GLÜCKAUF
Berg- un d H ü t t e n m ä n n i s c h e Z eit s c h rif t
Nr. 45 8. N o v e m b e r 1924 60. Jahrg.
D e r W ir k u n g s g r a d v o n Strahldüsen in Wetterlutten.
V on Dipl.-Ing. J. M a e r c k s , L eh rer an d e r Bergschule zu Bochum.
W ährend ü b e r den W i r k u n g s g r a d der n e u e rn S c h ra u benrad-Ventilatoren zahlreiche U n te rs u c h u n g s e rg e b n is s e vorliegen, ist die A u s n u tz u n g d e r P re ß lu fte n e rg ie in S trah l
düsen bisher noch w e n ig erforscht. G e r a d e hier w äre aber die Kenntnis d e r P r e ß lu f ta u s n u tz u n g se h r wertvoll, da die wegen ihrer Einfachheit u n d Billigkeit b e so n d e r s beliebten Düsen einen a u ß e ro rd e n tlic h h o h e n D ru c k luftverbrauch aufweisen. D as L e h rb u c h d er B e rg b a u kunde von H e i s e u n d H e r b s t sagt d a rü b e r : »D er Wirkungsgrad der einfachen S trah ld ü se n ist g e rin g u n d wird kaum m e hr als 1 0 - 1 5 % b e tra g en .« Wieviel sich in dieser Hinsicht erreichen läßt, sollen die n a c h steh en d en Ausführungen zeigen.
D e r i s o t h e r m i s c h e W i r k u n g s g r a d v o n D ü s e n . Die Preßluft n im m t die bei d er V e r d ic h tu n g verbrauchte mechanische Arbeit d u rc h D ru c k s te ig e ru n g auf. Die iso
thermische K om pressionsarbeit, d. h. die z u r V e rd ic h tu n g bei gleichbleibender T e m p e r a tu r a u fg e w a n d te Arbeit, ist in der Zahlentafel 1 für v erschiedene E n d d r ü c k e ange g e b en .
Z a h l e n t a f e l 1.
Enddruck in at Überdruck . . l 2 3 4 5 6 7
Isothermische Kom pres
sionsarbeit für 11 Saug-
luft in mkg . . . . 6,93 10,99 13,86 16,09 17,92 19,46 20,79 Läßt man die Luft nach d e r V e r d ic h tu n g w ie d e r e x
pandieren, so kann sie die aufg esp eich erte Arbeit z u rü c k leisten, was z. B. auch in d er D ü se e in er W etterlutte g e schieht. Die sich a u s d e h n e n d e Luft reißt die Luft in ihrer U m gebung mit u n d fö rd e rt auf diese W eise Luft durch den Luttenstrang, w o b e i sie d u rc h Ü b e r w i n d u n g der Widerstände in der L utten le itu n g A rbeit leistet.
Die W iderstandsarbeit in d e r Lutte ist a b h ä n g ig von der Wettermenge u n d v o n dem G e g e n d r u c k . Bezeichnet man die W etterm enge in c b m /m in mit Q u n d den G e gendruck in mm W S mit h, so ist die W e tte rle istu n g der Diise A = Q - h m k g /m in. K en n t m a n d e n s p e z i f i s c h e n L u f t v e r b r a u c h d e r D üse, d . i . die f ü r die F ö r d e r u n g von 1 cbm Wetter v erbrauchte S a u g lu f tm e n g e in 1, so läßt sich der W irk u n g sg ra d d e r D ü se rech n erisch ermitteln.
Be i s p i e l : Bei 6,0 at Ü b e r d r u c k h a b e eine 4 -m m -D ü s e in einer Lutte von 3 0 0 m m D u rc h m e s s e r u n d 10 m Länge einen spezifischen L uftverbrauch v o n 2 3 1 e rg e b e n . Die Wassersäulenhöhe sei zu h = 12,85 m m b e o b a c h te t w o rd e n . Wie groß ist der W ir k u n g s g r a d ? W e r d e n 231 S augluft auf 6,0 at Überdruck verdichtet, so ist die iso th e rm isc h e K o m pressionsarbeit nach Zahlentafel 1 2 3 - 1 9 , 4 6 = 4 4 8 m kg.
Diese Arbeitsleistung k ö n n te die D ü se theoretisch h erg eb e n . Da 1 c b m W etter auf h = 12,85 m m W S g e d rü c k t w ird, ist die wirkliche W e tterleistung n u r A = Q • h = 1 • 12,85 = 12,85 m kg. D er W ir k u n g s g r a d d er D ü se ist also ri = W e t terleistung : D üsen arb e itsv erm ö g en = 12,85 : 4 4 8 = 0 ,0 2 8 8 , d. h. es w erd e n n u r 2,88 % der theoretisch verfügbaren A rbeit in N u tzarbeit umgesetzt.
Nach diesem R echnungsverfahren hat m a n die D ü s e n leistung in B eziehung zu r isotherm ischen A rbeitsleistung d e r v erbrauchten D ü se n lu ftm en g e g eb ra ch t u n d d a h e r den errechneten W irk u n g s g ra d den i s o t h e r m i s c h e n W i r k u n g s g r a d d e r D ü se genannt.
Die n a chstehend a n g e g e b e n e n W irk u n g s g ra d e (tj) von D ü se n u n d W e tterge schw indigke iten (w) g r ü n d e n sich auf g en au e V ersuche des M a sch in en lab o rato riu m s d e r D resd en e r H o c h s c h u l e ', das die spezifischen Luftver
brauc hsw e rte von D ü se n mit 1, 2 u n d 4 m m B o h r u n g in Lutten von 100, 2 0 0 u n d 3 0 0 m m D u rc h m e sse r bei einer Luttenlänge von 10, 50 u n d 100 m ermittelt hat.
Z a h l e n t a f e l 2. L utten d u rch m esser D = 100 m m , p = 6,0 at Ü.____________________
D üsendurchmesser
mm
1 = 10 m
Luttenlängen
1 = 50 m 1 = 100 m 4
% w
m h
% w m
11
•io w
m
1 1,59 5,32 0,94 2,91 0,68 2,09
2 3,24 10,70 1,88 5,80 1,38 4,06
4 6,74 21,60 3,95 11,70 2,62 8,40
Z a h l e n t a f e l 3. L u tten d u rch m e sse r D = 2 0 0 m m , p = 6,0 at Ü.
D üsendurchm esser
mm
1 = 10 m
Luttenlängen
1 =: 50 m 1 = 100 m '1
°lo w m
*1
°/o w m
4
% w m
1 0,966 3,31 0,695 2,09 0,531 1,57
2 1,98 6,67 1,26 4,21 0,96 3,13
4 4,62 13,60 2,75 8,50 2,10 6,38
Z a h l e n t a f e l 4. L u tte n d u rc h m e sse r D = 3 0 0 m m , p = 6,0 at Ü.
Düsendurchm esser
mm
1 — 10 m
Luttenlängen
1 = 50 m 1 = 100 m 4
°/o w m
n
°/o w m
*1
% w
m
1 0,44 2,07 0.397 1,53 0,352 1,22
2 1,25 4,60 0,98 3,25 0,79 2,53
4 2,88 9,65 2,12 6,64 1,82 5,16
1 vgl. A r l t : U ntersuchungen ü b er W etterführung mittels Lutten, Mitt.
üb er Forschungsarb. 1912, H. 115.
Jsothermische Wirkungsgrade ^ Jsothermische Wirkungsgrade
1028 G l ü c k a u f Nr. 45
Z a h l e n t a f e l 5. L u t t e n d u r c h m e s s e r D = 100 m m , at 0 .
Z a h l e n t a f e l 6. L uttendurchm esser D = 2 0 0 m m , p = 3,5 at Ü.
Luttenlängen
Düsendurchinesser 1 = 10 m 1 = 50 m 1 = 100 m
11 w 11 I
w
11 wmm °/o m % 1
m
°/o m1 0,846 2,47 0,595 1 1,57 0,454 1,17
2 1,87 5,14 1,20 3,22 0,93 2,41
4 3,80 10,40 2,50 1 6,54 1,82 4,86
Z a h l e n t a f e l 7. L u tte n d u rc h m e s s e r p = 3,5 at Ü.
D = 3 0 0 mm,
Düsendurchmesser 1 = 1 0 m
Luttenlängen
l o 50 m 1 = 100 m D üsendurchm esser 1 = 10 m
Luttenlängen
1 = 50 m 1 = 100 m
w 11 w 11 w 11 w 11 w 11 w
mm °/o m % m °/o m mm °/o m °/o m °/o m
1 2 4
1,37 2,87 6,00
3,98 8,20 16,50
0,78 1,74 3,57
2,16 4,44 9,00
0,57 1,27
2,59 'cn'to'cn O O Ul 1 2 4
0,326 1,02 2,52
1,47 3,42 7,31
0,316 0,81 1,86
1,11 2,45 5,09
0,286 0,66 1,51
0,89 1,92 3,94
Abb. 1.
P =
4-mm-Düse, 6,0 at Ü.
Abb. 2. 2-mm-Düse, p = 6,0 at Ü.
1 I
I
-A ~ r \ —
£
ü ic u m
\ *
4 N 0 0 —
V ■ V ,
■ v t 0 0
s ' s
.
TOOrn - -— \
v eo 60 60 100m 100m
-Jsothermische Wirkungsgrade Wettergeschmindigkeiten
Abb. 4. 4-mm-Düse, Abb. 5. 2-mrn-Düse, Abb. 6. 1-m m -Düse,
p —3,5 at U. p = 3 , 5 a t U . p==3> 5 a t Q
Abb. 1 - 6 . Beziehungen zwischen W irk u n g sg ra d un d W e tte rg e sc h w in d ig k e it
Mit den v o rsteh e n d en Z a h le n w e rte n sind die Schau
b ild e r 1 - 6 a ufgeze ichnet w o r d e n , u n d zw ar geben die als volle Linien g e z o g e n e n K urven die isothermischen Wir
k u n g s g r a d e u n d die gestrichelten die W ettergeschwindig
keiten w ieder. Die A bb. 1 - 3 zeigen die Verhältnisse in d er D ü se bei 6,0 at Ü., die A bb. 4 - 6 die bei 3,5 at Ü.
D e r höchste W ir k u n g s g r a d , r| = 6 , 7 4 % , w ird bei der höchste n W e tte rg esch w in d ig k e it, w = 2 1 ,6 0 m (Abb. 1), der kleinste, i] = 0 ,2 8 6 °/o, bei d er g eringsten Wettergeschwin
digkeit, w = 0,89 m, erreicht (Abb. 6).
D a h e r liegt die V e rm u tu n g nahe, daß d er W ir k u n g s g r a d eine Funktion der W e tte rg e sc h w in d ig k e it ist. Sieht man sich die Schaulinien daraufhin an, so e rk e n n t m an bei allen Kurvenpaaren einen gleichartigen Verlauf. Am klar
sten tritt dies in Abb. 4 in Erschei
n u n g , w o sich die gestrichelten Wetter
g e schw indigkeitslinien den voll aus
g e z o g e n e n des W irk u n g sg rad e s dicht a n sc h m ieg e n , d. h. die Abnahme des W ir k u n g s g r a d e s entspricht ganz g le ic h m ä ß ig derjenigen der Wetter
gesch w in d ig k eit. Dieses Verhalten schien m ir darauf hinzudeuten, daß d e r W ir k u n g s g r a d unab h än g ig vom D ü s e n d u r c h m e s s e r u n d vom Lutten
d u rc h m e s s e r lediglich eine Funk
tion d e r W ettergeschwindigkeit sein könnte. Ich h abe daher in Abb. 7 die V ersuchsw erte der Zahlentafeln 2 - 4 (p = 6,0 at Ü.) so aufgetragen, daß die Abszissen die Wetterge
sc h w in d ig k e ite n u n d die Ordinaten die z u g e h ö rig e n W irkungsgrade dar
stellen. Man e rke nnt eine dichte L in ie n g ru p p e , deren mittlere Richtung g e ra d lin ig nach dem Koordinatenan
f a n g s p u n k t zeigt. In derselben Weise ist m it den V ersuchsw erten der Zah
lentafeln 5 - 7 (p = 3,5 at Ü.) ver
fahren u n d die entsprechende Abb. 8 g e w o n n e n w o rd e n .
A us den A bb. 7 u n d 8 ist Abb. 9 entsta n d en , w elche die beiden mitt- lern R ichtungslinien der zwei Linien
g r u p p e n darstellt. Die obere Linie g ib t den Verlauf des Wirkungsgrades bei p = 3 , 5 a t O . , die untere Linie d e n je n ig e n d es W irkungsgrades bei p = 6,0 at wieder. Die Versuchsergeb
nisse e rlau b en also die wichtige
— j - -
— —
-—
——
—
_ E —
- - —
— - —
—
■
L
-ft-w*rrr
— ST
nV— W——H
—ifkr -
i~4 “ -
— l
e c 60 SO
SO
Abb. 3. l - m m : Düse, p = 6,0 at Ü.
100m
m i r r , 7K K J 0 0
<
0 0 '
—
- -
...
W 60
15
1°%
!
5-*
SO 0
100m
8. N o v e m b e r 19 2 4 G l ü c k a u f 10 2 9
Abb. 7. Die W i rk u n g s g r a d e bei p = 6 a t Ü . Schlußfolgerung, daß d e r iso th erm isc h e W ir k u n g s g r a d der Düsen mit der Z u n a h m e d e r W e tte rg e sc h w in d ig k e it u n d mit der Abnahm e des D ü s e n d ru c k e s wächst. A us Abb. 9 liest man z. B., daß bei e in e r W e tte r g e sc h w in d ig k e it von 3 m/sek ein W ir k u n g s g ra d v o n 0 ,9 5 °/o bei p = 6,0 at Ü.
und von 1 , 1 2 % bei p = 3,5 at Ü. zu erw arten ist, während für eine W e tte r g e sc h w in d ig k e it v o n 9 m /se k der W irkungsgrad 2,88 % bei p = 6 , 0 a t Ü . u n d 3,36 % bei p == 3,5 at 0 . beträgt.
Das Ergebnis d e r V ersuche ist nicht allein deshalb b e merkenswert, weil es den a u ß e ro r d e n tlic h schlechten Wirkungsgrad der D ü se n e rk e n n e n läßt, s o n d e r n es bietet auch ein brauchbares Mittel z u r B e r e c h n u n g d er für eine verlangte W etterleistung erfo rd erlich e n D üsenzahl.
B e r e c h n u n g d e r D ü s e n l e i s t u n g .
Die Wetterleistung in d e r Lutte ermittelt m an nach der Formel A = Q • h m kg. D ie W id e r s ta n d s h ö h e h setzt sich
au s d e r statischen u n d dynam ischen D r u c k h ö h e z u s a m m e n : h = h s + h d. Die s t a t i s c h e D ru c k h ö h e h s ist z u r Ü b e r w in d u n g d er m it d e r Luttenlänge w a ch sen den R e ib u n g sw id erstä n d e in d er Lutten
leitung erforderlich. Im L u tten ro h r m u ß also ein vom E n d e nach dem A nfang z u n e h m e n d e r Ü b e rd ru c k die Luftsäule nach dem A u s g a n g schieben. D ie sich mit dem Q u a d r a t der G esch w in d ig k eiten steigern
den R e ib u n g sw id e rstä n d e sind d u rc h V er
suche festgestellt w o rd e n , u. a. von B r a b b é e in glatten E isenrohren bis zu 1000 m m D u rc h m e sse r u n d für Luftge
schw indigkeiten bis zu 20 m/sek. Die A bb. 1 0 —12 zeigen die schaubildliche Z u sam m en stellu n g d e r V ersuchsw erte; die Abszissen geben die Luftgeschwindigkeiten in m /sek, d ie O r d in a te n g e b en h s in m m W S f ü r 1 m R o h rlän g e an. D ie h s= W e r t e w e rd e n in Abb. 10 fü r w = 2 - 8 m, in A bb. 11 fü r w = 8 — 14 m u n d in A bb. 12 für w = 1 4 - 2 0 m W ette rg e sch w in d ig k eit veranschaulicht, u n d zw a r fü r L u tte n d u rch m esser von 250, 3 0 0 , 350, 4 0 0 , 500, 6 0 0 u n d 7 0 0 m m . Die W erte d e r S chaubilder gelten fü r ein spezifisches G e w ic h t d er Luft y = 1,20. F ü r eine an d e re Luftdichte yx sind die W erte n o c h mit dem Koeffizienten k = ( — j 0 ,8 5 2 w ie folgt zu vervielfachen:
für yx = 1,22 1,23 1,24 1,25 1,26 1,27 1,28
ist k 1,014 1,021 1,028 1,035 1,042 1,05 1,057
Die d y n a m i s c h e D r u c k h ö h e h d ist nötig, u m die Luftsäule in B e w e g u n g zu setzen. Z u r E rte ilu n g der G e sc h w in d ig k e it w m u ß h d = — • y m m W S sein. Bei derw 2
E in s tr ö m u n g d er Luft in das L u tte n ro h r erfolgt eine Z u s a m m e n z ie h u n g des Luftstromes. N im m t m an an, d a ß sich d e r Q u e rs c h n itt d e r Luftsäule auf das 0,8 fache des R o h rq u e rsch n ittes verm indert, so w ächst die G e-
w
s c h w in d ig k e it im verengten Q u e rsc h n itt auf = 1,25 w.
Diese h ö h e re G e sc h w in d ig k e it m u ß d u rc h einen entspre- (1,25 w )2 , ^.w2 c h e n d h ö h e r n W a sse sä u le n d ru c k h d = — — — y = ~ 1,6— y erz e u g t w erde n.
D ie in A b b . 13 für y = 1,20 schaubildlich auf-
2
g e tra g e n e n W e rte — y sin d für eine a n d e re Luftdichte y x n o c h m it d e m K oeffizienten k, = ] ^Yx zu vervielfachen,
u n d z w ar ist fü r:
1,22 1,23 1,24 1,25 1,26 1,27 1,28
1,017 1,025 1,033 1,042 1,050 1,058 1,067 A us den S c h a u b ild ern kann m an also h = h s + h d f ü r jede Lutte b ere c h n e n u n d so m it den A rbeitsw ert der
16m/sek
‘ * 6 S 10 12 n
Wettergeschmindigkeiten
•---*0*100mm -----0 * 2 0 0 mm * -----D* 300mm
Abb. 8. Die W irkungsgrade bei p = 3,5 at U.
m m
1 0 3 0 G l ü c k a u f Nr. 45
Wettergeachroindigheilen
Abb. 9. Abhängig keit des W i rk u n g sg ra d e s von der W ettergeschwindigkeit.
W e tte rfö rd e ru n g d urch die G le ic h u n g A = Q • h m k g z a h le n m äß ig feststellen.
D as A rbeitsverm ögen der D üse läßt sich berechnen, w en n m an den D ü se n d ru c k u n d die au sströ m e n d e D üsen luftmen ge kennt. Die d u rc h Versuche ermittelten Saugluftm engen sind in der Zahlentafel 8 verzeichnet.
Z a h l e n t a f e l 8. S au g lu ftm en g en in cbm /st.
Düsendurclimesser
mm 1 at Ü. 2 at Ü. 3 at Ü. 4 at Ü. 5 at Ü. 6 at Ü.
1 1,022 1,546 2,073 2,605 3,146 3 ,667
2 4,00 6,10 8,124 10,30 12,32 14,36
3 8,98 13,47 18,06 2 2 ,6 9 27,40 31,94 4 15,64 23,67 31,75 3 9 ,88 48,17 56,14 5 24,34 36,84 49,41 6 2 ,06 74,95 87,35 0,30
%
I
i
l v
I
_ L L __ _
t [ I _ _
_
7
1
Ü 1
! i"
/
titr
- P
Wettergeschmindigkeiten
- A 7 m/seh 3
1
Die v o rste h e n d e n Zahlenw erte sind in A bb. 14 sc haubildlich aufgetragen, so daß auch die Z w isc h e n w e rte entnom m en wer
d e n k ö n n e n . M an erkennt, daß z. B. eine 4 -m m -D ü s e bei 4 at Ü. eine Luftmenge von 3 9 ,8 8 c b m /s t ausström en läßt, d. s.
3 9 ,8 8 : 6 0 = 0 ,6 6 5 c b m /m in . Da das A rb e itsv e rm ö g e n von 1 1 Saugluft, auf 4 at Ü. verdichtet, nach d e r Zahlentafel 1
16,09 m k g ist, beträgt dasjenige der Düse 6 6 5 • 16,09 = 10 7 0 0 m kg/m in.
N ach A bb. 9 ist d e r isothermische W ir k u n g s g r a d d e r D üse für p = 3,5 at u n d eine vorgeschriebene Wetterge
schw in d ig k eit in d er Lutte von w = 5 m abz ule sen als r) = 1 ,8 7 % , d. h. prak
tisch leistet die D üse n u r eine Ar
beit von 0 ,0 1 8 7 • 10 7 0 0 = 2 0 0 mkg/min.
W ir d n u n v o n d e r Lutte eine Wetter
leistu n g v o n A = Q • h = 4 0 0 mkg/min verlangt, so ist die erforderliche Düsen
zahl ¡ = 4 0 0 : 2 0 0 = 2 .
Eine Lutte von 6 0 0 m m Durchmesser B e i s p i e l
u n d 2 3 0 m Länge soll eine W e tte rm e n g e von 62 cbm/min liefern. Die W e tte r f ö r d e r u n g soll d u rc h eine Düsertvor- ric h tu n g e rfo lg e n ; wieviel D ü se n sind erforderlich, wenn die W etterleistung n o ch bei 3,5 at Ü. sichergestellt sein so ll?
Z u r B e r e c h n u n g d er W etterleistu n g m u ß zunächst die W a sse rsäu le n h ö h e h ermittelt w erd e n , w o fü r die Wetter
geschw in d ig k e it m a ß g e b e n d ist.
Abb. 10. Statische D ruckhöhen bei W ettergeschwindigkeiten
von 2 —8 m/sek. Abb. 11. Statische D ru c k h ö h e n bei W etter g es ch w in d ig k eiten von 8 — 14 m/sek.
8. N o v e m b e r
Abb. 12. Statische
1 9 2 4 G l ü c k a u f
R = 0 ,0 2 2 5 m m W S. R echnet m an das spezifische G e w icht d er G ru b e n lu ft zu y x = l,2 5 , so ist R = k - 0 , 0 2 2 5 = 1,035 • 0 ,0 2 2 5 = 0 ,0 2 3 3 m m W S, fü r 2 3 0 m Luttenlänge
ist d a h e r die statische D r u c k h ö h e h s = 2 3 0 • R = 2 3 0 - 0 , 0 2 3 3 = 5,36 m m W S.
N ach Abb. 13 ist fü r y = l , 2 0 u n d w = 3,65 m die d y n am ische D r u c k h ö h e h d = 0,82 m m W S ; f ü r y x = l,2 5 ist h d = k j • 0 , 8 2 = 1,042 • 0,82 = 0 ,8 5 5 m m . Bei Berücksich
t ig u n g d er Z u s a m m e n z ie h u n g des W e tte rstro m e s beim Eintritt in die Lutte w ird h d = 1,6 • 0 ,8 5 5 = 1,37 m m W S.
Die G e s a m td ru c k h ö h e ist d a m it h = h s + h d = 5 , 3 6 + 1,37 = 6 ,73 m m . Die W etterleistung beträgt also
A = Q • h = 62 • 6,73 = 4 1 7 m k g /m in .
Auf 3,5 at Ü. v erdic h
tet, leistet 1 cbm S a u g luft isotherm isch 15 041 m kg. N im m t m an sicher
heitshalber den für p = 6,0 at Ü. bekannten g e r i n g s t e n W ir k u n g s g r a d d er D ü se an, so erhält m an aus Abb. 9 für w = 3,65 m ii = 1,16 % , d. h. 1 c b m Saugluft lei
stet in der D üse n u r A 0 = 0 ,0 1 1 6 • 15 041 = 174 m k g u n d z u r E rzie
lu n g von 4 1 7 m k g /m in sind A : A 0 = 41 7 : 174 = 2,40 c b m /m in = 144 cb m /st als D ü se n lu ftm e n ge erforderlich. D a eine 3 -m m -D ü se nach Abb.
14 bei 3,5 at Ü. eine D ü senluftm enge von 20,4 c b m /st liefert, ben ö tig t m an also 1 4 4 : 2 0 , 4 = 7 D üse n von 3 m m B o h ru n g .
Abb. 14. D ü sen lu ftm en g e n . Z u m V e r g l e i c h d e r D ü s e n v o r r i c h t u n g m i t e i n e m L u t t e n v e n t i l a t o r sei a n g e n o m m e n , d a ß die d e r v o rste h e n d e n A ufgabe z u g ru n d e g e leg te W ette rm en g e v o n 6 2 c b m /m in auf die d o p p e lte E ntfe rn u n g , also auf 4 6 0 m zu fö rd e rn ist, w o b e i zwei D ü s e n g r u p p e n mit je 7 D ü se n v o n 3 m m B o h r u n g hin terein a n d er arbeiten m üssen.
D e r Luftverbrauch d er beiden D ü s e n g r u p p e n ist dann 2 . 1 4 4 = 2 8 8 c b m /s t o d e r 4,8 c b m /m in u n d d e r spezifische L uftverbrauch 4 , 8 : 6 2 = 0 ,0 7 7 5 c b m = 77,5 1/cbm, d. h. für die F ö r d e r u n g einer W e tte rm e n g e von 1 c b m w ird die a u ß e ro rd e n tlic h h o h e M enge v o n 77,5 1 D ü se n lu ft ver
braucht.
D er S c h ra u b e n -V e n tila to r »W estfalia« d er M a sc h in e n fabrik Westfalia in G else nkirc hen liefert d a g e g e n in einer 5 0 0 -m m -L u tte bei einer Luttenlänge v o n 4 6 0 m eine W e tte r
m e n g e v o n 63 c b m /m in u n d hat, o b w o h l er in einer e n g e m Lutte, also g eg en einen g r o ß e m W id e rs ta n d arbeitet, bei 4,0 at Ü. n u r einen spezifischen Luftverbrauch von 14,4 1/cbm bei einem iso th erm isch e n W ir k u n g s g r a d von
t) = 1 2 , 8 % . Die D ü s e n g r u p p e n a n o r d n u n g v e rb ra u c h t also D ruckhöhen bei W e tte rg e sc h w in d ig k e ite n
von 14—20 m l s tk .
Luttenquerschnitt F = —7t 0 ,6 0 2 = 0 ,2 8 2 7 q m ,
Wettermenge Q ’ = 62
60 1,032 cb m /se k , W etterge-
, . .. , Q ’ 1,0 32 , ,
schwindigkeit w = — = —— —r = 3,65 m/sek.
s F 0 ,2 8 2 7 ’
Nach Abb. 10 ist fü r 1 m R o h rlä n g e u n d D = 6 0 0 m m bei w = 3,65 m u n d y = 1,20 d e r R e ib u n g sw id e rsta n d
25
20
— /
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Wettergeschmindigkeiten
Abb. 13. Dynamische D ruc khöhen bei W e tte r g e s c h w in d ig k e ite n von 2 —20 m /sek
10 3 2 G l ü c k a u f
für dieselbe W e tte rm e n g e die 7 7 , 5 : 14,4 = 5,4fache Luft
m enge, w o r a u s ihre Unwirtschaftlichkeit erhellt.
B e i s p i e l 2: Die W etterm en g e Q = 62 c b m /m in soll bei 2 3 0 m L uttenlänge in einer L uttenleitung von 5 0 0 m m D urc h m e sse r gefördert w erd en ; wieviel D üsen sind erfo r
derlic h?
F - * 0,50* - 0 ,1 9 6 3 q m ; w - — ^ - 5,26 m/sek.
N ach A bb. 10 ist für w = 5,26 m u n d D = 5 0 0 m m R = 0,0 5 7 m m , m ithin hs = 2 3 0 • 1,035 • 0 ,057 = 13,58 mm . Nach A bb. 13 ist für w = 5,26 m h d = l , 7 m m , also für y x = 1,25 u n d 6 0 % K ontraktionsarbeit h d = 1,042 • 1,60 • 1,7 = 2,84 mm . Die G e sa m td ru c k h ö h e ist dann h = h s + h d = 13,58 + 2,84 = 1 6 ,4 2 m m u n d die W e tte r
leistung A = 62 • 16,42 = 1018 m k g /m in. N ach Abb. 9 ist fü r w = 5,26 m der kleinste isotherm ische W ir k u n g s g ra d der D üse r| = 1,67 °/o, d. h. 1 cbm Saugluft, auf 3,5 at Ü. verdichtet, leistet n u r A0 = 0 ,0 1 6 7 • 15041
= 251 m kg. Z u r E rzielung e in e r W etterleistung von 1018 m k g /m in m u ß daher die D üsen lu ftm en g e A : A0
= 1018 : 251 = 4,06 c b m /m in o d e r 24 3 ,6 cb m /st betragen.
Da nach Abb. 14 eine 3 -m m -D ü se bei 3,5 at Ü. eine Luft
m e n g e von 20,4 cb m /st au sströ m en läßt, w erden 24 3 ,6 : 20,4
= 12 D ü se n von 3 m m B o h r u n g benötigt.
Ein Vergleich d e r beiden R ec h nungsergebnisse f ü h rt zu sehr be m erkensw e rten Feststellungen, wie die nachstehende G e g e n ü b e rste llu n g zeigt:
Lutten
durchmesser mm
Lutten
länge m
W etter
menge cbm/min
Zahl der 3 mm- Diisen
Düsenluft
verbrauch cbm/st
Spezifischer Luft
verbrauch l/cbm
Isothermischer W irkungsgrad
°/o 600
500
230 230
62 62
7 12
142,4 243,6
38,7 65,5
1,16 1,67 D anach ist d er isotherm ische W irk u n g s g ra d d e r 5 0 0 -m m - Lutte um 4 4 % besser, der Luftverbrauch d agegen bei derselben W e tterleistung um 7 2 % g r ö ß e r als derjenige der 600-m m -L utte. Die Wirtschaftlichkeit d er D üsen läßt sich m ithin nicht nach dem isotherm ischen W irk u n g s g r a d beurteilen. Z w e c k m ä ß ig e r erscheint es, zum Vergleich d e r D ü se nle istungen die L uftverbrauchsw erte, u n d zw ar die spezifischen Luftverbrauchszahlen heranzuziehen.
Bei g e n a u e r B etrachtung der G le ic h u n g A = Q • h m k g überra scht das g e w o n n e n e E rgebnis nicht. Ist nämlich d er W e rt d e r W id e rsta n d sh ö h e h g roß, so kann fü r d e n selben A rbeitsw ert A der W ert von Q n u r einen kleinen Betrag haben. Bei z u n e h m e n d e r W ettergeschw indigkeit w ächst h mit dem Q u a d r a t der Geschw indigkeit, Q d a g eg en n u r in dem selben Verhältnis wie die G eschw indigkeit.
Eine Z u n a h m e der Luftgeschw indigkeit b rin g t also stets ein starkes A nw achsen des h -W e rte s, dag e g e n n u r eine
g e rin g e S te ig e ru n g des Q - W e r t e s m it sich. H o h e Luft
g e sch w in d ig k e iten sin d d a h e r im langen W etterw eg der g r o ß e n R e ib u n g sa rb e it w e g e n stets unwirtschaftlich. Von de r D üse w ird als W e tte rle istu n g nicht viel Reibungsarbeit, so n d e rn g r o ß e L uftleistung verlangt, so da ß diejenige D ü s e n a n o r d n u n g den V o r z u g verdient, welche die ge
w ü n sc h te W e tte r m e n g e bei kleinster Reibungsarbeit liefert.
Da ab e r d er iso th e rm isch e W ir k u n g s g r a d der D ü s e desto be sse r w ird, je g r ö ß e r die W ettergeschw indigkeit w, also auch je g r ö ß e r h w ird, so ist d er isothermische W ir k u n g s g r a d als W e rtm e s s e r nicht geeignet, weil er im W id e r s p r u c h zu den tatsächlich erw a c h se n d e n Betriebs
kosten, d. h. z u r W irtschaftlichkeit des Betriebes, steht.
W e tte rlu tte n mit v o rg e b a u te n e n g e m Stoßlutten.
U m den Vorteil d er h o h e n W ettergeschwindigkeit zur Erzielung des hö c h sten W ir k u n g s g r a d e s d e r Düse mit dem Vorteil d er gerin g e n L u ftgeschw indigkeit im langen Wetter
w e g zu r E rz ie lu n g kleinster R eib u n g sarb eit zu vereinigen, dürfte es sich e m p feh le n , v o r die eigentliche Wetterlutte gew isserm aß en eine Sto ß lu tte zu setzen, in der eine hohe G e sc h w in d ig k e it w u n d d a m it eine g ro ß e dynamische E nergie erz e u g t w ird , die in d e r anschließenden weiten Lutte bei kleiner R e ib u n g s h ö h e h eine große Wetter
m e n g e Q b e w ältigen kann. D ie A bb. 15 u n d 16 veran
schaulichen diese A n o r d n u n g , die s o w o h l für Düsen als auch für V e ntilatoren E rfolg verspricht.
Z u s a m m e n f a s s u n g .
D u rc h V e rsu c h e ist ein W ir k u n g s g r a d der Strahldüsen von 0 , 2 8 - 6 , 7 % festgestellt w o r d e n . Aus den Ver
s u c h e n w ird w eiter abgeleitet, d a ß d er W irkungsgrad der D ü sen eine F u n k tio n d e r W ettergeschw indigkeit ist, und un te r Z u g r u n d e l e g u n g dieses Erfahrungssatzes ein Ver
fahren zu r B e r e c h n u n g d e r D ü se n za h l entwickelt. Zur E r h ö h u n g d e r W irtschaftlichkeit d e r Sonderbewetterung w ird die V e r w e n d u n g e in e r »Stoßlutte« vorgeschlagen.
D ie Spülversatzanlagen d e s E rzg eb irg isch en S te in k o h le n -A k tie n v e r e in s in Zwickau.
Von Bergassessor F. S c h w a r t z , Zwickau.
(Schluß.) D i e S a n d v e r l a d u n g u n d d i e S a n d w ä s c h e i n
O b e r r o t h e n b a c h .
Die T r e n n u n g des g e w o n n e n e n Sandes in Spül ver
satzgut u n d V erkaufssand b e d in g t auch eine T r e n n u n g der beiden Sorten bei d er Stapelung, so daß zwei Vorrats^
u n d V erladekasten v o r h a n d e n sein m üssen. Der auf rd. 5 m h o h e n S ta m pfeise nbe tonpfe ilern ru h e n d e hölzerne Spül - v e r s a t z s p e i c h e r (s. A bb. 3) ist in der Längsrichtung in zwei Hälften geteilt, v o n d en e n jede durch senkrechte Q u e r w ä n d e w ie d e r in 16 R ü m p fe o d e r Taschen von je
8. N o v e m b e r 1924 G l ü c k a u f 10 3 3
1 3 - 1 4 cbm F a ssu n g s v e r m ö g e n zerlegt w ird. Eine S p eich e r
hälfte enthält d e m n ac h reichlich 2 0 0 cb m Sand, d. h. so viel, wie ein S a n d z u g von 16 W a g e n laden kann. W ä h r e n d die eine Seite der V e rla d e rü m p fe stets ladebereit ist, w ird die gegenüberliegende gefüllt. D ie Länge des Speichers beträgt 25,15 m, die lichte W eite d e r T asc h e n 1,25 m.
Die Sandzüge fahren auf den längs d er V orratsbehälter verlegten Zw eiggleisen u n m itte lb a r an die V erlad e rü m p fe heran. Dann w e rd e n von vier R ü m p fe n die V erschlüsse geöffnet, u n d der Inhalt läuft, d an k d e r Bauart d e r mit 60° geneigten Rumpffläche u n d d e r V erschlüsse, von selbst in vier n e b en ein an d e rsteh en d e Selbstentlader. D er Z u g wird nun um vier W a g e n lä n g e n v ersch o b en , u n d derselbe Vorgang w iederholt sich bei den nächsten R üm pfen.
Abb. 3. S pülversatzspeicher.
Die Bauart der R um pfverschlüsse bereitete zu n äc h st Schwierigkeiten, weil d e r oft klebrige u n d nasse Sand nicht rasch g e n u g in die E ise n b a h n w a g e n lief. D as feinste Gut erfordert sehr g ro ß e D u r c h g a n g s ö f f n u n g e n u n d eine plötzliche, vollständige Ö f f n u n g des V erschlusses, dam it die vom Sand gebildeten G e w ö lb e in sich Z usam m enstürzen.
Die jetzt verwandten, b e w ä h rte n V erschlüsse sind nach zahl
reichen Versuchen fo lg e n d e rm a ß e n g e b a u t w o rd e n . Jeder Füllrumpf besitzt an d er Stirnseite un ten eine 1 ,5 X 1 ,5 m große Öffnung, die eine eiserne V erladeklappe verschließt.
Am obern Ende ist jede K lappe mit W ellen in Lagern drehbar und hän g t in g esc h lo sse n e m Z u s ta n d e schräg nach rückwärts. Zwei W ellen mit je zwei K n ag g en halten die Klappe am untern E n d e in ihrer Stellung. Beim Ö ffnen wird durch einen H ebel w ie d e r die u n te re S perrstange mit den Knaggen gedreht, die K lappe schlägt u n te r dem Gewicht der fast völlig auf ihr lastenden M e n g e von 13 cbm Sand nach vorn u n d m a ch t so auf einm al die gesam te Öffnung frei, w obei sie gleichzeitig als Rutsche für den ausfließenden Sand dient. D a d u rc h ist es in d e r besch rie
benen Weise m öglich, einen Z u g v o n 1 5 - 1 6 S elbstent
ladern durch zwei M ann in n erh alb v o n 4 —5 m in zu beladen.
Die Beladung eines W a g e n s d a u e rt g e w ö h n lic h 10 sek.
Um das Gefrieren des S p ü lg u te s bei F ro st m ö g lic h st zu verhindern, hat m a n d e n S p ü lv ersatz b eh älter d u rc h eine Isolierschicht g egen den E in flu ß d e r Kälte geschützt.
Außerdem besteht die M öglichkeit, D a m p f in den S an d der einzelnen A bteilungen eintreten zu lassen. D ieses V e r
fahren hat aber eine A n fe u c h tu n g d es S a n d e s z u r Folge, die sein Z usam m enfrieren in den E is e n b a h n w a g e n nach sich ziehen kann.
Die n o rm a ls p u rig e n S e l b s t e n t l a d e r , von denen 18 in Betrieb stehen, sind, ähnlich wie die in H e lm sd o rf g e b räu ch lich e n kleinern, für B o d e n e n tla d u n g eingerichtet, Ein W a g e n faßt 20 t = 13,8 cbm bei einem E ig en g ew ich t von rd. 8,9 t. Die W ä n d e des Kastens haben 7 0 ° N eigung, die H ö h e des W a g e n s beträgt von S c h ienenoberkante bis K astenoberkante 2 9 0 0 m m , die ga nz e W a g e n lä n g e 6 3 5 0 m m . Die zweiteiligen B ode nkla ppen sind etw as g e w ö lb t u n d w e rd e n d u r c h S c h n e c k e n ü b e rtra g u n g mit einem H a n d ra d geöffnet. Die E n tla d u n g eines W a g e n s w ird von einem M ann in 15 sek ausgeführt, so daß die E n tleeru n g eines Z u g e s u n g e fä h r 1 2 - 1 5 m in in A n sp ru ch nim m t.
Tritte an d er A ußenseite des W a g e n s erlauben, etw a fest
gefrorene S a n d m e n g e n von o b e n a b zu sto ß en . D er Ü b e l
stand des Festfrierens hat sich bish er w e d e r d u rc h die e rw ä h n te n M a ß n a h m e n n o ch d urch A n b r in g u n g von H e iz anlagen an den W a g e n verm eiden lassen, so daß die E n tla d u n g bei Frost m a nc hm al bis zu einer S tu n d e dauert.
Da täglich oft 6 0 0 - 8 0 0 cbm Sand zur V erlad u n g k o m m e n , ist auch eine völlige A b tro c k n u n g des bergfeucht in den V orratsbehälter g e la nge nden Sandes u n m ö g lich .
D e r Speicher für den V erkaufssand hat im mittlern Stockw erk sechs A bteilungen fü r je 3 0 cbm R o h san d u n d e b e n so viele mit gleichem F a ssu n g sra u m für die einzelnen Sorten. Die geb räu ch lich e n R undschieberverschlüsse w e r
den d urch Z a h n ra d u n d Z ahnsta nge betätigt. D e r du rch K ippen d e r Seilbahnw agen in die R o h sa n d rü m p fe gebrachte Sand g eh t von da aus nach Bedarf du rch eiserne Rinnen u n d auf einem F ö rd e rb a n d in die im E rd g e sc h o ß liegende B ech erg ru b e eines Becherwerkes, das ihn d er ersten Scheidetrom m el im O b e r g e s c h o ß zuhebt.
Z u r E rzielung eines einw andfreien V erkaufserzeug
nisses, das b e so n d e rs für die B etonherstellung u n d in den g r ö b e r n Sorten als Stopfkies gu ten Absatz findet, w ird d er Sand d u rc h W asch e n von den noch anhaftenden T o n - u n d Lehmteilen befreit u n d klassiert. D er R ohsand enthält etw a 6 0 % feines G u t bis zu 3 m m K o rn g rö ß e , 2 0 % mittleres G u t von 3 - 1 0 m m K o rn g rö ß e , 7 % g ro b e s G u t ü b e r 10 m m K o rn g rö ß e sow ie 1 3 % T o n u n d Lehm.
Im Jahre 1909 w u rd e ü b er dem Speicher des V erkaufs
san d es eine S a n d w ä s c h e , Bauart Exzelsior, für 10 cbm S tu n d e n le istu n g aufgestellt, die sich jedoch s ch o n nach Jahresfrist infolge d e r starken N achfrage nach g e w asc h e n em Sand als u nz ulänglich erwies. Eine da raufhin eingebaute W ä sc h e der B adischen M aschinenfabrik D urlach für 30 cbm S tu n d e n d u rc h sa tz befriedigte nicht, b esonders, weil sie die g r o b e n Sorten nicht rein a usw usch u n d zuviel v o n dem w ertvollen F einsand verlorenging. So schritt m an 1912 zu m Bau einer W äsc h e d er M aschinenfabrik Bavaria von 4 0 c b m stündlicher Leistung, n eb en d e r die D u rlacher W ä sc h e als Aushilfe belassen w urde.
Das G u t w ird im U n terw asserstrom g e w asch e n u n d getrennt. Die W ä sch e besteht in d e r H a u p tsa c h e aus zwei g ro ß e n W asc h tro m m e ln . In d er ersten T r o m m e l v o n 7,25 m Länge u n d 2,5 m D urchm e sser, die bei l a n g sam er U m d r e h u n g von dem gesam ten W a s c h g u t d u r c h laufen w ird, tritt du rch A n o r d n u n g verschieden g elo c h te r Siebe eine T r e n n u n g in die K o r n g r ö ß e n von m e h r als 6 0 m m , 2 0 - 6 0 m m u n d u n te r 2 0 m m ein. D as g rö b s te G u t g e h t ü b e r einen kreisenden Lesetisch v o n 2,5 m
D urchm esser, auf dem von H a n d die g r o ß e m T o n k lu m p e n ausgelesen w erden, u n d fällt nötigenfalls z u r w eitern Z e r
klein eru n g auf einen Steinbrecher, den ein 1 5 -P S -M o to r antreibt. D a n n w ird das G u t, e b e n so wie das von 2 0 - 6 0 m m K o rn g rö ß e, in die betreffenden Vorratskasten geleitet. Das W a sc h g u t u nter 2 0 m m K o r n g rö ß e gelangt in die tieferstehende zweite W a sc h tro m m e l von 8,5 m Länge u n d 3,25 m D urchm esser. Diese tre nnt w ied er in drei G rö ß e n , näm lich 10 — 20 m m , 3 — 10 m m u n d u nter 3 m m . Bei b eiden V o rric h tu n g e n erfolgt die T r e n n u n g nach dem G egen stro m v erfah ren , indem das W a s c h w asser an der d e m Eintritt des G u te s entgegengesetzten Seite zufließt u n d so dem W e g e des W asch g u tes e n tg e g e n ström t. D er A ustrag erfolgt durch S chöpfbec he r mit feiner d e r E n tw ä sse ru n g d ien en d er D u rc h lo c h u n g . Die G r ö ß e n 3 - 1 0 u n d 1 0 - 2 0 m m kann m an nach Bedarf z u r weitern Z erk lein eru n g ü b e r ein W alzw e rk führen, das b e so n d e rs feinen B etonm ischsand herstellt.
D er A b g a n g der W a sc h tro m m e l w ird auf einer Fein
k orn w asch m asch in e no ch m als g etrennt u n d d e r d o rt g e w o n n e n e Sand dem K orn v o n 0 - 3 m m zugesetzt, w ä h r e n d d e r in dieser V o rric h tu n g n o c h a b g e h e n d e Feinsand u n d die F einschläm m e des W assers du rch ein teils innerhalb, teils a u ß erh alb der W äsch e stehendes fünfteiliges G erin n e laufen, w o sich die festen Bestandteile d e r T r ü b e n o c h m öglichst niederschlagen. Das W asser mit den darin v erbleibenden F einschlam m rückständen gelan g t z u r e n d gültigen K lärung in g r o ß e Schlammteiche.
D er g em einsam e A ntrieb der beiden g ro ß e n W a s c h tro m m e ln erfordert etwa 20 PS. F ü r die gesam te W äsc h e ist ein 3 8 -P S -M o to r aufgestellt. Z u r V e rla d u n g des g e w a schene n u n d a b g e z o g e n e n o d e r bei starkem V orrat zu eb e n e r E rde gestapelten Sandes ist ein A ufz ug mit einem 15-P S -E Ie k tro m o to r vo rh a n d e n . Die S andw äsche bedarf fü r 1 cbm durchgesetzten R oh san d e s 5 cbm W asser, das au s einem 3,5 m tiefen B runnen unm ittelbar n eben der in d er N ähe vorbeifließenden M ulde e n tn o m m e n wird. Z u m H o c h p u m p e n dieses W asc hw a ssers stehen am Flußufer in einem gem einsam en P u m p e n h ä u s c h e n zwei v o n je einem 3 0 -P S - M o to r angetriebene einstufige K reiselpum pen mit 1,9 cbm Leistung je min.
D as verbrauchte W a sse r gelangt, wie schon erw ähnt, in eine Reihe von Klärteichen, in denen sich die F ein sch lä m m e niederschlagen. Diese w erd en nach A n fü llung des betreffenden Teiches v o n H a n d ausgeschlagen u n d finden w egen ihrer b e s o n d e rn G ü te V e r w e n d u n g in einem Scham otte- u n d D achsteinw erk. Die drei Klärteiche haben einen beträchtlichen F a s su n g sr a u m ; ein A nfang 1911 h e r
gestellter faßt ü b e r 6 0 0 0 cbm , d e r letzte, im April 1912 angelegte, 15 0 0 0 cbm .
D i e S p ü l v e r s a t z a n l a g e n b e i d e n S c h ä c h t e n . Die beim V e r t r a u e n s c h a c h t i n S c h e d e w i t z au s O b e r ro th e n b a c h a n la n g e n d e n S an d z ü g e w erd en in der s c h o n b eschriebenen W eise entleert. Das S p ü lg u t fällt d u rc h einen zw ischen den Gleisen ausge sparten Flacheisen
rost mit 0,3 m Rostweite. D am it im W in te r nicht g rö ß e re z u s a m m en g efro re n e K lu m p en zw ischen dem Gleis auf dem Roste liegenbleiben, läßt sich ein Stab um den än d e rn h e rau sn eh m e n u n d d a d u rch die W eite d e r D u rchfa llöffnung verdoppeln. D er Stapelplatz für die Spülversatzanlage
befindet sich u n te r d e r auf e in e r u n g e fä h r 5 m hohen Weg
ü b e r f ü h r u n g verlegten B ahnlinie (s. Abb. 4). Auf 20 m Länge ist eine S tü tzm au er a u s B eton errichtet w o r d e n , die als rück
w ärtiges W id e r la g e r fü r die d u rc h verstärkte Quermauern gebildeten drei Behälter dient. D as Fassungsvermögen dieser drei mit nach v o rn sc h rä g zu lau fe n d en Boden ver
sehene n Becken b e trägt reichlich 5 5 0 , 6 0 0 u n d 400 cbm.
D e r B o d en d er S an d b e ck e n ist m it festen u n d glatten Klinkern gepflastert, die das S p ü lg u t u n te r dem Wasser
strahl g u t ru tsch en lassen u n d g e g e n diesen widerstands
fähiger sind als d e r zuerst v o rg e s e h e n e Betonboden.
D as S p ü lg u t be steht e n tw e d e r a u s reinem Sand, wie ihn 'die von O b e r r o th e n b a c h k o m m e n d e n Z ü g e bringen, o d e r aus ein e r M is c h u n g v o n S an d m it W aschbergen, die
Abb. 4.
Spülversatzanlage beim V e r trau e n sch a ch t in Schedewitz.
nach dem E rg e b n is lä n g e r e r praktischer Versuche den besten Versatz abgibt. D as M ischungsverhä ltnis ist ziemlich verschieden. Es b esteht n a türlich a u c h die Möglichkeit, n u r mit W a s c h b e rg e n zu sp ü len , ein Verfahren, das b e so n d e rs au s Sparsam keitsrücksichten in solchen Abbauen a n g e w e n d e t w ird, ü b e r d e n e n die O berfläche weniger wert
volle Baulichkeiten aufweist, f ü r die d er Spülversatz nicht b e h ö rd lic h v o rg e sc h rie b e n ist.
V o r jed em d e r sich nach v o rn verjüngenden Becken steht ein K ö rtin g sc h es S tra h lro h r fü r Druckwasser, dessen Strahl von H a n d auf de n S p ü lg u th a u fe n gelenkt wird. Die Strah lro h re sind bis zu 25 at belastungsfähig, arbeiten a b e r im allge m e inen m it 5 —7 at u n d ström en in der Minute u n g e fä h r 4 c b m P re ß w a s s e r aus. Die 1435 mm langen M u n d stü ck e tragen v o rn die D ü se v o n 10 m m Länge und 41,5 m m D u rc h m e sse r, d ere n Strahl das S pülgut mit voller W u c h t trifft. D er seitliche A u ssc h la g eines Mundstückes ist so b em essen, d a ß d e r Strahl b e q u e m bis in die äußersten W in k el d e r Becken greifen kann. D er Ausschlag nach o b e n u n d un ten b e trä g t 28 b i s 3 0 ° . Die Strahlrohre sind auf g u ß e ise rn e F u ß p latte n a u fg e s c h ra u b t u n d werden von je einem M a n n e bedient. D er W asserstrahl greift den Spül- g u tb e r g se h r g u t an u n d d a s W a s s e r m ischt sich innig mit d e m S p ü lg u t zu ein em dicken, zähflüssigen Brei, der auch g r ö ß e re Stücke a u fn im m t. D e r Strahl reißt sofort eine Rinne, in d e r d a s G e m is c h fortgleitet, u n d wirkt auf den S p iilg u tb e rg u n te r s c h rä m e n d . Z u r F e rn h a ltu n g größerer Steine u n d T o n k lu m p e n , die die S pülleitungen verstopfen, v e rschm ieren o d e r b e sc h ä d ig e n k ö n n te n , läuft das Spülgut d u rc h ein en R ost v o n 5 0 m m M aschenw eite. Die auf diesem
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zurückbleibenden Steine u sw . w e r d e n m it Hilfe eines von Hand ü b e r die R oste fa h rb a re n , elektrisch betrie be nen Drehkranes von 4 m A u s la d u n g bei 8 m H u b h ö h e entfernt.
Ein Kippkübel mit einer H u b g e s c h w in d ig k e it v o n 2 5 m / m i n und 0,35 cbm Inhalt w ir d v o n ein em gekapselten D r e h strommotor von 5,5 P S u n d 5 5 0 V S p a n n u n g betrieben.
Das H ubw e rk hat am Lasthaken 4 0 0 0 kg Tragkraft. D r e h werk und F ahrw erk w e r d e n d u rc h H a n d k u rb e la n trie b betätigt; das K ippen d e r Steine in d a n e b e n auf einem Gleis stehende H u n d e erfolgt nach b e e n d e te m A u fzu g u n d Drehung durch H e b e la u slö su n g .
Für die Beschaffung des D ru c k w a sse rs sind zwei H o c h druckkreiselpumpen d er F irm a G e b r ü d e r G e b a u e r in Berlin vorhanden, von d en en eine vierstufig u n d im stande ist, in der Minute 4 cbm W a sse r beim S p ü lb e trieb mit Massen, 6 cbm Wasser bei reinem W a sse rsp ü le n (Vor- u n d N a c h spülen) zu bewältigen. Sie ist m it einem auf derselben Grundplatte stehenden 1 4 0 -P S -M o to r d u rc h elastische Kupplung unm ittelbar v e rb u n d e n u n d erfo rd ert bei einem Wirkungsgrad von 7 0 % u n d 1 4 5 0 U m d r e h u n g e n 135 PS, um das ihr zugeführte W a sse r auf d e n H ö c h s td ru c k von 12 at zu pressen. D e r S augstutze n hat 2 7 5 m m , der Druckstutzen 190 m m D u rc h m e sse r. D e r D r e h s tr o m motor für 2 0 0 0 V S p a n n u n g ist m it ein em Schleifring
anker und Schaltwalzenanlasser versehen. G e n a u dieselbe Motorenart w ird für den A n trieb d e r zweiten, a b e r e in stufigen P u m p e verw endet. D ruck- u n d S augstutzen h ab en dieselben A bm essungen w ie die d er ersten P u m p e .
Die gemeinsamen Saug- u n d D ru c k le itu n g e n d e r beiden Pumpen haben 190 m m D u rch m esser. D as W a s s e r läuft den Pumpen aus h ö h e r g e le g e n e n Behältern unm ittelbar zu. Teilweise ist es u n r e in e s F lu ß w asser, in d er H a u p t sache aber aus der G r u b e z u r ü c k g e p u m p te s u n d u n te r
tage geklärtes Spülw asser, so d a ß d e r g r ö ß te Teil des Wassers einen Kreislauf macht. Die W asse rb e h ä lte r in der Nähe der Spülanlage fassen in sg e sa m t 1 0 5 0 cbm .
Zur Feststellung d e r D u r c h f lu ß m e n g e ist in d er P u m p e n druckleitung ein W o l tm a n n - W a s s e r m e s s e r v o n Siem e n s &
Halske eingebaut. D u rc h die L e itu n g fließen beim Spülen durchschnittlich 4 — 5 c b m /m in u n d in seltenen Fällen, beim gleichzeitigen A bspritzen m it zwei S trah lro h re n , bis zu 10 cbm/min. Die S teigleitung d e r P u m p e n läßt sich durch einen von H a n d z u b e tä tig e n d e n A b s p e r rs c h ie b e r verschließen.
Nachdem das mit D ru c k w a s s e r a b g e sp ritz te S p ü lg u t durch die Roste u n terhalb d e r B ecken ab g e lau fen ist, w ird es von je einer S pü lle itu n g a u f g e n o m m e n u n d läuft darin dem für alle drei A b sp ritz e in ric h tu n g e n g e m e in s a m e n Spül- schachte zu. H ier w ird im M ischtrichter, e in e m 3 m tiefen, ausbetonierten Becken, an dessen U nterteil die G r u b e n leitungen anschließen, m it d e n P u m p e n n o c h W a s s e r z u gesetzt. In den g e n a n n te n Sc h ac h t m ü n d e t ü b e r dem Mischtrichter ein R o h r v o n 2 0 0 m m lichter W eite au s der Wäsche, mit dessen Hilfe m an W a s c h b e r g e u n m itte lb a r aus der Wäsche verspülen kann. W e n n in diesem Falle ein Strahlrohr n u r Sand abspritzt, läßt sich im M isc h trichter am Schachtkopfe je d e r g e w ü n s c h te M is c h u n g s grad von Sand u n d W a s c h b e rg e n erzielen. Im allg em ein e n wird jedoch die M is c h u n g z w isc h e n S a n d u n d W a s c h bergen dadurch hergestellt, d a ß die f ü r d as M is c h u n g s verhältnis vorgesehene W a s c h b e r g e m e n g e in das z u m Teil
mit S an d gefüllte Becken m it F ö rd e r w a g e n gestürzt w ird u n d die M isc h u n g sich beim A bspritzen vollzieht.
D e r 22 m tiefe, seigere S p ü lsch ac h t n im m t die drei einzeln a b sp e rrb a re n S p ü lro h rs trä n g e auf, die nach ver
sc hie denen G r u b e n p u n k te n führen. Die S p ü l r o h r l e i t u n g e n bestehen au s nahtlosen S tah lro h re n der B ism arckhütte in O bersch lesie n m it 165 m m ä u ß e rm u n d 150 m m lichtem D urchm esse r, die eine durchschnittliche L änge v o n je 4 m h a b en u n d m it aufgesc hw e ißtem B u n d u n d Flansch versehen sind. N a ch einer g ew issen Zeit w e rd e n die R o h re gedreht, so daß die d u rc h das S pülen abg en u tz te untere Seite nach o b e n k o m m t. B evor m an sich fü r diese Stahlrohre als die für das verw endete S p ü l
g u t geeignetsten entschied, w are n V ersuche m it patent-
Abb. 5.
Spülv ersatzanlage der Betriebsabteilung Bockwa.
g e schw eißten S tahlrohren, G u ß e ise n - u n d F lu ß eisen ro h ren so w ie m it verschiedenen A u sfütterungen g e m ac h t w o rd e n . V o n den in G e b ra u c h g e n o m m e n e n F ü tte ru n g e n (D iam ant
stahl, Eisen, Schamotte, Porzellan, T o n u n d H arth irn h o lz) h a b e n sich Scham otte u n d Porzellan dem Verschleiß g e g e n ü b e r als die w iderstandsfähigsten erwiesen. Die längere H altbarkeit w o g jed o ch nicht den bald auftretenden N a c h teil auf, d a ß das Futter bei dem u n verm eidlic hen Auf
schlagen der R o h re w ä h r e n d der B e fö rd eru n g u n d des E in b a u s o d e r b e s o n d e r s bei hartem , g ro b e m V ersatzgut z ersp ra n g u n d zu stark stö re n d e n V ersto p fu n g e n d e r ganzen S p ü lle itu n g A nlaß gab. A u ß e r k reisrunden R o h re n stehen teilweise auch e iru n d e S p ü lro h re mit starkem Eisenfutter in G e b ra u c h , die sich ebenfalls b e w ä h rt haben.
Die L eitungen führen in einer 2 2 6 m langen Strecke mit 7° Gefälle nach d em V ertrauenschacht, in den die mit ellip
tischen, eisenverstärkten Z e m e n tro h re n von 1 ,0 0 X 1 ,5 0 m Q u e r s c h n itt a u sg e b a u te Strecke 61,5 m u n te r d er H ä n g e b a n k m ündet.
Die südöstlich von den A ltgem eindeschächten gelegene Spülversatzanlage d e r B etriebsabteilung B o c k w a zeigt im w esentlichen dieselbe E in ric h tu n g (s. Abb. 5). Sie hat g rö ß e re A u sm a ß e u n d n u r ein Becken z u r A ufnahm e von 8 0 0 0 cb m u n te r ein e r auf zwei eisernen F ac h w erkpendelpfeilern ru h e n d e n Brücke v o n 6 0 m Länge u n d 14 m H ö h e . D e r A b stu rz ro st e ntspricht d em des V ertrauenschachtes. Auf d e n vier je 4 9 ,2 m la n g e n F lach e ise n h ä n g e rip p e n liegen mit je 6 0 cm Z w is c h e n ra u m 1,1 m lange eiserne Q u e r rippen, die gleichzeitig die h ö lz e rn e n E ise n b a h n sc h w e lle n tragen. Die Sohle des Beckens ist u n te r 8° nach den S p ü lr o h r e n zu g e n e ig t u n d b esteht u n te r d e r S pülm a sse n-
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a b la g e ru n g aus Stam pfbeton, v o r dieser auf der Spülfläche aus Stahlestrich. U nte r dem 47 q m g ro ß e n S p ü lro st mit 6 0 X 6 0 m m Lochw eite ist die unter 1 5 ° geneigte Sohle mit Schlackensteinen belegt. D aran schließt, ebenfalls mit 15° N e ig u n g , eine 8 m lange Rohrstrecke in Eisenbeton nach d em 51,4 m tiefen Spülschacht an, der 2,5 m lichten D u rch m esser hat u n d in 0,25 m starkem Eisenbeton a u s g e b a u t ist. Die Rohrstrecke w ird an ihrem o b e rn E in g a n g d urch eine B etonm aue r abgeschlossen, in d e r sich die mit A bsperrschiebern versehenen, 1,1 m langen u n d 0,5 X 0,5 m weiten Einläufe für zwei S pülleitungen b e finden. Diese h aben lichte D urchm e sser in der Rohrstrecke v o n 3 0 0 m m , im Spülschacht von 2 0 0 m m u n d weiter
hin von 150 m m . Die eine S pülleitung dient fü r den o b e rn M uldenpfeiler, die andere für den an die Betriebs
abteilung Schedewitz a n g ren zen d e n Feldesteil un te r der Schedew itzer K am m garnspinnerei u n d un ter dem alten
D orfe B ockw a mit der Kirchenfeste.
Z u m Spülen w erden M uldenw asser u n d das im Schlammteich geklärte G ru b e n - u n d Spülw asser in einen ehem aligen K ühlturm behälter von 3 0 0 cbm Inhalt g e p u m p t.
D urch Einleitung des Einspritzwassers des K om pressor- K ondensators w ird das Spülw asser erw ärm t. Das Spritzen erfolgt ebenfalls aus drei K örtingschen S trahlrohren mit Stell- u n d K linkvorrichtung zum zeitweiligen Feststellen des Spülstrahls. Das P reßw asser liefert eine zweistufige K reiselpum pe der Carlshütte in Altwasser mit schaufellosen Leiträdern. Die P u m p e leistet 4 c b m /m in ; das ihr aus dem Behälter zufließende W asser w ird auf l Oa t gepreßt.
D a von der Betriebsabteilung Bockw a aus b e trieb
lichen G r ü n d e n erheblich m e h r gespült w ird als von der Betriebsabteilung Schedewitz, reichen die in d er Altge
m einde-W äsche fallenden W a sch b erg e nicht aus, w ä h re n d die Betriebsabteilungen Schedewitz u n d Z w ickau m e h r W asc h b e rg e liefern, als do rt verspült w erden können.
Aus diesem G r u n d e w erden täglich bis zu 2 0 0 cbm W a sc h b e rg e von diesen beiden A bteilungen nach Bockwa befördert, u n d zw ar von d er Betriebsabteilung Zwickau in Staatsbahnw agen, zu deren E ntleerung am nördlichen En d e der A bsturzbrücke die Firm a H einzelm ann & Sparm - b e rg in H a n n o v e r eine m aschinenm äßige E n tladevorrich
tu n g aufgestellt hat, u n d von der Betriebsabteilung Schede
witz in B odenentladern, die auf ihrem R ückw ege Kokskohle aus der B ockw aer W äsche nach d e r Kokerei in S c h ed e
witz b ringen.
Die mit einem S trahlrohr in der Zeiteinheit v e r s p ü l t e M e n g e ist je nach den U m ständen g a n z verschieden.
M a ß g eb en d ist einmal das g e w ü n sch te M ischungsverhältnis des Spülgutes, ferner die Lage des z u z u sp ü len d en A b baues. Auf weitere E n tfern u n g en m u ß natürlich die Spül- m en g e g e rin g e r sein als auf kürzere. Auch die Teufe u n d die Lage d er S pülro h rleitu n g en (K rü m m u n g e n usw.) sind hierbei zu berücksichtigen. Im Mittel w e rden in S chede
witz 6, in Bockwa 3 c b m /m in mit einem Strah lro h r verspült.
U m fangreiche V ersuche haben n e u e rd in g s in b e z u g auf den W asserzusatz, d e r ebenfalls von den a ngeführten U m ständen abhängt, ergeben, d a ß das geeignete M isc h u n g s
verhältnis für ein S p ü lg u t au s 60 % Bergen u n d 4 0 °/o Sand etwa zwei Teile W asser u n d ein Teil S p ü lg u t ist.
Z u r V e rm e id u n g von Leitungsverstopfungen w ird nach jedem S pü lv o rg an g , d er im Mittel 3 0 0 - 4 0 0 c b m Massen
befördert, n o c h b is z u 10 m in mit reinem W asser nach
gespült, so d a ß die b e n u tz te L e itu n g frei v o n etwa zurück
geb lie b en em S p ü lg u t w ird. A uch v o r B eginn des Spülens ü b e rz e u g t m an sich d u rc h eine bis z u 5 m in dauernde A b g a b e von reinem W asser, d a ß die Leitungen in Ord
n u n g sind. Erst w e n n das W a s s e r diese ganze Zeit lang e inw andfrei im A b b a u au sg e trete n ist, w ird die Aufgabe des S p ü lg u ts d u r c h F e r n s p re c h e r v o n d e m zu verspülenden A b b a u au s verlangt. H ie ra u s erhellt schon, daß ein aus
g e d e h n te s S p ü lfern sp re ch n etz die g a n ze G ru b e durch
zieht. Bei d e r B e trieb sab te ilu n g Schedew itz liegen unter
tage 18, bei d er B etriebsabteilung B ockw a 3,6 km Fern
sp rechleitung, die in d e r H a u p ts a c h e dem Spülbetrieb u n d den da m it z u s a m m e n h ä n g e n d e n Arbeiten dient.
Die S p ü lle itu n g e n w e r d e n in den Strecken unter den K appen verlegt u n d B ie g u n g e n d u rc h R o h rk rü m m er über
w u n d e n . D as lenkbare A u s g u ß r o h r am E nde der Spül
leitu n g fü h rt m an m ö g lic h st w eit in den A bbau hinein.
D er zu v e rsp ü le n d e A b b a u w ird kurz vo rh er möglichst a usgera ubt, n a c h d e m er an allen offenen Seiten durch A n b r i n g u n g von S ch w a rte n v e rsc h la g z u r Aufnahme des Sp ü lg u te s v orgerichtet w o r d e n ist. U m auch den Fein
sc h lam m im A b b a u festzuhalten, w e rd e n die Verschlage oft n o c h m it Versatzleinen abgedichtet. V ersuche haben erge
ben, d a ß d a d u rc h die zu rü c k g e h a lte n e Versatzmasse eine E r h ö h u n g bis zu 15 % erfährt. Bei k n ap p em Raum in den K lärörtern w iegt d e r Vorteil, d a ß diese entsprechend länger in Betrieb bleiben k ö n n en , die nicht unerheblichen Kosten dieser A b d ic h tu n g auf.
W o es a n g ä n g i g ist, w ird d er Spülversatz zur Er
s p a r u n g d e r L ä ngsversc hlä ge un m ittelb a r bis an den K o h le n sto ß eingebracht, w o b e i n u r die Abdichtung der o b e rn u n d u n te rn A b b a u z u g a n g sstre c k e n nötig ist. Da sich d a d u rc h das W a s s e r im A b b a u der geneigten Flöze anstaut, verlegt m a n v o r B eginn des Spülens, um das dichte A u ssp ü len bis an das D ach zu ermöglichen, an d er A u s m ü n d u n g d e r S p ü lle itu n g bis an das untere E n d e des A b b a u e s na h e dem D ach e G efluter von Schwarten, die allerdings z u m g r ö ß te n Teile im Versatz verlorengehen.
Bei d e r oft s ö h lig e n F lö z a b la g e ru n g in Bockwa muß der A b b a u a u ß e rd e m d u rc h E r r ic h tu n g von verlorenen, vom D ach bis z u r halben O r t s h ö h e reiche nde n Querverschlägen in einzelnen A bschnitten z u g e sp ü lt w erden.
D as W a sse r läuft d u rc h den u nte rn Verschlag in die d a ru n te rlie g e n d e W asserstrecke ab, in der es zu den S c h la m m ö rte rn gelangt, ln diesen, die natürlich tiefer als d e r zu v e rsp ü le n d e A b b a u liegen müssen, sind nach der A u s k o h lu n g H o lz - u n d Bergepfeiler gestellt worden, zw ischen d e n e n sich d e r v o m W a sse r mitgeführte Fein
sch lam m u n te r v o llstä n d ig e r A u sfü llu n g der Hohlräume mit d e r Zeit ablagert. D as g rößtenteils vom Schlamm befreite W a sse r w ird an d e m o b e r n Eintritt zu den Schlamm
örtern v o n P u m p e n g e h o b e n . Meist führt man es noch nach g r o ß e m , in d e r N ä h e d er Schächte gelegenen Klär
örtern, in d en e n sich nach u n d nach auch die feinsten S chlam m teilchen absetzen, so d a ß diese Kläranlagen in g ew issen Z eitabständen a u ß e r Betrieb zu setzen und zu reinigen sind. Bei den Schächten d e r Betriebsabteilung S chedew itz w e rd e n die in den g r o ß e n Klärbecken ge
sam m elten W a s s e r d u r c h K re ise lp u m p en nach einem gemein
sam en W a s s e ro r t g e h o b e n , d as bei Schacht 11 in 375 m
