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Unterwasser-Motorpumpe mit vertikaler Achse Als Unterwasser-h-Zotorpumpen
oder Tauchmotorpumpen werden solche Pumpaggregate bezeichnet, die aus einer vertikal
angeordnetenKreiselpumpe und unmittelbar damit gekuppeltem Antriebselektromotor
bestehen. Sie werden vieler Vorteile wegen in der Regel mit über dem Motor liegender
Pumpe ausgeführt. Diese Pumpaggregate werden an einer Steigrohrleitung unter den
Wasserspiegel von Brunnenschächten usw. gehängt. Bei Flachbrunnen sowie bei anderen
Brunnen, bei denen sich im Lauf der Zeit der Grundwasserspiegel so weit gesenkt
hat, daB bei fast auf der Sohle aufstehendem Pumpenaggregat der Wasserspiegel nicht
mehr bis zum Pumpeneinlauf reicht, ergibt sich aber der Nachteil, daB das Wasser
nicht bis zur Sohle leer gepumpt werden kann. Um diesen Mangel zu beseitigen, hat
man zwar schon Tauchmotorpumpen vorgeschlagen, die vollständig mit Abstand von einem
dichten Saugmantel umhüllt sind, der nur unten eine Wasserzutrittsöffnung hat. Diese
Zutrittsöffnung ist mit einem Saugventil versehen. Diese mit Ventilen ausgerüsteten
Saugmantelpumpen haben aber den Nachteil, daß die durch das Ventil beim Absaugen
des letzten Wasserrestes von der Sohle mit eingesaugte Luft sich im oberen Teil
des Saugmantels ansammelt. Beim Abstellen der Pumpe flutet aus der Steigrohrleitung
Wasser zurück, füllt den Saugmantel und komprimiert die Luft im oberen Teil desselben,
also im Bereich des Pumpeneinlaufs. Wird nun die Pumpe erneut in Betrieb genommen,
so dehnt sich dieses Luftpolster unter der Saugwirkung
der Pumpe
aus und füTli die Pumpe mit Luft, so daß diese nicht mehr zum Fördern kommt.
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Durch die vorliegende Erfindung ist eine Unterwasser-Motorpumpe'geschafffein,
bei der trotz Verwendung des für das Leerpumpen von Schächten sehr wichtigen Saugmantels
bei jedem Wiederingangsetzen der Pumpe ein sicheres Ansaugen und Fördern gewährleistet
ist. Diese überraschende Lösung ist dadurch gelungen, daß von der unteren ventillosen
Zutrittsöffnung des Saugmantels aus innerhalb desselben eine Sgugleitung bis in
den Bereich oberhalb des Pumpeneinlasses geführt ist.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung' sind in der Zeichnung schematisch
dargestellt, iri der. je= weils der Saugmantel ini Längsschnitt und die Motorpumpe
in Ansicht dargestellt sind. .
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Fig. i zeigt eine Saugleitung- in Form von im Saugmantelboden dicht
eingesetzten Rohren, während in Fig. 2 die, Saugleitung durch Einschieben eines
zylindrischen, im Schnitt gezeichneten Mantels von unten geschaffen ist.
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Im Beispiel gemäß Fig. i ist der Antriebselektromotor a unter der
mehrstufigen Laufradpumpe b angeordnet. Die Einlauföffnungen zur Pumpe sind mit
Sieben c abgedeckt. Das Motorpumpenaggregat befindet sich in einem zylindrischen
Saugmantel h, der es mit Abstand umhüllt. Durch den dichten oberen Abschluß g des
Mantels tritt die Steigleitung k hindurch. Auch am unteren Ende ist der Saugmantel
k durch einen -Boden m dicht abgeschlossen. In diesem Boden stecken an beiden
Enden offene, einzelne Rohre n, die mit ihrem oberen Ende über den Bereich der Pumpe
hinaus bis in die Nähe des oberen Saugmantelabschlusses g reichen. .
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Vor der Inbetriebsetzung des Pumpenaggregats muß das Wasser im Brunnen
.so weit gestiegen sein, daß der untere Teil der im Saugmantel eingefügten Rohre
in das Wasser des Brunnens eintaucht. Ferner muß der Saugmantel bis zur Linie o,
dem höchsten Wasserstand, mit Wasser gefüllt sein.
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Voraussetzung für ein einwandfreies Arbeiten des Pumpenaggregats ist,
daß das Volumen der sich in den Rohren sowie über, dem höchsten Wasserstand o befindlichen
Luft im Saugmantel kleiner ist als das Wasservolumen. 'im Mantel zwischen höchstem
Wasserstand und einem Wasserstand .p, knapp über dem Einlauf des Laufrades der ersten
Pumpenstufe.
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Beim Betrieb der Pumpe spielen sich folgende Vorgänge ab. Die Pumpe
saugt zunächst das Wasser im Mantel bis zum niedrigsten Wasserstand p ab. Während
dieses Vorgangs strömt die Luft aus den Rohren j& infolge des entstehenden Unterdrucks
in den durch das Wasser freigegebenen Raum zwischen o und p. Da die Rohre im unteren
Teil, unterhalb des Bodens m, im Brunnenwasser'hängen, kann von dort keine weitere
Luft nachströmen. Durch das entstehende Vakuum in den Rohren n und im Saugmantel
h wird vielmehr, durch den Druck der Atmosphäre, der auf dem Wasserspiegel des Brunnens
liegt, das Wässer des Brunnens in die Rohre n und damit in den oberen Teil @ des
Mantelraums gedrückt.
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Da von nun ab genau soviel Wasser in den Mantel nachströmt wie die
Pumpe durch die Steigrohr-"Ivitung k wegbefördert, ist ein kontinuierlicher Betrieb
des Pumpenaggregats gesichert. Dieser kann solange aufrechterhalten werden, bis
der Brunnen leergepumpt ist, d. h. der Wasserstand des Brunnens sich so weit gesenkt
hat, daß Luft durch die Rohre- n angesaugt wird. Die Pumpe fördert nun nur noch
so lange Wasser, bis der Wasserstand im Mantel sich so weit gesenkt hat, daß die
Luft bis an den Einlauf des Laufrades der ersten Stufe gelangt.
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Nach denn Abschalten des Pumpenaggregats muß dieses wieder in den
Äusgangszustand gebracht werden, d. h. der Mantel muß wieder bis zum Wasserstand
o gefüllt werden. Diese Füllung geschieht durch Zurückfluten einer genau festgelegten
Wassermenge aus der Steigleitung k durch die abgestellte Pumpe in den Saugmantel.
Damit das Wasser im Saugmantel den höchsten Wasserstand o bestimmt. erreicht, wird
die Wassermenge etwas reichlich gewählt. Das überschüssige Wasser im Saugmantel
entweicht durch die Rohre n in den Brunnen.
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Das Festlegen der Wassermenge zur Füllung des Saugmantels geschieht
zweckmäßig dadurch, daß man im Steigrohr k in einer bestimmten Höhe über dem Saugmantel
ein Rückschlagventil mit einem Lufteinlaßventil einbaut. Das Lufteinlaßventil läßt
nach dem Abschalten der Pumpe Luft unterhalb des Rückschlagventils r in die Leitung
und ermöglicht so das Zurückfluten des Wassers in der Steigrohrleitung: , In Fig.
2 sind die mit a, b, c, h, k, o und p bezeichneten Teile und Wasserspiegel
übereinstimmend mit denen der Fig. i. Abweichend von dieser Figur ist jedoch ein
zweiter zylindrischer Mantel e vorgesehen, der unten mit einem Abschlußboden d versehen
ist. Dieser zweite Mantel e ist von. unten i in den dort offenen Saugmantel h eingeschoben
und bildet mit diesem zusammen einen engen Ringspalt, der die Saugleitung des Saugmantels
h darstellt. Die Zutrittsöffnung zu diesen Saugleitungen wird vom unteren Rand des
Saugmantels h und dem i etwas überstehenden Boden d des anderen Mantels e in Form
eines ringförmigen Einlaufs gebildet. , Der Betrieb der in Fig. 2 dargestellten
Einrichtung wickelt sich in der gleichen Weise wie bei der vorher beschriebenen
ab, d. h. es ist auch hier in i jedem Fall das Selbstansaugen gesichert.
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Diese selbstansaugende Pumpenbauart kann auch -in Verbindung mit einem
die Zutrittsöffnungen zum Saugmantel übergreifenden Verlängerungsrohr geringeren
Durchmessers verbunden werden, das dann am Platz ist, wenn ein besonders enges Bohrloch
vorliegt, durch welches das Pumpenaggregat nicht bis zum Grundwasserspiegel abgelassen,
werden kann. Allerdings verändert der Raum im Anschlußrohr das Verhältnis des Wasservorratsraumes
der Pumpe im Saugmantel h zum lufterfüllten
Raum über der oberen
Öffnung der Saugleitung und in der Saugleitung, da der Raum im Anschlußrohr zu letzterer
hinzugerechnet werden muß. Es ist also stets darauf zu achten, daß der Luftraum
kleiner wird als der Wasservorratsraum im Mantel.