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Unterdruckbrunnen Die Erfindung bezieht sich auf einen Unterdruckbrunnen
mit einer im oben luftdicht abgeschlossenen Brunnenrohr angeordneten Wasserfördereinrichtung
und an den Brunnenrohrraum angeschlossenen Unterdruckleitung.
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Unterdruckbrunnen dieser Art kommen zur Anwendung, wenn Wasser aus
sehr feinsandigen Böden mit hohem Kapillarwiderstand gefördert wird. Das Wasser
fließt aus solchen Böden unter der Einwirkung der Schwerkraft nur langsam und in
kleinen Mengen aus, durch einen Unterdruck im Brunnenrohr wird es dagegen aus dem
Boden herausgesaugt. Die bekannten Unterdruckbrunnen, bei denen das Wasser durch
das Brunnenrohr nach oben gefördert wird, weisen den Nachteil auf, daß sie nur auf
Fälle beschränkt sind, in denen die Förderhöhe des Wassers bis zur Pumpe beträchtlich
kleiner ist, als die erreichbare Saughöhe der Pumpe. Nur ein solcher Unterschied
kann zur Erzeugung eines Unterdruckes im geschlitzten oder gelochten Teil des Brunnenrohrs
nutzbar gemacht werden. Dieser Unterschied ist jedoch in den meisten Fällen verhältnismäßig
klein, weil ein großer Teil des Unterdruckes zum Fördern des Wassers verbraucht
wird und nicht mehr zum Einsaugen des Wassers aus dem Boden in das Filterrohr zur
Verfügung steht, so daß mit dieser Art von Unterdruckbrunnen nur eine geringe Leistungssteigerung
gegenüber offenen Brunnen erreicht wird.
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Bei einem anderen Unterdruckbrunnen läuft das Wasser aus dem unter
Unterdruck stehenden Brunnenrohrraum nach unten ab. Dabei ist es aber notwendig,
daß unter dem Brunnen eine Abflußleitung liegt, was erhöhte Bau- und Betriebskosten
verursacht.
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Schließlich ist auch eine Wasserfördereinrichtung in einem Brunnenrohr
mit Fußventil zum Heben von Flüssigkeiten in einer Vorrichtung bereits bekannt,
bei der ein Unterdruck durch Verbrennung von Sauerstoff in einer Kammer entsteht.
Diese Vorrichtung ist auch mit einer Steuereinrichtung ausgestattet, durch die die
Hähne entsprechend der Füllungshöhe geschlossen und geöffnet werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Unterdruckbrunnen im feinsandigen
Boden mit hohem Kapillarwiderstand eine reichliche Wasserzufuhr auf einfache Weise
sicherzustellen.
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Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß im Brunnenrohrraum
eine Wassersammelkammer angeordnet ist, die mit dem B.runnenrohrraum über ein als
Rückschlagventil ausgebildetes Fußventil in Verbindung steht, und daß sich in der
Wassersammelkammer an sich bekannte Wasserstandsfühler befinden, durch die der Wasserstand
auf einen durch ihren Abstand vorbestimmten Höhenbereich in der Weise einregelbar
ist, daß der obere Wasserstandsfühler die Wasserförderung mit Hilfe von Druckluft
in Gang setzt, während der untere Wasserstandsfühler den Anschluß der Wassersammelkammer
an die Unterdruckleitung bewirkt.
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Der Brunnenrohrraum steht ständig unter Unterdruck, während in der
Wassersammelkammer abwechselnd überdruck und Unterdruck herrschen. Bei Unterdruck
in der Wassersammelkammer tritt Wasser durch das Fußventil in die Wassersammelkammer
bis zum oberen Wasserstandsfühler ein und wird dann aus der Wassersammelkammer mittels
einer von der Steuereinrichtung betätigten Pumpe gefördert, bis der Wasserspiegel
wieder den unteren Wasserstandsfühler erreicht, Unterdruck in der Wassersammelkammer
auftritt und wieder Wasser aus dem Brunnenrohrraum in die Wassersammelkammer einfließt.
Dabei sinkt der Wasserspiegel im Brunnenrohrraum unter die Höhe des oberen Wasserstandsfühlers
ab, der nur um einen Bruchteil der Höhe des angelegten Unterdrucks höher liegt als
der untere Wasserstandsfühler.
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Der im Brunnenrohrraum geschaffene Unterdruck wird also nicht mit
dem Halten der seiner Höhe entsprechenden Wassersäule belastet, da diese ständig
abgebaut wird, so daß der Unterdruck im Brunnenrohrraum bis auf den Bruchteil seiner
Höhe, nämlich den Abstand der beiden Wasserstandsfühler, ständig für die Absaugung
der wasserführenden Schicht zur Verfügung steht.
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Durch die Anordnung der Wasserstandsfühler nach der Erfindung kann
sich nur eine Wassersäule von einer Höhe bilden, für deren Erzeugung die Saugkraft
der Pumpe nicht verbraucht wird; deshalb bleibt ein Unterdruck von etwa 0,8 at für
das Absaugen von Wasser aus dem umgebenden Boden nutzbar. Dadurch wird die Ergiebigkeit
des Unterdruckbrunnens gesteigert und gewährleistet, daß auch aus Böden mit
hohem
Kapillarwiderstand Wasser gleichmäßig gefördert werden kann.
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Die Wasserstandsfühler lassen auch nicht zu, daß tiefer gesaugt werden
kann, als bis zum Beginn des gelochten oder geschlitzten Rohrbereichs, um die Gefahr
zu vermeiden, daß Luft mit eingesaugt wird und der Unterdruck zusammenfällt.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer
Darstellung.
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An den Brunnenrohrraum 1 ist eine Unterdruckleitung
2 angeschlossen und in dem Brunnenrohrraum 1 ist die Wassersammelkammer
3 mit Fußventil 4 angeordnet, in die das Eintauchrohr 5 und die Leitung
6 einmünden. In der Wassersammelkammer 3 kann wechselweise über das
Dreiwegeventil 7 und die Leitung 6 Luftüberdruck und Unterdruck erzeugt werden.
Der Unterdruck saugt das Wasser in die Wassersammelkammer 3 ein und durch den Überdruck
wird es über das Eintauchrohr 5 gefördert. In der Wassersammelkammer
3 befinden sich der obere Wasserstandsfühler 6 und der untere Wasserstandsfühler
9 in einer bestimmten Entfernung. Beide Fühler sind bei der Schutzspannung
von 42 Volt durch Leitungen mit einem Höhenregler 10
verbunden, der über einen
Elektromagneten 11 das Dreiwegeventil7 steuert. Die Arbeitsweise ist folgende:
Steigt der Wasserspiegel durch den Unterdruck in der Wassersammelkammer 3 bis zu
dem oberen Wasserstandsfühler 8, so wird über den Höhenregler 10 und den Elektromagneten
11 das Dreiwegeventil 7 umgeschaltet, wodurch Druckluft in die Wassersammelkammer
1 einströmt, dort ein Luftüberdruck entsteht und das angesammelte Wasser
solange durch das Eintauchrohr 5 herausgedrückt wird, bis der Wasserspiegel
in der Wassersammelkammer 1 auf die Höhe des unteren Wasserstandsfühlers
9 abgesunken ist. In diesem Augenblick wird über den Höhenregler
10 und den Elektromagneten 11 das Dreiwegeventil 7
wieder umgeschaltet,
wiederum ein Unterdruck in der Wassersammelkammer erzeugt und diese erneut gefüllt.
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Durch die Anordnung des von der Saugleitung getrennten Wasserförderrohrs
und die Festlegung des Wasserspiegels zwischen zwei Wasserstandsfühlem
(8 und 9) bleibt der im Brunnenrohrraum 1 herrschende Unterdruck
am gelochten Teil des Brunnenrohres 12 ohne Störungen aufrechterhalten.