Kreiselpumpen für grosse Druckhöhen mit Elektromotor- oder Dampfturbinenantrieb. Von Em. Arp, Ingenieur in Stuttgart-Gablenberg. Kreiselpumpen für grosse Druckhöhen mit Elektromotor- oder Dampfturbinenantrieb. Die Arbeiten und Erfahrungen der letzten Jahre haben den Kreiselpumpen – namentlich durch das Verdienst Rateau'sNach Revue industrielle. und Schabaver'sNach Le Génie civil. – ein ganz neues Feld eröffnet. Dieselben ersetzen heute, richtig gebaut und an geeigneter Stelle angewendet, die Kolbenpumpe vollständig und sind derselben in mancher Hinsicht überlegen. Vor noch nicht langer Zeit ging die Erfahrung dahin, dass sich Kreiselpumpen für grössere Druckhöhen als 12 bis 15 m nicht eignen würden, heute sind Anlagen ausgeführt, in welchen mit einem einzigen Kreisel bis auf 300 m Druckhöhe in ununterbrochenem Strang gefördert wird. Textabbildung Bd. 317, S. 568 Fig. 1. Rateau'sche Reihenpumpe. Diese Ergebnisse wurden erreicht auf Grund der erweiterten Kenntnisse der Gesetze, welche die Wirkung der Kreiselpumpen beeinflussen. Durch die unmittelbare Verbindung mit Dampfturbinen oder Dreiphasenelektromotoren, sowie durch Anordnung mehrerer Kreisel auf derselben Welle sind aber auch Förderhöhen von 500 und mehr Metern erreichbar und zwar ebenfalls in einem ununterbrochenen Druckstrang. Wenn man mit Pumpen, die durch Elektromotoren angetrieben werden, sehr grosse Druckhöhen erreichen will, so wird es nötig, da die letzteren nicht dieselbe grosse Umfangsgeschwindigkeit besitzen wie die Dampfturbinen, mehrere Pumpen für diese Spannung zu vereinigen; Rateau nahm dabei an, dass unter Verwendung von nur einem Kreisel der Durchmesser desselben so gross werde, dass der Wirkungsgrad infolge der unvermeidlichen grossen äusseren Verluste weit unter seinem erreichbaren Werte bliebe. Das einfachste Mittel für Anordnung dieser Pumpen ist die Vereinigung mehrerer Kreisel auf einer Welle. Man baut auf diese Weise eine mehrreihige Pumpe, bei welcher die einzelnen Kreisel der Reihe nach den Druck der ganz gleichen Wassermasse auf die Gesamtförderhöhe steigern, welch letztere aber für jeden einzelnen Kreisel durch die Anzahl derselben zu teilen ist. Die Fig. 1 und 2 veranschaulichen die Anordnung. Wie ersichtlich, sind die einseitigen Kreisel alle in demselben Sinne hintereinander auf der gleichen Welle aufgekeilt und laufen im Inneren hohler Zwischenkörper von kreisrunder Form, welche durch den zweigeteilten Pumpenkörper in je zwei Falzringen geführt werden. In diesen Zwischenkörpern sind Umkehrkanäle eingebaut, welche das Wasser vom Umfang, wohin es durch den vorhergehenden Kreisel gedrückt wurde, wieder nach innen der Saugöffnung des folgenden zuführen. An dem einen Ende des Pumpenkörpers befindet sich das Saugrohr, während das andere gleichzeitig als Sammelschnecke, Ausströmrohr und Auflager für das Wellen ende ausgebildet ist. Diese Anordnung der Kreisel macht jedoch bei der Ausführung einige Schwierigkeiten. Vor allem muss das Wasser in richtiger Weise durch die Pumpe hindurchgeführt werden, wenn der Wirkungsgrad nicht sehr schlecht ausfallen soll, und dann muss vor allem der Druck in der Längsrichtung auf eine für das Endlager zulässige Grösse verringert werden. Der Wirkungsgrad sinkt sofort, wenn im Inneren der Pumpe Reibung und Wirbel entstehen; letztere sind vor allem in den Umkehrkanälen von einem Kreisel in die Saugöffnung des folgenden zu fürchten. Hier würde das Wasser, sobald man ihm freien Laufdliesse, eine kreisende, nach der Mitte zu immer mehr an Geschwindigkeit zunehmende Bewegung annehmen. Daher würde der Druck des Wassers fast um so viel vermindert, wie er durch den vorhergehenden Kreisel gesteigert worden wäre. Zur Vermeidung dieser Wirbel sind daher in den Umkehrkanälen Leitschaufeln angeordnet, welche das Wasser der Saugöffnung des folgenden Kreisels unter einer zweckentsprechenden Endgeschwindigkeit zuführen. Um den Druck in der Längsrichtung auszugleichen, werden die beiden Wangen C und D des Kreisels mit ungleichem Durchmesser ausgeführt. Während nun die Wange auf der Seite der Saugöffnung denselben Durchmesser hat wie die Schaufel, hat die andere Wange, welche mit der auf der Welle aufgekeilten Nabe ein Ganzes bildet, einen kleineren Durchmesser. Jeder Kreisel ist daher in sich selbst nahezu ausgeglichen. Ausserdem ist zur Aufhebung des etwa noch in der einen oder anderen Richtung verbleibenden Druckes am Ende der Welle ein kleiner Kolben reibungslos in einem abgedichteten Cylinder angeordnet, dessen Endflächen je nach Belieben mit dem Pumpenkörper in Verbindung gesetzt werden können und so die Druckhöhe des Wassers ebenfalls für den im Lager auftretenden Längendruck bethätigen. Dieser Ausgleich wird aber bereits bei den endgültigen Versuchen in der Fabrik ein für allemal festgelegt. Der Längsdruck kommt gewöhnlich von den Saugenden der Anlage (Fig. 1), mitunter aber auch von der Druckseite. Textabbildung Bd. 317, S. 568 Fig. 2. Kreisel einer Rateau'schen Pumpe Bei den vielreihigen Pumpen wird die Anzahl der Kreisel derart bemessen, dass jede der letzteren eine Druckhöhe von etwa 20 bis 30 m zu überwinden hat, so dass also die Flüssigkeit im Inneren der Pumpe mit einer verhältnismässig geringen Geschwindigkeit umläuft und der Verschleiss – unter der Voraussetzung eines geeigneten Wassers – ebenfalls gering ist. Es lassen sich mit Leichtigkeit 10 bis 12 Kreisel auf eine Welle aufkeilen. Die in den folgenden Zusammenstellungen I bis IV gegebenen Erfahrungszahlen sind in den Werkstätten von Sautter, Harlé und Cie., bei welchen die besprochenen Anlagen nach Rateau's Angaben gebaut wurden, gesammelt. Textabbildung Bd. 317, S. 569 Fig. 3. Die infolge der Ausführung gewonnene Erfahrung geht dahin, dass es leicht ist, das Wasser auf mehrere Hundert Meter zu heben, es ist nur nötig, in die Druckleitung nahe der Pumpe ein Ventil einzuschalten, durch welches sich die Liefermenge verändern lässt, während die ganze Wassermasse auf dasselbe lastet. Für jede Grösse der Kreisel werden die charakteristischen Linien ausgearbeitet, wie in Fig. 3 für eine fünfreihige Pumpe von 270 Kreiseldurchmesser, deren Koordinaten – einfache, von den Masseinheiten unabhängige Vorzahlen – folgende sind: Der mechanische Wirkungsgrad \varrho=\frac{Q\,H}{A_m} Der Wirkungsgrad der Lieferung \delta=\frac{Q}{u\,r^2} Der manometrische Wirkungsgrad \mu=\frac{g\,H}{u^2} Der Leistungsgrad \tau=g\,\frac{A_m}{u^2\,r^2}=\frac{\mu\,\delta}{\varrho}. Q bezeichnet die Lieferung der Pumpe, H die totale Förderhöhe ohne Reibungswiderstand, Am die auf die Welle übertragene Leistung, u die Umfangsgeschwindigkeit des Kreisels und r den äusseren Halbmesser desselben. Eine Pumpe mit einem Kreisel von 208 mm Durchmesser ist seit mehreren Jahren in einer Grube bei Marseille in Betrieb. Dieselbe wird durch einen Gleichstromelektromotor mit 2200 minutlichen Umdrehungen betrieben und liefert 80 cbm stündlich auf 33 m Förderhöhe; der mechanische Wirkungsgrad ist dabei 55 v. H. Dies beweist, dass ein einziger Kreisel mit Elektromotorantrieb bis zu 30 m Förderhöhe als unter günstigen Verhältnissen arbeitend angesehen werden darf. Bei einer anderen neuerdings ausgeführten Anlage ist ein Kreisel von 300 mm Durchmesser angewandt, welcher 300 cbm stündlich auf 26 m hebt. Die Versuchsergebnisse mit dieser Pumpe sind in Zusammenstellung I gegeben, der mechanische Wirkungsgrad beträgt hier 0,54, der manometrische 0,65; dies hängt zusammen mit der eigenartigen Ausbildung der Flügel. In Zusammenstellung I, sowie in allen anderen hier besprochenen Fällen bezeichnet ρ0 den mechanischen Gesamtwirkungsgrad der übertragenen Arbeit in gehobenem Wasser gegenüber der elektrischen Kraft, welche an den Klemmen des Motors abgegeben wurde. Er umfasst also die Gesamtverluste in der Pumpe, sowie im Elektromotor. Bei einer weiteren Pumpe mit zwei Kreiseln von je 120 mm Durchmesser betrug der mechanische Wirkungsgrad der Pumpe 0,55 bis 0,60. Nach dieser Anordnung sind eine grosse Anzahl Pumpen als Feuerspritzen, teils für Fabriken, teils für Kriegsschiffe geliefert. Bei einer Pumpe mit fünf Kreiseln von je 270 mm Durchmesser stieg der Wirkungsgrad auf 0,70. Ihre charakteristischen Linien zeigt Fig. 3. Aus der Zusammenstellung II der Versuchsergebnisse dieser Pumpe ist ersichtlich, dass 108 cbm Wasser stündlich mit 1365 minutlichen Umdrehungen auf 86 m Höhe gefördert wurden. Textabbildung Bd. 317, S. 569 Fig. 4. Hängende Schachtpumpe Die Fig. 4 zeigt die Anordnung einer Pumpe mit Elektromotorantrieb, wie sie zum Herablassen in Schächten mittels Ketten gebaut wird. In vorliegendem Schnitt ist eine Pumpe mit einem Kreisel dargestellt. Diese Pumpen werden jedoch entsprechend der verlangten Leistung auch mit mehreren Kreiseln ausgeführt. Wie ersichtlich, wird das durch den Kreisel E aus A angesaugte Wasser bei D in die Schnecke und von dort in das Steigrohr gefördert. Zusammenstellung I. Pumpe mit einem Kreisel von 300 mm Durchmesser. Textabbildung Bd. 317, S. 569 Zeit des Versuches; Ordnungsnummer; Minutliche Umdrehungen; Förderhöhe; Elektromotor; Liefermenge; Volt; Ampere; Kilo-Watt; Arbeit in gehobenem Wasser; Gesamter mechanischer Wirkungsgrad; Manometrischer Wirkungsgrad; Wirkungsgrad der Lieferung Zusammenstellung II. Pumpe mit fünf Kreiseln von je 270 mm Durchmesser. Textabbildung Bd. 317, S. 570 Zeit des Versuches; Ordnungsnummer; Minutliche Umdrehungen; Förderhöhe; Liefermenge; Arbeit in gehobenem Wasser; Watt; Mechanischer Wirkungsgrad; abgegeben an Motorklemmen; verloren im Motor; Gesamt; der Pumpe allein; Manometrischer Wirkungsgrad; Wirkungsgrad der Lieferung Bei Verwendung von sieben Kreiseln mit je 270 mm Durchmesser und einem Dreiphasenelektromotor wurden bei 1200 Minutenumdrehungen 85 cbm stündlich auf 100 m gehoben; durch die Steigerung der Umfangsgeschwindigkeit wurde die Förderhöhe von über 150 m erreicht. Der mechanische Wirkungsgrad stellte sich auf 0,70. Textabbildung Bd. 317, S. 570 Fig. 5. Versuchsmaschine mit Dampfturbine. Pumpen mit 2, 3, 5 und 7 Kreiseln sind in den Minen Frankreichs und anderer Länder, vornehmlich in denen von Portes und Sénéchas in Thätigkeit. Zur Zeit sind Anlagen in Arbeit, von denen eine 360 cbm stündlich auf 250 m, eine andere 18 cbm auf 500 m fördern soll. Die Dampfturbine eignet sich unbestreitbar in ganz hervorragender Weise zum unmittelbaren Betrieb von Kreiselpumpen mit grossen Förderhöhen, weil dieselben, dank ihrer grossen Umfangsgeschwindigkeit, es gestatten, die Abmessungen der Pumpen sehr klein zu halten. Die Fig. 5 stellt eine Versuchsmaschine dar, wie sie von Sautter, Harlé und Cie. gebaut wurden. Das Turbinenrad B hat 30 cm Durchmesser, der Pumpenkreisel nur 8 cm, und dieser kleine Kreisel in angemessenem Taschenformat hat 12 Sek./l oder 43200 Std./l auf 260 m gehoben. Die kleine Pumpe P (Fig. 5) empfängt das Wasser durch das Zuflussrohr A und lässt es in ein kegelförmiges Rohr, an welches sich das Druckrohr anschliesst, überfliessen. Der Kreisel ist der nämliche, wie er durch die Rateau'schen Gebläse von den Minen her bekannt ist. Die Flügel sind Teile einer geometrischen Ebene, welche „Conicyclide“ genannt wurde. Ebenso ist das Leitrad wie bei den Ventilatoren aus einer flachen Strecke mit daranschliessender spiraloidförmiger Schnecke gebildet. Durch ein gleiches Hilfsmittel wie in der vielreihigen Pumpe ist der Längendruck auch hier ausgeglichen, was von um so grösserer Wichtigkeit ist, als im vorliegenden Fall die Pumpe mit 18000 Umdrehungen in der Minute läuft. Ein hydropneumatischer Regler gestattet die gleichzeitige Beeinflussung der Liefermenge der Pumpe und der Umfangsgeschwindigkeit der Turbine. Zur Beeinflussung der Liefermenge empfängt der Kolben, welcher durch einen Hebel auf das Dampfeintrittsventil wirkt, auf seiner oberen Fläche durch ein Rohr den dynamischen Druck des Wassers und auf seiner unteren Fläche durch ein zweites Rohr den statischen Druck. Der Kolben verändert also seine Lage unter dem Einfluss eines senkrechten Druckes, der im Verhältnis steht zum Quadrat der Liefermenge; diesen Druck gleicht man aus durch eine Feder, dessen Spannung durch eine Schraube veränderlich ist. Ein kleines Gebläse V, welches auf das Ende der Welle aufgekeilt ist und mittels Luftverdichtung auf die untere Fläche des Kolbens wirkt – der ebenfalls mit dem Hebel verbunden ist –, übt auf diesen einen Druck aus, der im Verhältnis steht zum Quadrat der Geschwindigkeit, und hat in den meisten Fällen den Zweck, zu verhindern, dass die Pumpanlage durch eine plötzliche Belastungsänderung störend beeinflusst wird, aber es kann auch, wenn es verlangt wird, zur Aufrechterhaltung der gleichförmigen Geschwindigkeit dienstbar gemacht werden. Zusammenstellung III. Versuchsturbinenpumpe. Textabbildung Bd. 317, S. 570 Zeit des Versuches; Ordnungsnummer; Minutliche Umdrehungen; Dampfspannung; bei Eintritt; bei Austritt; Anzahl der geöffneten Strahlrohre und der Turbine; Förderhöhe; Liefermenge; Arbeit in gehob. Wasser; Theoretische Arbeit der Turbinenpumpe Mechanischer Gesamt-Wirkungsgrad; Manometrischer Wirkungsgrad; Wirkungsgrad der Lieferung Aus der vorstehenden Zusammenstellung III, die ebenfalls durch Versuchsergebnisse gewonnen ist, ergibt sich, dass der Wirkungsgrad der Turbinenpumpe mit der zunehmenden Umdrehungszahl wächst. Seinen eigentlichen Höchstpunkt erreicht derselbe im vorliegenden Fall erst bei 18000 minutlichen Umdrehungen. Bei einem dauernden Betrieb mit dieser Umdrehungszahl förderte diese kleine Anlage 12 Sek./l auf 263 m Höhe, leistete also 42 PS in gehobenem Wasser mit einem Gesamtwirkungsgrad von 0,315. Es hätten 304 m Förderhöhe erreicht werden können, wenn nicht mit Rücksicht auf das allenfallsige Platzen der Druckleitung von einer weiteren Steigerung Abstand genommen wäre. In der nächsten Zusammenstellung IV ist der eigentliche Wirkungsgrad der Pumpe aus dem Gesamtwirkungsgrad und dem aus früheren Versuchen bekannten Wirkungsgrad der eigentlichen Turbine abgeleitet; er stellt sich, wie man sieht, auf durchschnittlich 0,60. Mit einem Kreisel von 120 mm Durchmesser lässt sich bei 15000 minutlichen Umdrehungen 20 Sek./l Wasser auf 400 m heben, entsprechend einer nützlichen Arbeit von 100 PS. Zusammenstellung IV. Ord-nungs-nummer MinutlicheUmdrehungenn Mechanischer Wirkungsgrad im Gesamtρ0 der Turbinealleinρm der Kreisel-pumpe alleinρ 1   9000 0,19 0,31 0,61 2 12000 0,24 0,40 0,60 3 15000   0,275 0,47   0,585 4 18000 0,31 0,52   0,595 Eine Pumpanlage, betrieben durch eine vielreihige Dampfturbine, zur Förderung von Abraum bestimmt, soll bei 1800 minutlichen Umdrehungen 450 Sek./l Wasser oder 1620 cbm stündlich auf 85 m Höhe heben, entsprechend einer Leistung von 500 PS in gehobenem Wasser und einem Wirkungsgrad der Pumpe allein von 0,70. Diese Maschine verbraucht nach der angestellten Berechnung 8,65 kg Dampf für 1 PS und Stunde in gehobenem Wasser; sie kann sich also sehr wohl mit einer Kolbenpumpe hinsichtlich des Dampfverbrauchs in Vergleich stellen und dürfte sich für die Verwendung in städtischen Wasserwerken – namentlich wenn der Dampfverbrauch noch verringert werden könnte – sehr wohl eignen. Bei Verwendung von vielreihigen Turbinenpumpen lassen sich Förderhöhen von 500, 750, 1000 m und mehr erreichen. Vergleicht man die Kreiselpumpen mit den Kolbenpumpen, so ergibt sich, dass erstere eine veränderliche Fördermenge bei gleichbleibender Höhe, letztere eine gleichbleibende Fördermenge bei veränderlicher Höhe leisten. Ersteres dürfte im allgemeinen den thatsächlichen Anforderungen mehr genügen. Nichtsdestoweniger lässt sich die Lieferungshöhe einer Kreiselpumpe durch die Umdrehungsgeschwindigkeit verändern. Falls die Pumpe mit einem Gleichstrommotor angetrieben wird, geschieht dies durch Beeinflussung des Erregerstromes mittels eines Rheostats. Wenn aber ein Dreiphasenmotor in Frage kommt, der durch Netzschaltung mit gleichbleibender Periodenzahl gespeist wird, so ist die Beeinflussung der Umdrehungsgeschwindigkeit ausgeschlossen und muss zu anderen Hilfsmitteln gegriffen werden. Einmal können dann von den Kreiseln, die im Pumpenkörper angeordnet sind, eine Anzahl ausgeschieden werden, noch besser ist es aber jedenfalls, über dem Pumpenkörper örtlich in Verbindung mit den verschiedenen Kreiseln eine Reihe Wasserentnahmen zu verteilen, die – mit dem Druckstrang in Verbindung stehend – entsprechend der verlangten Druckhöhe ein- oder ausgeschaltet werden können. Ein in diesen Strang eingefügter Schieber ermöglicht es, die Lieferung der Pumpe zu ändern und zwar von der einfachen Leistung auf die doppelte u.s.w., ohne dass der Wirkungsgrad unbefriedigend wird. Die Kreiselpumpen haben den Vorteil, dass sie, sobald sie nicht fördern, nur wenig Kraft beanspruchen; ein Paar schwache Ausschalter ist daher alles, was gewisse Elektromotoren verlangen. Dazu kommt noch, dass bei plötzlichem Abschluss des Druckstranges der Druck nur sehr wenig steigt, während bei Kolbenpumpen die Gefahr von Brüchen unvermeidlich sein würde. Nicht zu leugnen ist, dass der eigentliche Wirkungsgrad der Kolbenpumpe demjenigen der Kreiselpumpe überlegen ist, der Gesamtwirkungsgrad jedoch d!r ganzen Anlage ist in beiden Fällen, so weit es sich verfolgen lässt, derselbe, wahrscheinlich infolge der Reibungsverluste, welche bei Geschwindigkeitsverringerung zwischen der Kolbenpumpe und ihrem Antrieb auftreten müssen. In anderer Weise und nur mit einem Kreisel hat Schabaver die Erreichung grosser Druckhöhen angestrebt. Die Anordnung der Schabaver'schen Kreiselpumpe geht aus Fig. 6 und 7 hervor. Textabbildung Bd. 317, S. 571 Schabaver'sche Kreiselpumpe mit 285 mm Kreisel- und 35 mm Wellendurchmesser.Aufriss; Grundriss. Durch die Fliehkraft der sich um ihre wagerecht gelagerten Wellen drehenden Kreisel wird die Luftleere erzeugt, während die Tangentialgeschwindigkeit der Flüssigkeit diejenige lebendige Kraft mitteilt, welche nötig ist, um der in jedem einzelnen Fall zu erreichenden Druckhöhe das Gleichgewicht zu halten. Die Wandungen der Kreisel sind derart geteilt, dass – entsprechend der beabsichtigten Liefermenge – die Umlaufgeschwindigkeit des Wassers kaum 1 m/Sek. überschreitet. Die Flügel, welche zum Teil senkrecht zur Welle stehend ausgeführt werden, sind in anderen Fällen leicht gekrümmt und zwar derart, dass das erste Linienglied der Krümmung an der Welle einen Winkel von 45° mit dem Durchmesser macht, während das letzte Glied senkrecht auf dem äusseren Umfang steht. Der Kreisel drückt das Wasser durch einen schmiedeeisernen Ring, in welchem ein sehr dünnwandiger Schlitz gelassen ist, als Wasserfäden in einen kreisrunden Ausstossgang, dessen Wände um 6° gegeneinander geneigt sind und die sich mit dem den Kreisel umgebenden schneckenförmigen Leitrohr verbinden. Dieses Leitrohr hat von seinem Beginn bis zu dem Punkt, wo es seine Aufgabe als Sammelrohr beendet hat, einen stetig wachsenden Querschnitt, in dem fraglichen Punkt hat es den ganzen Umgang der Pumpe einmal mitgemacht und verlässt dieselbe in Richtung d!r Tangente, um als Druckrohr zu dienen. Es war von Schabaver in Erwägung gezogen, den kreisrunden Ausstossgang mit Flügeln zu versehen, um die Stösse des aus dem Rade in das Sammelrohr tretenden Wassers herabzumindern. Mit Rücksicht darauf aber, dass diese Flügel – entsprechend dem zu erfüllenden Zweck – jeder Geschwindigkeitsänderung der Kreisel ihre Neigung anzupassen hätten, wurde von dieser Anordnung Abstand genommen. Dagegen wird gegebenenfalls am Eintritt des Wassers vom Rade her ein Verteiler angeordnet, dessen Zweck es ist, den Flüssigkeitsfäden die geeignetste Richtung zur Vermeidung sowohl von Stössen als auch von Verlusten an lebendiger Kraft zu erteilen; es entspricht dies der bei der Turbine stets angewendeten Anordnung. Mit vier Grössen dieser Kreiselpumpen, Bauart Schabaver, wie solche in den Werken für Maschinenbau und Eisengiesserei in Castres, ausgeführt werden, sind Versuche angestellt. Die Grössen unterscheiden sich nach Kreiseldurchmesser und Lichtweite der Saug- und Druckrohre wie folgt: Zusammenstellung V. Nr. Kreiseldurchmesser Lichtweite von Saug-und Druckrohr m m 0 A 0,164 0,040 1 A 0,285 0,060 3 A 0,415 0,100 4 A 0,95 0,125 Textabbildung Bd. 317, S. 572 Fig. 7. Textabbildung Bd. 317, S. 572 Fig. 8. Die Schaulinien (Fig. 7 und 8) geben die bei den Versuchen erhaltenen Wirkungsgrade in v. H., bezogen einmal auf die Arbeit in gehobenem Wasser, sodann auf die Fördermengen. An einigen Stellen des Linienverlaufs sind die Förderhöhen in Meter eingeschrieben. Der Wirkungsgrad steigt danach bis zu einer Höchstleistung, die – fehlerfreie Ausführung vorausgesetzt – naturgemäss der Liefermenge entspricht, für welche die Pampe berechnet wurde. Darüber hinaus sinkt der Wirkungsgrad, doch zeigt die Schaulinie in der Nähe der Höchstleistung eine geraume Strecke entlang einen seiner wagerechten Tangente sehr nahe kommenden Verlauf, so dass also die Liefermenge in ziemlich weitem Verhältnis nach der einen oder anderen Seite von ihrer gewöhnlichen Grösse abweichen kann, ohne dass der Wirkungsgrad dadurch ernstlich in Mitleidenschaft gezogen wird. Der Wirkungsgrad ist auch hier bei der einreihigen Kreiselpumpe durchaus nicht so eng an die Förderhöhe gebunden, wie man bisher glaubte, indem man davon ausging, dass derselbe nach Ueberschreiten von 15 bis 20 m sehr schnell abnehmen muss. Die Schaulinien, welche hier nicht alle wiedergegeben sind, haben in der That gezeigt, dass der Wirkungsgrad mit 42 v. H. annähernd derselbe ist, ob nun die Pumpe 4 l auf 38 m oder 4,5 l auf 15,5 m beträgt, und zwar angesichts mehrerer Kraftverlustquellen, deren Einfluss ganz zweifellos mit der Förderhöhe wächst. Diese Kraftverlustquellen sind vornehmlich: 1. Die Zapfenreibung in den Lagern, welche mit der Umdrehungszahl der Kreisel zunimmt. 2. Das Gleiten der Treibriemen auf ihren Scheiben, welche mit der linearen Geschwindigkeit wächst. 3. Die Flüssigkeitsstösse des aus dem Rade austretenden Wassers auf das bereits im Sammelrohr stehende, welche sich daraus begründen, dass die Liefermenge in beiden Fällen nahezu dieselbe bleibt; während das Wasser somit seine Geschwindigkeit im Leitrohr beibehält, wächst die sich aus der Schnelligkeit in Richtung des Halbmessers und in der Richtung der Tangente ergebende mittlere Kraft mit der Förderhöhe. Wie sich ferner zeigt, erreicht der Wirkungsgrad die sehr beträchtliche Hö(e von 65 v. H. und würde auch diese Höhe noch überschritten haben, wenn gemäss den von Schabaver gesammelten Erfahrungen die Pumpe, anstatt durch Riemenscheibe und Riemen, unmittelbar durch eine Dynamo bethätigt worden wäre, wie solches die zulässige grosse Umfangsgeschwindigkeit dieser Pumpen ermöglicht und wie solches überdies bereits bei einigen Anlagen durchgeführt ist. Mit so bedeutenden Wirkungsgraden, selbst bei grosser Förderhöhe, hält nun Schabaver die Vereinigung mehrerer Kreisel zu Reihenpumpen für unzweckmässig; die Förderhöhe wird nach seiner Ansicht nur durch den Widerstand des Kreisels gegenüber der Steiggeschwindigkeit in Richtung der Tangente begrenzt. Wenn eine entsprechend bemessene Pumpe mit 5000 minutlichen Umdrehungen läuft, so muss sie ihr Wasser auf 300 m Höhe liefern können. Angesichts solch beachtenswerter Ergebnisse hat nun der Geschäftsausschuss des Arts Mécaniques de la Société d'Encouragement pour l'Industrie nationale es für angebracht gehalten, dass einige dieser fraglichen Pumpen in seinem Auftrag untersucht und auf ihren dynamischen Wirkungsgrad hin geprüft würden. Unter der Leitung des beauftragten Ingenieurs – Léon Masson – fanden dann am 4. und 5. September 1899 in den Werkstätten in Castres eingehende Versuche mit einer Pumpe 1 A statt, deren Kreisel 285 mm Durchmesser besass. Der Vorgang bei den Versuchen war derart, dass das geförderte Wasser zur Vermeidung jeglichen Irrtums auf einer Wage gewogen wurde. Die folgende Zusammenstellung VI, welche dem Bericht Masson's entnommen worden ist, gibt die erhaltenen Ergebnisse. Zusammenstellung VI. Anzahl derminutlichenUmdrehungen Liefermenge Gesamt-förderhöhe DavonSaughöhe AufgewendeteKraft GeleisteteArbeit inGehobenemWasser DynamischerPumpen-wirkungsgrad in bei einerUmdrehung in l/Sek. l m m PS PS 1290 14,63 0,69   22 0,30   8,6   4,2 49,0 1250 12,46 0,59   20 4,30   6,9   3,3 48,0 1878   8,16 0,26   42 0,30 12,7   4,5 35,7 1886 23,60 0,75   50 1,50 26,2 15,8 60,4 1912 22,04 0,69   49 4,10 26,0 14,4 55,1 2468 18,36 0,45   80 0,75 41,0 19,7 47,9 2479 17,36 0,42   83 4,10 43,0 19,2 44,6 2700 12,20 0,27   95 0,00   40,75 15,5 38,0 2822 12,15 0,26 103 4,10 48,5 16,6 34,2 Grenzwerte. 1312   6,31 0,29   12 8,10   6,3   1,0 15,8 2012   8,08 0,23   15 8,16 13,9   1,6 11,4 2560   6,90 0,16   21 8,16 27,3   1,9   6,9 2710   6,38 0,14   43 8,16 45,5   3,7   8,1 Die minutlichen Umdrehungen in Spalte 1 liegen zwischen 1250 und 2822 Umdrehungen, die sekundlichen Fördermengen zwischen 8,16 und 23,6 l, aus den Zahlen der Spalte 1 und 2 leiten sich die Zahlen der Spalte 3 ab. Die Förderhöhe einschliesslich der Saughöhe, Spalte 4, liegt zwischen 20 und 103 m und entsprechen den Ablesungen an einem metallischen Druckzeiger, während die Hohen selbst durch Gegendruck erreicht wurden, da die Erlangung von thatsächlichen Höhen zu unbequem geworden wäre. Die Saughöhen, Spalte 5, entsprechen ähnlichen Ablesungen an einem Luftleerzeiger. Die in den letzten vier Reihen erlangten Saughöhen haben nur eine wissenschaftliche Bedeutung und sind daher als Grenzwerte bezeichnet. Die sechste Spalte gibt die treibende Kraft in Pferdestärken und wurde mit Hilfe des Prony'schen Zaumes und von Indikatorschaulinien festgestellt. Aus der Vergleichung von Spalte 6 mit Spalte 7 – Arbeit in Pferdestärken nach Massgabe des gehobenen Wassers – ergibt sich der dynamische Wirkungsgrad der Pumpe in Spalte 8. Dieser Wirkungsgrad liegt zwischen 34 und 60,4 v. H. und ist am günstigsten für die Fördermenge von etwa 24 l/Sek. als derjenigen Leistung, für welche die Pumpe gebaut wurde. Diese Versuche bestätigten die Vorteile, welche Schabaver schon bei einer Anzahl Ausführungen nachgewiesen hatte. Unter diesen Ausführungen sind folgende zu nennen: 2 Pumpen für Mary-le-Roy mit 300 cbm stündlich auf 25,5 m Förderhöhe. 11 Pumpen für die französische Kriegsmarine mit je 30 cbm stündlich auf 45,0 m Förderhöhe. 1 Pumpe für das Bergwerk von la Mure mit 50 cbm stündlich auf 82 m Förderhöhe. 1 Pumpe für die Compagnie du Boléo mit 40 cbm stündlich auf 100 m Förderhöhe. 1 Pumpe für das Bergwerk von Blanzy mit 36 cbm stündlich auf 108 m Förderhöhe. In der Zuckersiederei von Bouchon zu Nassandres (Eure) stellte die Maschinenbauwerkstätte in Castres zuerst eine Pumpe auf, welche 25 cbm stündlich auf 82 m Höhe pumpen sollte und welche bei dem Abnahmeversuch tatsächlich 37,5 cbm stündlich auf 93 m Höhe förderte; die Kraftübertragung geschah mittels Riemen und betrug der Wirkungsgrad dabei einschliesslich der Antriebsverluste 51,2 v. H. Das fertige Gewicht einschliesslich zweier Lager und der Antriebscheibe belief sich auf 160 kg. – Kosten für die Instandhaltung, seitdem dieselbe vor 2 Jahren aufgestellt wurde, sind seither nicht entstanden. Infolge der günstigen Ergebnisse wurden jetzt seitens dieser Zuckersiederei mehrere Pumpen für die Wasserhebung zur Förderung der Rüben und mehrerer anderer Förderungen mittels Wasserdruck bestellt, für welche die Förderhöhe zwischen 13 und 25 m verschieden war. Für diese Pumpen sowie für alle von diesem Werke weiter angeschafften Pumpen wurde unmittelbarer elektrischer Antrieb vorgesehen. Als auch diese Pumpen zur Zufriedenheit arbeiteten, wollte Bouchon dieselben zur Förderung des klaren Sirups benutzen. Die Wärmegrade dieser Sirupe betragen 80 bis. 0° C. und hätten sehr wohl ein Hindernis abgeben können, indem dieselben in Verbindung mit der grossen Umdrehungsgeschwindigkeit der Pumpen die Wellen in ihren Lagern über das zulässige Mass hätten erhitzen können. Durch eine eigenartige Ausbildung der Stopfbüchsen wurde es möglich, diese Unannehmlichkeit abzuwenden, und gleich die drei ersten Pumpen für Förderung des klaren Sirups zeigten bei 1200 minutlichen Umdrehungen ausgezeichnet günstige Ergebnisse. Der Zufluss zu den Pumpen steht unter dem Einfluss von Schwimmern, welche in den Saugkästen angebracht sind und welche Drosselventile bethätigen, die in der Saugleitung angebracht sind. Infolge dieser günstigen Ergebnisse kam die Reihe jetzt an die Nachläufe und an den Diffusionssaft. Dieser letztere hat eine ganze Reihe von Diffuseuren sowie von Diffuseur zu Diffuseur jedesmal einen Erhitzer zu durchlaufen, so dass auch diese Säfte genau wie der klare Sirup sehr hohe Wärmegrade annehmen. Die Diffusionspumpe liefert 120000 l stündlich unter einem Druck von 2 kg. Schliesslich wurden diese Pumpen auch – als letzter Verwendungszweck – noch den Filterpressen dienstbar gemacht. Dieselben sind aus Platten und mit Filtergeweben überspannten Rahmen zusammengestellt, und haben den Zweck, von dem über Kohle gelassenen Saft den Bodensatz oder den Schaum abzuscheiden. Um den Saft durch das Filtertuch zu bringen, muss derselbe unter einem genügend grossen Druck zuströmen (und zwar mit 3 kg in der Zuckersiederei zu Nassandres, mit 6 kg anderswo). Die Pumpe liefert 47 cbm stündlich bei 2400 minutlichen Umdrehungen. Trotz dieser grossen Geschwindigkeit und trotz der hohen Wärmegrade des Saftes findet aber dennoch in den gleitenden Teilen keine ungewöhnliche Erhitzung statt. Bei dem Drücken durch die Filterpressen hat sich der Fall ereignet, dass die Filtertücher verstopft waren; infolge des dadurch geschaffenen Widerstandes nahm auch die Förderleistung der Pumpe ab. Wenn aber jetzt eine Kolbenpumpe den Dienst zu versehen gehabt hätte, so wäre es nötig gewesen, zu irgend einer selbstthätigen Ausschaltung der Pumpe seine Zuflucht zu nehmen, um Rohr- oder Pumpenbrüche zu vermeiden. Die Kreiselpumpe verlangt derartige Vorsichtsmassregeln nicht, denn der Druck bleibt augenscheinlich derselbe, wie gross auch die Liefermenge sei. Eine Vergleichung der Pumpen von Rateau und Schabaver zeigt, dass beide – sowohl die vielreihige Pumpe Rateau's als auch die bisher stets einreihig gebaute Pumpe Schabaver's – für Steigerung der Druckhöhen berechnet sind und zwar bei gleichzeitiger Steigerung des Wirkungsgrades. Wenn die Schaulinien der letzteren mit Bezug auf die Liefermenge verglichen werden, so ergibt sich, dass in beiden Fällen die Form der geschlossenen Parabel zu Tage tritt, ganz vornehmlich freilich bei Rateau; dabei steigt in beiden Fällen der Wirkungsgrad bis zu einem Höchstbetrag, welcher der berechneten günstigsten Leistung der Pumpe entspricht. In der Nähe dieser Leistung ist dann wiederum Schabaver's Pumpe nicht so bald dem Abfall des Wirkungsgrades unterworfen wie die Rateau'sche. Dagegen liegen die Wirkungsgrade bei Rateau im allgemeinen etwas höher. So lieferte z.B. eine Rateau'sche einreihige Pumpe mit 208 mm Kreiseldurchmesser – betrieben durch einen Gleichstrommotor – bei 2200 minutlichen Umdrehungen 80 cbm stündlich auf 33 m Förderhöhe und hatte dabei einen Wirkungsgrad von 55 v. H. Eine andere, ebenfalls einreihige Pumpe von 300 mm Kreiseldurchmesser förderte 300 cbm stündlich auf 26 m Höhe mit einem Wirkungsgrad von etwa 65 v. H. Eine fünfreihige Pumpe von 270 mm Kreiseldurchmesser lieferte bei 1280 minutlichen Umdrehungen 115 cbm stündlich auf 75 m Höhe mit einem Wirkungsgrad von 70 v. H. In den von Masson geleiteten Untersuchungen erlangte die Pumpe Schabaver's von 285 mm Kreiseldurchmesser bei 1886 minutlichen Umdrehungen einen Wirkungsgrad von 60 v. H. und hob 72 cbm stündlich auf 50 m. Schabaver selbst hatte beinahe einen Wirkungsgrad von 65 v. H. erreicht, auch ist zu bedenken, dass bei den Schabaver'schen Pumpen, so weit über sie Versuchsergebnisse vorliegen, der Antrieb durch Riemenübertragung stattfand, während bei unmittelbarem Antrieb durch Elektromotor Schabaver wohl mit Recht hoffen darf, einen günstigeren Wirkungsgrad zu erreichen. Durch die bereits durchgeführten Arbeiten dieser beiden Ingenieure scheint es erwiesen, dass sich den Kreiselpumpen ein weites Arbeitsfeld eröffnen wird. Verwenden lassen sich, wie gezeigt, dieselben in fast allen Fällen. In Verbindung mit Elektromotoren heben sie bereits in Minenschächten die unterirdischen Wasser bis auf 200 m in ununterbrochenem Druckstrang; darüber hinaus kann die Weiterbeförderung durch eine gleiche Anlage in erhöhter Lage ausgeführt werden, wie solches in den Minen von Horcajo in Spanien durch Gebrüder Sulzer bewerkstelligt ist. Unter gewissen Bedingungen aber ist es möglich bis auf 500 m in einem Druckstrang zu heben. In Verbindung mit Dampfturbinen eignen sie sich ganz besonders als Pumpen in tiefen Stollen, als Abteufpumpen, als Hilfspumpen bei plötzlich hereinbrechenden unterirdischen Wassern, als Feuerspritzen, Kesselspeisepumpen, Druckpumpen für städtische Wasserwerke, überhaupt überall dort, wo Druckhöhen von über 40 bis 50 m in Frage kommen. Die Turbinenpumpenanlage empfiehlt sich durch ihre Billigkeit in der Anschaffung, ihre Einfachheit und Uebersichtlichkeit im Zusammenbau und in der Bedienung, durch ihr geringes Gewicht und ihren geringen Verbrauch an Schmiermaterial. Die Kreiselpumpen werden, je mehr sie in Aufnahme kommen, desto besser erkannt und ausgebildet werden, und manche heute noch bestehende irrige Meinung wird ganz von selbst fallen.