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1Kischluftwasserheber. Mischluftwasserheber, bei denen das Wasser-
und Luftgemisch des Ste-'grohres in einen Abscheidebehälter eintritt, und zwar unterhalb
des Wasserspiegels desselben, und dessen abgeschiedene Luft, die' unter dem Druck
der Ausgußwassersäule steht, zum Betrieb des eigenen oder anderer Mischluftheber
dient, haben den Nachteil, daß die Eintauchtiefe des Mischlufthebers mindestens
um die Höhe der vom Absche:debehälter abgehenden Wasserausgußleitung verlängert
werden muß, daß ferner trockene Luftverdichter verwendet werden, und daß Rückfälle
von Wasser aus dem Abscheidebehälter in den Mischluftheber stattfinden. Diese Übelstände
sollen durch vorliegende Erfindung behoben werden.
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Die Abb. i der beiliegenden Zeichnung stellt einen Mischluftheber
für Stufenförderung dar, um Wasser aus tiefen Bohrbrunnen mit nur geringem Wasserstand
heben zu können. Er besteht aus mehreren übereinandergestellten Mischluftliebern
von unter sich gleichen Abmessungen, um für die Betriebsluft gleiche Arbeitsbedingungen
zu erhalten. Über der obersten Stufe ist der Abscheidebehälter i angeordnet. Die
Steigrohre 2 einer jeden Stufe gießen das Wasser- und Luftgemisch in Kammern 13
aus, jedoch mit Ausnahme des Steigrohres 2 der obersten Stufe, das in den Abscheidebehälter
i ausgießt. Dieses Steigrohr ist mit einer Kappe 3 überstülpt. Mit 6 ist ein trockener
Luftverdichter bezeichnet, der die Abluft durch die Leitung 5 aus dem Abscheidebehälter
i entnimmt und durch die Leitung 7 verdichtet dem Stufenheber zuführt. Zwischen
den Stufen, am oberen Ende einer jeden Stufe, sind Luftkammern 14 angeordnet. In
eine dieser Kammern tritt die Eruckluft durch die Leitung 7 ein und verteilt sich
von da aus durch die Leitungen 15 in alle Luftkammern 14. Von den Kammern 14 gehen
Luftrohre 16 ab und münden unten in die Steigrohre 2 ein. Die Abluft des Wasserluftgemisches
jeder Stufe entweicht durch die Leitungen 18 bis in den Abscheidebehälter i. Die
vom Verdichter 6 abgehende Druckluftleitung 7 kann unter gewissen Verhältnissen
auch fortfallen; dann strömt die Luft bei 8 ins Freie, und Treibluft aus der freien
Atmosphäre tritt bei Z in jede der Kammern 14 ein. Mit i i ist ein Ersatzlufteinlaßventil
bezeichnet. Von dem wechselnden Wasserspiegel 25, 23, 26, 22 und 24 des Bohrbrunnens
hängt auch die Lage des Ausgußrohres 4°, 4b oder 4c des Absc'heidebehälters i ab.
Mit i9 ist eine Pumpe bezeichnet, die ununterbrochen das bis in den Abscheidebehälter
i gehobene Wasser weiterfördert.
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Die Abb. 2 steilt einen gleichen Mischluftlieber dar, nur- niit dem
Unterschied, daß aus der obersten Kammer 13d eine Pumpe i9, die gleichzeitig hydraulischer
Luftverdichter ist, das Gemisch durch eine Leitung 29 aufnimmt und durch die Leitung
32 unter Druck dem Abscheider i zuführt, aus welchem die Druckluft das Wasser durch
das Ausgußrohr ¢ verdrängt, daß ferner die Luft unter dem Druck der Ausgußwassersäule
4 dur.h die Leitung 2o dem Stufenheber zum Betrieb zuströmt. Entgegen der Abb. i
strömt hierbei die Treibluft aus den Luftkammern 14 durch Rohre 17 den Steigrohren
2 zu.
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Aus dem Abscheidebehälter i (Abb. i), würde trotz der Förderung Wasser
in das Steigrohr :2 zurückfallen, besonders bei größeren lichten Weiten. Die Kappe
3 verhütet dieses; denn das Wasser aus dem Abscheidebehälter müßte erst die Luft
unter der Kappe 3 verdrängen, was aber die Strömung des Gemisches im Rohr :2 nicht
zuläßt, weil die Luft unter der Kappe 3 mindestens die Spannung der noch darüber
befindlichen Wassersäule hat. Ohne diese Kappe dagegen fällt Wasser über den Rand
des Steigrohres 2 in dasselbe zurück, während die Luft ungehindert aus der Mitte
des Rohres 2 entweichen kann.
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Der einfache wie auch der Stufemnischluftheber bedarf einer gewissen
Eintauchtiefe des Steigrohres 2 und des Luftzuführungsrohres 16. Es sei hier bemerkt,
daß das Steigrohr 2 des Abscheidebehälters i kurz über dem Boden des Abscheidebehälters
ausgießt, also bedeutend kürzer ist als die Steigrohre :2 der anderen Stufen (was
in der Zeichnung wegen der gedrängten Darstellung der Kammerhöhen nicht deutlich
genug erscheint). Der Stand des Wasserspiegels 27 im Abscheidebehälter entspricht
dem Widerstande für eines der Steigrohre 2 der tiefer liegenden Kammern 13 ; denn
bis zum Wasserspiegel 27 kann das kurze Steigrohr 2 des Abscheiders i fördern, um
den Arbeitsverhältnissen der tiefer liegenden Steigrohre 2 gleichzukommen. Wird
aber das Wasserausgußrohr 4c darüber hinaus erhöht, so muß auch dementsprechend
die Eintauchtiefe vergrößert werden und durch diese beim Stufenheber auch die Eintauchtiefen
der übrigen Stufen.
Um diesen Übelstand zu beheben, ist eine Pumpe
ig angeordnet, die das Wasser aus dem Abscheidebehälter auf beliebige Höhen befördert.
Die Pumpe ig hat aber für den Stufenheber noch einen anderen Zweck. Durch den wechselnden
Wasserstand 25, 23, 26, 22 und 24 im Brunnen, besonders beim Absinken während
der Förderung, kommt auch Saugspannung der Abluft im Abscheidebehälter i gor. Bei
der Saugspannung fließt aber das Wasser aus demselben in die äußere Atmosphäre nicht
ab; es müßte entweder eine Abfalleitung 4.a angeordnet werden, die in das Wasser
eines Behälters g eintaucht, die Höhe des Abfallrohres 4" müßte auch den verschiedenen
Saugspannungen entsprechend sich selbst veränderlich gestalten, oder aber die Pumpe
ig übernimmt die Saugschwankungen und befördert das Wasser aus dem Abscheidebehälter
in die äußere Atmosphäre.
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Über die Wirkung, die die verschiedenen Wasserstände im Brunnen auf
den Stufenheber ausüben, sei folgendes bemerkt: Befindet sich der Wasserspiegel
bei 25, so muß die Treibluft aus der daneben befindlichen Kammer 1.4. durch das
Rohr 16 den Wasserstand der zugehörigen Kammer 13 überwinden, um in das Steigrohr
2 dieser Kammer zu gelangen. Der Ausguß des Wassers aus dem Abscheidebehälter i
erfolgt ungehindert durch das Wasserausgu.ßrohr q. b, das in gleicher Höhe des Wasserspiegels
27 des Abscheidebehälters ausgießt.
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Befindet sich der Brunnenwasserspiegel bei 23, so kann das Wasser
aus dem Brunnen, durch alle unteren Kammern sich hindurchwindend, in die bei 23
liegende Kammer 13 sich nicht ergießen, weil der Ausguß des Steigrohres 2 dieser
Kammer höher liegt. Das Wasser im Heber muß daher bis auf die Höhe 25 angesaugt
werden. Die Abluft aller Kammern 13 und auch die des Abscheiders i stehen dann schon
unter Saugspannung, oder es müßte die Druckluft den Wasserspiegel bis unterhalb
24. drücken, um Wasser aus dieser tieferen Kammer fördern zu können. Die Ausflußöffnungen
der Druckluftrohre 16 müssen hierfür aber so eng bemessen werden, daß die Treibluft
durch Drosselung für diese Höhe, obgleich in den oberen Kammern nur geringere Wasserstände
zu überwinden sind, doch noch den hohen Wasserstand von 23 bis unterhalb 2_t zii
überwinde» vermag.
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Befindet sich der Brunnenwasserspiegel bei 2:4, so muß die Saugspannung
größer werden bis zum Spiege122. Befindet sich derselbe bei 26, so ist es fast gleich,
ob der Stufenheber nur mit saugender oder nur mit drückender Luft betrieben wird.
Bei nur saugendem Luftbetrieb und entsprechend festliegendem Wasserspiegel 26 im
Bohrbrunnen kann die Druckluftleitung 7 wegfallen, und statt dessen tritt Treibluft
aus der äußeren Atmosphäre durch die Stutzen Z in jede der Druckluftkammern 14 ein.
Der Heber arbeitet in betreff der Druckluftverteilung am günstigsten, wenn die Luft
stets gleiche Wasserwiderstände (Eintauchtiefen) zu überwinden hat, und das kann
nur erfolgen, wenn die Pumpe ig das Wasser aus dem Abscheider aufnimmt und weiterbefördert;
dann stellt sich der Stufenheber selbsttätig e:n für den Betrieb mit gleichzeitig
saugender und drückender oder nur saugender oder nur drückender Betriebsluft.
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Der trockene Luftverdichter 6 (Abb. i) soll einesteils der Ölhaltigkeit
der Luft wegen, andererseits wegen der Gefahr, daß Wasser in den Verdichter gelangen
kann, nach Abb. 2 ;furch die Pumpe ig, die gleichzeitig als hydraulischer Luftverdichter
arbeitet, ersetzt werden. -Sie nimmt aus einer Kammer 13a das in diese sich ergießende
Wasserluftgemnisch durch eine Leitung 2,9 auf und befördert dasselbe unter dem Druck
derAusgußwassersäuleq. in den Abscheidebehälter i, in welchem die abgesch_edene
Luft durch die entsprechende Höhe der Ausgußleitung q. unter dessen Druck gesetzt
wird, der für den Betrieb des einfachen oder des Stufenmischlufthebers ausreicht.