[Abbildung: Fig. 63.]
Die #Saugpumpe# dient dazu, um Wasser aus einem Brunnen
herauszuschaffen. Sie hat einen ^Pumpenstiefel^, ein gut ausgedrehtes
Metallrohr, das nach unten als ^Saugrohr^ sich bis zum Wasser fortsetzt.
Am unteren Ende des Stiefels befindet sich ein nach auswärts sich
öffnendes Ventil, das ^Saug- oder Bodenventil^. Im Stiefel befindet sich
der ^Kolben^, der mittels der Kolbenstange auf und ab bewegt werden
kann. Der Kolben ist durchbohrt und hat oben ein nach oben sich
öffnendes Ventil, das ^Kolben- oder Druckventil^. Oben setzt sich der
Stiefel in das nach aufwärts führende ^Steigrohr^ fort, das zum
^Ausflußrohre^ führt.
Zieht man den Kolben aufwärts, so wird die zwischen den beiden Ventilen
befindliche Luft verdünnt, das Kolbenventil bleibt geschlossen, weil der
äußere Luftdruck stärker darauf drückt als die verdünnte Luft; dagegen
öffnet sich das Saugventil, weil die im Saugrohr befindliche gewöhnliche
Luft stärker drückt als die verdünnte Luft, und es strömt Luft aus dem
Saugrohr in den Stiefel; die Luft im Saugrohr wird dadurch dünner,
drückt nicht mehr so stark auf das Wasser als der äußere Luftdruck,
folglich steigt das Wasser im Saugrohr etwas in die Höhe.
Drückt man nun den Kolben nach abwärts, so hat sich zunächst das
Bodenventil durch sein eigenes Gewicht geschlossen, die Luft im Stiefel
wird zusammengedrückt, bekommt eine größere Expansivkraft als die äußere
Luft, hebt deshalb das Kolbenventil und strömt dort hinaus. Die Pumpe
hat zunächst als Luftpumpe gewirkt, indem sie einen Teil der im Saugrohr
enthaltenen Luft entfernt hat.
Pumpt man weiter, so wiederholt sich derselbe Vorgang, wodurch die Luft
im Saugrohr immer dünner wird; deshalb steigt auch das Wasser im
Saugrohr wegen des äußeren Luftdruckes immer höher und kommt so in den
Stiefel; drückt man nun nach abwärts, so strömt das im Stiefel
befindliche Wasser durch das Kolbenventil auf die obere Seite des
Kolbens; zieht man wieder in die Höhe, so wird einerseits das über dem
Kolben befindliche Wasser nach aufwärts gehoben, anderseits würde im
Stiefel zwischen den beiden Ventilen ein luftleerer Raum entstehen,
weshalb durch den äußeren Luftdruck wieder Wasser in den Stiefel
gedrückt wird. Ist das Wasser in der angegebenen Weise angesaugt, und
schließen die Ventile gut, so bleibt die Pumpe mit Wasser gefüllt, und
gibt, wenn man später wieder pumpt, schon beim ersten Zuge Wasser.
(Diese Erklärung zuerst von ^Robert Boyle^ 1666.)
Da das Wasser im Saugrohr bis zum Kolbenventil nur durch den äußeren
Luftdruck gehoben wird, so darf man den Stiefel nicht höher als 10 _m_
über dem Wasserspiegel anbringen, nimmt sogar in der Regel höchstens 8
_m_. Bei tiefen Brunnen ist dies oft unangenehm, aber nicht zu
vermeiden.
[Abbildung: Fig. 64.]
Die #Druckpumpe# dient dazu, das Wasser aus dem Brunnen herauszupumpen,
und es dann noch auf eine gewisse Höhe zu heben. Sie besteht wie die
Saugpumpe aus ^Pumpenstiefel, Saugrohr und Saugventil^; der Kolben aber
ist ^massiv^. Am unteren Ende des Pumpenstiefels zweigt sich nach der
Seite die ^Steigröhre^ ab, an deren Anfang ein nach auswärts schlagendes
Ventil, das ^Druck- oder Steigventil^, sich befindet, und die dann nach
aufwärts zur ^Ausflußöffnung^ führt.
Geht der Kolben aufwärts, so öffnet sich das Saugventil, die Luft strömt
aus dem Saugrohr in den Stiefel, und das Wasser steigt im Saugrohr; geht
der Kolben abwärts, so wird die Luft im Stiefel zusammengepreßt; öffnet
das Steigventil und tritt dort aus; durch weiteres Pumpen wird die Luft
im Saugrohr immer mehr verdünnt, so daß das Wasser immer höher steigt,
bis es in den Stiefel selbst gelangt; beim Herabdrücken des Kolbens wird
es dann in die Steigröhre getrieben und kann in ihr beliebig hoch
emporgetrieben werden.
Bei der Saugpumpe wird das Wasser nur gehoben, wenn der Kolben nach
aufwärts geht; bei der Druckpumpe wird sowohl beim Aufwärts- als auch
beim Abwärtsgehen des Kolbens Wasser gehoben, und die Arbeit ist dadurch
^gleichmäßiger verteilt^; deshalb wendet man mit Vorliebe eine
Druckpumpe an, wenn die Pumpe durch eine Maschine getrieben werden soll.
Aufgaben:
#52.# Bei einer Saugpumpe ist der Kolben 6 _m_ über dem Wasserspiegel
und noch 7,2 _m_ von der Ausflußöffnung entfernt; sein Querschnitt
beträgt 0,9 _qdm_. Welche Kraft hat man zum Aufziehen nötig und welche
Arbeit leistet man pro 1", wenn man 45 Züge in der Minute macht und die
Hubhöhe 18 _cm_ beträgt; beidesmal werden für innere Arbeit 15%
dazugerechnet. Wie viel Wasser fördert man in einer Stunde?
#53.# Bei einer Druckpumpe ist der Kolben 8 _m_ über dem Wasserspiegel
und das Steigrohr reicht noch 13 _m_ in die Höhe. Der Kolben hat 1,4
_qdm_ Querschnitt und 20 _cm_ Hubhöhe. Welche Kraft hat man beim Hub,
welche beim Druck nötig? Wie schwer muß man den Kolben durch
Zusatzgewicht machen, damit beide Kräfte gleich werden? Welche Arbeit
verrichtet man bei 25 Kolbenzügen pro Minute? Wie viel Wasser wird
dadurch gefördert?