Indicator-Diagramme von Pumpen. Mit Abbildungen. Oesten's Indicator-Diagramme von Pumpen. G. Oesten theilt in der Zeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure. 1880 * S. 325 Pumpendiagramme mit, welche gut mit den von österreichischen Ingenieuren aufgenommenen Diagrammen übereinstimmen. Wir entnehmen seiner sachgemäſsen Besprechung dieser Diagramme folgendes. Fig. 1 zeigt das normale Diagramm: abc ist die Entwicklung der Druckspannung mit dem zum Oeffnen des Druckventiles erforderlichen Ueberdruck bc, cd der Verlauf der Spannung während der Druckperiode, de die Entwicklung der Saugspannung und ea die unter der atmosphärischen Spannung liegende Spannung in der Saugperiode. Fig. 1., Bd. 238, S. 185 Zunächst bemerken wir, daſs Prof. A. Riedler u.a. auch ganz vollkommen rechteckige Diagramme erhalten haben, ohne allen Ueberdruck bc, und zwar gerade bei raschem Gang gekuppelter entgegengesetzt gehender einfach wirkender Pumpen mit gemeinschaftlichem Steigrohr. Die lebendige Kraft des Wasser im Steigrohr ist die Veranlassung einer hinreichenden Entlastung des Druckventiles, um die Eröffnung desselben ohne allen Ueberdruck zu ermöglichen. Selbst bei einer eincylindrigen einfach wirkenden Speisepumpe mit Windkessel und langem Druckrohr erhielt Rud. Doerfel in Prag bei passender Geschwindigkeit (12 Touren) ein rechteckiges Diagramm, weil durch die lebendige Kraft des Wassers der Druck im Windkessel so weit sinkt, daſs die Ventileröffnung bei normalem Wasserdruck erfolgen kann. Ist aber der Gesammtquerschnitt der Druckventile zu klein, oder ist das Steigrohr zu eng, so ist nach erfolgter Eröffnung ein Ueberdruck zur Beschleunigung des Wassers erforderlich. Die von Doerfel indicirte Speisepumpe zeigte bei 20 Procent des Kolbenniederganges einen Ueberdruck von 20 Procent des Nutzdruckes, wenn die Tourenzahl der Pumpe von 12 auf 40 gesteigert wurde. Bei Zwillingspumpen mit Kurbelmechanismus tritt nach Oesten ein Anschwellen der Drucklinie nach Fig. 2 ein, welches er dem zu geringen Querschnitt des Druckventiles zuschreibt. Die gleichzeitig angegebene Erhebung gegen das Ende der Sauglinie tritt nach Oesten bei langer Saugleitung ein, weil der Kolben seine Bewegung verlangsamt, die angesaugte Wassersäule aber nachdrängt und unter Abgabe lebendiger Kraft die Saugspannung bis zum Kolbenwechsel erhöht. Fig. 2., Bd. 238, S. 186 Bei der erwähnten Speisepumpe mit 40 Spielen ist das Nachdrängen der Wassermenge im Saugrohr so bedeutend, daſs bei 0,8 des Kolbenweges die Saugspannung fast um 1at aber die atmosphärische Linie kommt und letztere erst zu Ende des Hubes wieder erreicht, während dieselbe Pumpe bei 12 Spielen eine horizontale Sauglinie zeigt. Sehr treffend ist Oesten's Bemerkung, daſs zweierlei wesentliche Abweichungen eintreten können: 1) Störungen in den Verticallinien ab und de, welche ihren Grund in vorhandener Luft finden, 2) Störungen in dem Verlauf der Horizontallinie cd und ea, welche hauptsächlich von Undichtheiten herrühren, oder vielmehr von den durch die Undichtheiten hervorgerufenen dynamischen Vorgängen in dem bewegten Wasserkörper. Wenn das angesaugte Wasser, sei es unabsichtlich, oder aber durch Vermittlung eines Lufthahnes (Schnüffelhahnes) eine beträchtliche Luftmenge enthält, so wird die Linie ab sich nicht vertical erheben, sondern es muſs erst die Luft allmählich bis auf die der Druckhöhe h entsprechende Spannung von 0,1 h Atmosphären gebracht werden, wozu vielleicht 25 Proc. Kolben weg erforderlich sind. Dann muſs noch eine weitere Compression stattfinden, um den Ueberdruck zur Ventilerhebung zu liefern. Sowie aber das Druckventil geöffnet ist, dehnt sich die Luft plötzlich aus und es entstehen Vibrationen in der Wassersäule, die sich durch starke Spannungsvibrationen bis zu Ende des Kolbenschubes bemerkbar machen (vgl. Fig. 3). Fig. 3., Bd. 238, S. 186 Beträgt die Druckhöhe 45m oder 4at,5, so besitzt die in dem Wasser eingeschlossene Luft, welche bei 1at angesaugt würde, nach 25 Proc. Kolbenweg ebenfalls 4at,5 und nimmt daher in dem Wasser noch immer ein Volumen von (25 : 4,5) = 5,5 Procent des Kolbenweges ein, so daſs also das Wasservolumen nur 100 – 30,5 = 69,5 Proc. beträgt. Der Wirkungsgrad der Pumpe in Bezug auf die Lieferung wird also durch enthaltene Luft sehr beeinträchtigt. Zugleich ist die gepreſste Luft auch noch in derjenigen Wassermenge enthalten, welche den schädlichen Raum des Pumpencylinders erfüllt. Deshalb wird auch die Entwicklung der Saugspannung nicht in der Verticalen de, sondern allmählich stattfinden und etwa erst nach 18 Procent des Kolbenweges die atmosphärische Spannung erreicht werden und nach 20 Procent des Kolbenweges die Ventileröffnung eintreten. Die Saugspannung sinkt bei der Maximalkolbengeschwindigkeit auf 0,5 bis 0at,4 absolut herab, erhebt sich aber gegen Ende des Kolbenhubes bis zur atmosphärischen Linie in Folge der lebendigen Kraft des Wassers in der Saugleitung. Sowie man durch passende Verlängerung des Kolbens den schädlichen Raum thunlichst verkleinert, ohne den Lufthahn im Saugrohr zu schlieſsen, so ist natürlich die die Unregelmäſsigkeiten bewirkende Luftmenge viel kleiner, daher der Wirkungsgrad der Pumpe weit gröſser und werden die Wellen in der Drucklinie unbedeutend. Der Erfolg des Verdrängers ist so auffallend, daſs man auf die Vermuthung kommt, es scheide sich in der Druckperiode die in dem Wasser befindliche Luft aus demselben aus, einen Luftpolster unter dem niedergehenden Kolben bildend. Durch die Verlängerung des Kolbens mittels eines Ansatzes oder Verdrängers wird das Zurückbleiben dieser Luftblase gröſstentheils verhindert. Bei geschlossenem Lufthahn sind die Wellen ganz unbedeutend und nur der Ueberdruck bei der Ventileröffnung mit etwa 1at,5 ersichtlich. Ist die Pumpe einfach saugend und doppelt hebend, wie dies bei den Sumpfsätzen in den Schächten der Fall zu sein pflegt;, so ist in der tiefsten Kolbenstellung der schädliche Raum klein, die Saugspannung entwickelt sich daher rasch; nur die Druckspannung entwickelt sich bei dem Kolbenniedergang wegen der in dem angesaugten Wasser enthaltenen Luft nur allmählich mit kurz andauernder Wellenbildung. Finden Undichtheiten der Ventile statt, so ergeben sich auffallende Störungen der horizontalen Linien, während die verticalen Linien normal verlaufen, wenn der Luftzutritt gering ist. Arbeiten zwei doppelt wirkende Pumpen A und B mit Kurbeln unter 90° in ein gemeinschaftliches Steigrohr und hat die Pumpe A ein undichtes Saugventil, so liefert sie nicht die volle Menge in das Steigrohr; die Geschwindigkeit des ansteigenden Wassers bleibt zurück, und wenn hierauf die Pumpe B mit gut schlieſsendem Saugventil ihre Druckperiode beginnt, so muſs sie erst das im Steigrohr befindliche Wasser beschleunigen, weshalb im ersten Viertel des Kolbenweges ein bedeutendes Ansteigen des Druckes über die normale Höhe zu bemerken. ist. Hat aber auch diese ein undichtes Saugventil, so wird das Wasser zum Theil durch dieses austreten, wieder nicht genügend Wasser in das Druckrohr geschafft, die früher beschleunigte Wassermasse im Druckrohr setzt aber ihre Bewegung unter Ausdehnung der enthaltenen Luft fort und so kommt es, daſs gerade bei gröſster Kolbengeschwindigkeit der kleinste Druck eintreten kann, worauf das Wasser neuerdings beschleunigt werden muſs, der Druck also über das Normale steigt. Es ergibt sich statt einer horizontalen Drucklinie eine mehr oder weniger tief gewellte Drucklinie. Häufiger bleibt die Druckspannung in der ersten Hälfte des Kolbenweges über der normalen Linie und sinkt in Mitte des Kolbenweges der einen Pumpe, also beim Hubwechsel der anderen rasch unter die Normallinie in Folge Wasserverlustes durch das schlecht schlieſsende Druckventil und geöffnete Saugventil dieser zweiten Pumpe, welcher Wasserverlust Expansion der im Druckrohr enthaltenen Luft, also Spannungsabnahme in der ersten Pumpe zur Folge hat. Zu Ende des Kolbenhubes kann die Spannung aus diesem Grunde um 0,8 bis 1at unter der Normalspannung stehen. Bei dem Hubwechsel wird zunächst Druckwasser durch das undichte Druckventil unter den Kolben gelangen und viel später erst die Eröffnung des Saugventiles eintreten. Die Sauglinie beginnt daher mit scharfen kurzen Wellen oder auch ganz ohne solchen über der atmosphärischen Linie und erreicht diese erst bei 10 bis 20 und 30 Procent des Kolbenweges, um dann unter dieselbe zu kommen. Da bei jedem Hube die Dichtheit der Ventile zufällig wechselt, so sind auch die Wellen in der Saug- und Drucklinie an Zahl und Gröſse bei jedem Hub verschieden. Manche Pumpendiagramme zeigen neben den von der Luft und von Undichtheiten herrührenden Störungen noch ein auffallendes Ansteigen der Drucklinie in der zweiten Hälfte des Kolbenweges, so daſs etwa bei 88 Procent desselben das Maximum der Spannung erreicht wird und dieses beiläufig 0at,8 über der normalen Spannung liegt, welche erst wieder zu Ende des Hubes eintritt. Diese Erscheinung wird nach Oesten wahrscheinlich durch die unmittelbar über den Druckklappen angeordneten kleinen Windkessel hervorgerufen, deren Luftvolumen zunächst den Stoſs bei dem Hubwechsel auffängt und die Spannung vor dem Kolben vermindert, um im weiteren Verlaufe der Kolbenbewegung jene Ueberspannung anzunehmen, welche während der darauf folgenden Saugperiode die continuirliche Bewegung des Druckwassers vermittelt. Auf den Wirkungsgrad der Pumpe hat dieses Spiel keinen Einfluſs. G. S.