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Sonde zur selektiven Wasserentnahme aus Brunnenrohren
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Erfindung betrifft eine Sonde, die es gestattet, den Wassers zustand und den Wirkungsgrad
eines Nutzwasserbrunnens in bestimmten Tiefen festzustellen. Derartige Untersuchungen
müssen häufig routinemässig in bestimmten Zeitabständen erfolgen.
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Durch im Grundwasser enthaltene Elemente, wie z.3. Kalk oder Eisen,
bilden sich an dem Filterrohr des Brunnens Ablagerungen, die den Wirkungsgrad und
damit die Wirtschaftlichkeit des Brunnens beeinträchtigen. Es ist deshalb eine Reinigung
der Filterrohre mit Chemikalien oder mechanischen Einrichtungen erforderlich, die
im bestimmten Zeitabständen vorgenommen wird.
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Das Gesamtwasser eines Nutzwasser-Tiefbrunnens setzt sich bekanntlich
aus Wassermengen zusammen, die aus verschiedenen Schichten des umgebenden Erdreiches,
in der Fachsprache wEtagen" genannt, in das Filterrohr treten. Dabei kommt es in
der Praxis vor, dass eine bestimmte wasserliefernde Schicht im Laufe der Betriebszeit
des Brunnens Wasser mit einem zeitlich schwankenden Gehalt von Schadstoffen liefert.
Aber auch bei der Neuanlage von Brunnen will man von vornherein die Möglichkeit
haben, schadsto£fhaltiges Wasser liefernde Schichten von der Zulieferung auszuschliessen.
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Eine Untersuchung der Zusammensetzung des Gesamtwassers genügt hierzu,
wie leicht einzusehen ist, nicht; es ist vielmehr erforderlich, bei der Probenentnahme
dafür zu sorgen, dass tatsächlich nur Wasser entnommen wird, das aus einer bestimmten
Etage stammt.
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Zu diesem Zweck hat man bereits vorgeschlagen, oberhalb und unterhalb
der Sonde elastische Gummischeiben, deren Aussenderohmesser ungefähr dem Innendurchmesser
des Filterrohres entspricbt, anzuordnen. Eine derartige Einrichtung hat sich Jedoch
als unbrauchbar erwiesen, weil die Gummischeiben bei guter AbdichtuayF wirkung nur
sehr schwer durch das Filterrohr des Brunnens geschoben werden können und noch dazu
bereits nach kurzer Ingebrauchnahme
so weit auf dem Umfang beschädigt
worden sind, daß die Dichtungswirkung nicht mehr eintritt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sonde so aus zu bilden,
dass sie in einem genau definierten örtlichen Bereich des Filterrohres, nach oben
und unten-völlig abgedichtet/arbeiten kann, so dass die Gewähr dafür geboten ist,
dass tatsächlich nur aus einer bestimmten Etage Wasserproben entnommen werden Erfindungsgemäss
wird dies bei einer Sonde zur selektiven Wasserentnahme aus Brunnenrohren dadurch
erreicht, dass ein oder mehrere Gummiballons oberhalb und/oder unterhalb der Sonde
angeordnet und so bemessen sind, dass sie im gefüllten Zustand den Querschnitt des
Filterrohres dichtend ausfüllen.
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Durch diese Ausbildung der Sonde wird erstmals erreicht, dass in jeder
beliebigen Höhe innerhalb eines Bilterrohres die zwischen den beiden Ballons befindliche
Strecke absolut dicht gegen die unter- und oberhalb befindlichen Wassermengen abgeschirmt
werden kann, um jetzt aus dem zwischen den Ballons befindlichen Brunnenvolumen die
Proben entnehmen zu können.
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Nach ausreichender Probenentnahme werden die Ballons, wie sgäter noch
geschildert wird, entleert und die Sonde kann verschoben werden.
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In Ausgestaltung der Erfindung werden die Gummiballons über Druckmindererventile
von der ohnehin vorhandenen Förderpumpe der Sonde aufgepumpt. Die Anordnung ist
dabei so getroffen, dass ein Teil des von der Förderpumpe gelieferten Wassers über
die übliche Förderleitung nach oben in den Sondentopf gelangt, während ein abgezweigter
Teil des geförderten Wassers über die erwähnten Druckmindererventile den Gummiballons
zugeleitet wird, die wegen des jetzt in ihrem Inneren herrschenden tberdruckes
die
angenäherte Kugelform einzunehmen bestrebt sind und sich dabei an die Innenwandung
des Filterrohres dichtend anlegen.
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Nach einem weiteren Erfindungsgedanken sind auf der der Förderpumpe
abgewandten Seite der Gummiballons Gummizüge an der Wandung dieser Gummiballons
befestigt, deren andere Enden an dem steigrohr, bzw. an einem unterhalb der Pumpe
befindlichen, kein Wasser führenden Gleitrohr befestigt sind. Die Bemessung und
Anordnung der Gummizüge erfolgt dabei so, dass diese bei prall gefüllten Gummiballons
unter einer Zugspannung stehen, so dass sie dann, wenn-der Druck der Förderpumpe
nachlässt, diese Gummiballons in eine gestreckte Lage ziehen und dieselben dadurch
entleeren. Der Entleervorgang wird dadurch erleichtert, dass das Druckmindererventil
eine Kugel enthält, welche beim Füllvorgang durch den Anströmdruck an eine Blende
gedrückt wird, um den Durchlassquerschnitt zu verringern und beim Entleervorgang
durch Schwerkraft die Blendenöffnung freigibt, so dass das Entleeren über einen
größeren Querschnitt erfolgt.
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Mit der erfindungsgemässen Sonde lässt sich also eine in jeder Beziehung
einwandfreie Wasser-Probenentnahme in jeder beliebigen Höhe gewährleisten, wobei
die Qualität und Zusammensetzung des in dem Messbereich zuströmenden Wassers genau
zu bestimmen sind. Sollte die Messung ergeben, dass die betreffende Etage sehr schadstoffhaltiges
Wasser liefert, so kann dieser Brunnenteil in an sich bekannter Weise abgeblindet
werden. Dadurch lässt sich die Qualität eines Brunnenwassers beträchtlich steigern.
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Um die Gummiballons bequem auf den durch sie hindurchgeführten Rohren
montieren zu können, ist nach einem weiteren Erfindungsgedanken jeder Gummiballon
mit einem Nittelschlauch ausgerüstet, der dichtend in die Ballonhülse einvulkanisiert
ist. Nach dem Aufpumpen legt sich jeder Gummiballon nicht nur mit seinem äusserem
Umfangsbereich dichtend an das Filterrohr der Brunnenbohrung,
sondern
auch absolut dichtend mit-seinem Nittelschlauch an das durch diesen geführte Rohr.
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Um ferner die Dichtungswirkung, die an sich bereits im Bereiche des
Mittelschlauches vorzüglich ist, auch in den Fällen zu gewährleisten, in denen die
Gummiballons eine extreme Ausdehnung erfahren müssen, wird der Mittelschlauch eines
jeden Gummiballons mit einer oder mehreren Dehnungsausbauchungen versehen.
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Um Uberdehnungen der Gummiballons zu verhindern, wird im Rahmen der
Erfindung um jeden Ballon ein dessen maximalen Durchmesser entsprechendes Schutznetz
gelegt, sowie jeder Ballon mit einem Überdruckventil ausgerüstet.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Danach ist innerhalb des Filterrohres 1 die Förderpumpe 2 an dem selbsttragenden
Kabel 3 in an sich bekannter Weise aufgehängt.
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Das von der Förderpumpe 2 kommende Wasser gelangt über den Rohransatz
4 und UILd eine geeignete Schlauchkupplung 5 in den Sondenschlauch 6.
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Oberhalb der Förderpumpe 2 ist ein hier im aufgepumpten Zustand dargestellter
Gummiballon 7 und unterhalb der Förderpumpe 2 ein in gleicher Weise aufgebauter
und bemessener Gummiballon 8 angeordnet. Jeder der Gummiballons 7 und 8 enthält
einen einvulkanisierten Nittelschlauch 7' (nur bei dem aufgeschnitten dargestellten
Gummiballon 7 ersichtlich) der mit einer Dehnungsausbauchung 10 ausgerüstet ist.
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Auf ihrer der Förderpumpe 2 abgewandten Seite sind die Gummiballons
7 und 8 mit Gummizügen 9 ausgerüstet, deren anderes Ende einmal an dem Rohrstück
4 und zum anderen an dem Gleitrohr 11 befestigt ist. Die Befestigung ist an sich
beliebiger Art; sie kann zweckmässig durch Ösen und Haken erfolgen.
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Die Gummizüge 9 sind dabei so bemessen, dass sie in dem aufgepumpten,
in der Zeichnung dargestellten Zustand der Gummiballons 7 und 8 unter Zugspannung
stehen. Sinkt der Druck innerhalb der Gummiballons 7 und 8 ab, so ziehen die Gummizüge
9 mithin die Gummiballons 7 und 8 in die Länge und entleeren dieselben dabei über
die selbsttätig geöffneten Druckmindererventile 12 und 13. Diese Druckmindererventile
12 und 13 verbinden einen Stutzen 14 des Rohransatzes 4 mit je einem einvulkanisierten
Nippel 15 einmal unmittelbar und zum anderen über ein Leitungsrohr 16. Wenn also
die Förderpumpe 2 anläuft, so liefert sie nicht nur das durch den Rohransatz 4 und
den Schlauch 6 nach oben zum Sondentopf geleitete Probenwasser, sondern über die
Druckmindererventile 12 und 13 gleichzeitig Wasser, das in die Gummiballons 7 und
8 einströmt und diese dabei unter gleichzeitiger Dehnung der Gummizüge 9 aufpumpt.
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Das Netz 17 und die Überdruckventile 18 verhindern ein über dehnen
der Gummiballons 7/während des Aufpumpvorganges.
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und 8 Ansprüche: