine wesentliche Steigerung der Leistung der Strahlpumpe bewirkt. Der bis über den Erd boden reichende Förderschlauch 8 mündet in eine Rinne oder einen anderen Ablauf, durch welche oder welchen die geförderte Flüssigkeit abgeleitet wird.
Da das Förderrohr 4 und das in diesem angeordnete Druckmittelrohr 1 verhältnismässig kurz sein können und der Förderschlauch 8 und der Druckmittelschlauch 3 flexibel sind, lässt sich die beschriebene Strahlpumpe auch in nicht genau gerade verlaufende, sogenannt verlaufene Bohrlöcher einführen.
Ist das Bohrloch durch festen Grund, z.B. Gestein, vorgetrieben, bedarf es in der Regel keiner besonderen Auskleidung. Hondelt es sich jedoch um ein durch locke ren Grund oder zerlüftetes Gestein vorgetriebenes Bohr loch, wird dieses zweckmässig, wie in der Fig. 1 strich punktiert gezeichnet ist, mit einem Panzerrohr. 9 ausge kleidet.
Diese, wie Versuche ergeben haben, sehr leistungs fähige Strahlpumpe kann fast beliebig kleinen Aussen durchmesser aufweisen und sie eignet sich deshalb beson ders zum Entsumpfen und Säubern von Bohrlöchern kleinen Durchmessers, in welche die bekannten Rohr- bzw. Tauchzentrifugalpumpen nicht eingebracht werden können. In vielen Fällen kann deshalb der Durchmesser von Bohrlöchern kleiner gehalten werden, als es bis anhin mit Rücksicht auf den Durchmesser einer Rohr- oder Tauchzentrifugalpumpe möglich war.
Dies ermöglicht, ab gesehen von dem niedrigeren Preis der Strahlpumpe gegen über demjenigen einer anderen Pumpe, eine sehr wesent liche Senkung der Bohrkosten und eine erhebliche Be schleunigung der Bohrarbeiten.
Da die beschriebene Strahlpumpe zur Entsumpfung und Säuberung von Bohrlöchern und Schächten über haupt keine beweglichen Teile und keine elektrischen Zuleitungen, welche leicht beschädigt werden können, auf weist, der ringförmige Austrittsspalt 7 der Düse nur vom Druckmittel, das keine Feststoffe enthält, durchflossen wird, und die von dem Feststoffe enthaltenden Druck- mittel/Förderflüssigkeit-Gemisch bespülten Flächen des Druckmittelschlauches 3, des Druckmittelrohres 1, des Förderrohres 4 und des Förderschlauches 8 sehr ver- schleissfest sind,
ist sie keinem nennenswerten Verschleiss unterworfen.
Selbstverständlich kann die beschriebene Strahlpumpe auch zum Auspumpen von Schächten, Baugruben und dergleichen verwendet werden.
Gegebenenfalls kann der Düsenkörper 6 höhenver stellbar im Förderrohr 4 angeordnet sein, damit die Quer schnittsfläche des Austrittsspaltes 7 der Düse verändert und den jeweils vorliegenden Verhältnissen angepasst werden kann.
Bei einer Strahlpumpe zum Entsumpfen und Säubern eines Bohrloches, welches mit einem Panzerrohr 9 ausge kleidet ist, kann gegebenenfalls auf den Förderschlauch 8 verzichtet werden. Ein Teil einer solchen Ausführung der Strahlpumpe ist in der Fig. 2 in hälftigem, axialem Schnitt dargestellt. In der Fig. 2 ist mit 1 wieder das Druckmittel rohr, an dessen oberes Ende der Druckmittelschlauch 3 angeschlossen ist, mit 4 das Förderrohr und mit 9 das das Bohrloch auskleidende Panzerrohr bezeichnet.
Aus- senseitig am oberen Ende des Förderrohres 4 ist eine elastische, über dieses Förderrohr 4 vorstehende Man schette 10 aus Gummi oder Kunststoff fest angeordnet, deren über das Förderrohr 4 vorstehender Teil federnd an der Innenwand des Panzerrohres 9 anliegt und so den Ringspalt zwischen diesem und dem Förderrohr 4 ab dichtet, so dass die durch das Förderrohr 4 geförderte Flüssigkeit nicht durch diesen Ringspalt nach unten zu- rückfliessen kann.
Diese Wirkung der Manschette 10 wird noch dadurch verbessert, dass ihr über das Förderrohr 4 vorstehender Teil durch die unter Druck stehende Förder- flüssigkeit an die Innenwand des Panzerrohres 9 ange drückt wird. Die weitere Ausbildung und die Wirkungs weise dieser Ausführungsform der Strahlpumpe entspricht derjenigen der Strahlpumpe nach den Fig. 1 und 2, mit dem einzigen Unterschied, dass die durch das Förderrohr 4 geförderte Flüssigkeit statt durch den Förderschlauch 8 durch das Panzerrohr 9 zur Erdoberfläche gefördert wird.
Die beschriebenen Strahlpumpen eignen sich auch für die Messung der Ergiebigkeit von Grundwasser- oder ölsondierbohrungen.