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Stufen-Tiefsaugerohr Um Flüssigkeiten, insbesondere Wasser aus größeren
Tiefen zu fördern, verwendet man die bekannten Saug- und Druckpumpen, die in Fußbodenhöhe
aufgestellt werden und das Wasser aus etwa 9 m Tiefe hochsaugen. Befindet sich der
Wasserspiegel in größerer Tiefe wie 9 m, so werden Schachtbrunnen angelegt und die
Saug- und Druckpumpe oder eine Kreiselpumpe in die Tiefe gesetzt, die dann das Wasser
hochdrücken. In diesem Falle entzieht sich die Pumpe der ständigen Aufsicht und
Wartung und gibt Anlaß zu Störungen. Um die Saugpumpe bei größeren Fördertiefen
über den Fußboden zu belassen, hat man in Schachtbrunnen Behälter absatzweise in
verschiedenen Höhen angeordnet und diese Behälter durch Rohre untereinander und
mit einer Saugpumpe so in Verbindung gebracht, daß das Wasser absatzweise aus dem
tieferen in den nächst höheren Behälter mit Hilfe der atmosphärischen oder angesteigerten
Luft bis über den Fußboden hochgesaugt oder hochgedrückt wird.
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Eine derartige Einrichtung bedingt eine räumliche Ausdehnung der Anlage,
eine umfangreiche Armatur für die Betätigung ist kostspielig herzurichten, bietet
geringe Wirtschaftlichkeit und ist auch dort nicht anwendbar, wo es sich .um eine
Anlage in eng begrenzten Räumen, wie Tiefbohrrohren, handelt.
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Das Neue der vorliegenden Erfindung gegenüber den bekannten Einrichtungen
besteht darin, daß an eine über Fußbodenhöhe aufgestellte Saug- und Druckpumpe ein
aus zwei nebeneinanderliegenden und miteinander eng verbundenen Rohren ein Saugerohr
von eng umgrenztem Umfang und ohne umfangreiche Armatur gebildet wird, in welchem
stufen-und absatzweise die Flüssigkeit mit Hilfe des atmosphärischen oder angesteigerten
Luftdruckes über die physikalische Saughöhe von etwa 9 m nach oben gehoben wird.
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Das Stuf ensaugerohr besteht aus zwei Rohren, von denen jedes für
sich durch dichte Querwände in Einzelkammern unterteilt ist, die seitliche Ein-
und Austrittsöffnungen haben und damit, gegeneinander verschoben, dicht zusammengeschlossen
sind, so daß die Austrittsöffnungen an den Kammern des einen Rohres mit den Eintrittsöffnungen
der Kammern des zweiten Rohres und umgekehrt verbunden sind. An den Übergangstellen
befinden sich Rückschlagventile beliebiger Ausführung, welche den Durchgang der
Flüssigkeit nur in einer Richtung, nach oben, zulassen. Für das Zuführen und Absaugen
der atmosphärischen oder angesteigerten Luft aus oder zu den einzelnen Saugkammern
sind besondere Rohrleitungen mit kleinerem Querschnitt vorgesehen, die unabhängig
voneinander mit der Saug- und Druckseite der Pumpe in Verbindung stehen und mit
Hilfe eines regelbaren Drehschalters in bestimmten Zeitabschnitten automatisch in
ihrer Wirkungsweise umgekehrt werden. Dadurch wird ein Richtungswechsel der Flüssigkeit
in den Rohrkammern des Saugerohres und die Hochförderung dieser herbeigeführt.
Abb.
i zeigt die beiden Stufenrohre im Schnitt sowie die Einrichtung zum Absaugen oder
Zuführen der Luft, bestehend aus der Luftpumpe mit dem Vakuum- und Luftbehälter
und dem Drehschalter, in ihrer Wirkungsweise bei einer Phase.
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Abb. a zeigt die beiden Stufenrohre mit der Zuführungsleitung in der
darauffolgenden Phase.
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Abb.3 ist ein Schnitt durch die Stufenrohre und die Zuführungsleitung
n_ ach der Linie A-B der Abb. ?-
a und b sind die beiden Stufenrohre, bei
denen jede Stufenkammer etwa 9 m hoch sein kann. g, g sind die Übergangsöffnungen,
die die Stufenkammern beider Rohre miteinander in Verbindung bringen.
f, f sind Kugelventile, die als Rückschlagventile die Kammern gegen Rückfluß
der Flüssigkeit absperren, also den Übergang nur in einer Richtung nach oben freigeben.
c und d sind Luftrohrleitungen, durch die wechselweise die Wirkung der Luftpumpe
lt auf die einzelnen Stufenkaminern übertragen wird. k und i sind
zwei Behälter an der Luftpumpe, von denen der eine als Vakuum- und der andere als
Druckbehälter dient.
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Bei der in Abb. i dargestellten Phase sind die Stufenkammern des Stufenrohrs
a alle vollgefüllt. Durch das Rohr c tritt Luftdruck in die Kammern, während gleichzeitig
in den Stufenkammern des Rohres b eine Saugwirkung der Luftpumpe über das Rohr d
ausgeübt wird. Es erfolgt nun über die Kugelventile f, f das durch Pfeile
gekennzeichnete Überströmen der Flüssigkeit aus den gefüllten Kammern des Rohres
a in die ungefüllten Räume der Kammern im Rohr b, wobei teils die Saugwirkung über
das Rohr d und die Luftdruckwirkung über das Rohr c die treibende Kraft ist. Sind
die Kammern des Rohres b vollständig gefüllt, wie in Abb. a zu sehen ist, so erfolgt
durch die Umstellung des Schalters 1 die Umkehrung der Saug- und Druckwirkung, und
es erfolgt die Überströmung der Flüssigkeit aus den Kammern des Rohres b in die
des Rohres a usw. Bei jeder Phase wird die Flüssigkeit in einem Stufenrohr um etwa
4,5 m gehoben, bis sie zuletzt aus dem Rohr a durch die Ausflußöffnung o zu ihrem
Bestimmungsort abfließt.
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Der Drehschalter 1, der die Umsteuerung der Saug-, und Druckwirkung
auf die Stufenrohre a und b bewirkt, kreist mit einer Geschwindigkeit, die der Flüssigkeit
genügend Zeit läßt, in den Kammern hochzusteigen und bei. o abzufließen. Dabei ist
zu beachten, daß das Überströmen der Flüssigkeit nicht allein durch Saugwirkung
des Behälters i, sondern auch durch den Druck der abgesaugten Luft aus dem Behälter
k unterstützt wird. Es entsteht also eine Doppelwirkung, die das Überströmen der
Flüssigkeit aus der einen in die darauffolgende Kammer beschleunigt.
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Jede- Phase hebt die Flüssigkeit in dem einen oder dem anderen Stufenrohr
um etwa 4,5 m höher, und jede zweite Phase bringt die Entleerung der obersten Kammer
aus dem Rohr a durch die Ausflußöffnung o. Es ist aber auch möglich, bei jeder Phase
das gleiche Quantum auszuschütten, wenn man drei Stufenrohre so zusammenschließt,
daß zwei Stufenrohre abwechselnd für das Ausschütten in Betracht kommen. In diesem
Falle wird die Stundenleistung auf das Doppelte gesteigert.